年級(jí)八年級(jí)目標(biāo)1.深入理解人臉識(shí)別技術(shù)的原理，清晰闡述機(jī)器識(shí)別人臉的基本過(guò)程，包括人臉圖像采集、2.熟練掌握利用攝像頭采集人臉數(shù)據(jù)的方法，能夠正確搭建實(shí)驗(yàn)算機(jī)，熟練操作人臉識(shí)別平臺(tái)進(jìn)行人臉圖像采集、特征點(diǎn)提取、人臉對(duì)比及人臉庫(kù)管理，確保人臉數(shù)據(jù)的有效獲取和處理。3.學(xué)會(huì)分析刷臉開(kāi)鎖功能的模塊組成(輸入、計(jì)算、輸出模塊),精準(zhǔn)掌握各模塊的硬件構(gòu)成和功能實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，能夠獨(dú)立完成刷臉開(kāi)鎖功能的模擬實(shí)現(xiàn)，包括硬件連接、程序編寫(xiě)與調(diào)4.熟練運(yùn)用MQTT協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，實(shí)現(xiàn)人臉識(shí)別端與門(mén)鎖控制端的開(kāi)鎖系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，具備解決實(shí)際應(yīng)用中常見(jiàn)重點(diǎn)1.人臉識(shí)別技術(shù)的原理及機(jī)器識(shí)別人臉的基本過(guò)程，使學(xué)生深刻理解人臉識(shí)別2.利用攝像頭實(shí)現(xiàn)人臉識(shí)別的操作方法，包括實(shí)驗(yàn)環(huán)境搭建、人臉數(shù)據(jù)采集與處理、人臉庫(kù)管理以及與MQTT服務(wù)器的結(jié)合應(yīng)用，確保學(xué)生能夠熟練運(yùn)用攝像頭和相關(guān)軟件平臺(tái)實(shí)現(xiàn)有3.刷臉開(kāi)鎖功能的模擬實(shí)現(xiàn)，包括系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)、功能模塊劃分、利用MQTT協(xié)議實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互和控制動(dòng)作的編程實(shí)現(xiàn)及硬件連接和調(diào)試，確保學(xué)生能夠成功構(gòu)建刷臉開(kāi)鎖系統(tǒng)，體驗(yàn)物聯(lián)系統(tǒng)的智能控制功能，掌握物聯(lián)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的基本技能。難點(diǎn)1.深入理解人臉識(shí)別算法中特征提取與匹配的原理，涉及到復(fù)雜的圖像處理和數(shù)學(xué)模型，學(xué)生理解和掌握起來(lái)具有一定難度。2.在實(shí)踐操作中，正確搭建和優(yōu)化人臉識(shí)別系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，確保攝像頭、計(jì)算機(jī)、人臉識(shí)別平臺(tái)、MQTT服務(wù)器之間的協(xié)同工作穩(wěn)定高效，需要學(xué)生具備扎實(shí)的硬件知識(shí)、軟件操作能力和網(wǎng)絡(luò)配置技能，對(duì)學(xué)生的綜合技術(shù)能安全意識(shí)提出了較高挑戰(zhàn)。教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖導(dǎo)入新課展示問(wèn)題情境中門(mén)鎖從傳統(tǒng)鑰匙開(kāi)鎖到智能臉識(shí)別技術(shù)在刷臉開(kāi)鎖中的應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生明確本節(jié)課將深入探究人臉識(shí)別技術(shù)如何讓門(mén)鎖變得更加智能。激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓從問(wèn)題中進(jìn)行思考，從而引出本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容一一、認(rèn)識(shí)人臉識(shí)別1.播放科普視頻展示人臉的五官特征，組織學(xué)生進(jìn)特征并匹配記憶中的人臉等，培養(yǎng)學(xué)生的觀察和思考能力。2.開(kāi)展“猜猜他是誰(shuí)”的小游戲，通過(guò)讓學(xué)生根據(jù)人臉特征在身份識(shí)別中作用的理解，為理解機(jī)器識(shí)別人臉過(guò)程做好鋪墊。3.組織學(xué)生分組觀察小組成員不同角度的照片，上傳至人臉識(shí)別平臺(tái)體驗(yàn)人臉識(shí)別功能，引導(dǎo)學(xué)生思考機(jī)器識(shí)別人臉的步驟，小組討論后總結(jié)：機(jī)器識(shí)別人臉首先要采集人臉圖像，然后提取人臉的局部特征(如眉毛、眼睛、鼻子、嘴等)和整體輪廓，最后與已存儲(chǔ)的人臉特征進(jìn)行匹配，識(shí)別出身份，的基本過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生的歸納總結(jié)和邏輯思維能部特征數(shù)據(jù)進(jìn)行身份識(shí)別的生物識(shí)別技術(shù)，以及一個(gè)完整的人臉識(shí)別系統(tǒng)要求計(jì)算機(jī)能夠進(jìn)行人臉定位、特征分析、匹配人臉等三個(gè)關(guān)鍵步驟，使學(xué)生對(duì)人臉識(shí)別技術(shù)有初步的理論認(rèn)識(shí)。