談玲瓏　王月琴　鄔馮值

摘 要

數(shù)字圖像處理課程是培養(yǎng)信號處理方向應用型人才的一門重要課程，在分析本課程教學中存在的問題后，結合互聯(lián)網(wǎng)+技術，在教學內(nèi)容、教學方法、教學手段、實驗教學環(huán)節(jié)及考核方式上做改革，在優(yōu)化整合教學內(nèi)容基礎上以專題形式劃分教學內(nèi)容，針對各專題內(nèi)容特點設計形式多樣的線上線下相融合的教學方法，并優(yōu)化細分考核方式，形成教、學、做一體化考核方式。

關鍵詞

數(shù)字圖像處理;線上教學;教學改革

中圖分類號：G434 ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.05.018

1 課程教學改革現(xiàn)狀

近年來，數(shù)字圖像處理課程組不斷地總結教學經(jīng)驗，結合學生對該課程的教學評價效果，為提高該課程的教學質(zhì)量，提高學生的學習效果，在教學大綱修訂、實驗大綱修訂、結合圖像發(fā)展新動態(tài)更新實驗指導書等方面做了大量工作，并在課程體系安排、理論與實驗教學方法上不斷做深層次的改革研究。課程組以培養(yǎng)應用型人才為導向嘗試在教學方法、教學手段和實踐教學等方面做改革創(chuàng)新，取得較好的效果，主要表現(xiàn)在：

（1）在課程體系方面，依據(jù)“信號與系統(tǒng)-數(shù)字信號處理-DSP技術-數(shù)字圖像處理”為主線的建設思路，積極對電信類專業(yè)開設的基礎課程、專業(yè)課程的設置及課程前后的銜接做探討，以逐步實現(xiàn)信息處理方向應用型人才培養(yǎng)目標。

（2）在教學方法方面，改進傳統(tǒng)的板書式教學，引入多媒體教學，直觀、生動的展示圖像處理前后的差異。積極探索探索式、互動式教學方法。

（3）在考核方式方面，由傳統(tǒng)的理論考試改革為分組實踐操作和考核論文的方式，進行了課程考核方式的初步探索。

2 課程教學中存在的問題

《數(shù)字圖像處理》屬于應用性課程，是培養(yǎng)信號處理方向應用型人才的一門重要課程。社會對數(shù)字圖像處理的專業(yè)人才需求也相當廣泛，同時該技術作為軟件開發(fā)的主流之一，其薪資待遇也相當高。作為以培養(yǎng)應用型人才為目標的高校，應著力提高學生的學習質(zhì)量，以保證學以致用，學生與市場零距離結合?？v觀數(shù)字圖像處理課程的教學現(xiàn)狀，主要存在以下幾個問題：

（1）數(shù)字圖像處理技術的復雜算法與本科生的實際掌握能力的矛盾。數(shù)字圖像處理理論性強，數(shù)學功底要求高，功能強大，可以用來做信號、圖像、視頻處理等，是一門很深的學問，因此，在沒有扎實的專業(yè)基礎，沒有一定的項目實踐經(jīng)驗，又沒有一個很好的切入點時，對于一個本科生來說要掌握數(shù)字圖像處理技術比較難。

（2）數(shù)字圖像處理的知識體系寬廣與學時數(shù)的矛盾。數(shù)字圖像處理從開發(fā)者的角度看，最基本的算法理論部分就包括了圖像的預處理方法、圖像變化、圖像增強、圖像復原、圖像分割、圖像壓縮編碼等，并且對于不同類型的圖片需要根據(jù)實際情況編寫適合的算法，沒有統(tǒng)一的標準的處理方法，這就很大程度上增加了圖像處理算法研究的難度。

（3）理論部分深奧難懂。圖像處理的理論部分大致分為時域處理和頻域處理兩部分，學生經(jīng)常接觸到的是時域的處理方法，這種方法理解起來較為直觀、易懂。頻域的分析需要涉及到傅里葉變化，一方面由于學生初次接觸頻域，對頻域分析較為陌生，另一方面由于本科生對傅里葉變化原理理解不夠深入，致使傅里葉變化的應用受到了限制，因此理解起來又更加深奧難懂。

3 線上線下混合式教學模式構建

3.1 線下教學內(nèi)容優(yōu)化整合

數(shù)字圖像處理課程是一門綜合性課程，其內(nèi)容涵蓋范圍廣，對于電信類專業(yè)的學生來說，通過學習該課程應具備基本的圖像檢測能力，因而對課程的完整性要求非常高。本課程擬從以下三個方面優(yōu)化教學內(nèi)容：

（1）強化理論知識，重視工程技術培養(yǎng)。數(shù)字圖像的經(jīng)典理論和核心內(nèi)容非常重要，在強化學習理論知識的同時，注重將理論知識運用到實際的圖像處理問題中，激發(fā)學生的學習興趣。首先將教學內(nèi)容重點定位成如何教會學生以“數(shù)字圖像”為對象，開展“處理”的相關工作。其次，該課程中“傅里葉變化”和“卷積”也是兩個重點內(nèi)容，這部分內(nèi)容是將圖像處理從“空間域”轉(zhuǎn)換到“頻率域”的關鍵，而“卷積”的學習則是變化域法應用的重點[1-2]。

