文章編號：1672-5913(2008)19-0154-03

摘 要：本文根據(jù)“數(shù)字圖像處理課程”的特點(diǎn)，針對教材建設(shè)中存在的問題，提出了數(shù)字圖像處理精品教材群建設(shè)，并從幾個方面證明了教材群建設(shè)不僅可以推動精品課程建設(shè)，培養(yǎng)和造就高水平的師資隊(duì)伍，還能促進(jìn)課程教學(xué)條件的進(jìn)一步完善，強(qiáng)化立體化教材建設(shè)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。

關(guān)鍵詞：精品課程；數(shù)字圖像處理；教材群建設(shè)；效果

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

精品課程指具有一流教師隊(duì)伍、一流教學(xué)內(nèi)容、一流教學(xué)方法、一流教材、一流教學(xué)管理等特點(diǎn)的示范性課程。其既應(yīng)體現(xiàn)現(xiàn)代教育教學(xué)思想，符合現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和適應(yīng)社會發(fā)展進(jìn)步需要，能夠提高學(xué)生綜合素質(zhì)，有利于帶動高等教育的教學(xué)改革，又應(yīng)集科學(xué)性、先進(jìn)性、教育性、整體性、有效性和示范性于一身。

精品教材是精品課程的重要內(nèi)容之一，是同類教材中的精品。其既要適應(yīng)我國科學(xué)技術(shù)、社會發(fā)展現(xiàn)狀，又要反映世界高等教育教學(xué)水平。在世界上是先進(jìn)的，在我國是最高水平的。

“數(shù)字圖像處理”課程主要講授利用計(jì)算機(jī)對圖像進(jìn)行加工分析的方法和原理，處理算法和原理都需要在計(jì)算機(jī)或其他終端上實(shí)現(xiàn)或呈現(xiàn)，所以課程的理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)。因此，在進(jìn)行教學(xué)時，無論從課堂講解、實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，還是課后實(shí)踐都應(yīng)結(jié)合“數(shù)字圖像處理”課程本身的這一特點(diǎn)，單純依靠課堂講解理論已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足教學(xué)要求。目前，教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的運(yùn)用得到了發(fā)展，這是利用圖像直觀可視特點(diǎn)的一個體現(xiàn)，但許多實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)只是涉及個別課程內(nèi)容的演示程序，并且主要注重于課堂教學(xué)，而沒有建立起課堂和課后全方位的適應(yīng)該課程特點(diǎn)的教學(xué)模式，許多教材只注重理論，實(shí)踐性較差。而以上問題要得到解決，需首先解決教材問題。為此本文提出了建設(shè)針對“數(shù)字圖像處理”課程的系列教材，簡稱教材群。該建設(shè)可使教與學(xué)活潑生動，而且利用各種可視化編程語言建立演示和實(shí)驗(yàn)平臺，以增強(qiáng)學(xué)生的動手實(shí)踐能力。

1 “數(shù)字圖像處理”精品課程教材建設(shè)情況

“數(shù)字圖像處理”課程是一門系統(tǒng)地研究圖像理論、技術(shù)和應(yīng)用較新的課程，是電氣信息類、計(jì)算機(jī)技術(shù)類等專業(yè)的主干課程。我國高校開設(shè)此課程始于八十年代，經(jīng)過近三十年的建設(shè)和發(fā)展，無論在教學(xué)、教學(xué)研究還是科學(xué)研究上都取得了較大的成績。

目前國內(nèi)在教學(xué)及教學(xué)研究方面，取得的成績主要體現(xiàn)在：一批國家、省部級優(yōu)秀教學(xué)成果出現(xiàn)，如武漢大學(xué)的“數(shù)字圖像處理教改項(xiàng)目”獲國家級獎；北方交大的“數(shù)字圖像處理”教材獲北京市教育教學(xué)成果二等獎；武漢大學(xué)的“數(shù)字圖像處理”建設(shè)成國家級精品課程；上海交通大學(xué)的“醫(yī)學(xué)圖像處理”課程建設(shè)成為國家級精品課程。

