案例教學法在《數字圖像處理》課程中的應用

劉艷華

【摘 要】本文針對《數字圖像處理》課程教學中存在的問題，將案例教學法引入到課堂教學中，經過多次實踐教學，取得了較好的教學質量，大大提高了學生的學習興趣和利用計算機處理實際問題的能力，教學效果良好。

【關鍵詞】案例教學法；圖像處理；課程教學

Application of Case Teaching in “Digital Image Processing” Course

LIU Yan-hua

（School of Information Engineering Yancheng Institute Of Technology， Yancheng Jiangsu 224051，China）

【Abstract】Aiming at the existing problem in teaching of "digital image processing"， the case teaching method is introduced in classroom teaching， after repeated practice of teaching， the teaching quality is better， the students' interest in learning and quality of using a computer to solve the actual problem are improved greatly， the teaching effect is good.

【Key words】Case teaching method；Image processing；Teaching

《數字圖像處理》課程是一門實踐性很強的學科，偏重于應用，廣泛應用在航空航天、醫療、檢測、軍事、廣告等行業[1-3]。它是模式識別、多媒體、圖像通信等學科的基礎，是電子信息工程、通信與信息系統、信號與信息處理等學科的重要的專業課程。

在現代教育中，如何提高學生利用所學理論分析問題、解決問題的能力是課程教學中必須引起重視的。《數字圖像處理》課程光靠講解理論知識，學生難以理解，而且很枯燥，傳統的教學模式已經無法適用。即使使用了多媒體，比利用黑板要形象一些，但是仍然不能有效改進教學效果，使學生學以致用。

針對上述問題，本文將案例教學法應用于《數字圖像處理》教學，經過實踐，發現能夠有效的提高學生的學習興趣和積極性，通過學習，學生利用計算機解決數字圖像處理問題的能力大大提高。

1 案例教學法

案例教學法起源于美國哈佛商學院，在20世紀20年代開始倡導案例教學法，頗具績效。20世紀80年代初被我國引入，經過幾十年的發展，目前主要應用在法學、醫學和管理學等專業的教學[4-5]，但是工科的應用很少。

傳統的教學是以講授知識為主，學生以學習知識為主，學習的知識很難具有針對性，學習完也不能充分體會所學知識的用處，使學習積極性嚴重下降。案例教學法是提出一個問題，以解決實際問題為目的，引導學生對該問題去調研，了解該問題提出的背景，運用多學科知識思考、分析和解決問題。這樣，學生可以快速掌握分析、解決問題的方法，另外，不同的學生可能提出很多種完全不同的解決方法，通過互相交流，更有利于深刻理解所學知識。

案例教學的主體是學生，學生必須主動積極的去調研、閱讀、思考，自主地討論、交流。教師主要起引導的作用。所以案例教學法需要學生的積極參與和配合。

2 案例教學法在《數字圖像處理》課程中的應用

根據《數字圖像處理》課程的教學大綱和教學內容，選取具有代表性的案例。案例所用到的知識要能夠覆蓋大部分知識點，以實際應用為主，將教材中的知識進行拓展，便于理解和掌握。

案例教學法應用于課堂主要分為以下幾個過程：案例的選取、案例的講解、對案例進行討論、案例總結。圖像處理課程教學內容大致可分為圖像變換、圖像增強、圖像編碼壓縮、圖像復原、圖像分割幾個部分。本文拿圖像增強為例來闡述案例教學法。

2.1 案例的選取

教學案例的選取首先要緊緊圍繞教學目標，其次，選取案例還應貼近生活，解決生活中的實際問題，這樣學生才比較感興趣，才能充分調動學生學習的積極性。要選取比較典型的案例，學生學完要能夠舉一反三、觸類旁通。

2.2 案例的組織

圖像增強技術，主要包含：灰度級矯正、灰度變換、直方圖變換等。在案例中，給出一個不清晰的圖像，要求分別用灰度級校正、線性變換、分段線性變換、非線性灰度變換、直方圖均衡方法對該圖像進行圖像增強，并比較效果有何不同，比較每種方法的優劣。

2.3 案例講解

講解選取的案例，讓學生將案例當成任務來完成。教師給出事先做好的案例給學生展示，叫大家思考如何來實現。分析每個案例中包含的知識點，掌握學生的水平。

分析每個案例，給出案例實現的思路，詳細講解所應用的知識點，結合所給案例，詳細講解實現的核心部分。

2.4 案例討論

通過案例講解，學生對知識點及其應用有了比較深的認識，案例討論，解決學習中遇到的問題，對案例的實現進行討論，每個學生自由發表自己的想法。這個過程中，可以把學生進行分組，以小組為單位進行討論，然后派學生代表進行匯報。

通過討論環節，學生可以鞏固知識，并且會對同一個問題的不同解決方法有新的感悟。也有利于教師以后的教學。

2.5 案例總結

教師依據教學案例的實現，將所用到的知識，突出重點、難點，進行總結。并對實現過程中出現的問題進行講解，給學生以警示和啟發。

3 案例教學在工科教學中可能存在的問題

在文科類專業中，案例教學法得意廣泛實施，是因為其案例資料一般完全可以用文字或數據表達清楚。但是案例教學法應用于工科專業時，面臨著諸多難題。工科中的案例相當多的內容是一個功能如何實現的具體的技術問題，完全用文字和數字來表達問題是遠遠不夠的，不光要輔以照片、多媒體動畫等課件，很多時候還需要在具體實踐中不斷的修改方案。比如圖像增強的案例，我們可以把每種方法的matlab實現程序寫出來，但是不在電腦上運行學生并不能直觀的觀測處理的結果是否正確。上述問題導致案例教學成本增加，不方便性也稱為工科案例教學的障礙。

討論是案例教學的重要過程，這就要求學生不光要有很強的處理問題的能力，還要有很強的語言表達、溝通能力，這些對于還未離開校門的、毫無經驗的、又是接觸新知識的學生而言，他們往往會感到很困難、很茫然。

這就要求學生要多花時間，要思考，多預習。

4 結束語

雖然案例教學用于工科課堂有諸多不便和困難，但是這種教學法的應用可以完全擺脫填鴨式教學，把學生作為課堂的主體，能夠激發學生學習的動力，調動學生的積極性，督促學生自己思考問題，使學生學習有成就感。另外通過學生和老師之間的互相討論，還可以改善師生關系，使老師更加了解每個學生的學習狀況，便于因材施教。

【參考文獻】

[1]謝志江，孫紅巖，張濟生.案例教學法在工科教學中的應用[J].高等工程教育研究，2003，5.

[2]秦建，鄒顯春.案例教學法在《計算機基礎》教學中的應用研究[J].西南師范大學學報：自然科學版，2010，35（6）.

[3]李娜，李大湘，畢萍.《數字圖像處理》課程教學改革與探索[J].科技信息，2014，5.

[4]吳云天，馬菊俠，劉海峰，楊文杰.“圖像處理”課程教學研究與實踐[J].科技創新導報，2013，36.

[5]鄭金洲.案例教程指南[M].上海：華東師范大學出版社，2000.

[責任編輯：丁艷]