高中二年级信息技术《数码图像修复与合成-旧照片修复》教学设计

高中二年级信息技术《数码图像修复与合成——旧照片修复》教学设计

一、课程背景与设计理念

本教学设计基于普通高中信息技术课程标准（2017年版2020年修订）的核心素养要求，针对高中二年级学生开设的“数据处理与可视化表达”模块进行深化与拓展。课程设计秉持“科”与“技”并重的理念，强调在真实问题情境中培养学生的信息意识、计算思维、数字化学习与创新以及信息社会责任。本课以“修复一张旧照片”为项目载体，将Photoshop软件的核心技术与图像修复的理论知识深度融合，引导学生在完成具有情感价值和文化意义的任务过程中，掌握数字化图像处理的基本原理与方法，理解技术背后的人文关怀，提升解决复杂问题的综合能力。课程设计采用“项目引领、任务驱动”的模式，将15张具有不同破损特征的旧照片作为贯穿单元始终的学习资源与挑战性任务，使学生在“做中学”、“学中思”，最终实现知识的意义建构与技能的迁移应用。

二、教材分析与处理

本课内容选自人教版普通高中信息技术教材下册第一单元“走进数字世界”中的“32修复一章旧照片”实践项目。原教材内容侧重于介绍图像处理软件的基本操作界面和简单工具的使用，如裁剪、调色等。基于学情分析与课程改革要求，本教学设计对教材内容进行了深度整合与拓展，将其重构为一个包含理论基础、核心技术、项目实践、评价反思四个阶段的微课程单元。教学重点从单纯的软件操作技能，转向引导学生理解图像修复的科学原理（如数字图像构成、色彩模型、采样与重构等），并运用计算思维分析问题、设计解决方案。同时，引入“修旧如旧”与“修旧如新”的辩证思考，渗透美学原则与文化保护理念，使教材内容更具深度和广度。

三、学情分析

高中二年级学生已具备一定的计算机操作基础，对图像处理软件（如美图秀秀等）有初步的感性认识，但对专业级软件Photoshop的操作相对陌生，对其背后的数字图像处理原理知之甚少。学生在日常生活中对摄影、修图有浓厚的兴趣，但往往停留在滤镜和特效的浅层应用上，缺乏系统的理论指导和深层的原理探究。此外，学生的审美能力和艺术修养参差不齐，对于如何还原照片的历史感、保持其真实性，缺乏专业的判断标准。因此，教学过程中需从学生兴趣点切入，将抽象的算法原理与具象的操作实践相结合，通过分层任务和个性化指导，满足不同层次学生的学习需求，并着力培养学生的审美素养和文化理解力。

