杨贺   北京市昌平区城北中心小学信息技术教师，负责学校的电教工作及校国际象棋社团相关工作，目前获市、区级各类奖项共计30余项。

教学背景

为了适应信息时代技术的发展速度对人才培养提出的新要求，提升学生的信息素养和信息技术操作能力，信息技术课程标准指出，教师应尽量创建以操作性、实践性和探究性为特征的教学环境。因此，笔者基于生活中常用的人工智能图像识别技术，组织学生开展STEAM课程探究。本节课的教学对象是四年级Pad实验班的学生，他们在四年级上半学期已经学习了如何使用浏览器及搜索引擎搜索关键字，能够学习并理解本节课程，使用人工智能图像识别技术自己采集照片了解未知的东西，并且应用此技术进行更精准的垃圾分类。

教学目标

知识与技能   了解人工智能图像识别技术及其在日常生活中的普遍应用；掌握人工智能图像识别技术并学会应用于生活。

过程与方法   通过自主探究和小组讨论，形成自主学、合作学的意识；在使用人工智能图像识别技术识别未知事物时，体验信息技术的发展给人们生活带来的便利。

情感态度与价值观   激发对信息技术的求知欲，形成勤于操作、敢于创新的信息技术学习热情；树立垃圾分类的社会责任意识。

教学重点与难点

教学重点   了解并掌握人工智能图像识别技术的使用操作。

教学难点   人工智能图像识别技术的应用。

教学准备

Pad，微课教学视频及教学课件，需要识别的物品，探究单，任务单。

教学过程

一、导入课题

教师创设情境，导入本课。

师：同学们，之前我们学过使用搜索引擎搜索北京的桥，但是如果我们遇到自己不认识的词语（如迤逦），该怎么搜索呢？

教师用Pad操作演示搜索生僻词语的过程。

师：同学们，你们知道这是什么技术吗？其实老师刚才应用的就是人工智能图像识别技术，本节课我们就一起学习这项技术。有了它的帮助，我们就可以搜索许多不认识的事物了。

设计意图：通过教师的问题引发学生思考，并激发学生学习兴趣。

二、初识人工智能图像识别技术

1.认识图像识别技术

图像识别技术不仅能识别文字，还能识别很多的物品。目前，有许多软件都有图像识别功能，像万能识图、形色、扫描全能王、百度等App都应用了图像识别技术。

师：我们今天就以中国企业自主研发的百度App为例，来学习人工智能图像识别技术。

设计意图：让学生认识到很多公司都开发了图像识别功能，生活中也有很多图像识别技术的应用，提高学生学习兴趣，激发学生热爱科学、热爱祖国的情感。

2.探究百度App中图像识别技术的使用

（1）教师布置探究任务

师：老师按课前分组为每组同学准备了植物、logo、二维码等不同的物品进行识别，请同学们按照课前分组，填写探究单（见下表），识别出的图像一会儿通过软件进行展示。

探究单

1.通过使用图像识别技术，开展对事物的探究活动。

2.你认为使用图像识别技术识别物品的过程是？

设计意图：为学生布置探究任务，让学生带着学习任务，有针对性地观看微课。

（2）学生自主探究

师：请同学们打开图像识别技术的微课教学视频，观看微课，自学百度App图像识别功能的使用。观看后请尝试进行实践，若看完一次视频仍然不会操作应用，可以多看几次，也可以求助老师。另外，大家的Pad上已经安装好了百度App。

学生观看视频进行自主学习，从中了解图像识别技术正确的操作方法，并完成探究任务，填写探究单。教师巡视指导，如图1。

设计意图：引导学生通过微课，自学百度App图像识别功能的使用，通过对不同的物品进行识别达到初步练习的目的。

3.展示、评价与总结

学生按分组将识别出的图像通过相关软件进行展示，汇报探究单的第一条任务。学生组间互评，最后教师总结。

师：结合你们的实践经验，大家想一想，图像识别技术识别物品的过程是怎样的，完成探究单的第二项任务。

学生思考讨论，并填写探究单。

师：实际上，人工智能就是用机器模仿人的思维过程，图像识别技术识别物品的过程也与人的思维过程类似，要经历采集、分析、识别这三个阶段。同学们经过分组尝试，都已经初步学会了如何使用百度App的图像识别功能，在操作过程中大家都遇到了哪些问题？为什么有的物品识别不出来呢？
教师随机抽选几位学生回答。

教师总结：拍摄距离远近、光照强度与光源位置、拍摄角度、物品上文字的正反等都会影响图像识别的效果。

三、人工智能图像识别技术的综合实践——垃圾分类

1.趣味导入

师：同学们看这是什么？（教师拿出枣等带核小水果，将小水果吃掉剩下水果核）习总书记提出实行垃圾分类，这关系到广大人民群众的生活环境，关系节约使用资源，也是社会文明水平的一个重要体现。从2020年5月1日开始，新版《北京市生活垃圾管理条例》正式实施。按照条例，你们知道它属于什么垃圾吗？

设计意图：激发学生学习兴趣，培养学生绿色发展意识及保护环境的社会责任感。

2.实践操作

师：其实人工智能图像识别技术也可以应用于垃圾分类，请大家观看微课教学视频，学习如何用百度App的图像识别技术进行垃圾分类。

学生观看视频进行自主学习。

师：课前，老师为每组同学准备了一张综合实践任务单（见下表），和一塑料袋的垃圾以及小垃圾桶。下面就请大家响应习总书记的号召，开始进行垃圾分类综合实践活动。请同学们按课前分组，使用百度图像识别中的“识垃圾”功能进行垃圾分类并截屏，将不同垃圾投入到相应的垃圾桶内，填写综合实践任务单。

综合实践任务单

同学们使用百度App图像识别技术识别垃圾功能进行垃圾分类。
 

学生小组合作，识别电池、塑料袋、塑料瓶、硬纸、笔、卫生纸、树叶等物品。

教师巡视指导，及时给予学生帮助。

设计意图：激发学生学习兴趣，使学生了解图像识别技术在垃圾分类方面的应用，明白垃圾分类的重要性，培养学生的自主探究能力和合作意识。

3.汇报展示交流

学生按小组汇报展示综合实践成果，教师进行评价总结，师生交流百度App的其他特定识别功能。

四、知识拓展

师：你们还知道图像识别技术的其他应用领域吗？请大家想一想、查一查。

学生使用Pad搜索资料。

教师用大屏展示图像识别技术在生活中的更多应用并介绍：图像识别技术的应用非常广泛，除了二维码识别、人脸识别、车牌识别等常见的应用领域，它在无人驾驶、天气预报、军事侦察、环境污染监测等领域也有重要的应用价值。

设计意图：培养学生信息意识，拓展学生的知识广度。

五、课堂小结

师：通过本节课的学习，我们了解了图像识别技术并进行了应用实践，课后请同学们继续了解生活中还有哪些图像识别技术的应用。如果同学们以后遇到有些垃圾不知道如何分类的时候，可以利用图像识别技术进行垃圾分类。

教学反思

本节课让学生从生活出发，自主探究人工智能图像识别技术的应用，以小组合作与个人自学相结合的模式，激发了学生的探究热情及对信息技术的好奇心和求知欲，培养了他们的动手操作能力与实践能力，促使他们养成垃圾正确分类的环保意识。学生们在STEAM课程活动中不仅提升了信息意识与素养，还锻炼了团结协作的能力。