/章機器學習技術(shù)機器學習技術(shù)第3節(jié)機器學習技術(shù)的簡單應(yīng)用案例課題機器學習技術(shù)的簡單應(yīng)用案例——識圖玩具熊貓（第1課時）建議課時2課時課型新知學習課（）原理探究課（）綜合應(yīng)用課（√）其它（）教學背景分析隨著人工智能的發(fā)展，我們在生活中會見到越來越多的機器學習在計算機視覺、智能語音、自然語言處理等領(lǐng)域的應(yīng)用。學生在上一節(jié)課學習了機器學習技術(shù)的原理。本課將通過小組協(xié)作，完成能準確識別三種動物圖片特征模型的訓練和驗證，體驗機器學習技術(shù)在計算機視覺領(lǐng)域的應(yīng)用案例，鞏固所學，提高綜合應(yīng)用能力。學習目標1.合作完成貓、狗、兔子圖像特征模型的訓練和驗證。學習重難點1.學習重點（1）合作完成貓、狗、兔子圖像特征模型的訓練和驗證。2.學習難點（1）合作完成貓、狗、兔子圖像特征模型的訓練和驗證。課前準備教材，教學課件，學習單，機器人，平板（保證A.I訓練平臺的圖像分類能使用），3種動物圖片素材（根據(jù)資源圖片樣例，每種動物下載30張圖片，授課提前將每種動物圖片，傳輸至少25張至學生平板），打印3種動物圖片各1張。教學過程設(shè)計第一課時教師活動學生活動環(huán)節(jié)一：新課引入教師活動：1.組織學生體驗識別圖片的機器人。（1）提前進行圖像分類模型訓練，并編寫識圖機器人程序。（2）打印3張動物圖片。（3）運行程序，邀請三位同學，分別拿一張動物圖片，讓機器人識別圖片。體驗時間：6分鐘。備注：圖像分類模型訓練及識圖機器人程序詳見教師手冊“實驗指導”“編程參考”。學生活動：1.3名學生，分別拿一張動物圖片，讓機器人識別圖片，其它同學觀看機器人識別圖片的過程。設(shè)計意圖：體驗識圖機器人識別動物圖片，對機器識別圖片的功能產(chǎn)生直觀認識，激發(fā)學生動手實驗的興趣和意愿。 環(huán)節(jié)二：實驗探究 教師活動：1.組織“識圖玩具熊貓”實驗活動。（1）介紹任務(wù)情景。（見課件PPTP2-4）（2）介紹任務(wù)目標。（見課件PPTP5）（3）介紹任務(wù)內(nèi)容。（見課件PPTP6）（4）教師用平板投屏，演示實驗過程，介紹實現(xiàn)步驟。（見課件PPTP7-18）備注1：與教材實驗活動匹配的實驗程序正在研發(fā)過程中，建議采用平板人工智能實驗平臺中A.I訓練平臺中圖像分類模型的實驗,以實現(xiàn)識別貓、狗、兔子圖片的功能。該實驗與教材中的實驗基本原理相似，不同之處在于訓練模型不同，訓練步驟不同。備注2：圖像分類訓練需要通過超算服務(wù)器進行計算，請確保已配置超算服務(wù)器。（5）提供小組活動指導（4-6人一組，根據(jù)人數(shù)分工，設(shè)置記錄員，程序員，測試員等角色），組織學生結(jié)合學習單中的實驗指導，利用平板進行圖像分類模型訓練與驗證實驗。（6）教師巡視，指導學生解決實驗過程中遇到的問題。學生活動：1.完成“識圖玩具熊貓”實驗活動。（1）了解任務(wù)情景。（2）明確任務(wù)目標。（3）理解任務(wù)內(nèi)容。（4）觀看教師演示和PPT，大致了解實驗步驟。（5）分工合作，結(jié)合學習單中的實驗指導，利用平板，完成圖像分類模型訓練與驗證實驗，實現(xiàn)識別貓、狗、兔子圖片。（6）遇到問題，查閱學習單或?qū)嶒炂脚_活動說明，小組討論或向教師提問。