目前“數(shù)字圖像處理”教材種類繁多，大都代表了圖像處理的研究內(nèi)容和發(fā)展方向，但針對“數(shù)字圖像處理”一門課程建設(shè)教材群目前在國內(nèi)還沒有這樣的先例。并且國內(nèi)基于VB編程的“數(shù)字圖像處理”教材及實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書沒有檢索到，基于MATLAB編程的“數(shù)字圖像處理”教材雖有幾套，但都內(nèi)容繁瑣、缺乏實(shí)用性、新穎性、創(chuàng)新性。由此，我們首次提出了“數(shù)字圖像處理”精品教材群建設(shè)思想，并圍繞精品教材群建設(shè)思想展開工作。

首先，“數(shù)字圖像處理”精品教材群應(yīng)是“立體化”群形式，即以紙介質(zhì)教材為主體，配以音像、電子網(wǎng)絡(luò)形式教材，形成一個資源共享的教學(xué)包，為教學(xué)提供整體解決方案。

其次，“數(shù)字圖像處理”精品教材群應(yīng)是以“數(shù)字圖像處理”主教材為基礎(chǔ)，研究編制基于數(shù)字圖像處理的《VB圖像處理》、《Matlab圖像處理》教材，并編制《基于VB語言的數(shù)字圖像處理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書》、《基于Matlab語言的數(shù)字圖像處理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書》、《基于DSP的數(shù)字圖像處理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書》。而教材群經(jīng)過幾屆教學(xué)實(shí)踐的檢驗(yàn)，最后可作為同類教材中的精品群而推廣。

2 教材群建設(shè)推動精品課程建設(shè)

“數(shù)字圖像處理”在專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)中的定位是“學(xué)生通過數(shù)字圖像處理的學(xué)習(xí)，能掌握圖像處理的基本理論、概念、方法和技術(shù)，了解本領(lǐng)域最新的成果和發(fā)展動態(tài)；了解交叉學(xué)科的特點(diǎn)，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，啟迪創(chuàng)新思路和意識，通過實(shí)驗(yàn)鍛煉動手實(shí)踐能力；通過本課程學(xué)習(xí)，使學(xué)生打下一個較堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)作好鋪墊，為以后從事本領(lǐng)域或相關(guān)領(lǐng)域工作、深造、研究作好準(zhǔn)備”。課程組在對傳統(tǒng)本科教育教學(xué)模式進(jìn)行改革的基礎(chǔ)上，2006年主編并出版了《數(shù)字圖像處理》教材，由北京大學(xué)出版社出版發(fā)行。2008-2009年以課程組教師為主體編寫紙質(zhì)《基于VB語言的數(shù)字圖像處理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書》和《基于Matlab語言的數(shù)字圖像處理實(shí)訓(xùn)》教材將由石油大學(xué)出版社出版發(fā)行。在“數(shù)字圖像處理”精品課程建設(shè)過程中，將教材群建設(shè)與精品課程建設(shè)有機(jī)結(jié)合起來，以教材群建設(shè)帶動教學(xué)觀念更新、培養(yǎng)師資隊(duì)伍、改革課程體系與教學(xué)內(nèi)容、改善教學(xué)條件、創(chuàng)新教學(xué)方法與手段；以教材建設(shè)成果充實(shí)精品課程建設(shè)的內(nèi)容和媒體形式，推動精品課程建設(shè)不斷發(fā)展與完善，該課程于2008年被評為“山東省精品課程”。

