1.2.3模式识别基本信息表设计者 王林丽单 位 河北省唐县第一中学章节名称 模式识别所用课本 教育科学出版社选修5人工智能初步适用范围 高中一年级课时 1一、教学内容分析随着信息技术的不断发展，人类生活中已经涉及到模式识别信息处理这一前沿技术，它是人工智能的一个分支，它是人工智能在日常应用中的体现。现在的高中生有必要也有兴趣追求和学习这一前沿技术。本节课的内容是只是要求学生在使用模式识别信息处理工具（借助软件来模拟相关的工具）的过程中，初步体验模式识别信息处理的过程，并对其形成一个感性的认识。二、学习者分析作为高中生，好奇和强烈的求知欲对学习本课来说是很好的前提。同时通过前面阶段的信息技术课的学习，他们已初步掌握了一定的操作技能，具备根据任务需求，操作工具软件来处理信的能力。三、教学目标1、知识技能目标了解模式识别信息处理的工作过程。了解模式识别信息处理的工作原理。感受模式识别信息处理的应用价值。2、过程方法目标掌握几种模式识别信息处理工具的使用方法。掌握分析问题、呈现观点和交流思想的方法。3、情感态度目标实践活动中领略模式识别信息处理的神奇魅力，形成对模式识别这一前沿技术的探索愿望。在应用模式识别信息处理工具的过程中体验模式识别这一前沿技术的实际应用价值。认识到模式识别是一门综合学科，像所有的新生事物一样，需要更多人为之投入与付出， 明白自己作为一名学生下一步努力的方向是什么。四、教学重难点分析1重点：通过实践操作，让学生在活动中体验模式识别信息处理工具的工作过程、工作原理和实际应用价值，感受模式识别信息处理技术对日常生活的深刻影响。2难点：在活动中增强学生的问题意识，让他们在实践中掌握分析问题、解决问题、讨论交流和呈现观点的方法。五、教学方法与手段 教法及手段 观摩教学法、启发式教学法、讲授法 学法及手段 活动探究法、自主探究法、小组协作法六、教学环境及课前准备多媒体电脑，投影仪，网络教室，提前5分钟将学案发至学生机七、教学过程第一部分：教学引入5分钟教师活动：首先同学们看一下我手机的一个功能啊，我呼唤一下它啊我手不动它，我用语音呼唤一下它，看看它能做什么啊。小V小V，你在哪。这个就是我的手机自带的一个功能啊，而且现在好多手机都有这个功能了，不知道大家留意过没有啊。下面我们先来看一段视频：神偷谍影。在看视频时大家注意，视频中那个戴眼镜的男士在进入第一道门和第三道门的时候是通过什么进去的？从视频、手机语音唤醒中发现了什么功能？你们平时生活中用过哪些这方面的功能？它们属于计算机的什么范畴?（见学习资料习题一）请同学们描述。 透过刚才同学们的描述，我们可以看到一个全新的模式识别世界，它所涉及的领域方方面面都有，可以用一句话来归纳：模式识别已经无处不在。学生活动：观看视频，发挥自己的想象力，大胆设想，并用语言描述。设计意图：通过让学生观摩手机语音唤醒功能和生动形象的视频，使他们对模式识别形成一个感性的认识。第二部分：新感念理解5分钟教师活动：下面再看一个视频“加油向未来片段”，所谓模式识别，就是通过计算机用数学技术方法来研究模式的自动处理和判读。我们把环境与客体统称为“模式”。通俗地讲，模式识别主要是利用计算机来模拟人的识别能力，包括对文字、声音、图形、图像、人物和物体等进行自动识别。这节课就让我带领同学们一起通过两个活动去领略模式识别工具的神奇魅力。学生活动：朗读模式识别概念并理解。设计意图：让学生理解模式识别的基本概念。