劉忠艷?周波?車向前

摘要：數(shù)字圖像處理技術是一種發(fā)展迅速且應用廣泛的新興技術，就“數(shù)字圖像處理”課程的特點，從教學內(nèi)容、教學手段和方法、教學理論和實踐等方面進行改革與實踐，增強了學生的實踐創(chuàng)新能力，提高了教學質(zhì)量，收到良好的教學效果。

關鍵詞：數(shù)字圖像處理；教學手段；實踐

作者簡介：劉忠艷（1975-），女，黑龍江依安人，黑龍江科技學院計算機與信息工程學院，副教授；周波（1963-），男，黑龍江綏化人，黑龍江科技學院計算機與信息工程學院，教授。（黑龍江?哈爾濱?150027）

中圖分類號：G642.0?????文獻標識碼：A?????文章編號：1007-0079（2012）20-0059-02

一、“數(shù)字圖像處理”概述

數(shù)字圖像處理技術是集微電子學、光學、應用數(shù)學和計算機科學等學科的一門綜合性邊緣技術。[1，2]是當今信息社會中發(fā)展迅速且應用廣泛的新興科學技術。數(shù)字圖像處理技術廣泛應用到通信、計算機、交通運輸、軍事、醫(yī)學和經(jīng)濟等各個領域，在各個領域發(fā)揮著越來越重要的作用。

隨著計算機技術的迅速發(fā)展，圖像處理的技術和理論不斷完善和豐富，新的理論、技術也不斷涌現(xiàn)，并逐漸進行應用。面對這樣一門理論與實際緊密結合的課程，在學習過程中，學生常常會遇到很多問題，既為數(shù)字圖像處理技術應用的廣泛前景所吸引，也時常對課程的抽象理論感到苦惱，漸漸失去學習興趣。為了激發(fā)學生的學習興趣，提高教學質(zhì)量，對該課程進行教學改革，勢在必行。經(jīng)過兩年半的教學改革與實踐，取得了一定的教學效果。

二、教學改革措施

為了提高“數(shù)字圖像處理”課程的教學質(zhì)量，激發(fā)學生學習本課程的興趣，對本門課程進行改革，采取以下措施：

1.整合教學內(nèi)容

隨著計算機技術的迅速發(fā)展，數(shù)字圖像處理技術也得到快速發(fā)展。近幾年來，有很多新的應用點和研究涌現(xiàn)出來，在“數(shù)字圖像處理”課程中加入新技術的介紹，對于學生了解國際的研究和應用熱點，盡快地投入相應的研究與應用中去大有益處。許多新的技術和算法層出不窮，如小波變換技術、神經(jīng)網(wǎng)絡技術、三維測量和重建等新技術，而且這些新技術應用非常廣泛。所以，在教學中既要向?qū)W生講述基本原理和方法，也要把這些新技術和新算法傳授給學生，教學內(nèi)容應緊跟科學發(fā)展的腳步。由于圖像處理已在生物醫(yī)學工程、航空和航天、通信工程和軍事安全等方面獲得了越來越廣泛的應用，因此爭取在課程結束時，大家對遙感圖像壓縮、生物特征識別等應用系統(tǒng)進行課外深入，并撰寫技術報告一篇，鍛煉學生書寫總結報告的能力。

2.改革教學手段和方法，提高教學質(zhì)量

“數(shù)字圖像處理”是一門利用計算機解決圖像處理的學科。然而，現(xiàn)代多媒體計算機中又廣泛采用了數(shù)字圖像處理技術。并且，隨著計算機軟硬件的發(fā)展和教學條件的提高，改革傳統(tǒng)的教學方法和手段，借助計算機輔助教學勢在必行。在課堂教學中使用多媒體課件，為形象生動的實例演示提供了必要的保證，因此開發(fā)了CAI課件，同時也可以借助一些圖像處理軟件在課堂演示，使學生對數(shù)字圖像處理的基本理論和方法更好地理解，學習興趣更高。通過課件直觀、生動的演示，把復雜問題變簡單、抽象問題變具體，大大地提高了課堂教學質(zhì)量。

同時，為了使學生更好地理解理論知識和擴展思路，在每次課的教學中留出15分鐘左右的時間讓學生針對所講的圖像處理技術自由分組討論，發(fā)揮自己的想象力和創(chuàng)造力，增強對每一次講課內(nèi)容的理解。還可以針對某一個主題，學生提前預習該主題所涉及的內(nèi)容，然后進行課堂討論。如針對“圖像增強”這一主題，學生提前預習，在課堂上對常用的增強的方法進行討論，并由老師及時總結，使學生深入理解圖像增強的實質(zhì)。

3.將科研成果引入教學中，拓寬視野

在“數(shù)字圖像處理”教學中，除了圍繞基本理論和概念講解外，更注重將科研成果及圖像處理技術的最新發(fā)展動態(tài)滲透到教學中，使學生拓寬視野，激起興趣，并能主動學習。