3 教材群建設(shè)培養(yǎng)和造就了一支高水平師資隊(duì)伍

教材是教育思想、教學(xué)觀念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法與手段的載體?，F(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展加速了教育現(xiàn)代化的進(jìn)程，師資隊(duì)伍教學(xué)觀念的更新是教材建設(shè)適應(yīng)現(xiàn)代教育的前提，同時也是精品課程建設(shè)的關(guān)鍵。教材群編寫和精品課程建設(shè)要求教師具有較高學(xué)識水平和較強(qiáng)工作能力。為有效地適應(yīng)教材群編寫和精品課程建設(shè)的新需求，課程組通過教學(xué)、科研、進(jìn)修、培養(yǎng)等實(shí)踐活動，進(jìn)行了高等教育教學(xué)理念、教學(xué)規(guī)律、現(xiàn)代教育技術(shù)理論等方面的學(xué)習(xí)，轉(zhuǎn)變了教師是知識的壟斷者、傳授者，學(xué)生是知識的接受者的舊觀念，樹立了以人為本、一切為了學(xué)生全面發(fā)展、教學(xué)過程中以教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體的新觀念；同時，課程組改革了傳統(tǒng)教學(xué)方法與現(xiàn)代教學(xué)不相適應(yīng)的部分，將現(xiàn)代先進(jìn)的教育、教學(xué)方法引入課堂，達(dá)到了培養(yǎng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的目的。通過課程教材群建設(shè)，我們造就了一支具有現(xiàn)代教育思想和方法、適應(yīng)現(xiàn)代化教學(xué)手段的高水平的師資隊(duì)伍，確保了精品課程建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。

4 教材群建設(shè)使課程教學(xué)條件得到進(jìn)一步完善

教材群使用與建設(shè)、實(shí)踐教學(xué)條件和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境是課程主要教學(xué)條件，是課程建設(shè)的基礎(chǔ)。教學(xué)條件是保證教學(xué)工作正常進(jìn)行的物質(zhì)條件，是提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新人才的重要保障。不斷改善教學(xué)條件，努力提高教學(xué)質(zhì)量是精品課程建設(shè)的核心工作。

5 教材群建設(shè)促進(jìn)了立體化教材建設(shè)

立體化教材是一種綜合性教學(xué)資源，它以形成教學(xué)能力，促進(jìn)教學(xué)改革，最大限度地滿足教學(xué)需要為目標(biāo)。立體化教材的主要形式包括紙質(zhì)教材、音像制品、電子及網(wǎng)絡(luò)出版物等。其中電子和網(wǎng)絡(luò)出版物包括電子教案、電子圖書、CAI課件、案例庫、試題庫、資料庫、網(wǎng)絡(luò)課程等。我們開發(fā)的數(shù)字圖像處理立體化教材主要包括紙質(zhì)教材群、電子教案、CAI課件、網(wǎng)絡(luò)課程等。

(1) 紙質(zhì)教材群

紙質(zhì)教材群是立體化教材的基礎(chǔ)元素，是表現(xiàn)概念、法則、基礎(chǔ)規(guī)范的文字教材。除了包含教學(xué)要求和教學(xué)內(nèi)容的主修教材外，還包括相關(guān)的參考教材群和指導(dǎo)書群等。由課程組編寫的“數(shù)字圖像處理”精品課程立體化教材于2006年由北京大學(xué)出版社出版。2008-2009擬出版《VB數(shù)字圖像處理》、《MATLAB數(shù)字圖像處理》、《VB實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)指導(dǎo)》、《MATLAB實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)指導(dǎo)》和《數(shù)字圖像處理CAI》、《數(shù)字圖像處理網(wǎng)絡(luò)課程》、《數(shù)字圖像處理電子教案》等軟件包。這套立體化教材群極富特色，能很好地滿足精品課程對高水平教材的要求。

(2) 電子教案

電子教案是為課堂教學(xué)服務(wù)的課件，是教師授課的基本工具，應(yīng)反映教師的教學(xué)思想、對知識點(diǎn)的把握及明確的教學(xué)方法，體現(xiàn)教材內(nèi)容的精華。電子教案也可供學(xué)生課后復(fù)習(xí)使用?！稊?shù)字圖像處理教案》不僅具備上述特點(diǎn)，還具有交互功能，在對一些關(guān)鍵或疑難知識點(diǎn)的講解上，鏈接了圖片、動畫、視頻等豐富的媒體素材，有效地強(qiáng)化和豐富了教學(xué)內(nèi)容。

