基于農業信息技術專業的數字圖像處理課程設計

【摘 要】本文依據農業信息技術專業學生的培養目標及要求，結合數字圖像處理課程的特點，提出該門課程教學內容的重新設計整合、創新教學方法及教學手段，并提出在課程設計建設過程中應注意的問題。

【關鍵詞】農業信息技術 數字圖像處理 教學模式

【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810（2014）35-0065-02

隨著現代農業向精準化、信息化、智能化的不斷發展，信息技術及圖像處理技術在現代農業中的應用日益廣泛，這就要求從事現代農業的技術型人才要具備農業信息處理的相關知識和技能，并對發展趨勢有一定的掌握，以適應現代農業發展的人才需求。數字圖像處理課程是在掌握工程數學、線性代數及編程語言的基礎上，將上述知識應用到農業信息的采集和處理中，體現了農業信息技術專業的專業課程特征，實現了“農非貫通”的專業形態的形成，以及對農業信息化復合型特色人才的培養。

一 數字圖像處理課程設計的思路

數字圖像處理是農業信息技術專業的專業課程，是一門綜合性學科，內容多、跨度大、覆蓋面廣，本課程以培養能力和拓展專業素養為課程內容的定位和目標，課程內容的選擇以專業知識拓展為依托，要求學生掌握數字圖像處理的基本概念、基礎理論、典型方法，掌握一定的編程實踐技能。結合由易到難、循序漸進的原則進行教學內容和教學組織模式的設計，以此促進學生對知識的掌握和應用能力的提高。教師通過企業調研等形式總結歸納現今數字圖像處理技術在農業應用中的實際案例，從而提高學生的專業知識修養。多元化學生的考核方式，形成一個全面的考核標準。

二 數字圖像處理課程設計的實施

1.教學內容的設計

本課程以“農非貫通”的專業形態為出發點，采用項目化教學和任務驅動的方式組織教學內容，使學生在掌握數字圖像處理知識的基礎上，了解此項技術在農業中的廣泛應用。本課程的教學內容主要劃分為六個項目。

項目一：圖像的預處理，包括圖像平滑、圖像銳化、圖像復原等知識點。

項目二：單目標果實識別，以機器人采摘蘋果中單個蘋果目標識別模塊為例，根據單個目標識別的分析思路，將顏色特征的分析及提取、閾值分割方法、去噪處理、果實的形狀特征提取等知識點劃分成多個小任務，每個任務之間相互承接，逐一完成才能實現單個蘋果的目標識別。

項目三：多目標果實識別，承接項目二，不同的是以多個蘋果果實為識別目標，增加了hough變換、邊緣檢測、分水嶺算法等知識點，此項目是對項目二的補充。

以上三個項目使學生能在完成具體任務的同時，掌握數字圖像處理的基礎知識。

項目四：紋理特征識別，以黃瓜識別為例，項目二和項目三中的目標識別都是基于目標與背景色差大的原理進行分析實施，對于目標與背景顏色相近的情況并不適用，因此，關于紋理特征的知識點，將在此項目中補充。

項目五：綜合實訓，此項目的設計是對以上內容掌握程度進行整合并測試，給出兩個選題：柑橘、棉花的自動識別技術及特征提取，農間雜草識別。兩個選題分析思路與前面項目的分析思路方法相似，但是操作對象不同，需要做一些調整，因此，此項目既可以鍛煉學生的思維能力及舉一反三的能力，又能測試出學生對基礎知識的掌握程度。

項目六：專業知識拓展，數字圖像處理應用廣泛，在此模塊中以講座的形式向學生講授數字圖像處理技術在現代農業及其他行業中的應用，提升學生的學習興趣、拓展專業知識、提升專業素養。

2.教學組織模式的實施

本門課程具有理論性強、實際應用性較弱的特點，結合該特點將本門課程劃分為三大主要模塊，分別為理論基礎、綜合實訓、知識拓展。根據這三個模塊的不同特點，本門課將結合項目化教學、任務驅動、角色體驗法、討論式教學方法進行教學。

對于本門課程的基礎知識和算法，采用“小任務為引導，大項目為目標”的教學方法，將每個知識點作為小任務，每個小任務之間能承接并結合成大項目，實現學生對基礎知識的掌握。

綜合實訓是考驗學生對本門課程知識的掌握程度，此模塊以任務驅動為主要教學方法，先提出問題，引起學生的學習興趣，培養學生的自學能力和邏輯思考能力，以小組為單位，通過團隊合作選擇合適的算法實現最終目標，并以答辯的方式匯報。

知識拓展是結合本門課程的特點，向學生拓展數字圖像處理技術在現代農業中的應用案例，這需要大量地收集資料和文獻整理，但是專業性較弱，因此本模塊可采用角色體驗、討論教學法等教學方法，培養學生的自學能力。

3.考核方式

考核過程中要注意學生的學習態度、動手能力，培養學生的自我評價能力，增強自主學習意識。根據本門課程的內容設置，考核主要分為三個方面：過程考核、能力素質考核、匯報考核。具體見下圖：考核方式及所占比重

三 數字圖像處理課程設計應注意的問題

1.加強師資隊伍建設

教師的知識結構、知識創新能力和師德風貌直接決定著課程的質量和水平，要培養出高科技的應用型人才，必須建立一支綜合素質強的“雙師型”教師隊伍。要根據課程改革和建設要求，有目的，按計劃地加強對教師的培訓，鼓勵教師通過各種實踐活動，提高教學水平和教學質量。

2.加強教材建設

圍繞培養目標，按照教學計劃和教學大綱的要求，由主講教師自行編寫、制作相關教材，并保持教材的先進性和前沿性。

3.重視校企合作

校企合作是解決時間教育缺失的根本途徑。企業參與到高校實踐教學過程中，可以在教學計劃和教學內容上廣泛征

詢及適當采納相關業內專家的意見；另外增加學生在企業進行專業技能訓練和專業拓展的學習機會，使理論聯系實際，開闊視野，拓寬思路，促進學生的創新意識與創新靈感，為課程設計與建設提供強有力的實踐平臺。與相關企業建立長期合作關系，校企可以培養“適銷對路”的應用型人才。

四 結束語

課程設計是一項涉及師資、學生、教材、教學思想、教學內容、教學方式、教學手段等多方面的綜合系統工程，建設工程中要明確目標、遵守課程內在的邏輯與規律，才能提高教學質量。

參考文獻

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〔責任編輯：龐遠燕〕