基于MOOC+SPOC的《數字圖像處理》課程改革研究

胡曉霞，李博，李瑞，藍中華，汪偉鑫

（西安工商學院，陜西西安，710200）

0 引言

數字圖像處理是一門發展迅速且應用廣泛的新興學科，在工業生產、軍事技術、遙感航天、醫療、衛生、自動控制等方面發揮著越來越大的作用。隨著電子技術和信息處理技術的迅速發展，圖像處理的新理論、新方法、新應用層出不斷，且大部分在當今的人工智能，大數據，AI技術等熱點技術中被廣泛的應用。為主動應對新一輪科技革命與產業變革，社會對工程技術人才素質要求的不斷提高，高校辦學定位都有了不同的轉變，數字圖像處理的教學不管是在理論還是實踐，無論是在教學內容還是教學方法上都要進行改革和創新。

1 MOOC、SPOC在現代課堂教學中的發展現狀

隨著新興信息技術的發展， 基于互聯網的新型教學模式對課堂教學方式的轉變發揮了巨大的促進作用。在新形勢下，高等院校需要不斷豐富人才培養的教學資源，走出傳統教學模式的局限。MOOC即大規模在線開放課程（massive open online courses）已經從高等教育領域延伸至職業教育的各個領域，MOOC可以將教學資源轉換成數字資源并通過網絡平臺實施。但隨著課程的推進，特別是隨著課程內容難度和深度的增加，放棄學習的學生人數會不斷增加，特別是那些自學能力和自我控制能力較弱的學習者，他們無法按照MOOC課程的時間安排及時完成教學內容，這種學習過程無法達到高等學校規定的課程學習目標。SPOC（小規模限制性在線課程）是慕課后發展的新型教學模式，教師通過校內教學平臺對教學資源進行上傳和優化，并且能夠掌握學生在線學習的動態，根據其在線學習反饋情況調整教學內容。SPOC因為“小”的優勢，在學習中更容易產生好的學習效果，克服了MOOC課程由于人數眾多、監督性不強、學習過程難以繼續的缺點，因而更受學生的歡迎。

本項目提出了基于MOOC+SPOC的相結合的教學方法，既吸取了MOOC的優點，又能利用SPOC的優勢結合本校實際，從而彌補傳統教學方式的不足。

2 本文提出的基于MOOC+SPOC的教學模式

基于MOOC+SPOC的教學模式在數字圖像處理課程中的應用，改變了傳統課堂 “滿堂灌”的教學模式，讓學生在課堂上做到對問題和難點“主動出擊”，實現師生平等探討的局面。具體設計方案如圖1所示。將優質的MOOC資源引入課前，課堂環節采用“對分”的理念，以MOOC資源中的知識點為主線，與學生展開討論與答疑，課后在SPOC中選取對應的例題仿真編程來實現學生對知識的鞏固與深層理解，達到理論向應用的轉化。

圖1 基于MOOC+SPOC的教學模式的設計方案

3 具體實施方案

（1）課前（線上 MOOC）環節

課前環節，以MOOC視頻學習為主。整合了各MOOC平臺的優質教學資源，為獨立學院的師資隊伍引入高水平的“虛擬”教學團隊，提高了獨立學院的教研水平。同時節省學生在課堂學習的時間，引導學生進入預習環節。但在此環節中，教師應提前做好MOOC平臺和課程的篩選，選擇MOOC平臺應具有友好的交互性、方便學生操作和使用。而在課程的選擇上，應選取內容符合專業教學要求且難易程度與學生基礎水平相互匹配的課程。本項目的課前（線上MOOC）環節擬使用中國大學MOOC平臺的部分數字圖像處理課程資源與名華在線平臺自建的數字圖像處理課程資源。