四、教学目标设计

依据课程标准与学生学情，本课教学目标设定如下：

（一）知识与技能

1.理解数字图像的基本属性，包括分辨率、位深度、色彩模式（RGB、灰度）的概念及其对图像质量的影响。【基础】【重要】

2.掌握Photoshop软件中“仿制图章工具”、“修复画笔工具”、“修补工具”、“内容识别填充”等核心修复工具的工作原理和操作方法。【核心】【高频考点】

3.学会运用“色阶”、“曲线”、“色彩平衡”等调整图层，对修复后的图像进行影调和色彩的还原。【重要】

4.掌握“图层”、“蒙版”、“通道”在图像无损修复和精细选区创建中的应用技巧。【难点】

（二）过程与方法

1.通过分析旧照片的破损类型（折痕、污渍、褪色、缺失等），培养学生运用计算思维界定问题、分解任务、规划修复流程的能力。【核心素养聚焦点】

2.经历“分析-尝试-反思-优化”的迭代式修复过程，掌握基于反馈循环的数字化问题解决策略。【重要】

3.通过对比不同修复工具的效果，学会根据具体问题情境选择最优技术方案的方法。【基础】

4.通过小组合作探究“大面积缺损修复”的课题，培养协作学习与知识分享的能力。

（三）情感态度与价值观

1.感受数字技术还原历史、保存记忆的独特价值，增强保护和修复历史影像资料的责任感与使命感。【非常重要】

2.在精细的修复操作中，培养耐心、细致、严谨的科学态度和追求卓越的工匠精神。【重要】

3.辩证看待“真实还原”与“艺术加工”的关系，在技术实践中形成健康的审美情趣。

4.了解图像篡改的社会伦理问题，树立正确使用图像处理技术的信息社会责任意识。

五、教学重点与难点

（一）教学重点

1.Photoshop中核心修复工具（仿制图章、修复画笔、修补工具）的原理与操作。【核心】【高频考点】

2.利用图层和蒙版进行非破坏性修复的工作流程。【重要】

3.针对不同类型破损（如折痕、污点、块状缺失）制定合理的修复方案。

（二）教学难点

1.理解“修复画笔”系列工具基于“采样-算法混合-融合”的工作原理，并据此精准选择采样点。【难点】

2.运用“通道”和“蒙版”技术处理发丝等复杂边缘的精细选区与修复。【挑战级】

3.在色彩还原中，平衡整体色调与局部色彩偏差，还原照片的历史真实感与情感氛围。【高级思维】

六、教学准备

（一）教学环境：多媒体网络教室，配备教师机、学生机、投影仪或交互式电子白板，安装AdobePhotoshopCC及以上版本软件。

（二）教学资源：

1.精心挑选的15张具有代表性破损特征的数字化旧照片素材库（分辨率高、类型多样，包括但不限于：大面积折痕、细小划痕、霉斑、褪色、红眼、面部缺损、撕裂等）。【核心学习资源】

2.教师自制微课视频：包括“仿制图章工具的高级技巧”、“修复画笔的秘密”、“通道抠出飘逸发丝”等。【难点突破资源】

3.专题学习网站或共享文件夹，存放素材、教学课件、拓展阅读资料（如老照片修复的历史、著名图像修复案例）。

4.学生分组任务卡与数字化评价量规。

七、教学实施过程（核心环节，详案）

本单元总计4课时，以15张旧照片的修复项目贯穿始终。

第一课时：走进旧照片的世界——数字图像原理与修复初探

（一）创设情境，导入项目（5分钟）

1.教师活动：播放一段由修复后的历史老照片组成的视频，配以怀旧音乐，营造情感氛围。视频结尾定格在一张破损严重但具有故事感的旧照片上。提问：“这是一张承载着家族记忆的老照片，如果它破损了，我们该如何用现代数字技术让它重获新生？今天，我们启动一个充满温度和挑战的项目——修复一章旧照片。”

2.学生活动：观看视频，感受老照片的情感价值，思考技术背后的意义，激发学习兴趣和修复动机。

3.设计意图：从情感维度切入，赋予技术学习以人文关怀，引出项目主题。

（二）新知探究一：数字图像的“基因”（15分钟）

1.教师活动：讲授数字图像的核心属性。打开Photoshop，展示“图像大小”对话框，解释像素、分辨率、物理尺寸三者的关系及其对打印和屏幕显示的影响【基础】。切换不同的色彩模式（RGB、灰度、CMYK），让学生观察图像色彩的变化，并解释其应用场景。强调位深度如何决定图像的色彩丰富度【重要】。引导学生思考：了解这些参数对修复旧照片有何意义？（例如，分辨率太低无法修复细节，色彩模式错误会导致偏色）

2.学生活动：在教师机上操作，观察同一图片在不同分辨率、不同色彩模式下的变化，记录自己的发现。小组内讨论旧照片可能存在的“先天不足”（如年代久远导致像素低、黑白照片等）。

3.设计意图：从底层原理入手，帮助学生建立科学的图像认知，为后续精准操作打下理论基础，避免盲目尝试。

（三）新知探究二：初识修复神器——仿制图章工具（20分钟）

1.教师活动：演示“仿制图章工具”的基本操作。先讲解其工作原理：从一个区域（采样点）像素到另一个区域（目标点），实现“覆盖”。强调采样点设置（Alt键单击）的重要性【重要】。然后，打开一张带有少量污渍的照片素材，演示如何使用仿制图章工具去除污点。重点讲解如何根据污渍周围的环境，灵活选择大小、硬度、不透明度合适的笔刷，并动态调整采样点【核心技能】。

