AI圖像識(shí)別技術(shù)在高中歷史圖文史料解讀中的應(yīng)用研究

一、引言

“圖像史料，亦可稱為可視史料或影像史料，主要是指適用于歷史教學(xué)與研究的視覺圖像，一般指地圖、圖片等傳媒對(duì)象[]。但如果把視野再放開一點(diǎn)，那么圖像史料的指向就更廣泛了，它還包括珍藏于博物館的大量文物、遺址遺跡、碑刻、建筑、圖畫等實(shí)物和攝影照片以及影視片、紀(jì)實(shí)片等能夠提供圖像、呈現(xiàn)或傳達(dá)某種歷史理念、產(chǎn)生視覺感知的對(duì)象。”要培養(yǎng)學(xué)生唯物史觀、史料實(shí)證、時(shí)空觀念等歷史學(xué)科核心素養(yǎng)的教學(xué)目標(biāo)，對(duì)其達(dá)成效果難以通過簡(jiǎn)單的結(jié)論或統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)去評(píng)定[2。為了增強(qiáng)高中歷史圖文史料教學(xué)的有效性，采用AI圖像識(shí)別技術(shù)不僅可以高效識(shí)別歷史圖片中的文字、符號(hào)、人物、場(chǎng)景等關(guān)鍵信息，還可通過智能分類、語義分析、圖像修復(fù)等手段提升史料的可讀性與完整性，其為構(gòu)建以學(xué)生為主體的深度學(xué)習(xí)環(huán)境提供了技術(shù)支持，也為實(shí)現(xiàn)歷史學(xué)科核心素養(yǎng)的有效培育開辟了新路徑。本文旨在探討AI圖像識(shí)別技術(shù)在高中歷史圖文史料解讀中的具體應(yīng)用方式，以期為新時(shí)代歷史教育的數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供理論支持與實(shí)踐參考。

二、高中歷史圖文史料解讀應(yīng)用AI圖像識(shí)別技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

（一）智能提速增效，秒析海量圖文信息

AI圖像識(shí)別技術(shù)基于深度學(xué)習(xí)算法與龐大的圖像數(shù)據(jù)庫，具備強(qiáng)大的并行處理能力，可突破人工處理信息的速度局限。在高中歷史教學(xué)中，面對(duì)文物圖片、歷史地圖、文獻(xiàn)插圖等紛繁復(fù)雜的圖文史料時(shí)，AI能夠快速掃描圖像特征，通過模式識(shí)別與特征匹配，在短時(shí)間內(nèi)完成對(duì)海量圖文的篩選、分類與關(guān)鍵信息提取。相較于傳統(tǒng)人工逐件分析的方法，AI技術(shù)能夠極大地縮短從資料收集到信息整合的周期，使教師在備課時(shí)與學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)時(shí)，能更高效地獲取所需圖文資源，從而顯著提升歷史圖文史料的解讀效率。

（二）多維深挖底蘊(yùn)，精準(zhǔn)強(qiáng)化知識(shí)理解

AI圖像識(shí)別技術(shù)通過多模態(tài)分析，能夠從多個(gè)維度挖掘圖文史料背后的歷史內(nèi)涵。其不僅能夠識(shí)別圖像中的直觀信息，還能結(jié)合圖像色彩、構(gòu)圖、紋理等視覺特征，以及歷史知識(shí)庫中的時(shí)間、地點(diǎn)、人物關(guān)系等背景信息，進(jìn)行交叉分析與深度解讀。此種多維度的解讀方式，能將圖文史料中隱含的社會(huì)文化、政治經(jīng)濟(jì)、技術(shù)發(fā)展等深層次信息轉(zhuǎn)化為易于理解的知識(shí)內(nèi)容。通過精準(zhǔn)提煉關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)，幫助學(xué)生構(gòu)建系統(tǒng)的歷史認(rèn)知框架，從而強(qiáng)化學(xué)生對(duì)歷史知識(shí)的深度理解與綜合運(yùn)用能力。

