地方本科院校“數字圖像處理”課程教學改革的思考

摘要：針對“數字圖像處理”教學過程中出現的問題，從教學內容、課程資源建設、教學方法、考核方式、師資培養等方面進行了研究與改革，實踐表明提出的改革措施提高了學生的學習熱情，增強了他們的動手能力，實現了教學相長的目標。

關鍵詞：數字圖像處理；教學改革；課程資源；

作者簡介：熊立偉（1980-），男，湖南雙峰人，湖南城市學院市政與測繪工程學院，講師。（湖南 益陽 413000）

基金項目：本文系湖南城市學院教改課題（課題編號：湘城院發〔2013〕44號序號1）的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）03-0107-02

“數字圖像處理”是集光學、數學、計算機科學、電子學、信息論、控制論、物理學、心理學和生理學等學科的一門綜合性邊緣學科。[1]得益于計算機科學的快速發展，從20世紀90年代以來數字圖像處理技術獲得了長足的進展，新的研究成果和新理論層出不窮，如小波分析、數學形態學、人工神經網絡等已在眾多領域得到廣泛應用。作為一門學科，目前我國高校很多專業開設了“數字圖像處理”這門課程，尤其是計算機類、通信電子類及其他信息相關專業把“數字圖像處理”作為專業核心課程來設置。筆者所在學校為應用型地方本科院校，任教專業為地理信息科學、測繪工程，任教這門課程已有四年，下面談談“數字圖像處理”教學改革方面的幾點體會。

一、目前教學過程中存在的問題

1.課程難度大，學生基礎相對較差

數字圖像處理涉及大量公式的推導，其理論性非常強，現有的教材對算法的介紹有的偏重軟件操作，有的偏重編程實現，且現有的“數字圖像處理”國家級規劃教材及國家精品課程教材都是由“211”或“985”高校編寫，適合地方二本院校的教材很少見。地方本科院校的生源其綜合素質不能與重點大學相提并論，他們對新知識的接受能力相對較慢，加上數字圖像處理涉及多學科、多領域的知識，給學生的學習帶來很大的挑戰。而傳統教學往往注重理論教學，較少演示各種算法的處理效果，學生感到非常抽象，逐漸失去學好該門課程的信心。[2]

2.講授內容多，課時相對偏少

“數字圖像處理”在很多專業中都開設了，課時設置一般為48課時，其中理論32課時，實驗16課時。由于該門課程涉及多學科知識，在教學過程中既要循序漸進講解基本理論，又要介紹國內外最新研究成果，還要顧及算法的效果演示，經常出現課時不夠用。

3.學生成績與其實際水平差異較大

目前，很大一部分學生學習該門課程的目的不明確，對自己的要求是只要期末考試過關，而不是以提高自己的實際應用能力為目的。這與當前的考試制度重理論輕實踐有很大的關系，目前期末考試一般是從試卷庫中抽一套試卷給學生考試，期末考試成績占最后總成績的70%，平時成績只占30%，沒有專門的上機考試，即考試只側重理論考查而忽視了動手能力的考查。這樣的考試制度導致大部分學生只會對教材上的概念、公式死記硬背，而不能靈活應用，不能解決任何實際問題。

二、課程改革的思考

針對目前教學過程中出現的問題，有必要從以下幾個方面進行教學改革。

1.教學內容的組織

（1）“數字圖像處理”這門課起點較高，理論性很強，多數學生剛開始看到教材里面充滿大量公式及其推導，就有一種畏懼心理，信心不足。以往教學過程中在講述緒論部分時過于簡單，學生感覺不到該課程的重要性。其實緒論部分講授很重要，應介紹數字圖像處理的發展歷史、應用領域、應用前景，這一部分應注重多媒體教學，尤其在介紹其應用時可以播放一些視頻，從一開始就激發學生的學習興趣，為后續內容的講授奠定一個情感基礎。

（2）選擇合適的教材也很重要，教材的難度要適合學生的基礎，目前適合二本院校的教材很少見，因此，在條件具備時授課老師所在課程小組應組織編寫一本適合自己學生基礎的教材。另外，在授課過程中不必按章節循序漸進來講解，否則課時會不夠用。教師應根據學生接受能力對教材內容進行取舍，比如可采用“基礎內容+專題講座”的形式來組織授課內容，這樣就能緩解教學課時有限與教學內容繁多的矛盾。