教師將自己的科研成果和相關的新技術引入課堂向?qū)W生講授，這不僅豐富了課程內(nèi)容，還有利于提高學生興趣，增強教學效果。[3]同時，也有助于拓展本門課程學習的深度與廣度，提高教學質(zhì)量。例如在講授“圖像復原”這一章時，將科研項目“基于多視幾何的三維數(shù)字掃描關鍵技術研究”、“基于多視幾何的三維重建系統(tǒng)研究”等結合起來，讓學生到實驗室觀看“三維測量機”實驗儀器以及演示三維重建系統(tǒng)，做到理論與實踐相結合，拓展理論知識和視野。

4.理論與實踐相結合，提高創(chuàng)新能力

在教學過程中，不但把“數(shù)字圖像處理”課程的基本理論、基本概念講清楚外，更注重理論的應用，可以結合該學科領域的最新熱點問題和應用問題，提高學生的創(chuàng)新思維能力和實踐能力，同時也拓寬知識面。在課堂上采用啟發(fā)式教學，對新理論、新算法產(chǎn)生的原因、過程重點講述，也就是將科學家的思維過程傳輸給學生，培養(yǎng)學生的科學思維能力。[4-7]對一些典型算法，先介紹這些算法的原理，掌握這個算法的原理后，學生可以充分發(fā)揮自己的編程能力和創(chuàng)新能力，可以利用Matlab和VC++開發(fā)工具實現(xiàn)這個算法，并應用來處理圖像，重視理論和實踐的結合，培養(yǎng)學生把所學的知識運用于實踐的能力。如：可以用該算法來提取圖像的邊緣，利用小波變換重建物體等，將理論與實踐相結合，在實際問題的解決中培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。同時，除了理論教學外，更注重實驗課程的教學。在實驗課的教學中，除了圍繞課程理論而設計的、以驗證理論為主要目的的基礎性實驗外，還開設了綜合性的實驗和創(chuàng)新性的實驗。綜合性的實驗可以訓練學生的綜合能力；創(chuàng)新性實驗可以提高學生的創(chuàng)新意識和能力，符合學校的“實基礎、強實踐、高能力”的人才培養(yǎng)戰(zhàn)略。

5.開發(fā)課程網(wǎng)站，方便學生

當今時代是網(wǎng)絡的時代，而且為了方便學生的學習，學校建設了“數(shù)字圖像處理”網(wǎng)站。該課程網(wǎng)站的內(nèi)容十分豐富，有教學課件、教材與參考書、習題及答案、實驗指導書、教學錄像、教學改革報告、師資隊伍介紹、聊天等，并根據(jù)需要適時更新網(wǎng)站內(nèi)容。學生可以通過網(wǎng)站進行學習、預習、復習，通過聊天可以與老師、同學交流問題等。網(wǎng)站的建設有助于加強師生之間的信息交流。響應了學校大學建設中，教師由“教學型”向“教學服務型”轉型的要求。同時，該網(wǎng)站也對外開放，其他高校的師生也可以瀏覽該網(wǎng)站，實現(xiàn)了高校之間的資源共享。

6.強化師資隊伍，提高能力

當今社會信息與計算科學專業(yè)提倡應用型人才培養(yǎng)模式，強調(diào)知識傳授和實踐能力相結合。因此，要求教師應該具有深厚的專業(yè)知識和高深的職業(yè)技能。學校加強現(xiàn)有教師的培訓，讓他們積極參加工程實踐方面的培訓，參加技術創(chuàng)新方面的研究以及到企業(yè)進行培訓等。如定期派教師到企業(yè)里進行3～6個月的培訓、派教師去參加一些學術交流和研討會等，來擴充知識面和提高實戰(zhàn)能力。

三、結束語

“數(shù)字圖像處理”課程在教學中起著承上啟下的作用，與其他專業(yè)課程之間存在著密切的內(nèi)在聯(lián)系。因此針對本門課程的重要作用，在教學過程中，提出了改進的方法，激發(fā)學生的學習興趣，提高創(chuàng)新能力，這在信息與計算科學的專業(yè)“重基礎、強實踐、高素質(zhì)”的人才培養(yǎng)模式中顯得尤為重要。本文根據(jù)信息與計算科學專業(yè)的人才培養(yǎng)模式，集合“數(shù)字圖像處理”課程的具體特點，提出了一系列教學改革的內(nèi)容和方法。經(jīng)過兩年半教學實踐的檢驗，取得了階段性的教學效果。以后會繼續(xù)隨著技術的發(fā)展，改革各項內(nèi)容。

參考文獻：

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[3]張文,吳磊.略談科研成果引入教學的途徑與機制——以課程建設為例[J].江西理工大學學報,2008,29(2):69-71.

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[5]呂朝輝.“數(shù)字圖像處理”課程教學改革與實踐[J].高教論壇,2010,

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[6]魏廣芬,王永強,等.“數(shù)字圖像處理”課程教學改革的嘗試[J].電氣電子教學學報,2009,31(6):24-25.

[7]韓智,張振虹.“數(shù)字圖像處理”實驗課教學改革與實踐[J].實驗室研究與探索,2008,27(9):102-104.

（責任編輯：宋秀麗）