（三）全域廣拓邊界，多元豐富教學(xué)資源

AI圖像識(shí)別技術(shù)能夠突破傳統(tǒng)教學(xué)資源的局限，挖掘出更多潛在的歷史教學(xué)資源[3]。一方面，對(duì)于一些因年代久遠(yuǎn)、保存狀況不佳而難以解讀的圖文資料，AI的圖像增強(qiáng)與修復(fù)技術(shù)可以使其重?zé)ㄉ鷻C(jī)，展現(xiàn)出豐富的歷史內(nèi)涵。例如，模糊不清的老照片、褪色的古籍插圖等，在經(jīng)過AI處理后，能夠清晰呈現(xiàn)其中的信息，為教學(xué)提供新的素材。另一方面，AI還可以根據(jù)已有的圖文史料，生成相關(guān)的虛擬場(chǎng)景、補(bǔ)充信息或關(guān)聯(lián)資料。如在講解古代戰(zhàn)爭(zhēng)內(nèi)容時(shí)，AI可根據(jù)歷史地圖與文獻(xiàn)記載，生成三維虛擬戰(zhàn)場(chǎng)場(chǎng)景，展示戰(zhàn)爭(zhēng)的過程與戰(zhàn)略布局，使教學(xué)資源更加多元化，有助于拓寬歷史教學(xué)的邊界。

三、AI圖像識(shí)別技術(shù)在高中歷史圖文史料解讀中的應(yīng)用

（一）智能聚類歸檔，精準(zhǔn)標(biāo)注史料脈絡(luò)

AI圖像識(shí)別技術(shù)能夠通過自動(dòng)分類與聚類算法，對(duì)大量歷史圖文資料進(jìn)行系統(tǒng)化整理和歸檔。其可以根據(jù)圖像內(nèi)容的相似性、時(shí)代背景、主題特征等維度，將分散、雜亂的史料信息組織成有序的知識(shí)體系，幫助教師和學(xué)生更清晰地把握史料之間的邏輯關(guān)系與歷史發(fā)展的脈絡(luò)，從而提升教學(xué)與學(xué)習(xí)的條理性與系統(tǒng)性。

以“中國(guó)古代政治制度”專題教學(xué)為例，教師在收集資料的過程中，選取了故宮宮殿建筑圖、古代官服畫像、科舉考試流程圖、朝堂議事場(chǎng)景復(fù)原圖等多種類型資料，時(shí)間跨度從秦漢至明清。AI系統(tǒng)可以通過圖像特征提取技術(shù)，分析每張圖片的色彩、構(gòu)圖、元素等視覺特征，同時(shí)結(jié)合OCR（光學(xué)字符識(shí)別）技術(shù)提取圖中建筑匾額上的題字、服飾上的紋樣說明等文字信息。隨后，其可基于深度學(xué)習(xí)模型，將此類圖文資料按朝代、制度類型等多個(gè)維度進(jìn)行分類。比如，故宮太和殿圖片被歸類到“明清時(shí)期”“皇家宮殿”類別，并被打上“皇權(quán)象征”“建筑規(guī)制”等標(biāo)簽；唐代官服畫像則被劃分至“唐代”“職官制度”，被添加“文官服飾”“品階標(biāo)識(shí)”“織物工藝”等信息標(biāo)簽。在實(shí)際教學(xué)應(yīng)用中，教師只需在系統(tǒng)中輸入“明清宮殿建筑”“唐代職官服飾”等關(guān)鍵詞，系統(tǒng)便能立即調(diào)取相關(guān)圖文資料，并以時(shí)間軸或知識(shí)圖譜的形式呈現(xiàn)，幫助教師快速梳理中國(guó)古代宮殿建筑在不同朝代的演變脈絡(luò)，以及服飾制度背后反映的政治等級(jí)秩序。對(duì)于學(xué)生而言，這種有序的資料檢索與呈現(xiàn)方式，能夠讓學(xué)生在自主學(xué)習(xí)時(shí)更清晰地把握史料之間的邏輯關(guān)系，幫助學(xué)生構(gòu)建完整的知識(shí)體系，從而極大提升學(xué)習(xí)的條理性與系統(tǒng)性。

（二）數(shù)字智能修復(fù)，高清還原文物肌理

面對(duì)模糊、破損或褪色的歷史圖像與文物照片，AI圖像識(shí)別結(jié)合圖像增強(qiáng)與修復(fù)技術(shù)，可以有效去除噪聲、補(bǔ)全缺失部分，并提升圖像的清晰度與細(xì)節(jié)表現(xiàn)力[4。此種技術(shù)手段不僅有助于保護(hù)和展示珍貴的歷史圖像資源，也能夠使學(xué)生更真實(shí)、直觀地觀察文物的原始形態(tài)與工藝特征，從而增強(qiáng)其對(duì)歷史實(shí)物的理解與感知。