設(shè)計意圖：設(shè)置任務(wù)情境，提供自主學習的實驗指導，小組分組指導等，讓學生在情境中結(jié)合教師提供的資源完成實驗活動，培養(yǎng)學生信息整合能力，自主學習能力。環(huán)節(jié)三：總結(jié)歸納教師活動：1.組織學生分工合作進行展示作品及介紹實驗過程。2.根據(jù)學生提出的問題，進行交流或答疑指導。3.布置拓展任務(wù)，介紹活動要求，詳見學習單問題2。學生活動：1.分工進行小組展示作品及介紹實驗過程。2.根據(jù)學習情況，提出問題并解決問題。3.理解拓展任務(wù)，完成學習單第2題。設(shè)計意圖：學生上臺展示作品及介紹過程，促進小組合作學習，培養(yǎng)溝通交流能力。學習評價評價任務(wù)：1.根據(jù)實驗指導，完成識別貓、狗、兔子圖像分類模型訓練和驗證，并記錄實驗過程，填寫實驗記錄表（詳見學習單）。（10分）評價標準：完成圖像分類模型作品（6分）圖像分類訓練模型能識別“貓”的圖片。2分圖像分類訓練模型能識別“狗”的圖片。2分圖像分類訓練模型能識別“兔子”的圖片。2分實驗過程匯報（4分）能清楚完整地介紹作品的功能及實驗過程，語言流暢，表述清晰。4分完整介紹作品的功能及實驗過程，語言流暢，表述不清晰。3分介紹作品的功能及實驗過程不完整，語言流暢。2分介紹作品的功能及實驗過程不完整，表述不清晰。1分評價分數(shù)的應(yīng)用：本學期結(jié)課后，教師根據(jù)學生每課的評價分數(shù)計算出平均分，并根據(jù)平均分確定相應(yīng)的評價等級。例如：平均分為9-10分定為優(yōu)秀；平均分為7-8分定為良好；平均分為4-6分定為一般；平均分為1-3分為較差。1.第一步：訓練圖像分類模型。訓練方法詳見實驗指導。2.第二步：編寫程序。程序參考如下圖。訓練圖像分類模型：識圖玩具熊貓1．實驗?zāi)繕耍河柧毮軌驕蚀_識別貓、狗、兔子圖片的特征模型。2．實驗步驟：（1）打開平板中人工智能實驗平臺，進入A.I訓練平臺。（2）選擇“圖像分類模型”。（3）點擊新增模型，新建特征模型。（4）給新增模型命名，添加模型名稱，將其命名為“玩具熊貓”。（5）給玩具熊貓模型，添加3個分類（貓、狗、兔子）。注意：至少建立2類模型數(shù)據(jù)分類，才能進行圖片分類訓練。備注：分類訓練數(shù)據(jù)量不能少于30張圖片，由于平板下載圖片耗時較長且下載圖片不是實驗?zāi)繕恕＝ㄗh教師提前將每類動物25張圖片（可在，下載實驗圖片素材包），傳送至學生平板，剩余5張圖片由學生自行上網(wǎng)下載完成實驗。（6）點擊右上角“添加數(shù)據(jù)”，添加圖片數(shù)據(jù)，選擇圖片，導入用于模型訓練的圖片。（7）點擊右下角，訓練模型，約等待一分鐘。（8）模型驗證：點擊模型驗證——添加圖片——選擇圖片——測試，分別用3張照片去測試3個類別是否能夠準確判斷。（9）特征模型輸出判斷結(jié)果：如果正確率達標，就認為特征模型訓練成功，如果正確率不達標，我們認為特征模型訓練失敗，需要重新訓練特征模型?！稒C器學習技術(shù)的簡單應(yīng)用案例——識圖玩具熊貓》（第一課時）學習單組別：組員：動物類別訓練模型數(shù)據(jù)數(shù)量（數(shù)據(jù)量不少于30）能否識別實驗過程中遇到的問題及解決方法實驗人貓狗兔子問題1：根據(jù)實驗指導，完成識別貓、狗、兔子的特征模型訓練和驗證，并記錄實驗過程，填寫實驗記錄表。實驗?zāi)繕耍河柧毮軌驕蚀_識別貓、狗、