新工科背景下圖像處理課程教學(xué)改革探索

蔡俊　沈曉波　束仁義

摘要：為改善數(shù)字圖像處理課程教學(xué)效果，培養(yǎng)適合新工科背景下具備圖像處理能力的專業(yè)人才，本文首先針對(duì)課程教學(xué)現(xiàn)狀與存在問題進(jìn)行剖析，并進(jìn)一步探討教學(xué)改革模式，從構(gòu)建多元化教學(xué)模式、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容以及考核評(píng)價(jià)體系三方面進(jìn)行探索，新的教學(xué)模式有助于學(xué)生更好地發(fā)揮主體作用，提升動(dòng)手實(shí)踐、創(chuàng)新思維能力。

關(guān)鍵詞：新工科圖像處理課程教學(xué)模式改革探索

前言

自“新工科”理念提出以來，把學(xué)生培養(yǎng)成理論基礎(chǔ)扎實(shí)、實(shí)踐能力強(qiáng)、具備創(chuàng)新思維的復(fù)合型新時(shí)代工科人才，成為各大高校電子信息類專業(yè)人才培養(yǎng)導(dǎo)向。在“新工科”背景下，如何提高電子信息類專業(yè)圖像處理課程教學(xué)質(zhì)量，適應(yīng)學(xué)有所用、學(xué)以致用的人才培養(yǎng)目標(biāo)，成為亟需解決的新問題。

1數(shù)字圖像處理課程教學(xué)現(xiàn)狀

1.1課程培養(yǎng)目標(biāo)

數(shù)字圖像處理技術(shù)是當(dāng)今信息科學(xué)領(lǐng)域的熱點(diǎn)研究方向，它不僅涉及電子信息類專業(yè)的基礎(chǔ)理論而且與工程實(shí)踐密切相關(guān)，具有廣闊的探索空間和應(yīng)用前景，目前在眾多行業(yè)領(lǐng)域內(nèi)都發(fā)揮著重要作用。該課程是一門理論性、實(shí)踐性較強(qiáng)的專業(yè)必修課程，主要學(xué)習(xí)數(shù)字圖像處理領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論、關(guān)鍵技術(shù)和典型應(yīng)用;要求學(xué)生熟練掌握?qǐng)D像處理相關(guān)技能具備基本的圖像處理能力同時(shí)注重綜合素質(zhì)的提升。

1.2課程教學(xué)現(xiàn)狀及存在問題

目前在數(shù)字圖像處理課程教學(xué)中仍采用課堂教學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)并重，同時(shí)輔助以課后練習(xí)和階段考試的傳統(tǒng)模式。其中，課堂教學(xué)主要教授圖像處理領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論，授課內(nèi)容與教材的選取要求與教學(xué)大綱保持一致;實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)著重培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)操能力，幫助學(xué)生進(jìn)一步鞏固理論知識(shí)。

在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，其主要特征為教師授課、學(xué)生聽課，傳統(tǒng)單一的教育教學(xué)方法和手段往往較為枯燥乏味，一方面忽視了學(xué)生的主體性地位;另一方面，理論概念學(xué)習(xí)較為抽象，概念的理解缺乏實(shí)際的運(yùn)用場(chǎng)景，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)理論的掌握并不牢靠、深入，即使學(xué)生理解了原理，卻無從知曉原理背后的價(jià)值，從而難以引起學(xué)生的內(nèi)心共鳴，自然也難以引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，其學(xué)習(xí)主動(dòng)性、積極性得不到很好地提升;進(jìn)而又束縛其創(chuàng)造性思維的發(fā)揮，致使其更加無法適應(yīng)瞬息萬變的時(shí)代現(xiàn)狀。

因此，探索一種當(dāng)代學(xué)生喜聞樂見的教學(xué)模式，讓其“愿意學(xué)”、“學(xué)得會(huì)”、“用得好”，變得尤為迫切。

2圖像處理課程改革實(shí)踐探索

2.1構(gòu)建創(chuàng)新性多元化教學(xué)模式

（1）教學(xué)過程自主化

為進(jìn)一步提升學(xué)生在課堂教學(xué)中的主體性作用，可定期組織學(xué)生走上講臺(tái)，匯報(bào)學(xué)習(xí)心得、分享學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn);或采用小組討論方式使學(xué)生在輕松活潑的課堂氛圍中自主完成對(duì)教學(xué)內(nèi)容的掌握，在此過程中，教師起一定的引導(dǎo)、輔助作用;