(3) CAI課件

CAI課件是一種以助教助學(xué)為目的，可以和學(xué)生形成雙向互動的電子教材。它針對教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)進(jìn)行開發(fā)，能夠用動畫、模擬仿真等技術(shù)講解課程中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)教學(xué)方法和教學(xué)策略，輔助教師和學(xué)生完成教學(xué)任務(wù)，提高教學(xué)效果。我們開發(fā)的《數(shù)字圖像處理CAI》課件突破了常規(guī)CAI課件的模式，創(chuàng)造性地采用了多媒體技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等技術(shù)，是一個起點(diǎn)高，思路先進(jìn)的可充分激發(fā)學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力的計(jì)算機(jī)模擬仿真教學(xué)軟件。該軟件自帶phtoshup\\flash\\3Dmax\\和視頻編輯器Premiere等，用戶可隨心所欲地構(gòu)造圖形、處理圖像、對圖像編碼、對視頻進(jìn)行編輯，可仿真演示算法和動態(tài)工作過程，得到相應(yīng)運(yùn)行結(jié)果。軟件能部分取代實(shí)驗(yàn)，甚至取得常規(guī)實(shí)驗(yàn)無法取得的效果。該軟件功能強(qiáng)，內(nèi)容豐富完善，互動性好，能顯著改善教學(xué)效果，對于學(xué)生數(shù)字邏輯思維方法的培養(yǎng)和訓(xùn)練具有顯著的促進(jìn)作用。

(4) 網(wǎng)絡(luò)課程

網(wǎng)絡(luò)課程是通過網(wǎng)絡(luò)表現(xiàn)某門學(xué)科的教學(xué)內(nèi)容及實(shí)施情況的教學(xué)活動的總和，它包括按一定教學(xué)策略組織的教學(xué)內(nèi)容和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺。網(wǎng)絡(luò)課程應(yīng)充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的優(yōu)勢，具備開放性、交互性、共享性、協(xié)作性、自主性等特性，使得信息化教學(xué)能夠?qū)崿F(xiàn)對學(xué)生全方位能力和素質(zhì)的培養(yǎng)。我們的數(shù)字圖像處理網(wǎng)絡(luò)課程由課程學(xué)習(xí)、在線答疑、網(wǎng)上考試、素材檢索、重點(diǎn)難點(diǎn)、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)、習(xí)題與答案、資源中心、使用指南等大量功能模塊及豐富的教學(xué)資源所組成，學(xué)生可利用此網(wǎng)絡(luò)課程進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和自主評價。數(shù)字圖像處理網(wǎng)絡(luò)課程內(nèi)容豐富完善，信息量大，特色鮮明，能滿足現(xiàn)代教育技術(shù)中的交互性、個性化、即時反饋、學(xué)習(xí)者控制、協(xié)作學(xué)習(xí)等原則，能有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與動機(jī)，符合網(wǎng)絡(luò)課程先進(jìn)性、科學(xué)性、系統(tǒng)性、多樣性的基本要求，為師生創(chuàng)設(shè)了一種全新的教學(xué)環(huán)境，使學(xué)生的學(xué)習(xí)完全突破了傳統(tǒng)的時空限制而變得輕松、靈活，為課程的教學(xué)研究和教學(xué)改革提供了一個實(shí)施性強(qiáng)、操控性好的教學(xué)平臺。

6 結(jié)束語

教材群可使學(xué)生得到全方位信息流，其核心是在教學(xué)過程中通過先進(jìn)的教育思想、教育理念、教學(xué)方法、教學(xué)手段、教學(xué)內(nèi)容及師生互動的高度融合，形成保證和提高教學(xué)水平與

質(zhì)量的立體融會貫通網(wǎng)絡(luò)。教材建設(shè)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，它涉及到教育思想、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法與手段、人才培養(yǎng)規(guī)格和知識結(jié)構(gòu)等諸多內(nèi)容。開發(fā)教材群，探索和嘗試立體化教學(xué)，構(gòu)建數(shù)字圖像處理立體化模式，是為

了充分體現(xiàn)現(xiàn)代教育思想，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，掌握所學(xué)知識，掌握獲取知識的方法和途徑，培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，這是精品課程的基本要求，是課程建設(shè)與改革的需要。

參考文獻(xiàn)：

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