從“數(shù)字圖像處理”課程教學(xué)內(nèi)容體系、教學(xué)方法與手段、實踐教學(xué)和師資隊伍等方面的建設(shè)與改革等方面入手進行了深入細(xì)致地探討，并將這些方法應(yīng)用到實際教學(xué)過程中，收到了較好的效果。

數(shù)字圖像處理課程建設(shè)教學(xué)改革一、課程教學(xué)內(nèi)容體系建設(shè)

隨著科學(xué)技術(shù)，尤其是計算機技術(shù)日新月異的發(fā)展，數(shù)字圖像處理領(lǐng)域更有效、更實用的新方法和新手段不斷產(chǎn)生，需要將最新的成果和前沿性的知識納入教材，淘汰一些陳舊的、實用性差的教學(xué)內(nèi)容。

鑒于以上考慮，我們在眾多的數(shù)字圖像處理類教材中，選擇了清華大學(xué)龔聲蓉編寫的《數(shù)字圖像處理與分析》教材為主，主要考慮到該教材內(nèi)容較為系統(tǒng)全面，在內(nèi)容闡述上重點突出，實踐性強，有較多的實例來幫助學(xué)生理解圖像處理的理論和算法。同時以西安電子科技大學(xué)許錄平編寫的《數(shù)字圖像處理》、美國Rafael c、Gonzalez等著的《Digital Image Processing》等教材為輔助，同時結(jié)合自身科研項目和當(dāng)前圖像處理領(lǐng)域的前沿動態(tài)及科技成果。課程主要內(nèi)容涉及圖像處理緒論和基礎(chǔ)知識、圖像幾何變換、圖像增強、圖像分割、圖像頻域處理、圖像二值化、圖像編碼、圖像復(fù)原、圖像特征與理解、彩色圖像處理等內(nèi)容。

我們以“內(nèi)容的基礎(chǔ)性兼顧方法的先進性”為原則，對課程內(nèi)容進行了適當(dāng)?shù)娜∩岷透?。以?dāng)今數(shù)字圖像處理領(lǐng)域的重要內(nèi)容作為本課程的基本教學(xué)內(nèi)容，使教學(xué)內(nèi)容具有科學(xué)性、先進性、系統(tǒng)性和適用性。例如，保留了狹義圖像處理中影像灰度直方圖的概念、性質(zhì)及其應(yīng)用，圖像的空間域、頻率域增強與復(fù)原，廣義圖像處理中邊緣檢測、區(qū)域分割、灰度共生矩陣分析法和圖像的模板匹配等內(nèi)容。增添了比較新穎而實用的方法和前沿知識，如分形特征提取、多分辨率分析法等內(nèi)容。在教學(xué)過程中，我們非常注重向?qū)W生介紹最新的、前沿性的學(xué)科知識。若受學(xué)時的限制，有些新穎的、難以理解的理論如小波分析、馬爾科夫隨機場和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，作為選學(xué)內(nèi)容供學(xué)生自學(xué)。

教學(xué)內(nèi)容體系建設(shè)還要顧及專業(yè)、學(xué)科課程體系的設(shè)置。我們非常注重課程間的銜接，這包括兩個方面：一是恰當(dāng)處理從已知到未知的過渡，使學(xué)生能較好、較快地接受新知識；二是恰當(dāng)處理內(nèi)容重復(fù)的問題，以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和效率。為此，我們要求教師具備“一人多課”能力，即一名教師能講授多門相關(guān)課程，這樣在講授某一內(nèi)容時，不僅能有針對性地、適時地補充相關(guān)教學(xué)內(nèi)容，而且能與前后課程相關(guān)內(nèi)容有機聯(lián)系起來，有助于鞏固、深化已學(xué)知識，引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)想和思維。另外，“一人多課”有利于形成“一課多人”的良好格局，有利于保持教學(xué)的一致性和連貫性。例如，講授計算機圖像邊緣增強方法時，可回顧以往攝影處理實現(xiàn)邊緣增強的方法。講授這一內(nèi)容，不是知識的簡單重復(fù)，而是承上啟下，溫故知新。

二、教學(xué)方法與教學(xué)手段的改革

為力戒“教師滿堂灌，學(xué)生記筆記”的教學(xué)模式，使學(xué)生拋棄“上課記筆記，考試考筆記，考完扔筆記”的學(xué)習(xí)習(xí)慣，遵循有利于發(fā)揮“學(xué)生是教育主體”、有利于學(xué)生“學(xué)會學(xué)習(xí)”、有利于學(xué)生創(chuàng)新能力和素質(zhì)的培養(yǎng)、有利于實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)和促進學(xué)生個性的發(fā)展、有利于師生彼此促進共同進步的原則，針對數(shù)字圖像處理學(xué)科的特點，我們在教學(xué)方法和教學(xué)手段方面采取了以下改革措施：

1.加強基礎(chǔ)理論教學(xué)，貫徹“少而精”原則。數(shù)字圖像處理內(nèi)容豐富，應(yīng)用廣，我們一方面注重基礎(chǔ)理論教學(xué)，另一方面注意精選講授內(nèi)容，貫徹“少而精”原則，突出重點，使學(xué)生在有限的學(xué)時內(nèi)有最大的收獲。例如，講授方法時突出理論依據(jù)及其特點，再以專題形式講授方法應(yīng)用，并力求講授內(nèi)容新穎，這不僅能激發(fā)學(xué)生的興趣，而且在理論素養(yǎng)和方法應(yīng)用方面都有收獲和體會。

