案例教學(xué)法在數(shù)字圖像處理課程中的應(yīng)用研究

杜云明　蓋麗娜　劉文科

數(shù)字圖像處理作為信息類專業(yè)的核心專業(yè)課，是一門既具有完備理論基礎(chǔ)又有廣泛應(yīng)用的實用學(xué)科，理論性和實踐性都很強(qiáng)。[1-2]課程目標(biāo)不僅要求學(xué)生系統(tǒng)掌握學(xué)科理論，更要求學(xué)生能夠靈活運(yùn)用解決相關(guān)領(lǐng)域的實際問題。然而傳統(tǒng)的理論講解、效果演示、實驗驗證的教學(xué)模式，很難真正將課程的理論學(xué)習(xí)和實踐操作有機(jī)地結(jié)合在一起，更達(dá)不到對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。筆者嘗試將案例教學(xué)法應(yīng)用到實際教學(xué)中，通過對具體案例的剖析，增強(qiáng)學(xué)生對原理內(nèi)涵的理解，同時培養(yǎng)了他們動手實踐和分析與解決問題的能力，取得了較好的教學(xué)效果。

一 數(shù)字圖像處理課程教學(xué)現(xiàn)狀

數(shù)字圖像處理作為我校信息類專業(yè)高年級的本科課程，其多數(shù)內(nèi)容的基本原理往往都是以公式推導(dǎo)的形式進(jìn)行介紹，比較抽象和枯燥。授課中采用“理論講解為主，演示驗證為輔”的教學(xué)模式難以讓學(xué)生真正理解原理的內(nèi)涵，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)熱情不高，理論記憶不深。另外，大部分教材內(nèi)容陳舊且偏重理論，學(xué)生無法從書本上體會到課程的實際應(yīng)用意義，只是被動盲目學(xué)習(xí)，缺乏興趣。在近幾年教學(xué)中，盡管已經(jīng)逐漸重視實踐操作環(huán)節(jié)，但也僅限于對理論的編程化實踐。課程配置的實驗實踐環(huán)節(jié)，也多以演示和驗證性為主，案例的實用化水平不高，學(xué)生動手實踐能力提升有限。再者，教學(xué)大綱中32～48學(xué)時的課時配備，也很難完成全部的教學(xué)和實驗任務(wù)。同時以教師講解為主的課堂教學(xué)，缺乏討論和互動交流，學(xué)生分析解決問題的能力難以得到提高。因此，為在有限學(xué)時內(nèi)達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果，筆者嘗試將案例教學(xué)法引入到實際授課中，通過對實用案例的剖析與討論，加深學(xué)生對抽象理論的理解和感性認(rèn)知，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生分析和解決問題的能力，真正實現(xiàn)學(xué)以致用的目的。

二 數(shù)字圖像處理案例教學(xué)法的適用性分析

1 案例教學(xué)法

案例教學(xué)法19世紀(jì)末起源于美國哈佛商學(xué)院，20世紀(jì)20年代逐漸得到應(yīng)用推廣。我國在20世紀(jì)80年代引入案例教學(xué)法，并主要將其應(yīng)用于法學(xué)、醫(yī)學(xué)和管理學(xué)等實踐性較強(qiáng)的學(xué)科領(lǐng)域。[3]案例教學(xué)法的實質(zhì)就是教師通過引入實際案例引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考，學(xué)生通過對案例的討論和分析來加深對知識的理解和運(yùn)用，是一種注重教育主體性和互動性，強(qiáng)調(diào)實踐性和應(yīng)用性的教學(xué)方法。[4]該教學(xué)法不僅可使學(xué)生掌握專業(yè)知識和實踐技能，更可提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，因此也倍受工科院校的青睞，并已在相關(guān)學(xué)科進(jìn)行推廣和應(yīng)用。[5]

2 數(shù)字圖像處理采用案例教學(xué)法的必要性

首先，從教學(xué)內(nèi)容上看，數(shù)字圖像處理課程知識體系龐大，涵蓋內(nèi)容繁雜，理論抽象且實踐操作水平要求較高，在有限的學(xué)時內(nèi)，難以真正完成全部教學(xué)任務(wù)。而采用案例教學(xué)法，可以案例為載體重新整合教學(xué)內(nèi)容，能夠解決課程時間緊任務(wù)重的難題和困境。另外該教學(xué)方法可有效將理論與實踐進(jìn)行完美結(jié)合，通過實際案例分析，加深學(xué)生對抽象理論知識的理解和認(rèn)知。

