湘科版（2024）五下_6单元_活动2 植物自动识别算法 教学设计.docxVIP

课例名称

自然生态守护者——植物自动识别算法

年级

五年级

章节

六单元

课时安排

本单元共3个课时

执教教师

学校

一、教学内容分析

五年级学生已掌握基础的计算机操作技能，也掌握了像Mind+这类简单编程工具的使用方法,但对人工智能的认知较为零散，仅限于日常生活中的“扫一扫识别植物”“语音助手”等表层应用。他们对动手实践兴趣浓厚，尤其对可视化编程和即时反馈的实验活动充满热情，但在抽象概念理解上存在困难，例如“特征提取”“专家数据库”等术语需要结合具体案例和类比才能有效吸收。部分学生编程经验不足，可能在调试代码时遇到困难，影响实验进度；此外，小组合作中可能存在分工不均、沟通效率低的问题。因此，教学中需通过生活化情境、分步操作指南（如微课视频）、直观的数据可视化工具（如散点图）降低理解门槛，同时设计明确的角色分工（如记录员、操作员、汇报员）确保全员参与，逐步引导学生从“工具使用者”向“问题解决者”过渡。

二、教学对象分析

活动二《植物自动识别算法》作为本单元“自然生态守护者”的核心技术应用环节，它承接了活动一“水域面积计算”中培养的数据处理能力，借助人工智能技术解决生态保护中的动植物识别难题。这不仅有助于深化学生的计算思维，让他们理解算法逻辑，还为活动三“外来物种危害评估”中递推算法的学习奠定了坚实的技术基础。本活动通过“使用程序识别→编程实现识别→理解算法逻辑”三个步骤，将抽象的人工智能原理转化为可操作的实验任务。这既体现了信息科技与生态保护的跨学科融合，又能引导学生理解“数据质量决定技术效能”的信息意识，最终培养学生“科技向善”的社会责任，为实现单元主题“守护生态”提供技术支持和价值观引导。

三、教学目标

信息意识：

1.让学生深刻认识到数据质量在AI识别中的关键作用，在实践中养成规范采集数据的良好习惯。

2.了解人工智能在动植物识别中的应用场景，了解智能识别的基本原理（特征提取与专家数据库对比）。

计算思维：

1.理解智能识别的算法逻辑，能用自然语言描述识别过程（输入→特征提取→数据库比对→输出）。

2.能够通过编程识别动植物，初步感知编程与AI的结合。

数字化学习与创新：

1.体验使用程序识别动植物，引导学生在数字化学习过程中尝试运用AI解决问题

2.指导学生通过编程调用AI模块完成动植物识别操作，体验简单的图像识别过程

信息社会责任

1.组织学生深入讨论AI技术对生态保护的积极作用，让学生树立“科技向善”的责任意识，激发学生运用技术保护生态的热情。

2.引导学生思考AI技术在生态保护应用中可能存在的潜在风险，培养学生对技术应用的批判性思维和社会责任感。

四、教学重点与难点

教学重点：深入理解智能识别的算法逻辑，包括特征提取的方法和数据库比对的原理。

教学难点：帮助学生理解“特征提取”与“专家数据库”之间的内在关联性，以及它们如何协同工作实现准确识别。

五、教学环境（软、硬件）

计算机/平板设备、编程平台（Mind+）、动植百度识图别APP（百度识图）、动植物图片

六、教学过程

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

课题导入

1.情境导入：通过展示湿地生态系统的图片或视频，引出维护生态系统多样性对湿地保护的重要性，强调对保护区动植物进行识别、追踪和记录是日常重要工作。

2.问题引导：“同学们，如果你在湿地发现一只受伤的小鸟，如何快速知道它的种类？”组织学生进行小组讨论，分享各自的想法。

3.引出课题：总结学生讨论结果，指出传统仅靠肉眼观察识别动植物的方法依赖专业经验，效率低且容易出错。介绍人工智能技术在快速准确识别动植物方面的优势，引出本节课主题——植物自动识别算法。“同学们，东洞庭湖的保护员每天需要识别大量动植物，如果仅靠肉眼观察识别动植物需要丰富的经验，效率低且容易出错，人工智能技术能帮助我们快速地完成此项任务。今天，我们要像科学家一样，用AI工具快速完成任务！——植物自动识别算法”

1.认真观看湿地生态相关资料，分享自己对维护湿地生态多样性的理解和认识。

2.思考并交流传统识别方法（如查阅图鉴、请教专家等）的可行性与局限性。

3.初步感受AI技术在动植物识别领域应用的必要性，对AI识别植物算法产生探究兴趣。

通过直观的情境展示和实际问题，激发学生的学习兴趣和好奇心，让学生快速进入学习状态。

引导学生主动思考传统方法的不足，凸显AI技术的优势，为后续教学内容做好铺垫，培养学生发现问题和分析问题的能力。

建构新知

一、使用程序识别动植物

1.信息链接：使用人工智能软件有哪些信誉好的足球投注网站图片或使用手机APP扫一扫，可以识别动植物种类。除此之外，人工智能还可以帮助我们识别其他物品，我们可以利用它来快速识别农作物病虫害，从而找到防治方法，提高产量。

2.探究实践：指导学生打开百度识图APP，使用图片有哪些信誉好的足球投注网站功能确