教案1授課章節(jié)及主題3.1.1自然語(yǔ)言處理的概述3.1.2自然語(yǔ)言處理的任務(wù)

學(xué)習(xí)模塊教學(xué)項(xiàng)目授課學(xué)時(shí)1授課對(duì)象授課地點(diǎn)課程類型教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)1.闡述計(jì)算機(jī)視覺(jué)的概念，明確其作為多學(xué)科交叉學(xué)科的屬性，理解其通過(guò)光學(xué)設(shè)備獲取圖像并進(jìn)行識(shí)別、跟蹤和測(cè)量的核心功能。2.梳理計(jì)算機(jī)視覺(jué)從20世紀(jì)60年代至今的發(fā)展歷程，掌握各階段關(guān)鍵技術(shù)突破，如20世紀(jì)80年代的區(qū)域分割技術(shù)、21世紀(jì)深度學(xué)習(xí)中的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。3.描述計(jì)算機(jī)視覺(jué)處理的完整流程，包括圖像獲取、預(yù)處理、特征提取、識(shí)別分類和后處理五個(gè)步驟，理解各步驟的作用及常用技術(shù)方法。能力目標(biāo)1.能結(jié)合生活案例（如智能手機(jī)拍照）分析計(jì)算機(jī)視覺(jué)的工作原理，用通俗語(yǔ)言解釋技術(shù)流程。2.能識(shí)別不同應(yīng)用場(chǎng)景中計(jì)算機(jī)視覺(jué)處理的具體步驟，如自動(dòng)駕駛中圖像獲取與識(shí)別分類的應(yīng)用。3.初步使用圖像處理工具完成圖像去噪、灰度化等預(yù)處理操作，體驗(yàn)特征提取的基本過(guò)程。素養(yǎng)目標(biāo)1.激發(fā)對(duì)人工智能技術(shù)的探索興趣，培養(yǎng)從生活現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)技術(shù)原理的科學(xué)思維。2.感受科技發(fā)展的延續(xù)性和創(chuàng)新性，體會(huì)科學(xué)家在技術(shù)突破中的探索精神，樹(shù)立創(chuàng)新意識(shí)。3.認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)對(duì)生活的改善作用，增強(qiáng)將技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際問(wèn)題的責(zé)任意識(shí)，關(guān)注技術(shù)倫理。學(xué)情分析知識(shí)基礎(chǔ)學(xué)生為中專一年級(jí)，此前未接觸過(guò)人工智能，但通過(guò)第一章學(xué)習(xí)已建立對(duì)人工智能的初步認(rèn)知，第二章掌握了大數(shù)據(jù)技術(shù)、機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)知識(shí)，理解人工智能的分類與發(fā)展趨勢(shì)。已學(xué)習(xí)第三章第1小節(jié)自然語(yǔ)言處理技術(shù)，對(duì)信息技術(shù)領(lǐng)域的交叉學(xué)科特點(diǎn)有一定感知。然而，學(xué)生文化課基礎(chǔ)薄弱，對(duì)抽象概念的理解存在困難，需要借助具體案例和直觀演示輔助學(xué)習(xí)。學(xué)生特點(diǎn)學(xué)生年齡約16-17歲，對(duì)新技術(shù)充滿好奇心，喜歡貼近生活的實(shí)例，但抽象思維能力較弱，注意力集中時(shí)間較短。具備基本的計(jì)算機(jī)操作能力，對(duì)圖像、視頻等多媒體內(nèi)容興趣濃厚，適合通過(guò)任務(wù)驅(qū)動(dòng)和實(shí)踐操作開(kāi)展學(xué)習(xí)。同時(shí)，學(xué)生對(duì)技術(shù)的社會(huì)影響思考較少，需在教學(xué)中引導(dǎo)其關(guān)注技術(shù)倫理與社會(huì)責(zé)任。教學(xué)內(nèi)容1.計(jì)算機(jī)視覺(jué)的概念、學(xué)科組成及核心目標(biāo)。2.計(jì)算機(jī)視覺(jué)的發(fā)展歷程，包括20世紀(jì)60年代起源、80年代技術(shù)發(fā)展、90年代機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用及21世紀(jì)深度學(xué)習(xí)突破。