第三部分：活动探究一12分钟教师活动：活动探究一：“语音识别控制电脑” 情境引入：早期时候，我们仅能通过键盘或鼠标这样的输入设备与计算机进行信息沟通，近些年已经具备了通过语音识别来操作计算机的功能，为计算机的操作带来了很好的使用体验，更为残障人士提供了便捷的操作方式。下面我们一起领略一下这个曾经遥不可及的新功能，用您的语音来操作电脑。 明确任务：调出语音识别控制电脑。点击“控制面板”，右上角“查看方式”选择“小图标”启动语音识别（点击语音识别别图标中的麦克风使语音识别处于正在聆听的状态）。通过语音识别控制电脑。当大家不清楚一些语音命令式可以对着电脑说：“我可以说什么”调出命令帮助界面。（广播）（例1：对电脑说“打开计算器3加5等于关闭计算器”）（例2：对电脑说“打开记事本说五句话输入”） 思考问题：a.对于哪些字不容易识别？b.方言能否识别?c.影响识别率高低的主客观 回答问题：对于哪些字不容易识别？ 方言能否识别? 影响识别率高低的主客观因素分别有哪些? 原理总结：在刚才的活动中同学们体验了语音输入汉字的神奇效果，并分析了语音输入的技术难点。智能语音输入是模式识别技术的研究领域之一，它所采用的是语音识别技术。学生活动：根据相关的帮助说明，使用语音识别控制电脑来体验语音输入的神奇魅力;在活动中思考和归纳总结相关知识。设计意图：在实践中感受智能语音输入的信息处理过程。第四部分：归纳总结一 教师活动： 提问：在活动中同学们有没有注意到语音识别的工作流程一般包括几个环节?它们的次序是怎样的？ 下面我们去学习相关资料，填写下面的表格。 智能语音输入汉字的工作流程：用语音输入汉字特征提取模式匹配识别结果显示汉字 应用价值总结：虽然在活动中我们发现“语音输入”的识别率还不足100%，但它在现实生活中已具备了使用价值，广泛应用于各个领域，特别对于手残人士，语音输入使汉字录入对于他们来说不再是可望而不可及的事情。 情感态度总结：对待任何一件模式识别产品，我们应该一分为二地看待问题，既要看到其自身存在的一些不足，也要正视它的实际应用价值的一面，不能因为其不足而抹杀掉其全部价值。学生活动：了解语音识别产品的实际应用价值。学会以一分为二的态度来看待模式识别产品。设计意图：对活动中所涉及的原理进行归纳总结，上升到理论知识（语音识别技术）第五部分：过渡 教师活动：刚才活动一同学们只是体验了模式识别的一个学科分支语音识别技术,除此之外,模式识别技术还广泛应用于其它领域，手写识别就是其中之一，同学们以前有没有尝试过手机手写输入？设计意图：教学过渡第六部分：活动探究二12分钟教师活动：活动探究二：“智能手写输入汉字” 情境引入：用键盘录入汉字对于同学们来讲已经是轻而易举的事情，但对于电脑初学者来讲，汉字录入是他们感到非常头痛的一件事情。手写板的出现使得汉字输入不再是一般人使用计算机的关卡，下面就让我们一起来体验一下如何使用“讯飞输入法中的手写输入”（模拟手写板的手写输入功能）进行汉字的录入工作。 任务：将输入法切换到讯飞输入法然后右击讯飞输入法图标点击手写输入，然后打开记事本，开始进行手写输入十个汉字。 思考问题：a.对于书写不规范,笔画不全的汉字手写板能否识别？b.对于特殊符号、阿拉伯数字、英文字母或不规则图形,手写板能否识别?c.影响识别率高低的主客观因素有哪些? 回答问题：输入哪十个汉字？ ；总共识别出 个汉字；识别率为 %； 对于书写不规范,笔画不全的汉字手写输入能否识别？ ；对于特殊符号、阿拉伯数字、英文字母或不规则图形，手写输入能否识别? ；影响识别率高低的主客观因素分别有哪些? 