2.課程資源的建設

課程資源的建設應包括教學大綱的編寫、多媒體課件制作、電子教案的編寫、實驗指導書的編寫、試卷庫及案例庫的建設，尤其是教學大綱的編寫需要精心組織，要充分考慮學生的基礎，要善于從以往的教學效果中總結經驗教訓，整個教學環節都要以教學大綱為指南。課程資源建設需要課程組全體成員參加，充分發揮各自的優勢，以保證課程資源的質量。在課程資源建設完成后要定期進行內容的更新，例如，根據教學效果的反饋要及時更新教學課件，甚至要修訂教學大綱。另外，試卷庫一般在使用3年后就要進行更新，案例庫同樣需要不斷補充新的案例。

3.教學方法的改革

（1）隨著教育信息化技術的發展，在課堂教學中應盡可能多的使用多媒體課件。這樣既可增加授課的信息量，又能對算法的效果進行形象生動的演示，使學生對數字圖像處理的基本理論與方法有更好的感性認識。

（2）課外輔導與課堂教學相結合。目前教學過程中教師與學生的交流太少，這也是高校中存在的普遍現象，高校教師除了教學還要搞科研或做一些工程項目，一般都很忙，課后很少有時間與學生進行交流，對學生的學習情況知之甚少。學生也反映教師下課就匆匆走人，平時很難見其人影。為了緩解這種現象，可以在一周選一個固定時間由任課教師答疑，學生在學習過程中有不懂的地方可利用這個機會與教師進行交流，對教師的授課方式也可提出建議，真正實現教學相長。當然，這樣會犧牲教師的一些課余時間，學校可對答疑教師進行一定的課時補助。

（3）開展網絡課程教學。將課程資源，如教學大綱、多媒體課件、電子教案、作業習題等掛在學校網站，以便學生隨時下載，這樣既可促進教學資源共享，又可實現以教師為中心向以學生為中心的轉變。

（4）加大實踐教學力度。傳統教學以理論講授為主，實踐教學為輔，致使學生的動手能力不能得到有效鍛煉。“數字圖像處理”作為一門綜合性學科，該課程主要介紹數字圖像處理技術的基本概念、原理、算法及其應用等，理論與實踐教學并重，不可偏廢。[3]以往教學中理論課時與實驗課時的比重設為2：1，為了加強學生的實踐能力可以將理論課時與實驗課時的比重設為1：1。原先在課堂上講授的內容可在實驗室講授，既可當場演示算法的效果，又能讓學生及時驗證算法的真實性，從而激發了學生的學習興趣。

4.考核方式的改革

（1）進一步加大課程實習的考核力度，以往課程實習只要學生提交一份實習報告和一個可執行程序就可以了，往往存在嚴重的抄襲現象，教學效果大打折扣。因此，對課程實習的考核應采取“提交實習報告+機房答辯”的形式。如果學生不能通過機房答辯，則實習成績為不合格，這樣從源頭上打消了學生蒙混過關的念頭，迫使學生在實習過程中全力以赴完成規定的實習任務，從而取得良好的教學效果。

（2）對期末考試的體制進行適當的調整，以往期末考試實行閉卷考試且只有筆試，期末考試成績占總成績的70%，而平時成績只占30%，這樣造成了高分低能的現象。今后在期末考試中應采用“筆試+上機考試”的形式，筆試成績和機試成績各占50%，同時提高平時成績的比重，重視學生平時的考勤、作業、上機實驗的完成情況，這樣可大大提高學生的動手能力，使得學生的綜合成績與他們的真實水平大致相當。

5.重視教師教學水平的提升

“數字圖像處理”作為一門綜合性的邊緣學科，要想上好這門課除了需要付出很多的精力還需要有教學經驗的積累，尤其對年輕老師來說不是件容易的事情。因此，為了保證教學質量需要成立“數字圖像處理”課程小組，鼓勵課程小組成員積極參加國內外教學研討會，利用寒暑假派年輕教師去參加業務培訓，另外要經常與兄弟院校之間開展教研活動，交流教學經驗，促使教師的教學水平穩固提升。

三、結語

本文根據“數字圖像處理”教學過程中出現的問題，從教學內容、課程資源建設、教學方法、考核方式、師資培養等方面進行了研究與改革。近幾年的教學效果表明，采用以上教學改革措施可提高學生的學習熱情，增強他們的動手能力，實現了教學相長，為后續的教學改革奠定了良好的基礎。

參考文獻：

[1]賈永紅.數字圖像處理（第二版）[M].武漢：武漢大學出版社，

2010.

[2]魏廣芬，王永強，丁昕苗，等.“數字圖像處理”課程教學改革的嘗試[J].電氣電子教學學報，2009，31（6）：24-25.

[3]賈永紅，崔衛紅，張熠.“數字圖像處理技巧”通識課程的建設與改革[J].地理信息世界，2011，12（6）：42-44.

（責任編輯：王意琴）