2.学生活动：跟随教师操作，练习使用仿制图章工具修复教师指定的简单污渍照片。尝试在不同纹理背景（如墙面、皮肤）上操作，体会笔刷设置和采样点选择对修复效果的影响。

3.设计意图：从最简单的工具入手，让学生初步体验修复的“掌控感”，理解“采样-覆盖”的基本逻辑。通过实践初步感受工具的局限性。

（四）课堂小结与任务发布（5分钟）

1.教师活动：总结本课核心知识点：数字图像属性与仿制图章工具。发布课后探究任务：各小组领取1张有不同破损（折痕、污点）的旧照片（共15张中的一部分），尝试用仿制图章工具进行初步修复，记录下遇到的困难和发现的问题，下节课分享。

2.学生活动：记录任务要求，明确探究方向。

3.设计意图：将课堂学习延伸至课后，通过自主探究暴露仿制图章工具的不足，为下一课时引入更智能的工具埋下伏笔。

第二课时：智能修复的魔法——修复画笔与修补工具

（一）反馈与导入（5分钟）

1.教师活动：请学生分享课后使用仿制图章工具修复照片的体验。引导学生发现：对于纹理复杂的区域（如皮肤纹理、草地），仿制图章容易产生“克隆”痕迹，显得不自然。由此引出问题：“有没有更智能的工具，能像画笔一样，在像素的同时，还能智能地融合周围环境？”从而导入新课内容——修复画笔系列工具。

2.学生活动：积极分享实践中的成功经验与遇到的主要问题，尤其是“克隆痕迹”明显的案例。带着问题进入新内容学习。

（二）新知探究一：神奇的修复画笔（15分钟）

1.教师活动：详细讲解“修复画笔工具”的核心原理【难点】。它不是简单的像素，而是将采样点的纹理、光照、阴影等与目标点的颜色、亮度等底层信息进行算法混合，从而实现无缝融合【非常重要】。演示其操作（与仿制图章类似，需要Alt键采样）。然后，在刚才学生暴露问题的同一张照片上，使用修复画笔工具进行修复，让学生直观对比两者效果的差异。接着，介绍“内容识别填充”工具的强大功能【热点】，演示如何快速去除大面积杂物或填补缺失区域。

2.学生活动：观看演示，对比分析，理解修复画笔工具的智能算法优势。在教师指导下，尝试在自己的电脑上，对课后作业中遇到的问题使用修复画笔工具重新修复，亲身感受其神奇效果。

（三）新知探究二：修补工具与移动工具（15分钟）

1.教师活动：类比讲解“修补工具”和“移动工具”。修补工具的工作原理是：用选区框选目标区域，然后将其拖拽到作为采样源的区域，源区域的纹理会自动计算并修补到目标区域。它适合处理较大范围的破损，如撕裂、块状缺失【重要】。演示如何使用修补工具修复一块缺失的衣角。强调选区绘制的准确性对修复效果的影响。简要提及“移动工具”与修补工具相反的作用。

2.学生活动：在教师提供的具有小块缺失区域的素材上，分别尝试用修补工具和之前学习的工具进行修复，比较不同工具在效率、效果上的优劣，并思考在什么场景下选择哪种工具更合适。

（四）综合实践：小试牛刀（10分钟）

1.教师活动：发布课堂实践任务：各小组利用本课学习的修复画笔、修补工具和内容识别填充，继续修复上一课时领到的照片。教师巡回指导，针对学生在采样点选择、笔刷参数调整、选区绘制等方面遇到的问题进行个性化辅导，鼓励学生尝试用不同工具组合解决问题。

