初识python教案青岛版八年级_川教版（2019）八年级上册 信息技术 2.1 初识人脸 教学设计...

川教版(2019)八年级上册 信息技术 2.1 初识人脸 教学设计

“初识”人脸

一、教材与学情分析

这一单元的内容是讲人脸识别，而且这项技术在生活中运用非常广泛。本节课是此单元第一课，让学生了解机器定位人脸的过程。虽然程序是用 python 编写的，但是此单元的编程难度非常高，对学生的要求更多的只是一个体验过程，通过程序了解人脸定位的步骤，修改程序的一些参数，体验式学习。

二、教学目标

1、知识与技能

了解人脸定位的基本过程

了解分类器的作用

2、过程与方法

通过多个体验活动让学生了解人脸定位。

3、情感态度与价值观

激发学生对人脸识别的好奇心和兴趣，以及人脸识别对信息社会的责任体现。

三、教学重难点

1、了解人脸定位的基本过程

环节

教师

学生

设计意图

生活中的

人脸识别

【引入】

师：同学们玩过抖音吗？那有没有自己拍摄过？里

面提供的拍摄功能特强大，比如，有一个道具功能，

我就特别喜欢，就是给头像添加道具，比如猫耳、

白胡子，你们有没有尝试过？有些同学可能没体验

过，没关系，我们请 2 个同学上来体验一下。

(现场体验：人脸定位的实际应用(抖音APP 拍摄里的道具功能)，用电脑同屏、投影展示)

【生活中的人脸识别】

师：这是个非常有趣的功能，你们觉得这是运用到

了什么技术？(预设答案：人脸识别)

师：人脸识别是人工智能领域的一个方面，在我们

生活中随处可见，应用也很广泛。同学们，你们来

谈谈生活中你们看见过的哪些人脸识别技术。

学生分享后，PPT 展示图片：刷脸支付、测温棚、演唱会抓人……(尤其点拨学校抗役中人脸识别、

警察破案中的人脸识别)

现场展示：两

位学生当模特

( 男 女 各 一

位)，展示头像

道具功能

交流分享：生

活中的人脸识

别应用

通过学生熟

悉的 APP 及

现场演示，

激起学生兴

趣

引出人脸识

别

潜移默化传达人脸识别

的信息化责

任

机器如何

【人脸识别的简单原理】

2、人脸定位的基本步骤及程序体验四、教学过程

进行人脸

识别

师：人脸识别确实方便了我们的生活，那它是怎么

认出我们的脸的呢？(给出一张学校女排获奖集体

照，学生会不由自主寻找认识的老师或同学)

师：比如这么一张图片，有没有你熟悉的人？那么，

你是怎么确认他们的呢？(学生回答)

师：那如果是机器，它又会怎么认出一个人？现在，

我们通过一个小视频，来简单了解一下人脸识别的

原理。(观看视频)

学生发散思维

思考、回答

观看、思考

用学生熟悉

的人物照，

更能激发兴

趣

让学生带问

题观看，了

解机器如何

进行人脸识

别

人脸定位

基本过程

【人脸定位的基本过程】

师：视频说，人脸识别第一步做什么？找到人脸，

然后获取“五官”信息，最后，识别他是谁。(引

导学生回答)

师：这就是人脸识别最早的方法。如果我们在最后

识别的时候只进行位置标注，就变成我们人脸定位

的过程了。我们今天就从稍稍简单一点的人脸定位

入手。

【人脸定位的部位】

师：人脸标注之前，要分析五官信息，是哪五官呢？

(预设答案：眼、耳、口、鼻、眉毛)那到底是不

是这些部位呢？老师这里有一个找人脸的程序，我

们再来一起确认一下。

(现场体验：人脸特征点定位 DEMO，摄像头摄学

生，投影展示)

师：同学们，检测的是哪五个部位？

(预设答案：眼、口、鼻、眉毛、轮廓)

听讲、回答

现场展示：摄

像头人脸特征

点定位

从人脸识别

过度到人脸

定位，并让

学生了解人

脸定位的基

本过程

通过体验，

活跃气氛，

激发学生兴

趣；课外知

识：定位器

抓人脸的哪

些部位

人脸定位

程序体验

【人脸分类器作用】

师：所以，机器就是通过分析这些部位的特征及其

几何位置来确定人脸的。而提供这种功能的工具，

就叫人脸分类器。简单说，人脸分类器就是用来区

分人脸的工具。而这工具是谁提供的呢？(停顿一

下，给学生短暂思考时间)Opencv，中文叫开源计

算机视觉库，有点像计算机的“眼睛”，功能非常

强大，它不仅仅能进行人脸定位，还能进行行为识

别、动作跟踪等等。

【人脸定位的步骤】

师：现在，我们就用这个 Opencv 里面的人脸分类器来试一试定位人脸。首先，请打开教材 P49，请同学们先看看上下两张图。(1 分钟时间，学生看书)

师：上面一图是人脸定位的步骤，下面就是按照步

骤写出的代码。很复杂对不对?但是没关系,写好的

认真听讲

阅读教材

认真听讲

了解人脸定

位器及

Opencv

解密人脸定位的步骤， 了解程序每

句话对应的

步骤

程序会直接发给你们，但你们需要知道每一句程序

语言是描述的哪个步骤。(程序截图 + PPT 动画演

示，结合步骤解释代码，注意与学生互动)

拓展内容：

为什么图片需要变成黑白再处理？(给学生短暂思

考时间)

答：转成灰度， 1、提高识别率(比彩色更容易识别)2、节约计算资源(RGB 有 3 个字节，黑白灰只有 1 个字节，而数据量至少翻了3 倍)

【学生程序体验】

师：接下来的时间，就交给你们，来体验下人脸定

位程序。(提醒学生所有文件放在同一文件夹；打

开程序的方法)

基本任务：

1、怎么切换图片？

2、参考书上 P50，怎么更改标注框颜色、粗细？ 拓展任务：

参考书上 P51，怎么把标注框变成圆形的？

思考，听讲

课堂练习：程

序体验

课外知识：

灰度处理图

片原因

梯度设计，

根据自身能

力完成相应

任务

课堂练习

【学生展示】

现场拍照学生作品，同传电脑，投影实时展示

【追加“识别”】

在学生大多数成功后，再传3 张图片，让学生进行

定位：学校女排分辨率一大一小两张图片、哈士奇

的图片。(程序运行结果：女排小分辨率只能识别

一半人脸，大分辨率能全部识别；哈士奇图片识别

到狗的脸、水瓶)

提出思考：

1、女排两张图片有什么区别，导致结果不同？

2、为啥还能识别“狗脸”、瓶子？

师：人脸定位是非常复杂的过程，程序有时候不准

确，所以还有待优化提高，这就是我们编程的核心

思想，不是一次就能完全成功或者达到目标，需要

不断的调试和优化。就像我们人生一样，生活中有

很多困难，我们需要迎难而上，不断挑战，最后才

能成功。

学生尝试“追

加任务”，产生

疑问

思考、回答

实时展示学

生作品，激

励学生

通过程序的

不完美，传

达编程的重

要思想：不

断调试与优

化；引申面

对困难的态度

课堂小结

引导学生分享今日学习内容：

回忆、回答

知识小结

1、人脸定位的基本过程

2、分类器的作用

3、人脸定位程序体验