《机器识别你我他》教学设计-2026-2027学年川教版（新版）小学信息科技五年级上册

《机器识别你我他》教学设计-2026-2027学年川教版（新版）小学信息科技五年级上册学情分析五年级学生对刷脸支付、人脸解锁等场景并不陌生，对"机器认人"充满好奇。他们已具备初步的观察、比较和分类能力，能够通过类比理解抽象概念。但对于"特征"这一概念的具体含义、人脸识别的完整过程，以及生物特征信息的安全问题，学生普遍缺乏系统了解，需要借助"认叶子"等类比活动和程序体验，将抽象的人脸识别算法具象化、可操作化。教材分析本课是第三单元第二节，聚焦人工智能中的"识别"类算法——人脸识别技术。教材从"机器怎么识别人脸"这一核心问题出发，通过"识别叶子特征"的类比活动，帮助学生理解"特征"在识别中的关键作用，再通过"人脸识别程序体验"，引导学生了解人脸识别的基本过程——初始化→采集人脸数据→提取特征→识别判断。本课旨在帮助学生了解人脸识别算法的工作原理，感受人工智能在生活中的应用，并初步建立生物特征隐私保护意识。核心素养目标信息意识：通过"运动会检录慢、志愿者认不出运动员"的情境，认识到人脸识别等人工智能技术能在生活中帮助人解决问题，意识到机器认脸与人类认物有相似的逻辑，初步建立"技术源于生活又服务于生活"的信息意识。计算思维：通过"认叶子"活动理解"特征"的含义，明白人脸识别通过记住不同人脸的"特征"来区分不同人脸；能梳理人脸识别算法"初始化—采集数据—识别判断"的过程，并与人类识别的"收集信息—特征提取—识别判断"过程进行对比。数字化学习与创新：能在人脸识别程序体验中，尝试分析影响识别效果的因素，感受数字化工具带来的便利。信息社会责任：初步了解人脸信息属于重要的生物特征信息，树立保护生物特征信息、防范冒用风险的意识。教学重难点重点：理解"特征"在人脸识别中的关键作用，了解人脸识别"初始化—采集数据—提取特征—识别判断"的基本过程。难点：理解机器识别与人类识别的异同，初步建立生物特征隐私保护意识。教学过程情境导入，提出问题师：同学们，一年一度的校运动会快到了。去年的运动会检录时，志愿者要一个一个地核对运动员的名字和号码，速度很慢，有时还会认错人，耽误了比赛。大家想一想，有没有什么好办法，让检录又快又准？生：可以先做一份电子名单，按号码排队。生：可以刷脸，像我们小区门禁一样，刷一下就进去了。师：很好！你说的"刷脸"，就是"人脸识别"技术。今天，我们就来研究——机器是怎么认出"你我他"的。（板书课题：机器识别你我他）【设计意图】从运动会检录慢这一生活痛点切入，引出人脸识别需求，激发探究兴趣，渗透"技术源于生活"的意识。类比体验，认识"特征"师：机器要认人，首先要会"认特征"。什么是"特征"呢？我们先来玩一个"认叶子"的游戏。（出示几片不同形状的叶子图片）师：请同学们仔细观察这几片叶子，它们有什么不同？生：有的叶子是椭圆形的，有的是心形的。生：有的叶子边缘有锯齿，有的没有。师：非常好！这些形状、大小、边缘的不同，就是叶子的"特征"。我们人类就是根据这些特征来区分不同叶子的。同样，我们认人，也要依靠人的特征。师：现在，请同学们互相看看身边的同学，你能说出他有什么明显的特征吗？生：他戴着一副眼镜。生：他的眼睛很大，鼻梁很高。师：对！脸型、眼睛、鼻子、嘴巴等，就是人脸的特征。机器认人，也要先记住每个人脸上这些不同的特征。【设计意图】通过"认叶子"类比活动，帮助学生直观理解"特征"的概念，为理解人脸识别原理做好铺垫。讲解新知，梳理流程师：那么，人脸识别究竟是怎么工作的呢？我们一起来看看它的基本过程。（出示流程图）初始化→采集人脸数据→提取特征→识别判断师：第一步是"初始化"。就像我们要先准备好一份"认人名单"一样，系统要先建立自己的数据库，把需要识别的人的脸部特征"登记"进来，这个过程叫"初始化"。师：第二步是"采集人脸数据"。当一个人站在摄像头前，系统会先拍下他的脸，采集这张脸的数据。师：第三步是"提取特征"。系统从拍到的脸上，提取出眼睛、鼻子、嘴巴等关键特征。师：第四步是"识别判断"。系统把提取到的特征，和数据库中已有的特征进行比对，判断"这个人到底是谁"。师：现在，我们请一位同学到讲台前来，用程序实际体验一下。（如有条件，进行人脸识别程序演示）大家看，程序先采集了这位同学的脸，然后识别出他，屏幕上显示出了他的名字。这就是"机器认出你我他"。【设计意图】以流程图结合程序演示，直观呈现人脸识别的四个环节，帮助学生理解算法过程，感受人工智能的实际应用。对比思考，认识异同师：同学们想一想，机器认人和我们人类认人，有什么相同和不同的地方？生：都是先看脸，再认出来。师：很好。我们人类认人，其实也是"收集信息（看到脸）—特征提取（看五官）—识别判断（想起是谁）"的过程，这一点和机器是相似的。师：那有什么不同呢？生：机器有时候会认错，人会记得更清楚。师：对！机器靠的是数据，人靠的是记忆和经验。机器有时也会被相似的脸骗到；而且，人的记忆里带着情感，而机器只是按程序判断。我们来看这个对比表。（出示对比表）人类识别机器识别收集信息（看到脸）初始化、采集人脸数据特征提取（看五官）提取特征识别判断（想起是谁）识别判断靠记忆和经验，有情感靠数据和程序，快速准确师：通过对比，我们知道了机器认人和人类认人既相似又不同。机器认人更快、更准，但它是没有情感的程序。【设计意图】通过对比表格，帮助学生理解人类识别与机器识别的异同，深化对人脸识别算法本质的认识。辨析讨论，保护隐私师：人脸识别很方便，但是大家想一想，人脸信息安不安全？生：如果有人拿了我的照片，是不是也能刷我的脸？师：这个问题问得非常好！这也正是我们下一节课要研究的内容。今天老师先提醒大家，人脸信息是我们身体上非常重要的"生物特征信息"，一旦泄露，风险很大。比如，有人可能会用你的照片去冒名认证、骗取钱财。师：那么，我们在生活中应该怎样保护自己的脸部信息呢？生：不在网上乱发自己的高清正面照。生：不随便在不明来历的App上刷脸。师：同学们说得非常好。我们要学会保护自己的生物特征信息，做自己的安全小卫士。【设计意图】通过讨论人脸信息的安全性，初步渗透生物特征隐私保护教育，同时为下一课"人工智能双刃剑"埋下伏笔，体现单元教学的连贯性。课堂总结，梳理收获师：今天，我们知道了机器是怎么认出"你我他"的。谁能说一说，人脸识别有哪几个步骤？生：初始化、采集人脸数据、提取特征、识别判断。师：非常棒！机器认人和我们认人有相似之处，都要依靠"特征"。同时，我们也要学会保护自己的人脸信息。希望同学们在享受人工智能便利的同时，也能做一个有安全意识的小公民。结语本课围绕"机器怎么识别人脸"这一核心问题，通过"认叶子"类比、流程图梳理、程序体验和对比分析，帮