（2）學(xué)習(xí)資源共享化

由授課教師在校內(nèi)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)創(chuàng)建《圖像處理》課程門戶，組建學(xué)習(xí)小組，鼓勵(lì)學(xué)生加入并積極建立個(gè)人學(xué)習(xí)資料庫，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)資源共享，有助于師生、學(xué)生之間溝通交流，共同學(xué)習(xí)，相互促進(jìn);

（3）教學(xué)活動(dòng)生態(tài)化

引導(dǎo)學(xué)生將課程所學(xué)，結(jié)合個(gè)人興趣愛好，轉(zhuǎn)化為貼近生活的成果作品，并廣泛利用朋友圈、新浪微博等各種社交平臺(tái)進(jìn)行分享展示，一方面能夠運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)思維創(chuàng)新傳統(tǒng)學(xué)習(xí)模式，喚醒學(xué)生在學(xué)習(xí)過程的主體意識(shí)，同時(shí)有利于提升個(gè)人自信心，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和積極性;另一方面可以幫助學(xué)生多渠道獲取改進(jìn)意見和建議，進(jìn)一步完善作品，提升個(gè)人實(shí)踐能力。

2.2優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

（1）基礎(chǔ)理論場(chǎng)景化

圖像處理課程涉及的理論概念往往過于枯燥和抽象，學(xué)生難以理解，學(xué)習(xí)熱情不高，可嘗試通過大量實(shí)際案例或者生活場(chǎng)景，基于場(chǎng)景化的基礎(chǔ)理論講解和運(yùn)用，幫助學(xué)生完成對(duì)抽象概念的具象理解，降低理論學(xué)習(xí)難度;

（2）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容項(xiàng)目化

現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目往往多為驗(yàn)證性基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，單個(gè)實(shí)驗(yàn)往往僅為某一概念或者某一技術(shù)而設(shè)計(jì)，各個(gè)實(shí)驗(yàn)之間缺乏連貫性;且學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)僅需按照事先編制好的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教程，按部就班完成實(shí)操，教學(xué)效果有待商榷。為豐富教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，可根據(jù)圖像處理技術(shù)在日常生活中的運(yùn)用，加入場(chǎng)景化實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，采用項(xiàng)目化教學(xué)模式，將項(xiàng)目?jī)?nèi)容按照由淺人深的順序分解至不同實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中，并設(shè)置綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，有利于激發(fā)學(xué)生探索欲望，直觀體現(xiàn)圖像處理技術(shù)的現(xiàn)實(shí)意義。

2.3優(yōu)化課程考核評(píng)價(jià)體系

（1）課后作業(yè)類型多樣化

傳統(tǒng)教學(xué)模式下，往往是以課后習(xí)題作業(yè)等形式衡量學(xué)生對(duì)課程的掌握程度，課后習(xí)題干篇一律，學(xué)生直接照搬書本原理而不知其所以然、作業(yè)抄襲等現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，很難評(píng)價(jià)學(xué)生實(shí)際能力，容易使其養(yǎng)成應(yīng)試思維。

為適應(yīng)“新工科”理念下學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)，豐富課后作業(yè)類型結(jié)構(gòu)，提倡學(xué)生以生活實(shí)踐為原型，實(shí)現(xiàn)某一圖像處理算法仿真，設(shè)計(jì)具備圖像處理能力的實(shí)物作品，積極申報(bào)校內(nèi)外各類創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目等，在實(shí)踐過程中提升各項(xiàng)能力。

（2）創(chuàng)新考核評(píng)價(jià)機(jī)制

現(xiàn)有課程考核機(jī)制較為傳統(tǒng)多采取筆試考核的方式，傳統(tǒng)的填空、選擇、計(jì)算類題型無法真正衡量學(xué)生的圖像處理實(shí)踐能力，新的評(píng)價(jià)體系中可考慮增加案例撰寫、項(xiàng)目設(shè)計(jì)等多種開放性試題，激發(fā)學(xué)生的開放性思考、創(chuàng)造性思維，達(dá)到學(xué)有所用、學(xué)以致用的目標(biāo)。

3結(jié)束語

本文分析了現(xiàn)有圖像處理課程體系的現(xiàn)狀與不足，探討了新工科背景下課程教學(xué)改革模式。從“新工科”理念出發(fā)，創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，解決傳統(tǒng)課程教學(xué)中授課理論與社會(huì)實(shí)踐脫節(jié)、忽視學(xué)生實(shí)踐能力培養(yǎng)等問題。采用多元化教學(xué)模式、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、創(chuàng)新考核評(píng)價(jià)體系的方式，從學(xué)生自我評(píng)價(jià)、課堂教學(xué)反映、學(xué)生實(shí)踐能力三個(gè)方面得到了良好反饋。因此，新的課程教學(xué)改革模式具有良好的示范性，可以為高校教育教學(xué)改革提供一定參考。

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