。 原理总结：在刚才的活动中同学们体验了手写输入汉字的神奇效果，并剖析了手写输入的技术难点。智能手写输入是模式识别技术的另一研究领域，它所采用的是手写识别技术。学生活动：使用讯飞手写输入法来体验手写输入的神奇魅力;在活动中思考和归纳总结相关知识。设计意图：在实践中感受智能手写输入的信息处理过程。第七部分：归纳总结二教师活动： 提问：在活动中同学们有没有注意到手写识别的工作流程一般包括几个环节?它们的次序是怎样的？ 下面我们去学习相关资料，填写下面的表格。 智能手写输入汉字的工作流程：用鼠标输入汉字信息读入预处理笔画识别特征匹配显示汉字 应用价值总结：手写识别技术可以解决不会拼音、不会五笔的中老年人群输入文字的困难；可以精确制图；可以解决深奥、偏僻字的书写等等。 情感态度总结：手写识别技术在手机上已经广泛应用，同学们要多去尝试前沿技术的应用，为自己的学习、生活和工作服务。学生活动：理解手写识别技术基本原理，多多尝试前沿技术的应用。设计意图：对活动的工作原理进行简单分析，让学生做到知其然，也能初步知其所以然。第八部分：课堂小测教师活动：带领学生一起做学案习题四1.下列不属于人工智能中模式识别技术应用范畴的是（）A 文字识别 B 声音语言识别 C 遥控机器人 D 指纹识别 E 生物特征识别2.虹膜识别是属于模式识别的哪个应用领域：（）A 文字识别 B 语音识别 C 生物特征识别 D 智能交通 E 医学应用 F 工业应用 G 军事应用 H 航天航空应用学生活动：做测试题设计意图：对学生进行知识检测与拓展第九部分：教学总结6分钟教师活动：下面我对本节课进行一个总结。 最开始我们学了模式识别的基本概念。所谓模式识别，就是通过计算机用数学 技术方法来研究模式的自动处理和判读。我们把环境与客体统称为“模式”。通俗地讲，模式识别主要是利用计算机来模拟人的识别能力，包括对文字、声音、图形、图像、人物和物体等进行自动识别。然后我们又体验了两个活动，第一个活动是语音识别的基本原理和应用，语音识别的基本流程为用语音输入汉字特征提取模式匹配识别结果显示汉字第二个活动为手写识别的基本原理和应用，手写识别的基本流程为用鼠标输入汉字 信息读入 预处理笔画识别特征匹配显示汉字同学们要学会理解常见的模式识别技术的基本原理和使用方法，并灵活应用于我们的学习、生活和工作。学生活动：明确通过这节课的学习自己应该掌握好的相关内容。设计意图：教学总结，点评通过这节课的学习要求学生掌握的相关内容。第十部分：教学反思本节课设计了两个实践活动，能否做到从实践操作中来体会、来理解模式识别技术引导学生在实践中感受，在实践中理解，并在实践中进行原理归纳？如何引导他们正确看待模式识别技术的发展现状，既看到其神奇的一面，也能够正视其存在的不足的一面，并引导他们能够通过本节课的学习养成举一反三的能力？八、作业设计主题“做生活的有心人”模式识别虽然是一门很年轻的学科，但其应用领域十分广泛，除了语音识别和手写识别两大应用领域之外，模式识别还广泛应用于生物特征识别（人脸识别、指纹识别、虹膜识别）、光学字符识别、智能交通、医学、工业、军事应用、航天航空等领域。通过一节课的时间，我们不可能掌握所有模式识别处理工具的使用方法，在现实生活中同学们应该学会举一反三，做生活的有心人，观察日常生活中还有哪些其他模式识别的实例，并归纳总结其属于模式识别的哪一应用领域、以及其基本原理。附录学案班级： 姓名： 座位：