面向留學生的數字媒體類課程全英文教學方法探索

郝鵬翼，方珊珊，白 琮，雷艷靜

（浙江工業大學 計算機科學與技術學院，浙江 杭州 310023）

0 引 言

隨著我國國際影響力的增強，來華留學生教育已成為我國高等教育的一項重要內容，也是我國國際合作的一個重要方面。教學工作作為留學生工作的關鍵環節，其質量的好壞直接關系著我國留學生事業的發展以及國際聲譽的維護，對提高國際競爭力和影響力有著舉足輕重的作用[1]。但專業課的全英文教學不同于一般基礎課的全英文教學,不但要求教師有豐富的教學經驗、扎實的理論功底和較寬的知識面，而且對教師的英語水平、教材的選用、授課方式等都有較高的要求。筆者通過多年的全英文教學實踐發現，目前該課程的實際教學存在諸多問題，對其進行改革勢在必行。

1 數字媒體類課程全英文教學現狀分析

數字媒體類課程包括多媒體技術基礎、數字圖像處理、計算機圖形學、虛擬現實技術等課程，屬于計算機專業課程。這類課程是利用計算機表示、生成并處理可視媒體（如圖像，圖形，視頻）的一系列課程，是計算機學科中發展最為活躍的學科之一，已成為許多計算機從業人員的必備素質之一[2]。這些課程中包含的技術在現實生活中具有非常廣泛的應用，而且大多屬于高科技應用，因此，這類課程非常吸引學生，也是學生最感興趣、關注度最高的一類課程。

這類課程的教學任務是本著理論與實踐相結合的原則，以基本概念算法原理，實踐技術為主線，使學生掌握圖像、視頻生成與處理技術的基礎知識、基本原理和方法，培養學生的實際動手能力。然而，留學生自身的現狀以及國內多媒體教學長期存在的問題使得目前該類課程的留學生教學進度緩慢，教學質量較難提升。經過近3年的全英文教學，筆者將教學現狀與問題歸納為以下幾點：

（1）課程理論基礎要求與學生基礎之間存在一定的鴻溝。數字圖像處理這類課程涉及一定數量的算法，而且這些算法需要一定的數學功底，才可以順利地進行理論推導。然而留學生主要來自非洲和中東地區的第三世界國家，而且中國對留學生的選拔條件又相對寬松，所以計算機專業留學生的數學基礎參差不齊[3]，總體上相對較為薄弱，不僅影響學生的學習積極性，而且導致教學進度緩慢。因此，改革目標應該是設計課堂教學方式，在提高教學效率的同時培養學生的學習熱情。

（2）課程實踐較強與實驗課比例較小之間的矛盾。數字媒體類課程都是實踐性很強的課程，但是由于這類課程屬于專業選修課，課時基本上為32課時，其中實驗課8課時。而對大多數留學生而言，他們在實驗課上表現得更為積極，更擅長從實踐中學習。因此，改革的重要內容是在規定學時內，提高學生的實踐能力。

（3）教學手段與學生接受程度之間的矛盾。多媒體教學手段已經在當前的中國高等教育廣泛應用，它具有直觀、形象生動、交互性強和信息量大等優點，但同時也存在節奏快和重難點不夠突出等問題。留學生的英語水平參差不齊，部分來自英語為通用語國家的學生，一般有較好的聽說讀寫能力，而來自其他國家的學生，在理解英文授課內容、閱讀專業書籍、與教師溝通等方面存在不同程度的困難。因此，借助多媒體教學的同時，探索更為有效的教學手段也是一個重要內容。

2 對數字媒體類課程全英文教學方法的探索

數字圖像處理是典型的數字媒體類課程，主要針對數字圖像這一媒體講授如何通過編程對圖像進行處理和分析，從而實現用戶想要的效果，例如將一副暗淡的圖像變得清晰。這樣的課程既包含瑣碎的抽象的概念，又涉及一定的算法，要求學生具備一定的數學基礎，進行大量的動手實踐[4]，此外，課程內容具有很廣泛很實際的日常應用。針對留學生基礎偏弱，課程課時尤其是實驗課時偏少等問題，全英文教學探索從教學內容、課堂教學方式、課程評價方式等方面進行。

