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第15课 面容钥匙显智能 教学设计
课题 面容钥匙显智能 单元 第三单元 学科 信息科技 年级 八年级
单元主题 【学情分析】物联系统包括感知层、网络层和应用层，本单元聚焦应用层的功能实现，遵循物联网“大场景、小应用”的特点，以实践探究的方式，引导学生利用所学知识解决真实的间题。本单元围绕物联门锁的功能，通过认识身边的物联系统，了解物联系统中的反馈与控制，利用物联实验设备模拟实现物联门锁功能，在实验平台读取、发送、接收、汇集和使用数据，探索物联系统的功能，体验物联网、大数据及人工智能的关系，进一步理解万物互联为人们生活带来的便捷和影响。【内容结构】
学习目标 1. 信息意识：通过体验物联网的数据交互方式，了解万物互联和智能感知对信息社会发展的作用，感受物联网给人们的学习、生活和工作方式带来的改变。2. 计算思维：在实践应用中，熟悉数字平台中技术工具、软件系统的功能与应用，知道数字设备获取数据的方法，理解网络中数据编码、传输和呈现的原理。3. 数字化学习与创新：在学习过程中，了解物联网“大场景”“小应用”的特点，选择恰当的数字设备和数字平台支持学习。4. 信息社会责任：在物联网应用中，了解网络空间中物品标识和虚拟身份的意义，知道数据安全防护的常用方法和策略，保护个人隐私，尊重他人隐私。
重点 机器识别人脸的基本过程。
难点 理解“特征提取”的抽象概念，并能将理论过程转化为可模拟实现的程序逻辑。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
激趣导入 【情境导入】每天早上进校门，大家不用掏学生证，对着摄像头一刷脸，闸机就自动开了……有没有同学好奇：摄像头怎么确定‘是你本人’而不是其他人？【建构】还有，咱们取快递时刷脸开快递柜，超市付款时刷脸付账，这些‘刷脸就办事’的背后，藏着什么技术秘密？今天我们就从最贴近生活的‘刷脸开锁’入手，揭开人脸识别的神秘面纱！ 注意、思考、讨论 吸引学生的注意力，启发学生思考。
学习活动 【学习活动】一、认识人脸识别【学习探究】看视频，思考问题：你能描述出同桌的五官特征吗？机器识别人脸的基本过程是什么？【合作探究】小游戏：这是我们熟悉的一位同学，猜猜他是谁？【思考-讨论】回顾探究过程，机器是如何识别人脸的？【学习探究】1．人脸识别是基于人的脸部特征数据进行身份识别的一种生物识别技术。2．一个完整的人脸识别系统要求计算机能够进行三步：人脸识别的过程：系统对输入的图像进行人脸检测，找到并框出人脸，使用算法提取人脸图像中的特征点，不仅能识别出人的表情、年龄，还会根据预先设置的匹配算法和条件来判断输入人脸的身份。【学习活动】二、探究刷脸开锁功能【学习探究】刷脸开锁就是利用人脸识别技术控制开锁，由输入，计算和输出三个模块组成。分析刷脸开锁功能，尝试完成方案设计。【例】【学习活动】三、实践探究【模拟实现刷脸开锁功能】【实现效果】通过摄像头采集小华的人脸数据，物联系统确认是小华后，舵机转动。【搭建实验环境，模拟实现功能】1. 实现人脸匹配功能（1）运行人脸识别平台。（2）选择人脸匹配模块，通过摄像头拍摄或上传图片的方式添加人脸库。（3）将面部对准摄像头，观察是否匹配。2. 实现人脸识别开锁功能（1）在 MQTT 服务器中建立项目。（2）在人脸识别平台中进行 MQTT 设置。（3）实现判断识别人脸数据，如果是主人则执行开门动作。（4）补充完善程序。（5）把程序烧录到主控板。（6）测试验证。 听讲、思考、讨论 教师通过引领学生学习课程内容，促进学生学习知识。学生通过认真听讲、合作探究等方式，积极学习基础知识和相关技能。另外，通过提问的方式引发学生思考，培养其思考和解决问题的能力。
课堂小结 知识回顾 对课堂知识进行总结和梳理，帮助学生更好地理解和掌握所学内容。
