宋秀双   河北省张家口市涿鹿县涿鹿中学信息技术教师，曾荣获张家口市信息技术教学新星、张家口市学科带头人等称号。所做课程荣获河北省“优秀示范课”，辅导的学生曾获“童创未来”全国青少年人工智能创新挑战赛金奖、河北省第五届中小学教育机器人暨创客竞赛创客项目高中组一等奖。

课程背景
 

Mind+是一款拥有自主知识产权的国产青少年编程软件，集成各种主流主控板及上百种开源硬件，支持人工智能（AI）与物联网（IoT）功能，既可以运用图形化积木编程，还可以使用Python、C、C++等高级编程语言，让大家轻松体验创造的乐趣。
 

本节课是在学生掌握Mind+积木式编程的基础上所设计的创意编程课。教师发现生活中的实际问题，利用项目式学习引导学生解决现实中的问题，融通各个学科的知识。

教学目标
 

知识与技能 掌握Mind+网络服务模块的人脸识别及图像识别的使用方法。

过程与方法 通过分享创意，学生小组合作完成示例程序学习、个性化程序编写、成果交流展示，体验利用信息技术解决实际的过程。
 

情感态度与价值观 通过教学，引导学生进行沟通、分享，培养创新精神和合作精神。

教学重点与难点

教学重点 掌握人脸识别及图像识别的使用方法。

教学难点 定时功能的实现。

教学过程
 

一、创设情境，问题导入
 

师：每个人都讨厌闹钟，但现代人又离不开它，起床全靠它。大家常说，“叫醒你的不是梦想，而是闹钟！”但普通的闹钟，我们可能只需要一个巴掌下去，它就不“叫”了。（教师停顿，学生会自动回忆自己关闹钟的情景）
 

师：如果现在让你来设计一款闹钟，它会是什么样子？它如何将它的主人叫醒？大家发挥想象，小组成员合作交流，分享自己的创意。（教师组织分享活动）

二、创意展示
 

师：之前听说过一些“怪异”闹钟，下面介绍几款个性十足的闹钟，它们或许可以彻底解决你“赖床”的坏习惯。“会逃跑的闹钟”“芳香闹钟”“地毯闹钟”“哑铃闹钟”……有趣又有创意，还能专治睡懒觉，是不是很有意思？（教师播放PPT课件展示）
 

三、新课引导
 

师：通过观看以上创意闹钟，大家是不是也想拥有一个既有创意又能叫醒我们的闹钟？下面我们将通过Mind+的人脸识别和图像识别功能，制作一个“AI闹钟”送给自己，让它每天叫醒自己，实现自己的梦想！
 

学生观看“AI闹钟”示例演示视频，了解“AI闹钟”工作过程。（PPT播放视频）

四、认识“AI图像识别”积木模块
 

1.建立独立账户。在百度申请“人脸识别”独立账户，好处是不与他人冲突，识别速度快、稳定。申请时要注意，因本程序需要使用人脸识别、图像识别等功能，在创建新应用时都应选上。
 

2.进行人脸比对。人脸比对可采用两种方式。一种方式是将被识别者的照片提前存入电脑的本地目录下（指定的目录+“mindplusImg\pictureai\人脸识别”），如图1。识别时与摄像头获取的人脸图片进行比对，如图2。

另一种方式是使用提供的人脸库进行识别比对。首先要建立人脸库，将从摄像头获取的人脸信息加入到所建人脸库中。利用“人脸识别成功？”功能来检测摄像头所获取图片中是否有人脸信息，如图3。

利用摄像头采集的人脸图片与人脸库中人脸信息进行比对，识别结果可信度可根据实际情况来设定，如在识别时光线条件可能不佳，可设置低一些，并利用“搜索结果名字”来判断所识别人脸是否为“主人”，如图4。

3.信物图像识别。首先建立“信物”列表，所添加物品应是床边常出现的物品。不然闹钟响了，你一直找不到信物，那就麻烦了。

添加信物时，一定要自己先用相应的物品验证一下，看一看具体识别出的信息是否正确，否则更换信物。
 

五、示例程序讲解
 

1.定时功能程序编写。通过“询问”模块，输入小时及分钟，利用“重复执行直到”来判断是否到响铃时间。到点后，播放语音提醒，并设置初始音量为50%，播放闹钟音乐，如图5。
 

2.人脸识别程序编写。闹钟响起后，使用文字、语音及倒计时提醒主人准备好开始进行人脸识别。然后将摄像头获取的人脸图片，与本地计算机上预先存好的主人图片进行比对。

3.信物识别程序编写。人脸比对成功后，说明是主人本人来关闹钟而不是其他人帮助。程序给予人物10秒寻找信物的时间，当通过“图像识别”成功识别信物后，将“停止全部脚本”，关闭闹钟，如图6。

若信物识别失败，程序会将闹钟音量增加10%，让主人以清醒的状态去寻找信物，从而关闭闹钟，如图7。

六、展示完整程序
 

教师分析讲解程序完毕后，将完整程序展示在大屏幕上，让学生从头开始梳理程序，理清思路。学生若有不理解的部分，教师及时答疑解惑，学生们也可交流讨论。
 

七、小组合作，个性化编程
 

学生两人为一组，要求组内的每个人都有社会角色的分配，在最后成果分享时，一位负责演示，一位负责讲解，培养学生团队合作能力。学生模仿教师编程时可先进行简单修改，如信物的选择、闹钟音乐的选择等。示例程序运行成功后，小组共同讨论如何在示例程序基础上进行创意设计，制作出具有各自特色的闹钟。
 

八、成果交流
 

学生小组上台展示，两人共同合作完成作品分享。教师对各组的创意方案均给予积极评价。
 

教学反思
 

本课例创意来源于生活中的实际问题，也来源于学生所掌握的知识和技术。要将创意物化，需要每个人团结协作，学生们都竭尽全力参与其中。在小组合作中，学生完成了Mind+中“人脸识别”和“图像识别”模块的学习，通过沟通、分享、交流、讨论，不仅信息技术素养得到了提高，协作能力也得到了提升。
 

（本课件由DF创客社区推荐）