數字圖像處理課程教學模式研究

何朝霞

摘要：為進一步提高數字圖像處理課程的教學質量，筆者提出一種理論課程教學模式，將翻轉課堂和案例教學法結合使用，并以“灰度映射”內容為例，對課程教學過程進行具體闡述。研究目的是提高學生的自主學習能力和動手能力，提高教學水平和質量。

關鍵詞：翻轉課堂；案例教學法；教學模式

數字圖像處理課程涉及的學科領域和理論知識非常廣泛，學生一方面被數字圖像處理技術具有的應用前景所吸引，另一方面又對課程的抽象理論和煩瑣的公式感到苦惱。為了激發學生的學習興趣，提高教學質量，教師采用的教學模式多傾向于項目驅動法、任務驅動法、實驗案例驅動法等，但是不論哪一種課堂教學模式都存在局限性，仍然是以教師為主導，學生的參與度較低。本文探討一種新的理論課程教學模式，將翻轉式課堂和案例教學法相結合，讓學生積極主動地參與課堂活動，進而引導學生更有目的性的學習。

一、翻轉課堂簡介

翻轉課堂起源于美國科羅拉多州林地公園高中。之后，翻轉課堂的理念逐漸在全世界各個高校中迅速推廣和發展。翻轉課堂和傳統課堂區別如下。

傳統課堂：教師是知識傳授者、課堂管理者，學生是被動接受者；課前教師對學生沒有了解，課堂中以教師為中心；教師單向講授知識內容，學生被動接受知識；課后學生通過作業理解和消化所學知識；課堂技巧為內容展示；評價方式為紙質測試。

翻轉課堂：教師是學習指導者、引導者，學生是主動研究者；課前學生通過微課或視頻進行學習，教師通過課前作業了解學生的學習情況；課堂中以學生為中心，教師與學生互動，幫助學生理解和消化所學知識；課后學生通過復習視頻鞏固所學知識；課堂技巧為自主學習、交流反思；評價方式為多角度、多方式測試。

綜上所示，翻轉課堂主要具備以下特點：需要先進的信息技術作為支持；以學生為中心，充分調動學生的積極性；增加了師生互動。這種課堂教學模式很適合在案例教學法中應用。

二、數字圖像處理課程教學模式的探索

數字圖像處理課程的內容主要有數字圖像的幾何變換、空域增強、變換域增強、圖像恢復、圖像編碼、圖像分割等。教學目標是讓學生較深入地理解數字圖像處理的基本概念、基礎理論以及解決問題的基本方法，掌握基本的處理技術，了解與各個處理技術相關的應用領域。除此以外，教師要激發學生學習數字圖像處理的興趣，培養其自主學習能力。翻轉課堂和案例教學法在“空域增強”的“灰度映射”教學中的具體應用過程如下。

1.教師制作教學資源

“灰度映射”內容包含其定義、分類等知識。教師根據教學內容制作視頻、PPT，并提供基于MATLAB的數字圖像處理系統等教學資源。視頻主要展示各種灰度映射曲線、不同映射曲線的應用方法和基于MATLAB的數字圖像灰度映射前后變化等。為提高教學效果，教師可以添加旁白，并將教學資源上傳到學習平臺中供學生下載學習。

2.課前學生自主學習

學生在課前要從學習平臺上下載教學資源，結合教學資源完成學習任務。學習任務主要是圖像處理，其內容是讓學生在數字圖像處理系統上使用不同的灰度映射將自選的圖片素材進行處理，并觀察圖片效果。課前自主學習的時間控制在20分鐘內，學生觀看視頻并完成圖片處理，激發自身的學習興趣和自主學習能力。

3.教師進行案例補充教學

在課前20分鐘自主學習的基礎上，教師首先對班級學生進行分組，讓其討論不同灰度映射下的圖像處理效果，由小組代表向教師匯報結果。教師在了解學生薄弱之處的基礎上，一方面，針對學生討論的結果進行灰度映射的分類、算法等知識講解，另一方面，結合案例講解教學資源中未涉及的知識點、難點、重點等。案例教學法在整個教學過程中不僅可以活躍課堂氣氛，提高學生分析問題、解決問題的能力，還可以提高學生的理論分析水平。

4.學生完成拓展任務

在自主學習過程中，學生可能會遇到圖像處理效果不明顯等困難。教師課堂上的補充教學，幫助學生解疑，在此基礎上，學生一方面繼續完成課前任務，另一方面完成教師布置的拓展任務。整個教學過程前后呼應，進一步激發學生的學習興趣。

三、結語

數字圖像處理對學生有較高的技能要求，將翻轉課堂應用到數字圖像處理的教學當中，為課程的理論教學注入了全新的活力。學生在課堂學習中，不僅能學到數字圖像處理技術理論知識，還能提高自主學習能力和實際動手能力。

參考文獻：

[1]宋朝霞，俞啟定.基于翻轉課堂的項目式教學模式研究[J].遠程教育雜志，2014（1）：96.

[2]彭利紅，劉海燕.翻轉課堂教學法在《醫學圖像處理》課程教學中的應用[J].中國培訓，2017（4）：19.endprint