《计算机的火眼金睛——计算机视觉》
教学设计
科目 小学人工智能 授课年级 三年级
课型 新授课 学时 1
一、课程指南
1. 内容要求
（1）提供生动的实例，帮助学生理解计算机视觉和图像识别的基本概念，包括视觉传感器
的作用和图像识别的过程。
（2）介绍图像识别在日常生活中的应用，使学生感受到图像识别技术给人类生活带来的便
利。
（3）探讨计算机视觉技术的伦理和社会问题，如隐私保护和数据安全，引导学生思考在技
术发展中应如何保持伦理意识和社会责任感。
2. 学业质量要求
（1）能够清晰描述计算机视觉和图像识别的含义，并理解其在现实世界的应用场景。
（2）具备基本能够识别和列举出日常生活中图像识别的例子的能力。
（3）展现出对计算机视觉技术潜在弊端和风险的基本理解，并能够就如何应对这些挑战提
出自己的看法。
二、教学内容分析
1. 计算机视觉概述：
引入计算机视觉的概念，解释视觉传感器的作用，并让学生了解机器如何通过视觉传感器“看
到”外部世界。通过介绍计算机视觉的基本工作流程，使学生理解从图像捕捉到信息解析的
过程。
2. 图像识别的基本流程：
深入探讨图像识别的技术细节，包括图像采集、特征提取、模式匹配和识别输出等关键步骤。
通过比较人类的视觉识别与计算机视觉识别的异同，帮助学生建立对图像识别流程的直观理
解。
3. 日常生活中的图像识别应用：
举例说明图像识别技术在日常生活中的广泛应用，如人脸识别门禁系统、智能安防监控、自
动驾驶汽车等，展示图像识别技术如何提升生活质量和效率。
4. 计算机视觉技术的潜在弊端和风险：
讨论计算机视觉技术可能带来的隐私和安全问题，引导学生思考和讨论在享受技术带来的便
利同时，如何保护个人隐私和数据安全。
三、学情分析
1. 心理特点：
三年级的学生通常对新奇事物抱有极大的好奇心和探索欲。他们对于通过视觉获取信息尤为
敏感，对图像和视频内容的兴趣高于纯文字。这一特点有利于引入计算机视觉和图像识别的
主题，激发学生的学习兴趣。
2. 认知能力：
此年龄段的学生认知发展迅速，但对于复杂和抽象概念的理解能力有限。因此，介绍计算机
视觉和图像识别的原理时，需要通过具体实例和直观的演示来帮助他们理解。
3. 技术熟悉度：
虽然学生可能已经在日常生活中接触过人脸识别等图像识别技术，但他们对这些技术的工作
原理和应用背景了解不多。因此，教学中需要从基本概念开始，逐步引导学生深入了解。
4. 社会意识：
学生对于技术如何影响社会和个人生活的意识开始萌芽。通过讨论计算机视觉技术的潜在弊
端和风险，可以帮助他们建立对科技伦理和社会责任的初步理解。
四、教学目标
1.智能意识：
学生将了解计算机视觉的概念及其在现实生活中的应用，增强对图像识别技术重要性的认
识。
2.智能思维：
学生能够理解图像识别的基本原理和流程，包括如何通过视觉传感器捕捉图像，以及计算机
如何处理这些图像进行识别。
3.智能应用与创造：
通过探索图像识别在各领域的应用，如安防、自动驾驶等，学生能够认识到这项技术的广泛
影响，并思考如何将其应用于解决现实问题。
4.智能社会责任：
学生将讨论计算机视觉技术的潜在弊端和风险，如隐私侵犯问题，培养在使用或开发图像识
别技术时的伦理意识和社会责任感。
五、教学重难点
1.教学重点
计算机视觉与图像识别的基本概念：使学生理解计算机视觉的定义及其在现代技术中的应
用，了解图像识别作为计算机视觉一个重要分支的基本流程。
图像识别的实际应用：通过具体的例子，如人脸识别系统和自动驾驶汽车，让学生认识到图
像识别技术在生活中的普及和重要性。
2.教学难点
图像识别技术的工作流程：图像从被摄取到最终被识别的完整过程，包括特征提取和模式匹
配等技术细节。
六、教学策略
1. 启发式教学
利用学生已有的关于日常生活中图像识别应用的知识和经验，通过提问引导学生思考和探索
图像识别的原理和应用，从而增强学习的主动性和积极性。
2.情景模拟
过模拟现实情境（如使用人脸识别技术进行门禁系统解锁），让学生在具体的上下文中理解
图像识别技术的工作流程和应用。
七、教学环境和资源
1.教学环境：
课程将在配备现代化教学设备的教室内进行，确保有足够的空间进行小组活动和互动学习。
环境应支持多媒体展示和网络接入，以便访问在线资源和演示软件。
2.教学资源：
多媒体教学材料：精心准备的 PPT 课件，包含图像识别的基本概念、工作原理、应用案例和
伦理问题等内容的图解和视频。
在线工具和平台：利用百度识图、Google Images 等在线图像识别服务，让学生在课堂上进
行实时操作和体验。
八、教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
情景导入
通过讲述和展示日常生活中
的人脸识别技术应用（如校
园门禁、公交地铁支付系
统），引入计算机视觉的概
念。
学生分享自己对于使用人脸
识别技术的体验和感受。
利用学生熟悉的
现象激发兴趣，自
然过渡到计算机
视觉和图像识别
的学习主题。
实践体验
组织进行“你画我猜”游戏，
展示如何通过图像信息进行
沟通和理解。接着，使用“猜
画小歌”小程序让学生体验
AI 图像识别。
参与游戏和小程序操作，尝
试理解图像识别背后的逻
辑。
通过互动游戏让
学生初步体验和
理解计算机视觉
的工作原理。
知识讲解
⚫ 详细介绍视觉传感器的
工作原理和图像识别的
基本过程。通过图解和
视频，解释图像从采集
到识别的整个流程。
⚫ 引导学生通过“连一连”
活动，比较人类与计算
机在图像识别方面的异
同。
⚫ 指导学生使用“百度识
图”进行图像上传和识
别操作，观察和分析识
别结果。
⚫ 观察和学习视觉传感器
如何捕捉图像，以及计
算机如何处理这些图像
进行识别。
⚫ 参与“连一连”活动，思
考并讨论在图像部分被
遮挡的情况下，人类和
计算机如何识别图像。
⚫ 实际操作图像识别工
具，讨论识别准确率和
可能的应用场景。
使学生理解计算
机如何 “看到 ”和
“理解”图像，建立
对计算机视觉技
术工作原理的基
本认识。加深学生
对计算机视觉与
人类视觉在图像
识别方面的理解，
培养分析和比较
的能力。让学生通
过实践了解图像
识别技术的实际
应用，鼓励他们探
索技术的潜力和
局限。
讨论与反思
通过案例（如支付宝“刷脸支
付”和 Google Gemini）展示
图像识别技术的高级应用。
观看案例视频，讨论图像识
别技术带来的便利和可能的
社会影响。
通过真实世界的
应用案例，展现图
像识别技术的强
大能力及其对社
会的积极影响，同
时激发学生对未
来技术的想
九、板书设计
十、教学反思
/5
