第四章第一节《体验计算机视觉应-教学设计2023—2024学年华东师大版（2020）-信息技术-数据与计算必修1 - 副本.docx

第四章第一节《体验计算机视觉应-教学设计2023—2024学年华东师大版（2020）-信息技术-数据与计算必修1-副本

授课内容

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授课时间

教学内容分析

本节课的主要教学内容来自《信息技术-数据与计算必修1》第四章第一节《体验计算机视觉应用》。教学内容围绕计算机视觉的基础知识，涉及图像识别、模式识别及其在实际生活中的应用。通过本节课，学生将理解计算机视觉的基本原理，并学会运用简单的图像处理技术。

教学内容与学生已有知识的联系在于，学生在先前的学习中掌握了计算机基本操作、编程基础以及数据表示等知识。在此基础上，本节课将引导学生将这些知识运用到计算机视觉领域，理解图像数据的基本处理方法，以及如何通过算法实现图像识别。这不仅是对已有知识的拓展，也为学生未来深入学习人工智能打下基础。

核心素养目标

本节课的核心素养目标旨在培养学生以下能力：《体验计算机视觉应用》教学中，学生能够通过实践操作，增强信息意识，提升计算思维，培养数字化创新能力。具体包括：运用计算机视觉技术对图像进行分析与处理，提高信息识别与提取的能力；通过解决实际问题，培养逻辑思维与问题解决能力；在项目实践中，激发创新意识，尝试设计与开发具有个性化的计算机视觉应用。这些能力将有助于学生在信息技术领域形成扎实的学科核心素养。

教学难点与重点

1.教学重点：

-本节课的核心内容是计算机视觉的基本原理及其在实际应用中的使用，特别是图像识别和处理技术。

-重点掌握图像特征的提取与匹配方法，以及这些方法在现实生活中的应用案例。

-理解并运用计算机视觉算法，如边缘检测、色彩识别等，实现对图像的基本分析和处理。

-例如，通过学习OpenCV等工具包的使用，掌握如何编写程序来实现图像的转换、滤波和物体识别。

2.教学难点：

-难点在于理解计算机视觉算法背后的数学模型和计算逻辑。

-学生可能难以把握如何将复杂的视觉问题转化为可编程实现的数据处理问题。

-实践中，如何选择合适的特征提取方法和参数配置以达到最佳的识别效果，是学生需要克服的难点。

-例如，对于不同的图像类型和场景，选择哪种算法能够更准确地识别物体，以及如何调整算法参数以适应不同的图像特征。

-另一个难点是培养学生的实际应用能力，即如何将所学知识应用于解决实际问题，这需要学生具备一定的创新能力和问题解决能力。

教学方法与策略

本节课采用项目导向学习法，结合讲授、讨论和实验等多种教学方法。首先，通过讲授计算机视觉的基本原理，为学生奠定理论基础。接着，设计案例研究，让学生分析现实生活中计算机视觉的应用实例，提升其信息分析能力。具体教学活动包括：

1.讲授：讲解图像识别和处理的基本概念、算法和实际应用，帮助学生建立知识框架。

2.讨论：组织学生针对特定案例进行小组讨论，激发思考，促进知识内化。

3.实验操作：指导学生运用OpenCV等工具包进行图像处理实验，如边缘检测、色彩识别等，巩固理论知识，提高实践能力。

4.项目导向学习：分组进行项目实践，要求学生自主设计并实现一个简单的计算机视觉应用，培养团队协作和创新能力。

在教学媒体使用方面，采用多媒体课件、网络资源和实验软件等，为学生提供丰富的学习资源和支持。通过以上教学策略，提高学生的学习兴趣，促进主动参与，实现深度学习。

教学过程

今天，我们将一起走进《信息技术-数据与计算必修1》的第四章第一节《体验计算机视觉应用》，探索计算机视觉的奥秘。在这个过程中，我将作为你们的引导者和助手，帮助你们理解计算机视觉的基本原理，并学会将其应用于解决实际问题。

1.导入新课（5分钟）

首先，我会通过一个简单的互动游戏来导入新课。我会展示一些图片，请你们尝试用语言描述图片中的物体和场景。通过这个游戏，我们可以初步体验计算机视觉所面临的挑战，即如何让计算机理解并识别图像中的信息。

2.理论讲解（15分钟）

-图像的组成和表示方法

-计算机视觉的基本任务和挑战

-常用的图像特征提取和匹配方法

3.案例分析（15分钟）

现在，让我们通过一个案例来深入了解计算机视觉在实际生活中的应用。我会展示一个基于计算机视觉的自动驾驶系统，并邀请你们讨论以下问题：

-这个系统是如何识别道路、行人和其他车辆的？

-它采用了哪些图像处理技术来实现这一目标？

-你认为这个系统还存在哪些潜在的问题和挑战？

4.实践操作（30分钟）

理论知识已经就绪，现在让我们动手实践。我会指导你们使用OpenCV这个计算机视觉工具包，完成以下实验：

-图像转换：学习如何读取、显示和保存图像。

-边缘检测：尝试使用不同的边缘检测算法，观察其效果。

-色彩识别：学习如何提取图像中的颜色特征，并利用这些特征进行物体识别。

在实践过程中，我会逐一解答你们的问