以敦煌莫高窟第220窟的唐代《維摩詰經(jīng)變圖》為例，由于千年的氧化、風(fēng)化作用，這幅壁畫嚴(yán)重褪色，部分區(qū)域出現(xiàn)剝落、裂痕，許多細(xì)節(jié)已難以辨認(rèn)。AI修復(fù)系統(tǒng)運(yùn)用生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)（GAN）算法，首先對(duì)壁畫現(xiàn)存部分進(jìn)行細(xì)致分析，通過大量已修復(fù)的古代壁畫圖像數(shù)據(jù)訓(xùn)練模型，學(xué)習(xí)唐代壁畫的色彩搭配規(guī)律、線條勾勒技法，以及畫面構(gòu)圖特點(diǎn)。然后，系統(tǒng)基于這些學(xué)習(xí)成果，對(duì)破損區(qū)域進(jìn)行智能填補(bǔ)，通過模擬唐代畫師的筆觸與色彩運(yùn)用，還原壁畫缺失的人物形象、裝飾圖案等內(nèi)容。同時(shí)，利用圖像增強(qiáng)技術(shù)，提升畫面的清晰度與對(duì)比度，使褪色部分的色彩重新煥發(fā)生機(jī)。在修復(fù)后的《維摩詰經(jīng)變圖》中，學(xué)生可以清晰地看到畫中維摩詰居士手持塵尾、侃侃而談的形象一其飄逸的衣袂線條流暢自然，面部表情細(xì)膩傳神；背景中的山水樓閣、飛天仙女等元素也栩栩如生，繁復(fù)的裝飾紋樣細(xì)節(jié)畢現(xiàn)。此種高清還原不僅有助于保護(hù)和展示珍貴的歷史圖像資源，更能夠讓學(xué)生跨越時(shí)空，真實(shí)、直觀地觀察文物的原始形態(tài)與工藝特征。通過對(duì)修復(fù)后壁畫的深入解讀，學(xué)生可以了解唐代佛教文化的盛行、繪畫藝術(shù)的高超水準(zhǔn)，以及當(dāng)時(shí)的社會(huì)審美風(fēng)尚，從而增強(qiáng)對(duì)歷史實(shí)物的理解與感知，激發(fā)對(duì)傳統(tǒng)文化的熱愛與保護(hù)意識(shí)。

（三）深度數(shù)據(jù)解析，立體明晰地圖密碼

歷史地圖往往包含豐富的地理、政治與文化信息，但其復(fù)雜性也增加了學(xué)生的理解難度。AI圖像識(shí)別技術(shù)可以對(duì)歷史地圖進(jìn)行結(jié)構(gòu)化分析，提取其中的道路、疆域、地名、符號(hào)等關(guān)鍵要素，并結(jié)合地理信息系統(tǒng)（GIS）實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)可視化展示，幫助學(xué)生理解地圖所承載的歷史信息，提升學(xué)生的空間認(rèn)知與歷史分析能力。以開展“鄭和下西洋”這一歷史事件教學(xué)為例，明代的《鄭和航海圖》雖然詳細(xì)記錄了船隊(duì)的航行路線、途經(jīng)港口、地理標(biāo)識(shí)等信息，但傳統(tǒng)的二維地圖形式，以及古代地圖繪制的特殊符號(hào)，使得學(xué)生理解起來存在一定困難。AI系統(tǒng)可以對(duì)地圖進(jìn)行數(shù)字化處理，并利用圖像識(shí)別技術(shù)提取其中的道路、疆域邊界、地名、航海符號(hào)等關(guān)鍵要素，且將此類信息轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)可識(shí)別的數(shù)據(jù)格式。