2.学生活动：小组合作，分工明确，运用新学工具继续修复项目照片。遇到技术难题，可观看教师准备的微课视频，或小组内讨论，或举手请教老师。

3.设计意图：通过即时实践，巩固新学技能，并在真实任务中体会不同工具的适用场景，形成初步的修复策略意识。

（五）课堂小结与进阶任务（5分钟）

1.教师活动：总结本节课的核心工具及其适用场景，强调“对症下药”是高效修复的关键。提出更高挑战：当照片破损涉及复杂边缘（如头发丝）或大面积缺失时，上述工具会面临哪些困境？为下节课学习“图层、蒙版与通道”埋下伏笔。发布进阶任务：各小组分析自己照片中存在的复杂问题，尝试构思解决方案。

2.学生活动：梳理本节课知识体系，思考教师提出的挑战性问题，分析本组照片的难点所在。

第三课时：雕琢细节与色彩重生——蒙版、通道与色彩校正

（一）问题聚焦，引入新知（5分钟）

1.教师活动：展示学生作品中出现的问题，特别是发丝边缘修复生硬、人物与背景融合不自然、大面积纹理无法匹配等案例。提问：“如何才能精细控制修复范围，只让效果作用于需要的地方？如何重建丢失的复杂纹理？”引出核心概念——图层蒙版。

2.学生活动：观察典型案例，反思自己操作中的不足，产生学习新工具的强烈动机。

（二）新知探究一：无损修复的法宝——图层与蒙版（20分钟）

1.教师活动：

(1)强调“图层”思想在数字图像处理中的革命性意义【非常重要】。将图层比作“透明胶片”，分开操作，互不影响，最终叠加成图。演示创建“背景副本”图层，为后续所有操作奠定“非破坏性编辑”的基础。

(2)讲解“图层蒙版”的核心原理【难点】：蒙版是控制图层透明度的“面具”，黑色表示完全透明（隐藏效果），白色表示完全不透明（显示效果），灰色表示半透明。利用蒙版，可以精准控制修复效果的作用区域，而无需擦除或删除像素。

(3)演示蒙版的核心操作：添加蒙版，用黑色画笔在蒙版上涂抹，即可隐藏当前图层的修复效果，露出下面的原始图层或修复效果。这对于精细调整修复边界、融合不同修复来源的纹理至关重要【核心技能】。

2.学生活动：跟随教师，在Photoshop中创建图层副本，添加蒙版。用黑白画笔在蒙版上练习“隐藏”和“显示”修复效果，直观感受蒙版对图像的无损控制能力。

（三）新知探究二：攻克复杂边缘——通道的妙用（10分钟）

1.教师活动：针对发丝等复杂边缘的选区难题，引入“通道”的概念【挑战级】。简要说明通道的本质是存储选区（颜色信息），通常黑白对比最强烈的通道最有利于创建选区。演示如何在一个对比度最好的单色通道中，利用色阶调整增强黑白对比，将发丝（黑）与背景（白）彻底分离，然后载入该通道作为选区，回到图层面板进行精确修复或抠图。播放微课视频辅助讲解。

2.学生活动：观看演示，初步理解通道选区的原理。尝试在教师指导下，对一张带有复杂边缘的照片，按步骤操作，体验通道的强大功能。不强求所有学生完全掌握，但要求了解其解决复杂问题的思路。

（四）新知探究三：赋予照片灵魂——影调与色彩校正（10分钟）

1.教师活动：指出修复的不仅是形态，更是色彩和氛围【重要】。讲授色彩校正的基本方法：

(1)使用“色阶”命令调整图像的明暗对比，解决照片发灰、过曝或欠曝问题。

(2)使用“曲线”命令进行更精细的影调和色彩调整，可分别调整RGB复合通道或单色通道。

(3)使用“色彩平衡”命令纠正偏色现象，如整体偏黄、偏蓝等。

强调“调整图层”的概念，与蒙版配合，实现非破坏性色彩校正。演示如何利用“信息”面板读取参考点的RGB数值，科学判断色彩偏差。

2.学生活动：对一张修复好形态但色彩不佳的照片，尝试使用调整图层进行色彩还原，努力使其接近或优化原始照片应有的色调。初步体会数字图像“调色”的乐趣与挑战。

（五）项目深度实践（剩余时间）

1.教师活动：指导学生将本课所学应用到各自的项目照片中。重点指导如何针对照片的难点（如发丝修复、大面积纹理缺失）综合运用蒙版、通道和色彩校正技术。鼓励小组内部分工协作，例如，一人负责技术攻关，一人负责色彩调校，一人负责效果评估。

