資源簡介

第四課 《圖像分類新思考》 教案
教學時間 教學班級 六年級
課程名稱 圖像分類新思考 課時 1課時
教學目標 一、知識與技能 1．能夠列舉出圖像分類的優勢； 2．能夠說出圖像分類面臨的挑戰。 二、過程與方法 1．通過小組交流討論的方式，讓學生了解圖像分類的優勢，并能夠說明具有這些優勢的原因； 2．通過實操探完圖像質量、分類目標的完整度和類內的差異性給分類帶來的影響，鍛煉學生的動手能力、邏輯思維能力。 三、情感態度與價值觀 1．通過本節課學習，使學生認識到技術仍在發展，我們需要保持終身學習、主動學習的態度。
重點 了解圖像分類的優勢與挑戰
難點 探究不同因素對圖像分類的影響
教具 掌控版、mPython、AI攝像頭
教學方法 小組討論、興趣驅動
教學過程 教師 學生
一、導入（5分鐘） 同學們，歡迎大家繼續回到圖像分類的學習。 （小組討論）請同學們以小組為單位，談一談你們認為機器進行圖像分類是否已經足夠智能？能不能舉例說明。 哪位小組的學生向大家分享一下你的觀點。同學們能從現實生活中舉例來支撐自己的觀點。從同學們的討論中，我們可以看到圖像分類給我們生活帶來許多便利，有其優勢所在，但是同時，常常也會出些bug。本節課我們就一起了解一下圖像分類的優勢以及其面臨的挑戰。 小組討論并回答問題
知識講解（10分鐘） 1. 圖像分類的優勢 首先是分類速度快，計算機可以不知疲憊地重復處理程序指令，在需要對大批量的圖片進行分類時，其具有得天獨厚的優勢。大家有沒有用過淘寶的搜同款功能啊？是不是我們通過掃描上傳的照片，就會給我們推薦一模一樣的或者具有相似特征的同款，很方便。 第二個優勢是準確度高，一個成熟的圖像分類模型具有較高的準確度。例如，圖像分類技術應用于醫療領域，可以通過分析醫學影像，來判斷病情。在癌癥檢測中，腫瘤的良性與惡性很難區分，圖像分類技術可以輔助醫生進行診斷，使檢測結果更加準確。 （提問）想一想，圖像分類技術能夠具有這些優勢的主要因素是什么？你認為它能順利完成圖像分類任務的原因有哪些呢？ 答案：大量的練習：它看了很多很多的圖片，就像我們學習了很多的數學題一樣，所以它變得很擅長分類。用特殊的技巧：它使用了一些特殊的技巧，就像一個魔法師一樣。這些技巧幫助它找到圖片中的隱藏特點。卷積神經網絡（CNN）很快的大腦：它的計算速度非常快，就像一個超級電腦一樣，所以能夠在一瞬間完成分類任務。 所以，圖像分類技術之所以這么厲害，是因為它練習多，用了聰明的方法，而且超級快，這些都幫助它在圖像分類任務中做得非常好。 2．圖像分類面臨的挑戰 計算機雖然在基本的圖像分類比賽中表現出的水準已經超越了人類，但完成現實中的圖像分類任務仍然有很多困難和挑戰。 一是圖片質量，首先光照是影響圖片質量的關鍵因素之一。其次，雜亂的背景也會使人眼花繚亂，抓不住圖片的重點。再者當遇到模糊不清的圖片時，機器要想成功分類圖像質量有問題的圖片，就需要有像人類一樣的推理想象力。 二是分類目標的完整度，圖中是兩張寵物狗的圖片，但右圖中分類目標被遮擋了，人們可以根據自己的經驗對不完整的畫面做出推斷，從而對圖片做出正確的判別。但當計算機遇見同樣的問題時，它是否能成功地完成分類任務是同學們需要探究的問題。 三是類別內的差異性，同一類別的物品有各種各樣的形態，但是由于功能是相同的，所以人們通常將它們分為一類，但是對于計算機而言，目前依然是個挑戰。如圖所示，計算機是否也能推斷出圖像中物品的實際用途，并成功進行分類呢 。 學生思考并回答問題
三、實操練習（20分鐘） 同學們，接下來就和小組成員一起探究圖像分類能否成功挑戰上述三個困難吧？ 學生分組探究
四、課堂總結（5分鐘） 教師點評課堂探究活動。 圖像分類單元就學完了，希望同學課后能用思維導圖的形式梳理本單元我們學習的知識點。今天這節課就到這里了，同學們再見！ 自行總結
教學 反思

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