數(shù)字圖像處理技術(shù)案例教學(xué)法探討

摘要： 筆者就案例教學(xué)法在數(shù)字圖像處理技術(shù)中的應(yīng)用作了初步的探討，同時(shí)，簡要介紹了在嘗試數(shù)字圖像處理技術(shù)案例教學(xué)中的一些體會。

關(guān)鍵詞： 數(shù)字圖像處理技術(shù) 案例教學(xué)法 分析

1.引言

隨著數(shù)碼技術(shù)應(yīng)用日益普及和深化，數(shù)碼設(shè)備及其產(chǎn)生的數(shù)字圖像信息的數(shù)量以驚人的速度急劇膨脹，而且對數(shù)字圖像信息的要求與日俱增，數(shù)字圖像處理技術(shù)日益顯示其重要地位。數(shù)字圖像信息的處理涉及多方面的知識，僅僅掌握理論知識不足以指導(dǎo)實(shí)踐，通過案例教學(xué)法，將實(shí)踐中的實(shí)際案例引入課堂，可以很好地銜接教學(xué)與實(shí)踐，具有極好的指導(dǎo)意義。

案例教學(xué)法是以對案例的分析解決為主線，通過對案例中的問題進(jìn)行分析，激發(fā)學(xué)生的求知欲，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，使學(xué)生自覺主動(dòng)地學(xué)習(xí)案例，掌握原理和方法，實(shí)行科學(xué)的教育思想觀念的一種教學(xué)方式。它是一種互動(dòng)式的教學(xué)方法，可以實(shí)現(xiàn)啟發(fā)式教學(xué)，能夠極大地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，實(shí)現(xiàn)真正的教學(xué)相長。它更是實(shí)現(xiàn)理論聯(lián)系實(shí)際的現(xiàn)實(shí)可實(shí)施的途徑。案例教學(xué)法在數(shù)字圖像處理技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用將在更大程度上激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)興趣和參與的積極性，同時(shí)，有利于學(xué)生掌握理論知識，并運(yùn)用知識解決軟件開發(fā)中的實(shí)際問題，最終提高教學(xué)質(zhì)量，達(dá)到學(xué)校教育培養(yǎng)的目標(biāo)。

有鑒于此，本文有對案例教學(xué)法在數(shù)字圖像處理技術(shù)中的應(yīng)用作了初步探討，以期對教育同行和廣大學(xué)習(xí)者有所啟發(fā)和借鑒。

2.案例教學(xué)法的含義

案例教學(xué)法（case methods of teaching）可簡單地界定為一種運(yùn)用案例進(jìn)行教學(xué)的一種方法，它是美國當(dāng)今教育行業(yè)中非常盛行而有效的一種方法，在我國正在慢慢推廣開來。1910年，美國哈佛商學(xué)院最先使用案例教學(xué)，開創(chuàng)了案例教學(xué)的先河。案例教學(xué)法于20世紀(jì)80年代初傳入我國，它有利于培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力，提高教學(xué)效果。

案例教學(xué)是在學(xué)生掌握了有關(guān)基本知識和分析技術(shù)的基礎(chǔ)上，在教師的精心策劃和指導(dǎo)下，根據(jù)教學(xué)目的和教學(xué)要求，運(yùn)用典型案例，將學(xué)生帶入特定的現(xiàn)場進(jìn)行案例分析，學(xué)生通過獨(dú)立思考和集體協(xié)作，進(jìn)一步提高識別、分析和解決某一具體問題的能力，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的溝通能力和協(xié)作精神的教學(xué)方式。通過案例分析，學(xué)生可以獲得蘊(yùn)涵其中的那些已形成的教育原理、教學(xué)方法等知識，同時(shí)可以提高和發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)造能力及解決實(shí)際問題的能力。更重要的是，學(xué)生通過案例教學(xué)獲得的知識是內(nèi)化了的知識，是“做中學(xué)”獲得自己理解了的能駕馭的知識，不再像傳統(tǒng)教學(xué)下獲得的抽象的、過度概括化的生硬知識，它能立即被用到類似的教學(xué)實(shí)踐情境中去解決處理類似的疑難教學(xué)問題。所以從美國教育家舒爾1986年在美國教育研究協(xié)會（AERA）年會重要演講中發(fā)出要發(fā)展關(guān)于教學(xué)的案例知識的呼吁，時(shí)至今日，在眾多國家的教育研究領(lǐng)域中都能發(fā)現(xiàn)案例教學(xué)法的應(yīng)用。

3.數(shù)字圖像處理技術(shù)案例的選擇

概括而言，案例是含有問題或疑難情境在內(nèi)的真實(shí)發(fā)生的典型性事件。沒有案例，案例教學(xué)無從談起，沒有好的案例，便沒有有效的案例教學(xué)，所以案例的選擇在案例教學(xué)中至關(guān)重要。一個(gè)高質(zhì)量的案例應(yīng)該具備以下幾個(gè)特點(diǎn)。