二、利用攝像頭實(shí)現(xiàn)人臉識(shí)別別、人臉開(kāi)鎖等相關(guān)的面容鑰匙的相關(guān)知識(shí)動(dòng)讓學(xué)習(xí)開(kāi)始掌握本節(jié)課的重點(diǎn)及難點(diǎn)頭與計(jì)算機(jī)的連接方法，確保學(xué)生能夠正確連接設(shè)講解人臉識(shí)別平臺(tái)的功能(如采集人臉圖像、識(shí)別學(xué)生分組進(jìn)行操作，將自己或小組成員的面部對(duì)準(zhǔn)攝像頭，觀察人臉匹配結(jié)果，教師巡視各小組，及時(shí)幫助學(xué)生解決遇到的問(wèn)題(如攝像頭驅(qū)動(dòng)問(wèn)題、平臺(tái)操作不熟悉等),確保每個(gè)學(xué)生都能成功體驗(yàn)1.分析刷臉開(kāi)鎖功能的模塊組成，通過(guò)表格形式講功能：采集人臉數(shù)據(jù)，利用人臉識(shí)別算法進(jìn)行識(shí)別處理后，將識(shí)別結(jié)果(如是否為授權(quán)人員)發(fā)布消功能：搭建MQTT服務(wù)器，設(shè)置主題，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的功能：主控板訂閱MQTT服務(wù)器相應(yīng)主題，當(dāng)收到開(kāi)門(mén)指令(即識(shí)別為授權(quán)人員)后，控制舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的重要性和常見(jiàn)問(wèn)題的解決方法，讓學(xué)生了解服務(wù)器搭建的基本步驟，學(xué)生分組進(jìn)行操作，教師巡視引導(dǎo)學(xué)生登錄人臉識(shí)別平臺(tái)，配置MQTT相關(guān)參數(shù)(如服務(wù)器地址、主題等),確保人臉識(shí)別平臺(tái)能教師演示啟動(dòng)web版攝像頭頁(yè)面，采集人臉到庫(kù)中的操作，學(xué)生按照步驟進(jìn)行操作，確保人臉數(shù)據(jù)能釋代碼含義，引導(dǎo)學(xué)生理解代碼邏輯，重點(diǎn)講解如何根據(jù)人臉識(shí)別結(jié)果控制舵機(jī)動(dòng)作，以及如何與學(xué)生根據(jù)教師講解補(bǔ)充完善程序，根據(jù)實(shí)際硬件連的程序燒錄到主控板中，教師檢查學(xué)生程序代碼和硬件連接，確保無(wú)誤后進(jìn)行下一步操作。學(xué)生進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證，站在攝像頭前進(jìn)行刷臉操作，觀察門(mén)鎖是否能夠正確開(kāi)鎖，若出現(xiàn)問(wèn)題，小組內(nèi)共同分析原因(如人臉采集不清晰、程序邏輯錯(cuò)誤、服務(wù)器通信故障等)并解決，教師巡視各小組，對(duì)成功實(shí)現(xiàn)刷臉開(kāi)鎖功能，讓學(xué)生體驗(yàn)到物聯(lián)系統(tǒng)的智能控制效果，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐成就感。課堂練習(xí)如何改進(jìn)?”組織學(xué)生分組討論，鼓勵(lì)學(xué)生分享實(shí)踐中的經(jīng)驗(yàn)和問(wèn)題，如攝像頭圖像質(zhì)量問(wèn)題的解決方法、程序調(diào)試中遇到的邏輯錯(cuò)誤等，引導(dǎo)學(xué)生思考刷臉開(kāi)鎖系統(tǒng)可能存在的安全隱患(如人臉數(shù)據(jù)泄露風(fēng)險(xiǎn)、人臉偽造攻擊、系統(tǒng)漏洞導(dǎo)致非法開(kāi)鎖軟件和算法等),培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題解決能力和安全每個(gè)小組推選一名代表發(fā)言，分享小組討論結(jié)果，其他小組可以進(jìn)行補(bǔ)充和提問(wèn)，教師進(jìn)行總結(jié)和點(diǎn)評(píng)，強(qiáng)調(diào)在物聯(lián)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中安全和隱私保護(hù)的的安全性設(shè)計(jì)，樹(shù)立正確的技術(shù)應(yīng)用價(jià)值觀。題，學(xué)生之間進(jìn)行討論與思考，進(jìn)一步擴(kuò)展所學(xué)知識(shí)1.與學(xué)生一起回顧本節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容，包括人臉識(shí)別技術(shù)的原理(人臉圖像采集、特征提取、特征匹配與身份識(shí)別)、利用攝像頭實(shí)現(xiàn)人