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高中新课程新教材优质课评选
项目九 了解手写数字识别——体验人工智能
第 5 课时 妙用人工智能工具，绘制“山水诗城”画卷
——初识 A I 绘画
【教材分析】
本课是第四单元《人工智能初步》项目九《了解手写数字识别-体验人工智能》的
最后 1 课时， 也是本单元的单元项目挑战。本单元前面课时以“手写数字识别 ”为知识
主线， 以人工智能在生活中的应用和现在的发展为切入点， 进行知识的延伸， 引导学生
通过“手写数字识别 ”案例学习、体验机器学习的原理和用采集到的数据进行训练， 以
建立一个模型，再对模型进行验证和评估，然后投入应用的一般过程。
在本节中， 以人工智能绘画方面的突破为目标， 进一步通过体验人工智能技术， 实
践利用 open-cv 计算机视觉开源平台，利用已有模型使用 python 代码进行“ 图像风格
迁移画 ”体验的方法。进而引导学生思考该项人工智能技术的突破将对我们的社会发展
的作用和影响。
通过本项目前面的学习， 学生对人工智能的相关概念、应用、发展以及机器学习的
过程有了基本的了解。在整个单元的设计中， 在第 1 节课初识人工智能的基础上， 第四
节课又对人工智能的发展和应用前景层次做了延伸， 对人工智能的认识有了进一步的拓
展， 也就是从哪里来到哪里去的迭代。本节课将采用项目挑战的方式以当前最热门的人
工智能应用之一“计算机绘画 ”为经典案例将训练的模型运用于古画修复、图像风格迁
移等前沿领域， 进一步引导学生思考人工智能应用背后深度学习的算法原理和未来发展
趋势。
【学情分析】
通过前面《人工智能初步》单元中“了解手写数字识别 ”项目式学习， 同学们对人
工智能的认识已经逐步由纯感性认识提升到偏理性认识， 进而对人工智能背后的机器学
习算法有了初步的认识。高一的学生已经具有一定的研究能力， 探究新知的欲望也比较
强烈。通过课前调查， 在日常的学习和生活中， 同学们也基本接触过人工智能绘画的新
闻和应用，对这项技术充满好奇。
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高中新课程新教材优质课评选
【学习重点】
（1）人工智能、深度学习， A I 绘画相关概念。
（2）基于 open-cv 人工智能开放平台， 使用 python 编程利用深度学习算法模型实
现图像风格迁移。
【学习难点】
（1）修改 python 代码的参数，利用建立的模型完成图像风格的迁移。
（2）在体验人工智能的应用与代码实现应用过程中提升对深度学习的认识以及兴
趣的培养，能客观认识智能技术对社会的影响。
【开放性学习环境】
软硬件环境：网络机房、投屏软件，电子教室、 python，open-cv 库等软件。
学习素材：图片素材、 python 代码半成品，学习任务单等。
【素养目标】
通过项目学习，使学生：
（1）通过 A I 智能绘画实践探究， 掌握基于open-cv 计算机视觉开源库， 使用 python
编程利用深度学习算法模型实现图像风格迁移的方法。 (数字化学习、计算思维)
（2）通过评估深度学习算法模型进行图像风格迁移等的开展应用，进一步提升人
工智能和机器学习的概念、应用及作用的认识。（信息意识、数字化学习）
（3）在体验与实现人工智能的应用过程中了解人工智能新进展、新应用，并能适
当运用于学习和生活中， 能客观认识智能技术对社会的影响。（信息意识，信息社会责任）
【教学过程】
项目 教师活动 学生活动 设计
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环节 意图