2.1 明確教學內容

目前留學生使用的數字媒體類課程的全英文教材基本上都是國外教材，但國外的全英原版教材內容較多，且內容都僅是對知識點、相關算法和原理的介紹，缺乏主題性，而數字媒體類課程，如數字圖像處理等，是與實際生產應用結合十分緊密的課程。因此，應貫徹少而精的原則，突出重點，由表及里，逐步增加難度，按照教學方式重新將選擇的章節內容進行組織，這樣才能被學生接受，使得學生在有限的課時里有最大的收獲。以數字圖像處理課程為例，該課程可選擇數字圖像處理基礎、圖像增強、圖像濾波、圖像分割、圖像邊緣檢測、彩色圖像處理、圖像特征描述7部分的內容。

2.2 任務驅動與啟發式互動教學

課堂教學分為理論講授、上機實驗和課外實踐3種教學組織形式，在這一過程中，采用以實例為主線，實施任務驅動教學及啟發式互動教學模式。任務驅動教學是指從具體的實踐任務或教學案例出發，由教師引導學生對案例進行分析和討論，從而達到幫助學生掌握理論概念和知識的教學目的。針對留學生對理論知識學習積極性不高和課堂出勤率低的特點，案例教學法使學生成為教學的主體，有利于激發留學生的學習積極性和主動性。啟發式互動教學是指基于學生已經具有的知識，教師針對教學內容提出啟發性的問題，通過討論分析、課堂作業等互動方式來吸引學生積極主動地參與到學習過程中，使學生自主完成對新知識的學習，培養學生分析和解決問題的能力。留學生獨立自主意識強，并且愿意表達自己的觀點和想法，因此，使用啟發式互動教學更能激發留學生的學習熱情，有利于提高學生的獨立思考和自主學習能力。

在理論講授環節將學習內容情景化，學習情境是一個項目化、案例化的學習單元，它把理論知識、實踐技能與實際應用環境結合在一起。以數字圖像處理課程為例，該課程要求學生掌握灰度直方圖及灰度直方圖均衡化這一知識點，在授課過程中，圍繞將一張不清晰的汽車圖片變清晰的問題，引出直方圖，通過讓學生比較兩幅圖像的直方圖，總結出清晰圖像的直方圖的特點，啟發學生思考如何得到這樣的直方圖。由此，在教學中充分發揮學生的主體作用，給學生足夠發揮的空間，讓學生真正動起來，激發學生的學習積極性，培養學生獨立分析問題和解決問題的能力。

將抽象概念生動化是指盡量將抽象的不容易理解的概念用圖或者用例子可視化，幫助學生理解。以多媒體技術基礎課為例，位圖和像素這一概念的講述可以用圖1來幫助學生理解什么是像素，而不是僅僅按照書本上對像素的定義來解釋像素的概念，這一方式也有助于引出數字圖像是由像素組成的以及數字圖像在計算機內的表示方式等內容。

將枯燥算法實例化是指采用簡單的例子來推導演示算法，通過例子引導學生來總結算法步驟，思考算法原理。這里不僅可以借助多媒體課件來形象生動地演示算法及其實例，而且可以通過板書跟學生一起一步步計算推導，在師生共同推導的過程中，讓學生體會到復雜問題簡單化的快樂，更能讓學生有收獲感。

將課堂問題互動化是指在授課過程中，設置問題，尤其是環環相扣的問題，教師引導學生去回答并解決問題，以提高學生的注意力，讓學生在思考問題中鞏固學習內容，有利于基礎薄弱的學生跟上學習進度。教師通過提出與新知識點相關的問題的方式，鼓勵學生進行回答，活躍課堂氣氛，然后對不同答案進行討論分析，最后順理成章地總結出新概念或新原理。教師也可針對已講述過的知識點，給出相關習題，在學生通過獨立思考給出答案后，組織學生對答案進行分析和判斷，通過啟發學生給出其他可行的解決方案來引入新知識點。這種互動式的教學方法使學生在運用已知知識來解決實際問題的過程中，加深對新知識點的理解，有利于提高學生分析問題和解決問題的能力。

