2026秋小学信息科技浙教版（2026）四年级上册第四单元 数据与人工智能《第18课 点阵数字智能识别》教学设计

《第18课点阵数字智能识别》教学设计课时安排：1课时总时长：40分钟一、教材分析本课是浙教版2026小学信息科技四年级上册第四单元《数据与人工智能》的第18课，属于义务教育信息科技课程标准（2022年版）中“数据与编码”“人工智能与智慧社会”两大学习主题的交叉内容。教材以生活中常见的点阵码应用为切入点，要求学生掌握点阵编码的基本原理，理解智能识别的过程，感受数据编码在人工智能技术落地中的核心作用。通过本课学习，学生能将前序课程所学的“数据编码”知识迁移到人工智能场景，建立“编码—识别—应用”的完整逻辑认知，为后续学习更复杂的人工智能应用打下基础。二、核心素养目标1.信息意识：能够识别生活中的点阵码应用，感知数据编码对人工智能识别的支撑作用，主动关注身边的人工智能技术。2.计算思维：理解点阵数字编码的规则，能够按照规则对简单数字进行点阵编码，分析智能识别的基本流程，能推理点阵识别出错的常见原因。3.数字化学习与创新：能够借助模拟工具体验点阵数字识别的过程，尝试修改点阵布局优化识别结果。4.信息社会责任：了解点阵码在信息存储、防伪溯源中的应用价值，树立规范使用编码技术的意识，感受人工智能给生活带来的便利。三、教学重难点1.教学重点：理解点阵数字编码的原理，掌握点阵数字智能识别的基本过程。2.教学难点：理解点阵编码如何支撑智能识别，能分析影响识别准确率的常见因素。四、教学方法1.讲授法：结合课本内容系统讲解点阵编码与智能识别的核心概念。2.任务驱动法：设置分层探究任务，引导学生逐步完成编码体验与识别验证。3.合作探究法：组织小组讨论影响识别结果的因素，梳理总结探究结论。4.直观演示法：借助教学演示工具展示点阵编码、识别的完整过程，降低理解难度。五、教学过程（40分钟）（一）情境导入（5分钟）1.教师操作：教师提前准备打印好的点阵码作业纸，分发给每一位学生，随后开口提问：“同学们，请大家看手中拿到的这张纸片，上面有很多排列整齐的小黑点，请大家拿出自己的手机，用课本配套的识别APP扫一扫，看看能得到什么结果？给大家3分钟时间操作，操作完成后请举手告诉我你的结果。”2.学生操作：学生按照要求拿出手机扫描点阵码，得到识别结果“数字4”，操作完成后举手示意。3.教师追问话术：“刚刚大部分同学都扫描得到了数字4，有没有同学知道，这些排列整齐的小黑点，为什么能被手机识别成数字呢？今天我们就一起来学习《点阵数字智能识别》，解开这个谜题。”（二）新知讲授（10分钟）1.教师对照课本原文讲解：课本原文内容为“点阵是一种用点的排列表示数据的编码方式，我们可以把一个方形区域划分为多行多列的格子，每个格子可以有点或者没点，有点代表1，没点代表0，不同的排列组合就能对应不同的数字。”2.教师讲解内容：“刚才我们拿到的点阵码，本质就是用小黑点排列出的一组数据。我们现在来看黑板上的这个5×5的方格图，每一个格子就是一个点阵位，如果我们在格子里画上黑点，就代表这个位置存储了数字‘1’，如果不画点，就代表存储了数字‘0’。不同的黑点排列组合，就能表示0-9不同的数字，这就是点阵数字编码的基本规则。”3.互动提问话术：“现在老师请第一排的张三同学回答，你觉得如果我们把方格从5×5变成10×10，能表示的数字数量会变多还是变少呢？”4.学生回答后，教师总结：“没错，会变多，格子越多，能排列出来的组合就越多，能存储的数据也就越多，这个原理和我们之前学过的二进制编码是完全一样的。”5.教师继续讲解智能识别过程：“那手机是怎么认出点阵数字的呢？课本原文内容为‘点阵数字智能识别分为三步：第一步是图像采集，用摄像头拍摄点阵码的图像；第二步是预处理，调整图像大小、去除噪点，把图像变成清晰的黑白点阵；第三步是匹配识别，把采集到的点阵排列和已经存储好的编码模板对比，找到对应数字输出结果。’”（三）探究任务（18分钟）1.任务一：手动对点阵数字编码（8分钟）1.1教师布置任务话术：“现在请大家打开课本后面的活动纸，活动纸上给大家画好了一个5×5的点阵方格，已经标注了数字‘1’的编码规则：第一列第二行、第三列第三行、第五列第五行三个位置画点，其他位置不画。请大家按照这个规则，在你的方格中画出数字‘1’的点阵编码，完成后同桌互相检查，给大家5分钟时间。”1.2学生动手完成编码，教师巡视指导，针对画错位置的学生进行单独纠正。1.3检查完成后，教师提问话术：“老师现在请李四同学告诉大家，你画了几个黑点？分别在哪个位置？”学生回答后，教师总结：“没错，规则里明确了三个位置画点，只要位置正确，这个数字‘1’的点阵编码就完成了。”2.任务二：模拟智能识别过程（10分钟）2.1教师操作：教师打开提前准备好的在线点阵识别模拟工具，投影到大屏幕上，对学生说：“现在我们来模拟手机识别的过程，请大家看大屏幕，第一步我点击‘采集图像’，工具就把我们画好的点阵拍下来，大家看，图像边缘有一点污渍，第二步系统自动做预处理，把污渍去掉，调整了图像角度，现在点阵变得非常清晰。第三步我点击‘开始识别’，系统就把采集到的黑点位置和系统里存储的模板对比，很快就输出了识别结果：数字1，和我们编码的结果一致。”2.2教师布置小组任务话术：“现在前后四人为一个小组，每个小组打开平板上的模拟工具，把你们刚才画的不同数字的点阵编码放到识别区，测试识别结果，完成后小组讨论两个问题：第一，哪些情况会导致识别出错？第二，怎么调整可以提高识别准确率？给大家8分钟时间，讨论结束后每个小组派一个代表分享结论。”2.3学生小组操作讨论，教师巡视参与各小组讨论，引导学生从点阵位置偏移、点的大小不对、图像有污渍几个角度思考。（四）总结梳理（7分钟）1.教师请每个小组代表分享讨论结果，将学生总结的原因整理到大屏幕的表格中，随后总结：“今天我们学习了点阵数字编码的原理，也体验了智能识别的完整过程，点阵编码用点的排列存储数据，智能识别通过采集、预处理、匹配三个步骤得到对应的数字，点的位置偏移、污渍干扰、点的大小不规范都会影响识别准确率，我们在制作点阵码的时候，只要保证点的位置准确、画面干净，就能提高识别成功率。”六、作业设计1.基础作业：根据本课学习的5×5点阵编码规则，在作业纸上画出数字0的点阵编码（给定规则：外围一周全部画点，中心不画点），提交给课代表。2.拓展作业：观察生活中还有哪些地方用到了点阵码，拍摄一张照片，下节课上课分享给全班同学。七、结语板块点阵编码是人工智能识别技术的基础，除了识别数字，点阵编码还可以用来识别文字、图形，现在我们常用的离线手写识