(一) 项目 引入 4 分 钟 教师回顾 同学们， 通过前面的“了解手写数字识别 ”大 单元的项目式学习，大家对人工智能的相关概念、机器 学习的过程、应用和发展有了基本的了解。近年来随着 计算机处理能力的不断提升和大数据的不断积累，再加 上特别是卷席神经网络算法在深度学习中取得的进展， 在运算能力、数据、算法三大要素发展推动下，计算机 在某些领域的感知智能已越来越接近于人类。 教师展示 “马鞍山二中美育作品展”作品 VCR 和教师一起回 顾本单元旧知 学生观看 VCR 欣赏艺术画作 学生回答， 进行 交流讨论。 思考计算机是 否可以像人一 样创作画作 师生交流 了解 A I 艺术绘 画的最新成果 以单元的 视角回顾 旧知，吸引 学生的深 入思考， 引 出本节课 人工智能 绘画主题。 利用“马鞍 山二中美 育作品展 ” 情境导入。 通过《太空 歌剧院》案 例，引发讨 论，进一步 激发学生 学习兴趣， 思考人工 智能发展 的阶段， 激发学生 创作热情， 项 目 探 究 的欲望。 在“马鞍山 二中数字 艺术展 ”的 项目背景
马鞍山二中 美育作品展
教师设问 在刚刚展示的马鞍山二中美育作品展中，我 们欣赏了非常有创意、才华的绘画作品。通过设问引导 学生提出设想——将人工智能和绘画艺术进行融合。机 器人能像人一样可以创作画作一直是人们的美好愿景， 借助现在日新月异人工智能技术，能实现这个愿望吗？ 教师介绍 2022 年 9 月，美国科罗拉多州举办艺术博览 会， 一幅名为《太空歌剧院》的画作最终获得数字艺术 类别冠军。该作品先由A I制图工具Midjourney 生成，事 件在网络引发热烈讨论。
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《太空歌剧院》 Midjourney
引入主题 学生带着如何 利用 A I 绘画技 术绘制出“山水 诗城 ”美丽的画 卷思考进行下 一个阶段的项 目学习 中，导入项 目主题— 妙用人工 智能工具， 绘制“山水 诗城 ”画卷
教师介绍 继前期美育艺术展的成功举办，马鞍山二中 拟举办“山水诗城”数字艺术展，优选的作品将会在二 中微信公众号展出，现邀请你参与。本节课我们就一起 探究如何利用 A I 绘画技术绘制出“山水诗城 ”美丽的画 卷。
项目 准备 6 分 钟 任务 1 体验 A I 绘画 活动 1 体验“A I 画笔连接爱“活动 教师讲解 2022 年 7 月，百度世界人工智能大会推出众多人工 智能新技术。其中最吸引人眼球的是“A I 画笔连接爱 ”， 通过该技术进行古画修复《剩山图》和《无用师卷》合 成一幅完整的画卷，这幅分藏于海峡两岸的中国传世名 画，在线上实现了“山水合璧 ”。 (播放视频) 投屏分享 学生绘画过程，交流 A I 绘画体验 教师总结 1. 在引导学生完成不同的画作的基础上， 借助百度文心 大模型技术， A I 画笔可通过学习原画作的笔触和风 观看视频 学生体验 A I 画 笔修复古画， 分 享经验， 提交作 品分享， 感受千 人千画的魅力 和思考 A I 绘画 背后的原理。 体验应 用 A I 画 笔 修复古画。 通过百度 文 心 大 模 型技术， 让 学生体验 最新的人 工智能绘 画应用和 A I 魅 力 ， 进 而 思 考 人工智能 绘 画 其 背 后的原理。 千人千画， 弘 扬 爱 国 主义教育， 为后面的
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格，对《富春山居图》的残缺部分进行补全 2. 借助 A I 绘画工具， 可以实现千人千画的“山水合璧 ” 3.通过学生作品分享，引导学生思考人工智能绘画对古 画修复的重要现实意义。 A I 绘 画 的 利弊正向 引导做铺 垫