（1）目的性。案例教學(xué)的目的是為了讓學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，通過案例讓學(xué)生掌握基本的原理和概念，提高發(fā)現(xiàn)問題、解決實(shí)際問題的能力。一個(gè)好的案例應(yīng)該使學(xué)生在討論中加深對教材中某一重點(diǎn)或難點(diǎn)知識的理解和把握，能利用課堂學(xué)習(xí)的理論知識來分析和解決案例中所涉及的問題。所以案例的選擇一定要圍繞教學(xué)目的和教學(xué)要求。如果脫離這兩個(gè)中心，即使案例再生動(dòng)，其教學(xué)效果也大打折扣。

（2）真實(shí)性。案例一定是現(xiàn)實(shí)中發(fā)生的真實(shí)事件，是常見又復(fù)雜的問題，有助于學(xué)生實(shí)踐能力的提高。

（3）啟發(fā)性。一個(gè)好的案例需要蘊(yùn)涵一定的問題，能啟發(fā)學(xué)生思考，發(fā)現(xiàn)多種解決的途徑。問題越誘人深入，越能夠給學(xué)生留下較多的思維空間，教學(xué)效果越好。

（4）生動(dòng)性。案例必須生動(dòng)活潑，引人入勝，這樣才能引起學(xué)生的興趣，以便展開深入的思考。

數(shù)字圖像處理技術(shù)分為數(shù)碼設(shè)備的使用、圖像的采集、圖像的分析、圖像的處理、效果評估等主要步驟。根據(jù)講解數(shù)字圖像處理技術(shù)課程的具體體會和數(shù)字圖像處理實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，筆者撰寫了一系列案例，導(dǎo)入了數(shù)碼設(shè)備仿真訓(xùn)練課件，詳細(xì)介紹光與影，立體感產(chǎn)生原理，透視原理，質(zhì)感形成原理，以及相關(guān)原理的具體應(yīng)用，利用互動(dòng)的方式講述了用數(shù)字圖像處理的方法是如何進(jìn)行分析的，同時(shí)在圖像處理的每個(gè)過程中提出大量的問題供學(xué)生思考。案例選擇了五個(gè)立體幾何體、質(zhì)感圖標(biāo)、圖層、蒙版、通道等，同時(shí)為了降低學(xué)習(xí)者理解數(shù)字圖像處理的難度，特別介紹了直方圖在數(shù)字圖像中的應(yīng)用。案例既具有典型性，同時(shí)又具有真實(shí)性。我們選擇一系列案例來組織課堂教學(xué)，通過一個(gè)個(gè)案例把數(shù)字圖像處理技術(shù)知識點(diǎn)串聯(lián)起來，一方面考慮到現(xiàn)實(shí)應(yīng)用范圍的廣泛性，另一方面考慮到數(shù)字圖像處理技術(shù)學(xué)習(xí)者的專業(yè)性，對于圖像處理也有一定愛好，對于將來進(jìn)行圖像處理作一個(gè)鋪墊。

4.數(shù)字圖像處理技術(shù)案例教學(xué)的主要環(huán)節(jié)

我們嘗試的數(shù)字圖像處理技術(shù)案例教學(xué)中分為以下幾個(gè)環(huán)節(jié)：

（1）閱讀案例，個(gè)人分析。

學(xué)生首先對具體案例進(jìn)行必要的了解，認(rèn)真閱讀案例，掌握案例所需的知識儲備，需要掌握的新知識。

其次，學(xué)生需要盡快進(jìn)入案例情境，了解、掌握案例中揭示的有關(guān)原理，設(shè)身處地地分析思考案例中教師的行為及對策的合理性與不合理性。在案例的分析過程中，要注意尋找其中的因果關(guān)系，只有弄清問題產(chǎn)生的原因，才可能找到問題的合理解決手段。

第三，學(xué)生要注意區(qū)分基本性問題和現(xiàn)時(shí)性問題。基本性問題即抽象或一般的問題，常與事實(shí)背后的概念、原理、規(guī)則等有關(guān)，需要通過對案例中所包括的信息進(jìn)行解釋、分析、演繹、推理和抽象，以得到概括化的結(jié)論。現(xiàn)時(shí)性問題即案例中教師所面對的特殊決定、疑難問題等要求在一定的時(shí)間范圍內(nèi)得到解決的那些問題，需將自己已有的知識或過去形成的經(jīng)驗(yàn)與案例展示的背景材料、內(nèi)外部因素等整合起來進(jìn)行綜合評判，來提出多種經(jīng)得起別人反駁的見解、對策及方案。

（2）動(dòng)手實(shí)踐，交流分析。

動(dòng)手實(shí)踐是案例教學(xué)中非常重要的環(huán)節(jié)，本質(zhì)上是一種知識技能的再獲取的過程。圍繞案例的重點(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn)，進(jìn)行操作、討論、辯論和爭論。每個(gè)學(xué)生可以相互交流意見心得，相互啟迪，相互借鑒，重點(diǎn)是想法的交流。