2.應(yīng)用現(xiàn)代化教學(xué)手段教學(xué)。隨著計算機、通信技術(shù)應(yīng)用的迅速普及，計算機輔助教學(xué)（Computer Aided Instruction，CAI）對傳統(tǒng)教學(xué)手段的補充作用和對教學(xué)方法改革的促進作用，顯得越來越重要了。數(shù)字圖像處理是以圖像為處理對象，其輸出的形式主要以圖像和圖形為主。該課程最適宜將課程教學(xué)內(nèi)容制成課件，采用多媒體計算機開展現(xiàn)代化教學(xué)。

3.改革課堂教學(xué)方法。采用現(xiàn)代化教學(xué)手段，既要充分發(fā)揮其優(yōu)勢，又要重視研究對教學(xué)方法改革的促進作用，探求新的教學(xué)方法。無論是傳統(tǒng)課堂講授還是采用現(xiàn)代化手段教學(xué)，我們都以啟發(fā)式教學(xué)為主，綜合使用“問題教學(xué)法”“形象化教學(xué)法”和類比法，引發(fā)學(xué)生去思考、分析問題，激發(fā)他們學(xué)習(xí)的積極性，提高教學(xué)效果。

三、實踐教學(xué)，注重學(xué)生能力培養(yǎng)

“數(shù)字圖像處理”實習(xí)內(nèi)容包括圖像處理軟件操作、圖像處理算法設(shè)計和綜合應(yīng)用等。以往的實習(xí)，指導(dǎo)教師在實習(xí)前花較多時間講解實習(xí)目的、實習(xí)內(nèi)容、實習(xí)要求和實習(xí)步驟等，結(jié)果導(dǎo)致學(xué)生自己動手實習(xí)的時間不夠用?，F(xiàn)在指導(dǎo)老師重點讓學(xué)生進行算法與程序設(shè)計。這樣學(xué)生不僅能完成實習(xí)，而且能有更多時間探討算法的優(yōu)缺點，深入分析實驗結(jié)果，進一步鞏固和消化所學(xué)理論知識，從而提高了學(xué)生理論聯(lián)系實際和獨立動手的能力。

實驗課程主要基于MATLAB算法編程。MATLAB圖像處理工具箱提供了圖像讀寫、圖像顯示、圖像處理與分析等眾多的函數(shù)，使從事圖像處理的科研工作者從復(fù)雜的程序開發(fā)過程中解放出來，把更多的精力放在算法本身的設(shè)計和研究上，從而加快圖像處理領(lǐng)域里的新理論新算法的出現(xiàn)。

實驗課程使用的部分MATLAB算法程序?qū)嶒炄鐖D1～3所示。

四、加強師資隊伍建設(shè)

課程建設(shè)的關(guān)鍵以及核心是教師，教師自身的素質(zhì)和專業(yè)水平在課程建設(shè)與改革中有著不可替代的重要地位。提高教師的業(yè)務(wù)能力和綜合素質(zhì)，是加強和提高大學(xué)生素質(zhì)教育的基本前提，是高水平高等教育的關(guān)鍵所在。為此，我們建立了圖像處理團隊，數(shù)字圖像處理課程小組共有教師11名。從職稱結(jié)構(gòu)看，其中，教授1名、副教授4名、講師6名。另外，配備有博士生和碩士生作為輔導(dǎo)教師。從年齡層次看，30～40歲的教師占大多數(shù)。因此，這是一支以學(xué)科帶頭人、骨干教師為主，老中青結(jié)合的戰(zhàn)斗力很強的教師隊伍。

課程小組注重隊伍的能力提高與發(fā)展，有計劃地安排年青教師到國外進修，如加拿大、法國等具有高水平學(xué)術(shù)研究氛圍的高等院校，以及積極參加國內(nèi)外教學(xué)研討會和科研活動。小組中教師全部擁有博士學(xué)位。課程小組重視教學(xué)實踐中師德、師能、師表等方面的修養(yǎng)，已實現(xiàn)了老、中、青都能主講，而且教學(xué)效果好，保證了課程建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展，得到學(xué)校師生的好評。

數(shù)字圖像處理課程通過以上方面的建設(shè)與改革，已具備以下特點。

1.教學(xué)資源豐富、新穎，并將相關(guān)國內(nèi)外學(xué)術(shù)會議、新理論和新技術(shù)專題講座、學(xué)科進展和動態(tài)報告等信息在網(wǎng)上及時公布，能滿足教師和學(xué)生教與學(xué)的需要。

2.課件采用圖形、照片、表格、動畫等形象化手段表現(xiàn)圖像處理的知識，運用現(xiàn)代化手段教學(xué)，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)字圖像處理的興趣，加深了學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容的理解。

3.將課堂教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)相結(jié)合，把課堂教學(xué)延伸到課外，有利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)和資源共享，有效提高了教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量。

4.實踐教學(xué)環(huán)節(jié)分為課間和集中實習(xí)，實習(xí)內(nèi)容從基礎(chǔ)性操作、驗證擴展到探索性、創(chuàng)新性和應(yīng)用性的綜合實習(xí)，開拓了學(xué)生視野，提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力。

數(shù)字圖像處理課程的建設(shè)和改革，促進了以教師為中心向以學(xué)生為中心的教學(xué)方式的轉(zhuǎn)變，增強了學(xué)生的創(chuàng)新能力、信息意識、綜合素質(zhì)，為新形勢下課程建設(shè)與改革提供了有益的經(jīng)驗和啟示。

參考文獻：

[1]張大良，呂浩雪.打造精品課程，提升教學(xué)質(zhì)量[J].中國高等教育，2003，（9）：6-7.

[2]賈永紅.“數(shù)字圖像處理”課程的建設(shè)與教學(xué)改革.高等理科教育，2007，（1）：96-111.