项目 规划 8-10 分钟 教师讲解 在前面的学习中我们利用了最新的 A I 智能修复工 具，完成了对《富春山居图》的残缺部分进行补全。人 工智能的发展在艺术绘画领域每个人带来了无限可能， 当艺术遇见 AI,每个人成为绘画大师已经不再遥远。 任务2 了解A I绘画的工作过程 活动2.1 介绍图像风格迁移技术的概念 教师提问 猜一猜下面的画作参考是哪一位画家作品的风格绘制？ 教师讲解 图像风格迁移技术 神经网络科学家发现，利用卷积神经网络 可以让 计算机模仿任何画家的绘画风格，重新绘制一张图片， 这种方法叫作“图像风格迁移 ”（Neural Style）。 在本项目中， 我们将学习利用 “图像风格迁移 ”技 术 ，以“山水诗城”为主题，绘制美丽的画卷。 教师讲解 open cv计算机视觉开发库（视频 秒懂百科） 师生共同完成“山水诗城”A I绘画作品项目规划 活动2.2 图像风格迁移技术实现过程 小组讨论， 学生 回答 学生观看教师 演示和讲解学 习图像风格迁 移原理， open cv计 算 机 视 觉 开发库的知识。 基于图像风格 迁移技术学生 和教师共同完 成“山水诗城 ” 项目规划 在上一个 环 节 体 验 应 用 的 基 础 上 引 入 “ 图 像 风 格迁移 ”的 概念， 通过 代 码 的 讲 解，让学生 对 图 像 风 格 迁 移 过 程 有 了 更 深 层 次 的 认识 引导学生 自 主 探 究 “ 山 水 诗 城 ”项目进 行规划。
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1) 图像风格迁移代码结构讲解 加载模型 - > 读取图片 -> 将图像传入风格迁移网 络，进行计算 -> 输出图片 2）python程序中关键代码讲解 3）教师演示图像风格迁移技术整个过程效果 ①打开图片素材文件夹（可以分组，自主选择） ②修改代码选择合适的风格化模型，准备就绪后， 运行相关代码，处理图片。 （效果图如上） ③尝试不同的风格模型，实现原画和风格的统一 学生观看教师 演示， 讲解与自 主探究相结合 学习图像风格 迁移相关过程 和关键代码 学习图像风格 迁移完整程序 代码 中 关键参 数的设置为后 面 的 项 目 实 施 画作 自 由 创作 做准备！ 引导学生 掌握图像 迁移原理 的相关过 程，将项目 规划融入 在范例中。 尝试中体 验绘画风 格的奇妙 关键参数 的讲解为 后 面 的 项 目实施创 作做好铺 垫。
项目 实施 5+13 分钟 任务3 使用A I绘制画作 活动 3.1 体验风格迁移技术（同一幅画作不同风格） 1）打开图片素材文件夹（可以分组，自主选择） 2) 修改代码选择合适的风格化模型，准备就绪后， 运行相关代码，处理图片。 3）尝试不同的风格模型，实现原画和风格的统一 风格模型效果 学生完成活动 3.1。体验同一 幅画作不同风 格， 选择不同的 风格， 探究实现 原画和风格的 统一。 小组内部讨论， 经验交流 学生完成活动 通过小组 合作探究， 两个子任 务互相迭 代。引导学 生在项目 规划基础 上，实践中 进行自主 探究。编程 实现利用
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活动 3.2 “ 山水诗城 ” 自由创作（不同的幅画不同风 格） 以“ 山水诗城 ”为主题， 以小组为单位协作选择合 适的素材， 尝试设置不同的风格模型， 得到不同的效果， 最终实现原图的创意和构图和风格模型的画风、笔触的 融合， 分享经验。组内进行比稿， 创意绘画作品从立意， 选图，风格化选择，命名等推选出最佳作品，上交。 活动 3.3 “山水诗城”数字艺术展示 在小组推优的的基础上利用问卷星进行 “马鞍山二中 数字艺术绘画展”展示和评选 学生完成活动 3.2。学生按照 前期 的 项 目规 划，选择恰当的 素材和风格模 型使用图像风 格迁移技术进 行“山水诗城 ” 画卷自由创作。 小组内评的基 础上上交作品。 问卷星投票 图像风格 迁移技术 生成画作， 进一步激 发 学 习 兴 趣和创作 热情。多维 评价， 作品 展示、交流 引 导 学 生 正确评价 作品
