蘭義華 任浩征 趙雪峰

淮海工學院計算機工程學院 江蘇連云港 222005

數字圖像處理課程交互式教學模式探索與實踐*

蘭義華 任浩征 趙雪峰

淮海工學院計算機工程學院 江蘇連云港 222005

數字圖像處理技術應用廣泛。傳統教學模式難以適應培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力和實踐能力人才的要求。探索數字圖像處理課程中的交互式教學模式，這種新的教學模式可以調動學生的學習積極性，通過與傳統教學模式的對比，證實其有效性。

數字圖像處理；交互式；教學模式

Author’s addressSchool of Computer Engineering, Huaihai Institute of Technology, Lianyungang,Jiangsu, China 222005

1 引言

數字圖像處理的理論和技術發(fā)展日新月異，在遙感探測、醫(yī)學和網絡視頻等領域得到廣泛的應用[1]。傳統的教學模式已不適應培養(yǎng)既具有堅實的理論基礎又具有較好的動手能力的圖像處理技術人才的要求，而交互式的教學模式通過師生間的充分交互，可以有效地調動學生的學習主動性。本文探索其方法并在實踐中加以運用，取得良好的效果。

2 交互式教學模式方法探索及實踐

現代教育理論認為，學生的學習過程是建構自己認知結構的過程，應以學生為主體，教師的作用在于促進[2]。根據這種理論，充分研究交互式教學模式，并在數字圖像處理課程教學中對交流互動式教學模式進行應用。

2.1 實施策略

1）課前交互訪談。在每門新課開課前，教師首先通過個別交談、座談會等各種形式與學生進行交流，獲取學生的認知水平、興趣愛好以及以往的課程情況等，充分考慮學生的需求，綜合數字圖像處理課程的特點和教學的要求，決定課程講授的重點，合理分布理論部分和實踐部分的學時。

2）課堂講授中的交互。在課堂講授中，注意少而精，采用啟發(fā)式教學，引導學生積極思維，促進知識的掌握與鞏固。為了增進師生的交流，在課堂中還采用多種問答的方式進行師生、生生交互，比如教師設疑提問，鼓勵學生相互討論和主動提問。這些方法有利于促進學生養(yǎng)成主動思考問題的習慣，還能激起學生的好奇心和求知欲，吸引學生的注意力，最大限度地提高課堂效率。

3）實踐環(huán)節(jié)中的交互。講述完相關的理論后，即進行相應的實驗項目，通過與具體的實踐相結合，讓學生對數字圖像處理方法的各種原理更加全面和深入的了解。

①由學生自由組合分組，一般以3～4人為一組，圍繞某一實驗項目共同開展實驗。

②在實驗完成后，讓每個小組派一個代表講述他們在做這項實驗中所遇到的問題，采取的解決方法等。全班學生根據講述，進行積極的討論。小組內的學生還負責回答同學的提問，盡量使每個學生都有發(fā)言鍛煉的機會。教師在其中起引導和總結作用，肯定好的做法，給出完善實驗的建議。

4）網絡教學平臺上的交互。網絡是師生互相交流的重要平臺。為了充分利用網絡的優(yōu)勢，將與數字圖像處理課程相關的各類資源，通過淮海工學院數字網絡化教學平臺全部上網，欄目有課程簡介、教學文件、教師簡介和師資隊伍等。比如在教學文件欄目中，有教學大綱、進程表、實驗教學大綱等文件，這些資料可以讓學生詳細地了解教學的進程，從而更好安排學習，也便于教師隨時收集學生的問題，進行有針對性的解答。

5）教師科研項目中的歷練。教師目前承擔一批與數字圖像處理密切相關的科研項目，在這些項目的基礎上，吸收一些對數字圖像處理有強烈興趣、學有余力的學生加入教師的科研課題，在教師的指導下具體承擔課題中的某一部分的研究或程序設計的工作。這種因材施教的方法，更進一步推動學生自主學習的積極性，提高學生的學習熱情，同時培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識以及團隊合作精神。

6）改革考核評價體系。目前大學不少課程的考核是單一模式，學生成績僅僅取決于一次考試，即期末考試，顯得很不合理。在很多課程的學習中，大部分學生往往在學期最后一兩個星期突擊學習，然后到考場默寫發(fā)揮，考完后就基本忘光，沒有真正掌握扎實的知識[3]。