從兩個方面入手來提高上機實驗環節實驗課時的有效利用率，一是將每次實驗課的內容設計成層次化的問題，分為必做實驗題和選做實驗題，難度系數逐題增加，問題設計示例見表1。學生在逐步完成任務的過程中，體會知識技能的逐步提高，這既可以照顧到程度好的學生的學習積極性，培養他們的探索性，也可以照顧到基礎弱的學生的學習熱情。二是將一門課程的所有實驗設計成階梯狀，即將一個大任務按照實驗次數分解為若干個獨立的小任務，到學期末所有實驗全部做完的時候，學生實際上可完成一個大任務，如一個小型的圖像處理軟件。這樣的方式可以讓學生有成就感，使學生真正體會到學以致用的快樂。

數字媒體類課程比較注重實際動手能力，為此，需要課外實踐，并將這部分成績算入學生總成績。這里的課外實踐，實際上是指課程的大作業，該項作業在學期初，由教師提出若干個項目，布置給學生，并詳細介紹各個項目主要做什么，需要完成什么任務等，然后讓學生分成若干個團隊，每個團隊挑選一個項目。整個學期，各個團隊帶著自己的項目任務去學習、討論，學期結束的時候，教師進行項目驗收。如在數字圖像處理這門課中，可以給定“圖像的藝術化風格”這樣的項目，該項目主要讓學生深入了解幾種圖像濾波的算法，那么在課程內容講授到圖像增強和圖像濾波的時候，學生就會更有動力、有針對性地去學習這部分內容。在課外實踐環節，教師是學生學習過程的組織者和專業知識、技能對話的伙伴。整個過程，借助自學、講授、咨詢、示范、操作等多種形式，充分調動學生個體和小組的主觀能動性，激發學生的學習興趣和學習熱情，使學生能力得到全面的發展和提高。

圖1　抽象概念生動化示例

表1　數字圖像處理第一次上機實驗層次化內容示例

2.3 課程評價方式

筆者在多年的全英文教學過程中采用多因素、異權重的考核方法，起到了不錯的效果。考核由平時上機實驗、課外實踐和理論測試3部分組成，其中平時上機實驗占30%，課外實踐占40%，理論測試占30%。整體來看，該評價方式重視對學生動手實踐能力的考核，重視培養學生主動查閱資料解決問題的能力以及運用理論知識進行實踐的能力，而理論測試主要集中在考核學生對重要知識的掌握程度。這樣既能保證學生掌握核心算法的基本思想，又能提高學生的實踐創新能力。

3 教學效果

筆者以浙江工業大學計算機學院計算機留學生1301班、1401班、1501班為研究對象，連續3年對多媒體技術基礎、數字圖像處理兩門課程不斷實施并逐步完善上述教學方法。圖2給出了針對多媒體技術基礎這門課，學生的學習興趣和學習成績的對比情況，學習興趣的獲取方法為：從學評教調查問卷中獲取該項指標的得分，然后求所有學生評分的均值，最后換算到百分制；學習成績為所有學生課程成績的均值。從圖2可以明顯看出，1301班的學習興趣值為72.6，1401班的學習興趣值上升到了88.9，1501班的學習興趣比1301班提高了20.5%；1301班的學習成績平均分為69.3，1401班和1501班的學習成績平均分比1301班分別提高了11.2%和16.3%。1301班和1401班將近一半的學生在畢業設計選題時選擇了與數字圖像視頻相關的課題。可見，筆者所采用的上述教學方法切實有效，在激發學生興趣的同時，有效地提高了學生成績，而且深深影響了學生畢業選題方向。

圖2　多媒體技術基礎課程在3個班級中的對比

4 結 語

面向留學生的全英文課程教學是一個不斷探索的過程，需要根據留學生的實際情況及時調整教學方法，而數字媒體類課程的全英文教學要求教師不僅具有一定的英文教學能力，還必須具備一定工程實踐背景或科研實戰經歷，需要精心設計理論授課以及實驗實踐環節。本文探索的教學方法可以很好地調動留學生的學習熱情，我們也將繼續探索實踐，不斷完善教學內容和方法。

參考文獻：

[1]陳瀟. 面向留學生的計算機專業課程教學探討[J]. 科教文匯, 2016(9): 59-60.

[2]季偉東. 基于應用型人才培養的數字媒體專業實踐教學體系[J]. 計算機教育, 2015(10): 18-20.

[3]詹天明. 留學生計算機圖形學課程教學思考[J]. 科教文匯, 2015(8): 64-65.

[4]鄭愛華, 涂錚錚, 羅斌. 計算機專業數字圖像處理雙語課程的“主題式”教學[J].計算機教育, 2016(2): 159-162.