為了使分組討論有效地開展，教師要做好充分的課前準(zhǔn)備。除了熟知案例陳述的基本知識外，還要諳知案例反映或蘊(yùn)涵的原理、規(guī)則等知識，以便引導(dǎo)學(xué)生概括出來。要認(rèn)真學(xué)習(xí)研究案例后給出的教學(xué)指南，具體擬定出課堂教學(xué)計(jì)劃，這要求教師認(rèn)真思考回答以下問題：希望課堂上發(fā)生些什么?如何引導(dǎo)這些情況的發(fā)生?討論如何開展?時(shí)間如何安排?自己扮演什么角色?是先得結(jié)論再分析，還是相反?并對課堂討論中可能出現(xiàn)的情況作出預(yù)測。教師還要依據(jù)課程目標(biāo)、案例目標(biāo)及教學(xué)計(jì)劃的具體安排重點(diǎn)分析以下方面的內(nèi)容：案例中反映的那些重要論題、案例中易得出兩可結(jié)論的那些材料、案例中反映的情況發(fā)生的根源、案例中人物的行為、案例中所反映的而學(xué)生可能設(shè)想不到的情況等。在討論掌握上，教師要力保討論沿預(yù)期的軌道進(jìn)行，把討論引導(dǎo)到問題的解決上去，并引導(dǎo)出與論題相關(guān)的理論知識，力爭班上每個(gè)學(xué)生都至少有一次發(fā)言的機(jī)會，切實(shí)做到有效參與。

（3）總結(jié)歸納，消化提升。

總結(jié)歸納是數(shù)字圖像處理技術(shù)案例教學(xué)的最后階段，要求學(xué)生對每個(gè)案例的制作獲取屬于自己的心得體會進(jìn)行交流。交流中包含學(xué)生在閱讀案例中所得到的具體收獲，通過個(gè)人分析和實(shí)踐操作提出自己所解決的實(shí)際問題，對理論上數(shù)字圖像處理技術(shù)概念和案例中的實(shí)際是否對應(yīng)，以及仍然存在的困惑。通過反思進(jìn)一步加深對案例的認(rèn)識，真正做到理論和實(shí)踐的相結(jié)合。

案例教學(xué)中，師生都要注意角色轉(zhuǎn)換，如果學(xué)生仍然熱衷于將自己置身于教學(xué)過程之外，只做一名旁觀者，案例教學(xué)也就失去了它的價(jià)值。學(xué)生只有真正地深入案例、體驗(yàn)角色，才會有案例情境的“再現(xiàn)”，案例教學(xué)的價(jià)值才能被體現(xiàn)。而教師在教學(xué)過程中也要不斷變換自己的角色，可充當(dāng)監(jiān)督員，激勵(lì)啟發(fā)學(xué)生，監(jiān)督案例分析、討論情況；可充當(dāng)示范員，向?qū)W生演示、講解、分析案例中的事實(shí)、原理、技巧等；可充當(dāng)主人翁，制定下一步的工作計(jì)劃并在實(shí)施中起主導(dǎo)作用；可充當(dāng)仲裁，解決各種爭端；可充當(dāng)交警，使討論回到預(yù)定的軌道上來，等等。

5.結(jié)語

案例教學(xué)已經(jīng)越來越受到廣大教育工作者的重視。華東師范法學(xué)教育系鄭金洲曾指出，案例教學(xué)并不是單純的一種教學(xué)方法，它實(shí)際上是以教學(xué)內(nèi)容的變革為前提條件的，正是有了形形色色的案例，才使案例教學(xué)成為可能；案例教學(xué)也并不是一種單純的教授法，它實(shí)際上是以學(xué)生行為的轉(zhuǎn)變?yōu)榍疤釛l件的，如果學(xué)生仍然熱衷于自己先前的角色，把自己置身于教學(xué)過程之外，只是一個(gè)旁觀者，案例教學(xué)也就失去了意義。

筆者從事多年的數(shù)字圖像處理技術(shù)的教學(xué)工作，在數(shù)字圖像處理技術(shù)中進(jìn)行了案例教學(xué)法的嘗試，并且取得了一定的效果。然而，在案例教學(xué)實(shí)踐中仍有很多問題需要進(jìn)一步研究探討，比如在案例中如何結(jié)合其他相關(guān)課程實(shí)現(xiàn)課程的聯(lián)動(dòng)，如何在現(xiàn)有硬件設(shè)備不足的情況下使得每一個(gè)學(xué)習(xí)者都獲得平等的實(shí)踐機(jī)會等，都有待于我們進(jìn)一步完善，從而使案例教學(xué)在數(shù)字圖像處理技術(shù)中得到進(jìn)一步的推廣。

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