其次，從教學(xué)目標(biāo)上看，課程不僅要求學(xué)生系統(tǒng)掌握理論知識，更要求學(xué)生能夠融會貫通學(xué)以致用。而傳統(tǒng)的以理論講解為主的教學(xué)模式難以實現(xiàn)對知識的轉(zhuǎn)化和應(yīng)用，更不利于學(xué)生動手操作能力的培養(yǎng)。采用案例教學(xué)法，通過對案例的講解、分析和思考，不僅能夠讓學(xué)生學(xué)習(xí)到相關(guān)知識，更可讓他們體會到理論的具體應(yīng)用，掌握知識運(yùn)用的技巧、方法和途徑，為進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生實踐創(chuàng)新能力提供幫助。

三 案例教學(xué)法的實施

案例教學(xué)不同于傳統(tǒng)教學(xué)模式，它以案例為載體重新構(gòu)架教學(xué)內(nèi)容。授課中要求以案例為中心，充分發(fā)揮教師和學(xué)生兩方面的積極性和能動性，突出學(xué)生的主體參與作用。數(shù)字圖像處理案例教學(xué)主要圍繞案例選取、案例講解、案例分析與討論和案例總結(jié)等幾個步驟展開實施。

1 案例選取

案例教學(xué)法應(yīng)用成功與否，關(guān)鍵在于教學(xué)案例選取是否得當(dāng)。首先應(yīng)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容選取貼近生活且具有代表性的案例，這樣才能激發(fā)學(xué)生的興趣，調(diào)動學(xué)習(xí)積極性，并且通過對典型案例的學(xué)習(xí)達(dá)到舉一反三、觸類旁通。其次，案例選取要難易適當(dāng)、繁簡相宜。采用適中難度的案例不僅可提升學(xué)生在教學(xué)活動中的參與熱情，而且還可通過解決問題來達(dá)到鍛煉和提高實踐能力的目的。再者，選取的案例要具有綜合性，即案例中要能夠涵蓋多個知識點(diǎn)。學(xué)生只要圍繞案例展開學(xué)習(xí)，即可完成全部學(xué)習(xí)任務(wù)，真正實現(xiàn)以案例重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容的目標(biāo)。另外，案例選取還要具有可操作性。通過案例分析，學(xué)生不僅要能夠捋清知識脈絡(luò)，更要能夠編程實現(xiàn)來解決問題，完成理論學(xué)習(xí)與實踐操作的雙重任務(wù)。

2 案例講解

案例講解階段主要發(fā)揮教師的啟發(fā)和引導(dǎo)作用，幫助學(xué)生理解案例，為學(xué)生解決問題提供指引。在展示案例時，教師一方面要介紹案例的應(yīng)用背景和實際意義，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；另一方面還要解析案例的結(jié)構(gòu)框架和實現(xiàn)思路，加深學(xué)生對案例的理解與認(rèn)知。在案例分析講解時，教師應(yīng)注重從理論和實踐操作兩個層面進(jìn)行引導(dǎo)，重點(diǎn)放在對學(xué)生的啟發(fā)性思考上。另外教師還可針對案例中的某一具體問題，給出建議性的解決方案，并對方案所需的方法、技巧和策略做示范性的列舉，為學(xué)生創(chuàng)造性的解決問題提供思路和啟示。最后教師還應(yīng)對案例中的重點(diǎn)、難點(diǎn)問題進(jìn)行解釋性的說明，并對相關(guān)注意事項進(jìn)行提示，讓學(xué)生帶著問題去思考，也可使討論環(huán)節(jié)更具針對性。

3 案例分析與討論

案例分析與討論是學(xué)習(xí)知識和培養(yǎng)能力的重要環(huán)節(jié)，可采用分組形式完成。經(jīng)過教師講解后，學(xué)生對案例涉及的問題已經(jīng)有了初步的認(rèn)知。這時需要學(xué)生仔細(xì)的研究與分析，歸納出案例涵蓋的相關(guān)理論知識，然后通過自主和協(xié)同方式，實現(xiàn)知識學(xué)習(xí)和理論應(yīng)用理解。在此基礎(chǔ)上，要求每位同學(xué)親身實踐設(shè)計出個性化的解決方案，并帶著問題參加討論。案例討論可在組內(nèi)和組間兩個層面進(jìn)行，主要圍繞學(xué)習(xí)中遇到的問題，以及案例解決的方法、過程和結(jié)果來展開。在分組討論時，學(xué)生可暢所欲言，提出問題、交流想法、總結(jié)心得，最終形成小組的解決方案。在組間討論時，可先由每組學(xué)生代表匯報展示本組解決方案，然后由其他小組同學(xué)提問并進(jìn)行答辯。通過討論交流學(xué)生不僅可加深對知識的理解，同時也會對同一問題的不同解決方法產(chǎn)生新的感悟，為進(jìn)一步創(chuàng)造性的解決問題提供幫助。

