移動終端應用輔助《數字圖像處理》課程的教改實踐探討

李滔 王維博 王海濱

[摘 要] 數字圖像處理是通信、電子、計算機等專業的基礎課程。針對數字圖像處理傳統教學模式中存在的問題進行分析，提出了使用移動終端應用輔助數字圖像處理課程的教學方法，該教學方法包含“體驗→思考→專題教學→實踐”四個教學環節，以學生為教學的主線，增強他們對數字圖像處理技術的直觀體驗，提高他們的學習興趣和學習效率，有效實現課程的教學目標。

[關 鍵 詞] 移動終端；數字圖像；教學環節；專題教學

[中圖分類號] G642 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2017）34-0030-01

一、數字圖像處理課程的特點和教學現狀

數字圖像處理課程的主要內容包括：圖像變換、圖像壓縮編碼、圖像增強和復原、圖像分割、圖像描述、圖像識別與分類等方面[1]。課程的理論性和實踐性要求較高：由于數字圖像屬于二維信號，因此要求學生具有高等數學、信號處理等相關課程的基礎；課程較強的應用實踐背景，也對學生的編程動手能力提出了較高的要求[2]。同時，隨著計算機、信息處理等技術的發展，以及深度學習等新穎技術的出現，圖像處理技術中不斷有新的方法涌現，如何將這些新方法引入課程，對數字圖像處理課程的教學也提出了更高的要求。

然而，傳統的教學模式中，課程的教學多側重于理論知識的介紹，學生被動地接受這些復雜抽象的知識，無法理解它們的原理和內涵[3]，從而學習興致不高、對相應圖像處理技術的掌握不穩固，達不到課程教學的目的。此外，傳統教學模式中的實驗教學，多以演示型和驗證型為主，學生的參與度不高，對圖像處理技術的應用沒有直觀、深刻的認識和理解。

二、使用移動終端應用輔助課程的教改實踐探討

智能手機、筆記本、平板電腦等移動終端設備兼具通信、社交、娛樂等多種功能，在高校學生中已經非常普及，學生對其依賴的程度也日益加深。在數字圖像處理課程中，將移動終端對學生的強大吸引力應用到教學實踐中，設計了使用移動終端應用輔助數字圖像處理課程的教學方法，該教學方法分為“體驗→思考→專題教學→實踐”四個教學環節，四個環節環環相扣，充分發揮學生的學習主體作用，較好地實現知識傳授和能力培養的教學目的。

（一）體驗移動終端上數字圖像處理技術相關的應用

移動終端上的應用內容豐富，其中不少應用都涉及了各種數字圖像處理技術，如，智能手機進行全景拍攝時應用了圖像拼接方法；美圖秀秀消除筆使用了圖像修復技術；美顏相機磨皮使用了圖像銳化、圖像增強等技術；移動終端拍照時的笑臉抓拍、支付寶或微信的掃描付款等都涉及了圖像分割、圖像識別等技術。在專題教學之初，就引導學生在移動終端上使用與專題技術相關的應用，讓學生直觀地體驗數字圖像處理技術在實際生活中的應用，使他們在思維上與具體的圖像處理技術產生聯系，從而提高他們對相關圖像處理技術的學習興趣。

（二）引導學生結合應用體驗進行思考

在學生充分體驗圖像處理技術相關應用的過程中，適時引導學生觀察、發現、比較、思考，如，應用的輸入圖像具有什么特征（反映了相應技術依賴的模型），應用輸出圖像具有哪些特點（反映了相應技術的功用），應用的體驗過程中有哪些關鍵的操作步驟（反映相應技術的處理流程），應用處理哪些圖像特別有效，處理哪些圖像效果不明顯（反映了技術的優勢和局限性）。思考的內容可以是多方面的，并不局限于以上幾種，通過這種方式使學生帶著問題進入教學的第三個環節，進行有針對性的學習。

（三）以問題為導向開展專題教學

在課堂調研的基礎上，整理學生在第二個教學環節中思考的問題以及他們的疑惑，結合教學的重難點，設計以問題為導向的教學專題。在專題教學過程中，對學生而言，需要主動尋找問題的答案；對教師而言，要結合應用的使用步驟進行圖像處理專題技術的拆解，從而條理化地講授專題技術的理論知識，同時對學生在體驗中產生的問題進行針對性的講解，對他們主動尋找到的答案正確性進行驗證，達到“解疑釋惑”的目的。

（四）課程實踐

專題教學之后，布置課后練習，要求學生借助各種開發工具/平臺（如Matlab、Visual Studio、OpenCV、Eclipse等），在移動終端上進行圖像處理小應用的開發。通過前三個環節學生對技術已經有了直觀、概念、理論上的認識和理解，第四個環節通過動手實踐來夯實他們對技術的掌握程度，同時有助于他們通過實踐提出更好的方法。

總之，使用移動終端應用輔助數字圖像處理課程的教學方法，采用了“體驗→思考→專題教學→實踐”四個教學環節，以學生為教學的主線，引導他們在體驗中思考，以問題為導向開展專題教學，在學生對圖像處理技術有了全面了解的基礎上開展課程實踐。通過這種教學方法，不僅能激發學生對課程的學習興趣，提高學習效率，還能提高學生分析問題和解決問題的能力，從而有效地實現教學目標。

參考文獻：

[1]楊興全.圖像處理課程教學改革[J].神州，2013（15）：129.

[2]鄧麗珍，朱虎.“圖像與視頻處理”課程立體化教學研究：以歸一化互相關圖像匹配為例[J].電子世界，2016（11）：36.

[3]杜云明，蓋麗娜，劉文科，等.立體化教學模式在數字圖像處理課程教學中的應用[J].經濟師，2016（1）：241-242.