在此基礎(chǔ)上，通過結(jié)合GIS技術(shù)，AI系統(tǒng)可將二維地圖轉(zhuǎn)化為三維動(dòng)態(tài)地圖。在三維展示界面中，學(xué)生可以通過鼠標(biāo)操作，對(duì)地圖進(jìn)行自由旋轉(zhuǎn)、縮放，從不同角度觀察鄭和船隊(duì)的航行路線。系統(tǒng)還能模擬歷史時(shí)期的海洋環(huán)境、季風(fēng)變化等因素，動(dòng)態(tài)演示船隊(duì)在不同季節(jié)、不同海域的航行策略。比如，當(dāng)學(xué)生將視角聚焦到馬六甲海峽區(qū)域時(shí)，系統(tǒng)能夠顯示該海峽在季風(fēng)影響下的海流方向，并標(biāo)注鄭和船隊(duì)選擇特定航線避開風(fēng)浪的原因。同時(shí)，AI系統(tǒng)還能關(guān)聯(lián)相關(guān)的歷史文獻(xiàn)資料，如鄭和隨行人員的航海日記、當(dāng)時(shí)各國(guó)的風(fēng)土人情記載等，并以圖文并茂的形式輔助學(xué)生理解地圖所承載的歷史信息。通過此種多維度、立體化的解讀方式，學(xué)生不僅能夠掌握鄭和下西洋的具體路線，更能深入理解其在航海技術(shù)、地理探索、中外交流等方面的偉大成就，并以此提升學(xué)生的空間認(rèn)知與歷史分析能力。

（四）虛擬場(chǎng)景建模，沉浸重構(gòu)歷史時(shí)空

借助AI圖像識(shí)別與三維建模技術(shù)，可以基于歷史圖片、遺址照片等資料構(gòu)建虛擬歷史場(chǎng)景，再現(xiàn)古代城市、戰(zhàn)場(chǎng)、宮殿等歷史環(huán)境。此種沉浸式的學(xué)習(xí)方式能夠讓學(xué)生“置身”于特定歷史情境中，增強(qiáng)學(xué)習(xí)的代入感與體驗(yàn)感，促進(jìn)其對(duì)歷史事件與社會(huì)生活的深層次理解。

以開展“北宋東京城的城市生活”課程教學(xué)為例，AI系統(tǒng)可以對(duì)《清明上河圖》進(jìn)行高精度圖像識(shí)別，提取圖中建筑的結(jié)構(gòu)樣式、街道布局、人物活動(dòng)、交通工具等細(xì)節(jié)信息。

同時(shí)，AI系統(tǒng)也可以參考宋代建筑文獻(xiàn)《營(yíng)造法式》，以及相關(guān)歷史典籍，獲取建筑尺寸、材料等數(shù)據(jù)。在此基礎(chǔ)上，教師可以利用三維建模軟件，按照1：1的比例還原北宋東京城的城市風(fēng)貌，比如汴河兩岸的商鋪酒樓、熱鬧的虹橋集市、宏偉的城樓宮殿等場(chǎng)景等。當(dāng)學(xué)生在佩戴VR設(shè)備進(jìn)人虛擬場(chǎng)景后，就能夠穿越時(shí)空，置身于北宋繁華的汴梁街頭。學(xué)生可以自由漫步在虹橋之上，近距離觀察河面上穿梭的商船，聆聽船工的號(hào)子聲；走進(jìn)沿街的酒樓，與虛擬的商販、市民互動(dòng)，了解當(dāng)時(shí)的商品種類、交易方式；學(xué)生還能登上城樓，俯瞰整個(gè)東京城的布局，感受城市的規(guī)模與繁榮。此種沉浸式的教學(xué)方式，能夠?qū)⒄n本上抽象的文字描述轉(zhuǎn)化為生動(dòng)鮮活的歷史畫面，能夠極大地增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)代入感與體驗(yàn)感。當(dāng)學(xué)生在虛擬場(chǎng)景中自主探索時(shí)，能夠直觀地感受到北宋城市商業(yè)的繁榮、市民生活的豐富多樣，以及城市規(guī)劃的獨(dú)特之處，進(jìn)而深入理解宋代商品經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)社會(huì)生活、文化藝術(shù)等方面產(chǎn)生的深遠(yuǎn)影響。這有助于促進(jìn)學(xué)生對(duì)歷史事件與社會(huì)生活的深層次理解。

（五）跨時(shí)圖像比對(duì)，精準(zhǔn)溯源文化演變

通過對(duì)不同時(shí)期相關(guān)圖像資料的自動(dòng)識(shí)別與對(duì)比分析，AI能夠揭示圖像風(fēng)格、服飾變化、建筑形制等方面的歷史演變規(guī)律。這種跨時(shí)間維度的圖像比較，為研究文化傳承與變遷提供了科學(xué)依據(jù)，也有助于學(xué)生在視覺感知的基礎(chǔ)上建立對(duì)歷史發(fā)展連續(xù)性的認(rèn)知。