4 案例總結(jié)

案例總結(jié)是檢驗成果、總結(jié)經(jīng)驗、反饋建議、整改完善的收口環(huán)節(jié)，需要教師和學(xué)生共同完成。教師可先鼓勵學(xué)生對案例中的知識點(diǎn)、重點(diǎn)和難點(diǎn)問題、解決問題的方法、過程和心得等方面進(jìn)行總結(jié)，以檢驗案例的適用性和學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。然后教師再結(jié)合學(xué)生的討論情況，對案例進(jìn)行綜合性的點(diǎn)評和總結(jié)。一方面要對學(xué)生的過程表現(xiàn)、創(chuàng)新實踐能力和團(tuán)隊意識予以肯定，積極發(fā)現(xiàn)和總結(jié)學(xué)生在處理問題時給出的好的方法、思路和策略，從正面引導(dǎo)和鼓勵學(xué)生；另一方面也要指出學(xué)生在分析和解決問題時存在的不足，同時幫助學(xué)生分析問題產(chǎn)生的原因，并給出相關(guān)改進(jìn)措施和建設(shè)性的意見，為學(xué)生進(jìn)一步的整改和完善解決方案提供借鑒和啟示。另外在整個案例完成后，教師還需對案例教學(xué)進(jìn)行過程分析、效果分析和質(zhì)量分析，發(fā)現(xiàn)問題、總結(jié)經(jīng)驗為優(yōu)化和改進(jìn)案例做準(zhǔn)備。

四 案例教學(xué)中要注意的幾個問題

在數(shù)字圖像處理課程教學(xué)過程中引入案例教學(xué)法，雖然可以加深學(xué)生對理論知識的學(xué)習(xí)，提高動手實踐和分析解決問題的能力。但是也必須要注意到，案例教學(xué)法的實施過程，對教師、學(xué)生、案例等均提出了更高的要求，所以在教學(xué)中還應(yīng)注意以下幾個問題。[6-7]

1 在案例教學(xué)中，教師作為策劃者、組織者和管理者，要求具備扎實的理論功底和豐富的實踐經(jīng)驗，能夠結(jié)合課程實際、學(xué)生實際和生活實際精心設(shè)計適合不同教學(xué)內(nèi)容的案例。同時發(fā)揮教師的指導(dǎo)作用，突出學(xué)生的主體地位，積極組織學(xué)生開展分析和討論活動，鼓勵和啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行獨(dú)立思考。另外教師還應(yīng)具備較強(qiáng)的應(yīng)變和判斷能力，及時分析和解決學(xué)生發(fā)現(xiàn)的新問題，并對相關(guān)的分析方法和結(jié)論加以客觀評斷。

2 案例教學(xué)不同于傳統(tǒng)教學(xué)模式，它改變了學(xué)生被動接受知識的角色，要求學(xué)生積極參與，在案例解讀、分析和討論等環(huán)節(jié)中發(fā)揮主動性。為有效的參與討論發(fā)表觀點(diǎn)，課前要求學(xué)生必須主動收集資料，運(yùn)用所學(xué)知識和分析方法對案例進(jìn)行思考、分析和研究。課上討論時要求學(xué)生必須克服依賴心理，加強(qiáng)互動交流，養(yǎng)成勤于思考、踴躍發(fā)言的習(xí)慣。同時為鞏固學(xué)習(xí)成果，課后還要求學(xué)生能夠及時查找問題、總結(jié)經(jīng)驗，不斷提升學(xué)習(xí)和實踐能力。

3 案例教學(xué)的起點(diǎn)是選取合適的案例，因此案例的好壞直接影響教學(xué)效果。授課中采用案例要遵循漸進(jìn)原則，即在開始階段采用較為簡單的案例，隨著課程深入再漸漸引入復(fù)雜的案例，逐步提高學(xué)生分析解決問題的能力。另外案例所含知識點(diǎn)必須要鮮明、客觀、真實，易于學(xué)生接受理解，并能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。再者案例內(nèi)容必須要圍繞教學(xué)目標(biāo)、突出重點(diǎn)，對復(fù)雜案例應(yīng)進(jìn)行精心剪裁和限定。

參考文獻(xiàn)

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