理論和實踐已經證實，全程式多樣化的考核能夠分散一次性考試的風險，準確把握學生的真實成績。為了改變學生考前突擊的情況，對以往的成績考核方式進行改革，改革后的成績由平時測驗成績、期末測驗成績、實驗及報告成績和平時成績4部分組成，其中平時測驗3次，按授課的進度和知識點的分布確定考試時間，和期末測驗成績一起占總評成績的50%，其中平時測驗成績比例為20%。加大實踐環(huán)節(jié)的比例，實驗及報告占總成績的30%，平時成績占20%（主要參考考勤和平時發(fā)言提問的表現，其中在考勤上也改變以前點名的做法，通過隨機的提交課堂作業(yè)，既節(jié)約考勤的時間，又消除學生對點名的反感心理）。

2.2 新模式的實踐與分析

為了驗證交互式教學模式在數字圖像處理課程教學中的優(yōu)勢，在08級某專業(yè)中挑選2個班分別采用傳統教學模式和交互式教學模式進行對比實驗，以下分別稱為傳統班和實驗班，學生人數分別為30人和31人。實驗數據如表1所示。

從表1的數據可以看到，實驗班的各項評價指標都大大超越采用傳統教學模式的班級。在實驗班級中，有相當多的學生通過網絡教學平臺、E-mail和教師交流，提問的質量也好于傳統班級的學生，體現了實驗班級中的學生主動學習的習慣要好于傳統班級。實驗及報告的指標是針對創(chuàng)新能力和動手能力的評價。在傳統的卷面成績得分指標中，實驗班平均成績比傳統班多10.2分。在基本題上，傳統班和實驗班差距不大，這是因為這部分知識只需要識記即可得分。而綜合題和拔高題不是考查單一的知識點，需要理解甚至運用多種知識點才能解決問題，要求學生注意知識點的綜合和靈活運用，傳統班得分要落后于實驗班很多。

2.3 新模式的優(yōu)點

總的來說，相比于傳統的教學模式，新的交互式教學模式有很多的優(yōu)點：1）學生學習的主動性得到提升；2）學生個性和潛力得到有效發(fā)揮；3）有助于培養(yǎng)學生的團隊合作精神；4）提升了學生在公共場合的表達能力。

3 結束語

交互式教學模式，改變了傳統的以教師“教”為主、學生“學”為輔的觀念，而代之以學生為中心，重視學生學習主觀能動性的發(fā)揮，調動學生獲取知識的積極性和主動性；教師將單向傳授轉變?yōu)槌浞值碾p向交流，真正關注學生的各種能力的培養(yǎng)，將教師的教和學生的學兩個環(huán)節(jié)有機結合起來。實踐顯示了交互式教學模式在數字圖像處理課程教學中的有效性。

表1 傳統班和實驗班成績對比

[1]Gonzalez R C.數字圖像處理[M].2版.阮秋琦,譯.北京:電子工業(yè)出版社,2003

[2]孫德興,譚羽非.交流互動式課堂教學模式研究與實踐[J].黑龍江高教研究,2004,6(122):82-84

[3]田國強.關于改善學風、教風的建議[J].中國大學教風,2006(1):4-8

Research and Experiment on Digital Image Processing in Model of Interactive Approach

Lan Yihua,Ren Haozheng, Zhao Xuefeng

Digital image processing techniques are widely used in many fields. The tradition teaching model can not be fitted the needs of training qualified people which have innovative talent and practical ability. This paper aims to explore the model of the interactive approach in digital image processing, the new model can greatly stimulates students interest in learning. Authors apply this new model to reform teaching and confirm efficient by contrast with tradition method.

digital image processing; interactive approach; teaching mode

G642.4

B

1671-489X(2010)24-0034-02

10.3969/j.issn.1671-489X.2010.24.034

江蘇省計算機應用重點學科建設基金資助項目；淮海工學院自然科學基金（Z2009013）資助項目。作者：蘭義華，講師，博士研究生，主要從事圖像處理與人工智能教學科研工作。