（2）課中（線下課堂）環節

線下課堂，是學生學習必不可少的環節，利用有限的課堂教學，去實現高效的知識延拓，是我們追求的目標。本項目在前期“線上MOOC”環節的前提下，在課堂教學中，引入“對分”的理念，教學過程，一半課堂時間分配給教師講授，另一半時間給學生討論，講授和討論交叉進行。首先，教師梳理知識點，為學生提供清晰地知識脈絡；接著，學生對所學知識提出疑問；然后教師解答問題；最后師生對此進行各自的闡述并相互討論，實現學生在課堂主動思考的教學目標。這種教學模式有效地活躍了課堂氛圍、調動了學生學習積極性，彌補了傳統教學課堂的缺陷。此環節教師在設計討論議題和討論時間時，應根據教學內容難易程度和應用范圍進行靈活調整。如：數字圖像文件格式的基礎知識部分，在簡單梳理知識點之后，可以讓學生對生活中常見的數字圖像文件進行討論，從大小，質量，和應用范圍等方面進行。但由于內容較為簡單，討論時間不宜過長。再比如：在學習圖像的平滑和銳化的過程中，可以從學生感興趣的“P圖”技術出發，從具體操作引導學生討論它們在圖像處理領域所涉及的技術原理。由于涉及到一定的數學理論且有一定的難度，在課堂時間的分配上，可以適當加大學生的討論時間，從而削弱學生對理論知識的陌生感。這樣不僅豐富了課堂內容，還調動了學生的學習積極性。

同時，可以靈活應用“對分”理念，實現隨時的、實時的“對分”，比如：在進行問題講解時，教師講解分析之后，可以讓學生在幾分鐘內進行課堂討論，是否有其它解決思路，實現實時的“分鐘”式的課堂對分。在面對學生個性和知識儲備結構不同方面，在“對分”時，設置討論內容時可實施分工合作的分組形式，每位同學根據自身優缺點認領討論任務，在各個討論環節的角色分配上，充分滿足各位成員的主觀能動性及個人優勢，使學生人盡其用，才盡其用。

（3）課后（線上 SPOC）環節

獨立學院學生對數字圖像處理課程掌握的重點在“處理”上，因此編程處理是至關重要的一個環節。一切的理論學習，都在為后續的處理應用做準備。因此，在課后的線上SPOC環節，教師將以自身的實踐經驗，為學生（錄制）提供有針對性的程序案例學習視頻，之后要求學生進行相應內容的編程練習。教師從學生的練習成果中了解學生對課程內容的掌握程度，并根據反饋實時調整教學內容和教學設計。

（4）考核標準

在傳統的“平時成績+期末考核成績”的評價方式的基礎上，將兩大評價方式具體化、過程化，擬采用多元化的考核方法，如圖2。

圖2 考核標準設計方案

將“平時成績”評價劃分為學習態度、操作態度、溝通能力3個部分。“期末考核成績”由專業知識、專業技能、合作能力和創新能力4大部分組成。根據學校要求、教研室意見及學生意愿合理分配各部分評價比重，最終形成學生的課程評價成績。客觀、公平、公正的課程考核評價體系，在督促學生努力學習方面也將發揮積極的推動作用。

4 結語

本文的主要特色是將MOOC+SPOC的教學方法應用在數字圖像處理的課堂中，并在線下的課堂教學環節中引入“對分”教學的理念，找到適合獨立院校學生學習數字圖像處理課程的更為高效的教學模式。

（1）將MOOC+SPOC線上教學引入到數字圖像處理課程的教學中，將優質的師資引入到我校的虛擬教學團隊，提高了團隊的教研水平。同時，合理的篩選課程資源，或通過自建MOOC為學生提供更加適合的教學內容，節省了學生自己篩選的時間。學生的學習時間相對靈活，整合了學生的零散時間。此外，還可以為對數字圖像處理課程感興趣的非專業學生提供一個學習的平臺，助力數字圖像處理課程的通識教育。

（2）“00后”學生思維發散、靈活，學習工具和手段也向多元化發展。在線下課堂教學環節中引入“對分”的教學理念，有效解決了傳統教學環節中存在的學生主動學習性差的問題，將“半個課堂”交給學生，使課堂氛圍變得活躍，調動了學生的學習的積極性，發揮了學生的潛在能力。