3.計(jì)算機(jī)視覺(jué)處理的五個(gè)步驟：圖像獲取、預(yù)處理、特征提取、識(shí)別分類和后處理，各步驟的作用及常用技術(shù)（如SIFT、HOG算法，CNN模型等）。教學(xué)任務(wù)引導(dǎo)學(xué)生從概念到流程系統(tǒng)認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)，通過(guò)案例分析和簡(jiǎn)單實(shí)踐，理解計(jì)算機(jī)視覺(jué)“讓機(jī)器看世界”的工作機(jī)制，建立對(duì)人工智能技術(shù)的系統(tǒng)性認(rèn)知，為后續(xù)學(xué)習(xí)具體應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。教學(xué)重點(diǎn)1.計(jì)算機(jī)視覺(jué)的概念與核心目標(biāo)。2.計(jì)算機(jī)視覺(jué)處理的完整流程及各步驟功能。教學(xué)難點(diǎn)1.理解計(jì)算機(jī)視覺(jué)多學(xué)科交叉的復(fù)雜性。2.掌握特征提取和識(shí)別分類的抽象原理，理解算法在其中的作用。教學(xué)環(huán)境帶有多媒體教學(xué)一體機(jī)的教室教學(xué)方法案例教學(xué)法、直觀演示法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)法、小組討論法。課前準(zhǔn)備1.教師準(zhǔn)備：制作包含張婷拍照案例、計(jì)算機(jī)視覺(jué)發(fā)展時(shí)間線、處理流程動(dòng)畫(huà)的PPT。準(zhǔn)備圖像處理軟件（如Photoshop簡(jiǎn)易版）、特征提取演示程序（簡(jiǎn)化版SIFT算法可視化工具）。收集自動(dòng)駕駛、人臉識(shí)別等場(chǎng)景的處理流程示意圖。2.學(xué)生準(zhǔn)備：復(fù)習(xí)前兩章人工智能相關(guān)知識(shí)，預(yù)習(xí)本節(jié)課教材內(nèi)容。攜帶手機(jī)，準(zhǔn)備分享自己使用智能拍照功能的體驗(yàn)。教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖（含思政）任務(wù)導(dǎo)入（5min）講述張婷在公園使用智能手機(jī)智能拍照模式的案例，展示其手機(jī)自動(dòng)調(diào)焦、識(shí)別花朵鳥(niǎo)兒并優(yōu)化圖像的過(guò)程。教師生動(dòng)描述案例細(xì)節(jié)，同步展示手機(jī)拍照前后的對(duì)比圖，提問(wèn)：“為什么手機(jī)能像專業(yè)攝影師一樣處理圖像？這背后的‘眼睛’是什么？”引導(dǎo)學(xué)生思考技術(shù)原理。學(xué)生結(jié)合自身拍照經(jīng)歷討論智能拍照功能，分享手機(jī)自動(dòng)美顏、場(chǎng)景識(shí)別等體驗(yàn)，初步感知計(jì)算機(jī)視覺(jué)的存在。通過(guò)生活化案例激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，建立技術(shù)與生活的聯(lián)系，滲透“科技服務(wù)生活”的思政理念，培養(yǎng)學(xué)生從生活現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)技術(shù)的意識(shí)。任務(wù)描述（10min）1.講解計(jì)算機(jī)視覺(jué)的概念：多學(xué)科交叉（計(jì)算機(jī)科學(xué)、信號(hào)處理、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等），核心是讓計(jì)算機(jī)“看”與“理解”世界。2.展示計(jì)算機(jī)視覺(jué)處理的抽象流程：圖像輸入→分析處理→信息輸出。?教師用“人類眼睛→大腦”類比“攝像頭→計(jì)算機(jī)”，借助PPT圖示說(shuō)明計(jì)算機(jī)視覺(jué)如何模仿人類視覺(jué)系統(tǒng)。強(qiáng)調(diào)其與自然語(yǔ)言處理同屬人工智能感知層技術(shù)，呼應(yīng)前章知識(shí)。?