（2）提煉核心專題，構建完整知識體系。傳統(tǒng)的課程講授順序按照教材編寫順序，順序講授的優(yōu)點在于學生學習循序漸進，由淺到深。順序講授導致學生學習起來感到枯燥乏味，并且學生缺乏對知識的系統(tǒng)性認識，導致學生在學習完圖像處理課程后還無法完成一個具體的處理任務。

（3）以核心專題為主線，通過專題拓展和內(nèi)容劃分形成模塊化課程體系。在構建了以核心專題為主線的知識體系后，可根據(jù)專業(yè)學科特色和學生的學習情況，對各個專題的內(nèi)容進行分解，大體可分解為：基礎內(nèi)容和擴展內(nèi)容。例如：在圖像增強專題中，結合本專業(yè)應用型人才培養(yǎng)的目標，將偏向于工程應用類的卷積模板設計和頻域處理方法作為基礎內(nèi)容，將偏向于理論類的圖像濾波器設計和小波變化作為拓展內(nèi)容，形成層次分明的課程體系[3-4]。

3.2 探索“線上+線下混合式”教學方法

在提煉出專題知識體系后，針對各專題知識內(nèi)容設計形式多樣的線上線下融合式教學方法，如圖1，充分利用線上教學資源讓學生融合到教學過程中，提高學習積極性。建設的線上教學資源包括：文本資源、圖片資源、音頻資源、視頻資源、微課資源、網(wǎng)絡鏈接資源等，線下教學資源包括：教學案例、教學PPT、問題等。開展的多種形式的線上活動，包括線上測試、問卷調(diào)查、討論/答疑、頭腦風暴、個人作業(yè)等，線下活動包括組建團隊、答疑、小組研討、講解與演練、總結回顧等[5]。

3.3 整合網(wǎng)絡資源，探索多樣化教學手段

隨著通信技術和現(xiàn)代教育技術的發(fā)展，移動式教學推進教育資源共享，將學習由被動接受轉(zhuǎn)為主動學習，將教學模式由單向灌輸轉(zhuǎn)為雙向互動。本課程借助移動教學助手——藍墨云班課，開展多種形式教學。在云班課中，教師可將課程的課程大綱，課時詳細信息，任課老師資料，教材與視頻等資料上傳至班課中，實現(xiàn)課程的在線化。學生可在線學習資源，對課程預習，學習，下載資料及課后復習。同時，老師可以自行編輯，制作，發(fā)布課程，將資料、教材在線化，系統(tǒng)課程數(shù)據(jù)也將進行統(tǒng)計生成可視報表。在2016級電子信息工程4班開展數(shù)字圖像處理課堂教學改革，利用藍墨云班課作為線上教學工具，記錄課堂教學過程中互動教學數(shù)據(jù)，包括簽到、課堂表現(xiàn)情況等，如圖2所示。課后可在該平臺中發(fā)起問卷調(diào)查活動，統(tǒng)計分析線上教學效果，充分做好網(wǎng)絡教學設計與在線教學過程的互動交流。

3.4 優(yōu)化考核方式，實施教、學、做一體考核

在新的教學方法上，可以讓學生提交作品，考核作品的設計過程，作品的功能性，可用性等方面，此部分也可以加權計入總成績。這樣，考核方式變?yōu)椋浩綍r成績+實驗操作成績+實驗報告+作品成績?？荚嚪绞讲捎媒虒W做合一的綜合的評價體系，真實的反應學的知識和能力。檢驗學生對某一門課程掌握程度的考核方法，其內(nèi)容就是課程的核心知識和能力。在制訂《數(shù)字圖像處理》課程的考核方式時，應當從學生的課堂出勤、學習態(tài)度、課堂互動、實驗操作、團隊精神、軟件開發(fā)等方面進行綜合評價。比如，結合學生的設計思路、方法和最終軟件開發(fā)情況評定成績，重點考核學生運用所學知識和技能綜合分析問題、解決問題的實際工作能力，從而促進學生技能和創(chuàng)新能力。課程考核成績的組成：包括平時成績、實驗操作成績、軟件開發(fā)情況成績，分別占20%、40%和40%。平時成績和軟件開發(fā)過程中的成績，教改后的評價主體不僅有老師的評價，還在項目實踐的時候增加學生自評互評的環(huán)節(jié)，同一小組形成同行評審機制，防止每次分組后，只有一個學生在做，其他學生模仿的局面，充分發(fā)揮每個人的積極性。

4 結論

通過以上方式和手段，以學生學習為中心，以培養(yǎng)學生應用能力為導向，通過項目為載體，推進《數(shù)字圖像處理》課程的教學方式改革。由于數(shù)字圖像處理課程的授課對象基本為大三和大四的學生，通過教改，學生可以很自信地走上公司和企業(yè)，展現(xiàn)自己在課堂上做過的作品，企業(yè)也需要動手能力強的學生。因此，該教學改革充分體現(xiàn)了“教學與實踐零距離，畢業(yè)與上崗零過渡”的應用型人才培養(yǎng)模式。

參考文獻

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