以“中國(guó)古代服飾文化”研究為例，AI系統(tǒng)可以收集戰(zhàn)國(guó)時(shí)期的人物帛畫、漢代陶俑服飾圖像、唐代仕女圖、宋代文人畫像、明代官員服飾圖、清代旗袍照片等跨越千年的豐富圖像資料。系統(tǒng)首先會(huì)對(duì)每幅圖像進(jìn)行特征提取，包括服飾的款式（如交領(lǐng)、對(duì)襟、盤扣等）、色彩搭配、圖案紋樣（如龍鳳紋、云紋、花卉紋等）、配飾（如玉佩、香囊、頭飾等）等細(xì)節(jié)信息。隨后，系統(tǒng)可以利用深度學(xué)習(xí)算法，對(duì)上述特征進(jìn)行比對(duì)分析，生成中國(guó)古代服飾文化演變的可視化圖譜。在圖譜中，學(xué)生可以清晰地看到戰(zhàn)國(guó)時(shí)期服飾以窄袖短衣為主，注重實(shí)用功能；漢代服飾逐漸寬大，體現(xiàn)儒家禮儀規(guī)范；而唐代服飾受胡風(fēng)影響，呈現(xiàn)開放多元的風(fēng)格，寬袍大袖與低胸領(lǐng)口成為時(shí)尚等。通過這種跨時(shí)間維度的圖像比較，學(xué)生不僅能從視覺層面直觀感受服飾的變化，更能深人探究背后社會(huì)審美觀念的轉(zhuǎn)變、政治制度的影響、民族融合的進(jìn)程等因素，在視覺感知的基礎(chǔ)上建立對(duì)歷史發(fā)展連續(xù)性的認(rèn)知，從而培養(yǎng)歷史文化研究的宏觀視野與深度思考能力。

四、結(jié)束語

AI圖像識(shí)別技術(shù)憑借其獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)與多元化應(yīng)用場(chǎng)景，為高中歷史圖文史料解讀開辟了全新路徑。從智能處理海量史料到沉浸式還原歷史場(chǎng)景，從精準(zhǔn)標(biāo)注史料脈絡(luò)到深度挖掘文化內(nèi)涵，該技術(shù)不僅彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教學(xué)方式的不足，更激發(fā)了歷史教學(xué)的創(chuàng)新活力，切實(shí)提升了學(xué)生的歷史學(xué)科核心素養(yǎng)。未來，隨著技術(shù)的持續(xù)迭代與教育工作者的深入探索，期待AI圖像識(shí)別技術(shù)與高中歷史教學(xué)實(shí)現(xiàn)更深度的融合，進(jìn)一步優(yōu)化教學(xué)模式，推動(dòng)高中歷史教育朝著智能化、個(gè)性化方向發(fā)展，為培養(yǎng)具有創(chuàng)新思維與深厚歷史文化底蘊(yùn)的新時(shí)代人才貢獻(xiàn)力量。

作者單位：王寶寧寧縣第一中學(xué)

參考文獻(xiàn)

[1]張可玉.基于項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的小學(xué)高年級(jí)人工智能教育實(shí)踐研究——以“AI戰(zhàn)疫之口罩識(shí)別—圖像識(shí)別技術(shù)初探”一課為例[J].教育信息技術(shù)，2023，（11）：29-32.

[2]楊海娟.ICS 教學(xué)模式在中小學(xué)人工智能教學(xué)中的應(yīng)用——以“圖像識(shí)別：AI助力垃圾分類”為例[J].中小學(xué)信息技術(shù)教育，2023，（08）：54-56.

[3]鄭澤章.項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的中小學(xué)人工智能實(shí)驗(yàn)教學(xué)——以“AI看世界”為例[J].中小學(xué)信息技術(shù)教育，2023.（12）：47-49.

[4]劉樹鋒.大數(shù)據(jù)時(shí)代AIGC與多模態(tài)知識(shí)圖譜的思考與展望[J].互聯(lián)網(wǎng)周刊，2023，（15）：49-51.