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国内统一刊号:CN32—0019
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人工智能课堂综合实战——AI智能秤 |
来源:本站原创 作者:主讲人:吕启刚 发布日期:2021-03-01 15:29:12 |
吕启刚 浙江省舟山市定海小学信息技术教师,定海区名教师,之江汇教育广场省级讲师团讲师,舟山市“技术与教学融合应用联盟”优秀讲师,从事创客教学多年,开发的多门创客拓展性课程在省市级评比中获奖,长期辅导学生参加电脑制作比赛、机器人比赛和科技节比赛,比赛成绩出色。2018学年开始在信息技术课堂中开展人工智能编程教学。
教学背景 人工智能教学正在中小学信息技术课堂或拓展课、兴趣课中普及,笔者在小学高年级开展人工智能编程教学,学生主要学习语音播报、语音识别、文字识别、物体识别和机器学习等基础知识。用图形化编程平台学习人工智能,学生既体验了人工智能技术,还提高了编程的水平,有益于提升信息技术素养。 学习了人工智能基础知识后,我们开始进入综合项目应用阶段,项目的主题是“AI智能秤”。项目的主要要求是:运用人工智能技术制作一款无人值守的智能秤,能够实现自动识别商品、自动称量重量并计算金额等功能。这个项目对小学生要求较高,建议以小组的形式开展,4个学生为一组。本课涉及的知识点和内容都比较多,因此本课的教学课时建议为两课时。 教学目标 知识与技能 掌握重量传感器的使用方法,掌握Mind+软件中AI图像识别的使用方法,能够结合使用Mind+实时模式和上传模式。
情感态度与价值观 通过项目制作,学生认识到人工智能将会给未来的生活带来很大的变化,了解学习人工智能技术的深刻意义。
教学重点 AI图像识别功能的使用,micro:bit板之间的通信和重量传感器的使用。 教学难点 编程实现智能秤识别水果,并根据接收到的重量数据来计算价格和总金额的功能。 教学准备
一、项目引入
师:快过年了,小区水果店老板发愁店里人手不够,称重和收款忙不过来。这时,吕老师正好去买水果,得知水果店人手不够,就拍拍胸脯说:“这事包在我身上,回实验室给你弄一个会自动称水果的智能秤。”吕老师回到实验室后,想来想去,想不出应该做一个什么样的秤,这下好了,牛皮已经吹出去了,怎么办?同学们,你们能帮老师一起来完成这个项目吗? 学生小组讨论,分析项目需求及智能秤需要哪些功能,然后用思维导图的形式展现。
师:确定项目后,接下来我们要做的是组员分工、列出材料清单。老师给每个小组准备了micro:bit板、重量传感器模块、数字大按钮模块等材料。请大家根据项目需求列好清单,并讨论本项目需要用到哪些我们已经掌握的技术,需要设置哪些变量,完成相关表格。 学生根据教师的要求,开始分工,然后列出材料清单。列好清单后,开始讨论实现项目需要的功能需要用到哪些技术和变量,并完成项目需求技术与材料表、项目需求变量表。 三、项目难点突破 1.如何通过无线通信发送称重数据到电脑 师:电脑端实时模式下没有称重程序模块,如何获取称重数据呢?我们可以借用无线通信来实现。在称重装置和电脑间,我们添加2块micro:bit板,称重装置端连接的micro:bit板用上传模式,电脑端连接的micro:bit板用实时模式。将2块micro:bit板设置成相同的无线频道,并打开无线通信,就可以实时传送数据。
编写程序实现读取传感器值的功能,例如按下按钮,发送重量传感器的值,如图2。 教师还可以引导学生再安装几个功能按钮,丰富智能秤的功能,例如清零、支付等(可通过无线通信发送一个特定字符来实现)。 学生开始安装测试重量传感器,并尝试让电脑端读取到称重装置发送过来的重量数值,存储到变量中。
3.水果价格的计算 师:怎样才能实现水果价格的计算?我们要事先设置好各种水果的名称及价格,然后根据传输获取的重量值及摄像头自动识别的水果名称,就能计算出来,并且通过语音播报来实现。请同学们小组讨论一下,合作设计计算并显示和播报价格的程序。
四、项目完善 学生根据自己的需求,进行项目制作,并进一步完善。 师:同学们的项目都完成得怎么样了?初步完成的小组可以给大家展示一下,邀请其他组的同学体验你们的项目。参与体验的同学要从项目的创新性、稳定性、功能等方面进行简单的评价。
交流展示后,每个小组组内讨论总结,协商如何进一步改进,再根据协商的改进方案进一步完善项目。
师:我们的项目已经基本完工了,大家做得非常棒。接下来,我们开始评选优秀项目,每组有3张点赞卡,请把点赞卡送给3个你们认为最优的项目。最终根据点赞卡的数量,我们选出3个最受好评的项目。
本课是一节综合应用课,通过人工智能项目实战,学生进一步巩固所学的语音播报、图像识别、无线传输、逻辑和计算等人工智能技术相关知识。由于项目有一定难度,所以采用了小组合作的形式,并且安排两课时的时间,让学生有充分的时间准备、探究和制作,以保证项目顺利实施。项目实施过程中,教师要密切关注各小组内如何分工,避免组员包办或无事可干的情况发生,确保让每一个学生都参与进来,体验项目实施带来的乐趣和成就感。
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