2.学生活动：进入项目深度实践阶段，综合运用前三课时所学全部技能，对各自负责的旧照片进行全面、精细的修复。遇到困难，可查阅资料、组内互助或寻求教师帮助。

3.设计意图：将分散的技能学习整合到真实的项目实践中，促进知识的综合运用和迁移，培养学生的系统性思维和解决复杂问题的能力。

第四课时：匠心独具——作品精修、展示与评价

（一）回顾与聚焦（5分钟）

1.教师活动：简要回顾整个单元所学的核心技术链条：从基础工具（仿制图章）到智能工具（修复画笔、修补工具），再到精细化控制手段（图层蒙版、通道）和最终效果呈现（色彩校正）。强调技术的综合运用是关键。聚焦本课任务：对修复作品进行最后的“匠心打磨”，并准备展示汇报。

2.学生活动：回顾知识体系，明确本课任务，小组内快速核对修复进度和最终目标。

（二）作品精修与完善（20分钟）

1.教师活动：引导学生从以下几个方面进行最后的完善：

(1)整体审视：从构图、光影、色彩、氛围等角度，评估修复后的照片是否和谐、自然。【审美提升】

(2)细节检查：放大查看边缘是否生硬、纹理是否失真、是否有残留污渍。【工匠精神】

(3)一致性校验：修复区域的色彩、亮度是否与周围环境完美融合。

(4)历史感考量：如果是修复有年代感的照片，引导思考是追求“修旧如新”（亮丽如昨）还是“修旧如旧”（保留岁月的痕迹，但清晰完整）。【高阶思维】【信息社会责任】

教师巡回指导，对每组的作品提出个性化建议，启发学生进行更深层次的思考和调整。

2.学生活动：根据教师的引导和本组的修复目标，对照片进行最后的精细化调整。小组内可以互相“挑刺”，共同完善。使用数字化评价量规进行初步自评。

（三）成果展示与交流评价（15分钟）

1.教师活动：组织“旧照片修复故事分享会”。邀请各小组代表上台，利用投影展示本组的修复成果。要求展示内容包括：原始照片、最终修复成果，并简要介绍照片背后的故事、修复过程中遇到的最大挑战、运用的核心技术、以及修复理念的思考（如为什么选择这样处理色彩）。其他小组和教师共同参与评价。

2.学生活动：积极准备，推选代表上台展示。展示小组详细阐述修复过程和心得体会。其他小组成员认真聆听，并依据评价量规从技术运用、艺术效果、创新思维、人文表达等维度进行互评，也可提问互动。分享不同照片背后的感人故事，深化情感体验。

（四）教师点评与总结升华（5分钟）

1.教师活动：对各小组的作品和展示进行点评，肯定亮点，指出共性问题。对本单元的学习进行总结：

(1)技术层面：回顾从像素到图层的知识进阶，强调技术是为创意和目的服务的。

(2)思维层面：项目实践培养了大家发现问题、分解问题、选择策略、迭代优化的计算思维。

(3)人文层面：我们修复的不仅是图像，更是记忆、情感和历史。在掌握强大技术的同时，更要思考技术的边界和伦理。任何图像处理都应遵循真实、善意、尊重的原则，警惕技术滥用带来的虚假信息传播【非常重要】。

2.学生活动：聆听点评与总结，反思自己的学习过程，深化对信息社会责任的理解。在教师的引导下，将对技术的关注升华为对人文精神的思考。

八、教学评价设计

本单元采用过程性评价与终结性评价相结合，自评、互评与师评相融合的多元化评价体系。

（一）过程性评价（占比40%）

1.课堂参与度：回答问题、参与讨论的积极性。（10%）

2.任务完成度：每课时实践任务和课后探究任务的完成情况。（20%）

3.协