拓展-提升 【深入思考】人脸识别技术如此方便，但它可能带来哪些安全隐患？ 自主探究 引导学生进行深层次的思考和讨论，建立对生物识别技术的正确态度。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com/" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)(共26张PPT)
（义务教育版）八年级
全一册
第15课
面容钥匙显智能
学习目标
激趣导入
学习活动
思考-讨论
实践探究
课堂小结
拓展-提升
单元主题
单元主题
单元名称 课名称 核心内容
第三单元 简单物联功能实践 第11课 物联功能细分解 物联系统分为感知层、网络层和应用层，物联门锁系统的功能分解
第12课 刷卡开锁易实现 刷卡开锁功能实践探索
第13课 门铃通知即时到 物联网中的反馈，远程通知功能实践探索
第14课 远程控制更便捷 物联网中的控制，远程控制功能实践探索
第15课 面容钥匙显智能 人脸识别探究，人脸识别开锁功能实践探索
学习目标
激趣导入
【情境导入】
每天早上进校门，大家不用掏学生证，对着摄像头一刷脸，闸机就自动开了……
有没有同学好奇：摄像头怎么确定‘是你本人’而不是其他人？
激趣导入
【建构】
还有，咱们取快递时刷脸开快递柜，超市付款时刷脸付账，这些‘刷脸就办事’的背后，藏着什么技术秘密？
今天我们就从最贴近生活的‘刷脸开锁’入手，揭开人脸识别的神秘面纱！
学习活动
学习活动
认识人脸识别
一
学习活动
一、认识人脸识别
从传统的钥匙开锁，到刷卡开锁、远程门铃通知和远程控制开锁，门锁越来越智能。随着人脸识别技术的快速发展，刷脸开锁的应用越来越广，为人们提供更加安全、便捷的生活体验。
学习活动
一、认识人脸识别
看视频，思考问题：
你能描述出同桌的五官特征吗？
机器识别人脸的基本过程是什么？
视频来源于科普中国
学习活动
一、认识人脸识别
小游戏：这是我们熟悉的一位同学，猜猜他是谁？
部位 勾选并描述特征（关键词）
眉毛 □浓密 □稀疏 其他
眼睛 □双眼皮 □单眼皮 其他
鼻子 □高鼻梁 □ 鹰钩鼻 其他
嘴 □厚嘴唇 □ 薄嘴唇 其他
脸型 □圆脸 □方脸 □瓜子脸 其他
学习活动
【思考-讨论】
回顾探究过程，机器是如何识别人脸的？
学习活动
一、认识人脸识别
1．人脸识别是基于人的脸部特征数据进行身份识别的一种生物识别技术。
2．一个完整的人脸识别系统要求计算机能够进行三步：
学习活动
探究刷脸开锁功能
二
学习活动
二、探究刷脸开锁功能
刷脸开锁就是利用人脸识别技术控制开锁，由输入，计算和输出三个模块组成。
学习活动
二、探究刷脸开锁功能
分析刷脸开锁功能，尝试完成方案设计。
模块 硬件 功能
输入模块
计算模块
输出模块
学习活动
二、探究刷脸开锁功能
分析刷脸开锁功能，尝试完成方案设计。
模块 硬件 功能
输入模块 摄像头 采集人脸数据，进行人脸识别后，发布消息至MQTT服务器相应主题
计算模块 具备移动热点功能的计算机 搭建MQTT服务器，设置主题，实现发布与订阅功能
输出模块 主控板、舵机 订阅 MQTT服务器相应主题，收到消息后控制舵机转动
学习活动
实践探究
三
实践探究
【模拟实现刷脸开锁功能】
【实现效果】
通过摄像头采集小华的人脸数据，物联系统确认是小华后，舵机转动。
实践探究
【模拟实现刷脸开锁功能】
【搭建实验环境，模拟实现功能】
1. 实现人脸匹配功能
（1）运行人脸识别平台。
（2）选择人脸匹配模块，通过摄像头拍摄或上传图片的方式添加人脸库。
（3）将面部对准摄像头，观察是否匹配。
实践探究
【模拟实现刷脸开锁功能】
【搭建实验环境，模拟实现功能】
2. 实现人脸识别开锁功能
（1）在 MQTT 服务器中建立项目。
（2）在人脸识别平台中进行 MQTT 设置。
（3）实现判断识别人脸数据，如果是主人则执行开门动作。
实践探究
【模拟实现刷脸开锁功能】
【搭建实验环境，模拟实现功能】
2. 实现人脸识别开锁功能
（4）补充完善程序。
（5）把程序烧录到主控板。
（6）测试验证。
主要代码
课堂小结
拓展-提升
人脸识别技术如此方便，但它可能带来哪些安全隐患？
【深入思考】
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