以時(shí)間軸形式呈現(xiàn)自然語(yǔ)言處理發(fā)展的主要階段，突出關(guān)鍵事件。學(xué)生對(duì)比人類視覺(jué)與計(jì)算機(jī)視覺(jué)的異同，記錄計(jì)算機(jī)視覺(jué)的學(xué)科組成，理解其“機(jī)器之眼”的本質(zhì)。通過(guò)類比降低概念理解難度，建立知識(shí)銜接，培養(yǎng)學(xué)生知識(shí)遷移能力，同時(shí)滲透“人類智慧啟發(fā)技術(shù)創(chuàng)新”的思政元素，激發(fā)創(chuàng)新熱情。任務(wù)實(shí)施（25min）1.計(jì)算機(jī)視覺(jué)發(fā)展歷程（10分鐘）20世紀(jì)60年代：馬文?明斯基的“計(jì)算機(jī)看世界”實(shí)驗(yàn)，標(biāo)志學(xué)科起源。20世紀(jì)80年代：區(qū)域分割技術(shù)、激光掃描三維信息獲取。90年代中期：SVM、人臉檢測(cè)技術(shù)（Fisher臉、Eigen臉）。21世紀(jì)：深度學(xué)習(xí)與CNN（AlexNet在ImageNet競(jìng)賽的突破）。教師用時(shí)間軸動(dòng)畫(huà)展示發(fā)展歷程，重點(diǎn)講解AlexNet如何通過(guò)深層網(wǎng)絡(luò)提升圖像分類準(zhǔn)確率，對(duì)比不同階段技術(shù)的效率差異。學(xué)生觀察時(shí)間軸，分組討論“哪一階段技術(shù)突破對(duì)計(jì)算機(jī)視覺(jué)影響最大”，選派代表分享觀點(diǎn)。通過(guò)時(shí)間軸可視化梳理發(fā)展脈絡(luò)，培養(yǎng)歷史思維，通過(guò)討論激發(fā)批判性思考，融入“科技發(fā)展需要長(zhǎng)期積累與創(chuàng)新”的思政理念，培養(yǎng)堅(jiān)持不懈的科學(xué)精神。2.計(jì)算機(jī)視覺(jué)處理過(guò)程（15分鐘）圖像獲取：攝像頭、傳感器（如自動(dòng)駕駛車載設(shè)備）。預(yù)處理：去噪、增強(qiáng)、灰度化（演示濾波器去噪效果）。特征提?。篠IFT提取邊緣角點(diǎn)、HOG提取紋理（用簡(jiǎn)化工具演示特征點(diǎn)標(biāo)記）。識(shí)別分類：CNN模型訓(xùn)練（以識(shí)別貓狗為例）。后處理：標(biāo)注結(jié)果、生成報(bào)告（如監(jiān)控警報(bào)）。教師用“處理一張模糊花朵照片”為例，現(xiàn)場(chǎng)演示預(yù)處理（去噪）和特征提?。?biāo)記花瓣邊緣）的過(guò)程，解釋每一步的作用。播放自動(dòng)駕駛識(shí)別交通標(biāo)志的簡(jiǎn)化動(dòng)畫(huà)，說(shuō)明識(shí)別分類與后處理的應(yīng)用。學(xué)生觀察教師操作，記錄各步驟功能，分組完成“用手機(jī)拍攝照片并描述其可能經(jīng)歷的處理步驟”任務(wù)。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)演示和任務(wù)實(shí)踐，將抽象流程直觀化，培養(yǎng)觀察能力和實(shí)踐思維，滲透“嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致對(duì)待數(shù)據(jù)處理”的工匠精神，強(qiáng)調(diào)技術(shù)流程的規(guī)范性。課堂小結(jié)（3min）教師引導(dǎo)學(xué)生用“關(guān)鍵詞接龍”方式回顧知識(shí)點(diǎn)，如“計(jì)算機(jī)視覺(jué)→攝像頭→預(yù)處理→去噪→特征提取→SIFT→…”作業(yè)布置（2min）1.繪制“計(jì)算機(jī)視覺(jué)處理流程”思維導(dǎo)圖，標(biāo)注各步驟作用。2.查閱資料：了解“計(jì)算機(jī)視覺(jué)在農(nóng)業(yè)病蟲(chóng)害檢測(cè)中的應(yīng)用”，下節(jié)課分享。課后拓展推薦學(xué)生觀看《AI小百科：計(jì)算機(jī)視覺(jué)》科普紀(jì)錄片（片段），了解技術(shù)前沿動(dòng)態(tài)，激發(fā)持續(xù)學(xué)習(xí)興趣。教學(xué)反思反思案例演示是否清晰？學(xué)生對(duì)特征提取等抽象步驟的理解程度？思考是否需要增加更多