项目 拓展 4 分 钟 任务 4 介绍 A I 生成艺术技术 教师讲解、演示 1） A I 生成艺术定义（艺术+A I） 2） 国内：百度文心大模型 进入试用 3） 国外： Midjourney 进入公测 Midjourney 学生了解当前 最火的 A I 生成 艺术 课后体验：学生 说关键词， 体会 A I 生成艺术的 强大神奇 从绘画上 升到艺术 层面。当艺 术遇见 A I 不断迭代， 进一步介 绍 A I 绘图 的最新发 展 A I 生成 艺术，
项目 作业 课后开放式讨论： 1. 人工智能会取代人类的艺术家吗？ 2. 如何正确的合适的使用 A I 画笔功能？ 思辨、讨论 问卷星调 查 引 导 学 生正确认 识智能技 术对社会 的影响
项目 教师讲解（循环展示学生作品） 归纳总
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总结 3 分 钟 作为本单元的项目挑战， 本节课在前期人工智能初步单元学习基础上， 以当下最火的应用“人工智能绘画 ”为切入点， 通过 A I 智能绘画实践探究， 掌握基于 open-cv 计算机视觉开源库， 使用 python 编程利用深度学习算法 模型实现图像风格迁移的方法， 绘制“山水诗城 ”画卷， 体验 A I 绘画的独 特魅力。 2022 年被称为“A I 生成绘画元年 ”，A I 工具的所产生的插画作品已经 广泛的使用在艺术创作、新闻和广告领域，也带来了所谓的伦理和版权相 关的讨论。正如人民日报评论员所说：“随着技术不断进步，艺术作品的 边界不断拓宽，拥抱创新，应以更宽容的心态接受新事物。 ” 希望未来因为大家的参与，人工智能更好的为人类服务，真正实现人 工智能时代，人人都是艺术家的梦想。未来有你会精彩！ 结，由小见 大，着眼于 人工智能 的未来提 出期望 ！ 未来真正 实现人工 智能时代， 人人都是 艺术家。未 来有你会 更精彩
【板书设计】
【教学反思】
本课为《人工智能初步》单元的项目挑战也是整个单元的拓展和延伸。
本节课在前面单元学习基础上， 以当下最火的应用“人工智能绘画 ”为切入点， 通 过 A I 智能绘画实践探究， 掌握基于open-cv 计算机视觉开源库， 使用 python 编程利用 深度学习算法模型实现图像风格迁移的方法，绘制“ 山水诗城 ”画卷，体验 A I 绘画的
独特魅力。
2022 年被称为“A I 生成绘画元年 ”，A I 工具的所产生的插画作品已经广泛的使用艺
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术创作、新闻和广告领域。本课为教学内容涉及 A I 与艺术的融合，具有较强的时代感
和跨学科属性，具有一定的挑战性，课堂实施难度较大。
本课依据新课标思想， 提倡真实性学习， 创设“马鞍山二中数字艺术展 ”为项目情境，
妙用人工智能工具， 绘制“山水诗城 ”画卷为项目主线， 引导学生通过四个环节（体验 A I
绘画， 了解 A I 绘画原理， 使用 A I 绘制画作， 介绍 A I 生成艺术） 做中学， 用中学，创中学
培养学生信息核心素养。课程中给学生提供了丰富的项目支撑（二中美育展 VCR,百度
画笔工具，马鞍山山水风光图片，多种不同风格图像迁移模型文件等），建立多维评价
体系， 形成同学学生自评， 互评， 小组评价， 教师评价相融合贯穿于整个项目中， 。
由于本课课程内容特点， 教学环境为传统机房， 而非人工智能实验室， 让学生体验
的时候有些欠缺。比如在体验 A I 画笔修复古画的活动环节中，仅仅只能通过学生代表
通过平板演示， 投屏给所有人的方式实现。再如 A I 绘画时无法显示 A I 绘画的渐变过程
等，后期将寻求面向高中人工智能课程体系及人工智能开放平台如浙江大学 mo 平台的
支撑。
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