1.4《图像分类新思考——图像分类的优势与挑战》 教案 清华大学版（2024）六上信息科技.docxVIP

第四课《图像分类新思考》教案

教学时间

教学班级

六年级

课程名称

图像分类新思考

课时

1课时

教学目标

一、知识与技能

1．能够列举出图像分类的优势；

2．能够说出图像分类面临的挑战。

二、过程与方法

1．通过小组交流讨论的方式，让学生了解图像分类的优势，并能够说明具有这些优势的原因；

2．通过实操探完图像质量、分类目标的完整度和类内的差异性给分类带来的影响，锻炼学生的动手能力、逻辑思维能力。

三、情感态度与价值观

1．通过本节课学习，使学生认识到技术仍在发展，我们需要保持终身学习、主动学习的态度。

重点

了解图像分类的优势与挑战

难点

探究不同因素对图像分类的影响

教具

掌控版、mPython、AI摄像头

教学方法

小组讨论、兴趣驱动

教学过程

教师

学生

一、导入（5分钟）

同学们，欢迎大家继续回到图像分类的学习。

（小组讨论）请同学们以小组为单位，谈一谈你们认为机器进行图像分类是否已经足够智能？能不能举例说明。

哪位小组的学生向大家分享一下你的观点。同学们能从现实生活中举例来支撑自己的观点。从同学们的讨论中，我们可以看到图像分类给我们生活带来许多便利，有其优势所在，但是同时，常常也会出些bug。本节课我们就一起了解一下图像分类的优势以及其面临的挑战。

小组讨论并回答问题

知识讲解（10分钟）

1.图像分类的优势

首先是分类速度快，计算机可以不知疲惫地重复处理程序指令，在需要对大批量的图片进行分类时，其具有得天独厚的优势。大家有没有用过淘宝的搜同款功能啊？是不是我们通过扫描上传的照片，就会给我们推荐一模一样的或者具有相似特征的同款，很方便。

第二个优势是准确度高，一个成熟的图像分类模型具有较高的准确度。例如，图像分类技术应用于医疗领域，可以通过分析医学影像，来判断病情。在癌症检测中，肿瘤的良性与恶性很难区分，图像分类技术可以辅助医生进行诊断，使检测结果更加准确。

（提问）想一想，图像分类技术能够具有这些优势的主要因素是什么？你认为它能顺利完成图像分类任务的原因有哪些呢？

答案：大量的练习：它看了很多很多的图片，就像我们学习了很多的数学题一样，所以它变得很擅长分类。用特殊的技巧：它使用了一些特殊的技巧，就像一个魔法师一样。这些技巧帮助它找到图片中的隐藏特点。卷积神经网络（CNN）很快的大脑：它的计算速度非常快，就像一个超级电脑一样，所以能够在一瞬间完成分类任务。

所以，图像分类技术之所以这么厉害，是因为它练习多，用了聪明的方法，而且超级快，这些都帮助它在图像分类任务中做得非常好。

2．图像分类面临的挑战

计算机虽然在基本的图像分类比赛中表现出的水准已经超越了人类，但完成现实中的图像分类任务仍然有很多困难和挑战。

一是图片质量，首先光照是影响图片质量的关键因素之一。其次，杂乱的背景也会使人眼花缭乱，抓不住图片的重点。再者当遇到模糊不清的图片时，机器要想成功分类图像质量有问题的图片，就需要有像人类一样的推理想象力。

二是分类目标的完整度，图中是两张宠物狗的图片，但右图中分类目标被遮挡了，人们可以根据自己的经验对不完整的画面做出推断，从而对图片做出正确的判别。但当计算机遇见同样的问题时，它是否能成功地完成分类任务是同学们需要探究的问题。

三是类别内的差异性，同一类别的物品有各种各样的形态，但是由于功能是相同的，所以人们通常将它们分为一类，但是对于计算机而言，目前依然是个挑战。如图所示，计算机是否也能推断出图像中物品的实际用途，并成功进行分类呢?。

学生思考并回答问题

三、实操练习（20分钟）

同学们，接下来就和小组成员一起探究图像分类能否成功挑战上述三个困难吧？

学生分组探究

四、课堂总结（5分钟）

教师点评课堂探究活动。

图像分类单元就学完了，希望同学课后能用思维导图的形式梳理本单元我们学习的知识点。今天这节课就到这里了，同学们再见！

自行总结

教学

反思