新工科背景下圖像處理課程教學改革探索

蔡俊　沈曉波　束仁義

摘要：為改善數字圖像處理課程教學效果，培養適合新工科背景下具備圖像處理能力的專業人才，本文首先針對課程教學現狀與存在問題進行剖析，并進一步探討教學改革模式，從構建多元化教學模式、優化教學內容以及考核評價體系三方面進行探索，新的教學模式有助于學生更好地發揮主體作用，提升動手實踐、創新思維能力。

關鍵詞：新工科圖像處理課程教學模式改革探索

前言

自“新工科”理念提出以來，把學生培養成理論基礎扎實、實踐能力強、具備創新思維的復合型新時代工科人才，成為各大高校電子信息類專業人才培養導向。在“新工科”背景下，如何提高電子信息類專業圖像處理課程教學質量，適應學有所用、學以致用的人才培養目標，成為亟需解決的新問題。

1數字圖像處理課程教學現狀

1.1課程培養目標

數字圖像處理技術是當今信息科學領域的熱點研究方向，它不僅涉及電子信息類專業的基礎理論而且與工程實踐密切相關，具有廣闊的探索空間和應用前景，目前在眾多行業領域內都發揮著重要作用。該課程是一門理論性、實踐性較強的專業必修課程，主要學習數字圖像處理領域的基礎理論、關鍵技術和典型應用;要求學生熟練掌握圖像處理相關技能具備基本的圖像處理能力同時注重綜合素質的提升。

1.2課程教學現狀及存在問題

目前在數字圖像處理課程教學中仍采用課堂教學實驗教學并重，同時輔助以課后練習和階段考試的傳統模式。其中，課堂教學主要教授圖像處理領域的基礎理論，授課內容與教材的選取要求與教學大綱保持一致;實驗教學環節著重培養學生的動手實操能力，幫助學生進一步鞏固理論知識。

在傳統的教學模式下，其主要特征為教師授課、學生聽課，傳統單一的教育教學方法和手段往往較為枯燥乏味，一方面忽視了學生的主體性地位;另一方面，理論概念學習較為抽象，概念的理解缺乏實際的運用場景，導致學生對基礎理論的掌握并不牢靠、深入，即使學生理解了原理，卻無從知曉原理背后的價值，從而難以引起學生的內心共鳴，自然也難以引發學生的學習熱情，其學習主動性、積極性得不到很好地提升;進而又束縛其創造性思維的發揮，致使其更加無法適應瞬息萬變的時代現狀。

因此，探索一種當代學生喜聞樂見的教學模式，讓其“愿意學”、“學得會”、“用得好”，變得尤為迫切。

2圖像處理課程改革實踐探索

2.1構建創新性多元化教學模式

（1）教學過程自主化

為進一步提升學生在課堂教學中的主體性作用，可定期組織學生走上講臺，匯報學習心得、分享學習經驗;或采用小組討論方式使學生在輕松活潑的課堂氛圍中自主完成對教學內容的掌握，在此過程中，教師起一定的引導、輔助作用;

（2）學習資源共享化

由授課教師在校內網絡教學平臺創建《圖像處理》課程門戶，組建學習小組，鼓勵學生加入并積極建立個人學習資料庫，實現學習資源共享，有助于師生、學生之間溝通交流，共同學習，相互促進;

（3）教學活動生態化

引導學生將課程所學，結合個人興趣愛好，轉化為貼近生活的成果作品，并廣泛利用朋友圈、新浪微博等各種社交平臺進行分享展示，一方面能夠運用互聯網思維創新傳統學習模式，喚醒學生在學習過程的主體意識，同時有利于提升個人自信心，激發學習興趣和積極性;另一方面可以幫助學生多渠道獲取改進意見和建議，進一步完善作品，提升個人實踐能力。

2.2優化教學內容

（1）基礎理論場景化

圖像處理課程涉及的理論概念往往過于枯燥和抽象，學生難以理解，學習熱情不高，可嘗試通過大量實際案例或者生活場景，基于場景化的基礎理論講解和運用，幫助學生完成對抽象概念的具象理解，降低理論學習難度;

（2）實驗內容項目化

現有實驗項目往往多為驗證性基礎實驗，單個實驗往往僅為某一概念或者某一技術而設計，各個實驗之間缺乏連貫性;且學生在實驗操作環節僅需按照事先編制好的實驗指導教程，按部就班完成實操，教學效果有待商榷。為豐富教學內容，優化實驗項目，可根據圖像處理技術在日常生活中的運用，加入場景化實驗目標，采用項目化教學模式，將項目內容按照由淺人深的順序分解至不同實驗項目中，并設置綜合設計型實驗，有利于激發學生探索欲望，直觀體現圖像處理技術的現實意義。

2.3優化課程考核評價體系

（1）課后作業類型多樣化

傳統教學模式下，往往是以課后習題作業等形式衡量學生對課程的掌握程度，課后習題干篇一律，學生直接照搬書本原理而不知其所以然、作業抄襲等現象時有發生，很難評價學生實際能力，容易使其養成應試思維。

為適應“新工科”理念下學生綜合能力的培養，豐富課后作業類型結構，提倡學生以生活實踐為原型，實現某一圖像處理算法仿真，設計具備圖像處理能力的實物作品，積極申報校內外各類創新實踐項目等，在實踐過程中提升各項能力。

（2）創新考核評價機制

現有課程考核機制較為傳統多采取筆試考核的方式，傳統的填空、選擇、計算類題型無法真正衡量學生的圖像處理實踐能力，新的評價體系中可考慮增加案例撰寫、項目設計等多種開放性試題，激發學生的開放性思考、創造性思維，達到學有所用、學以致用的目標。

3結束語

本文分析了現有圖像處理課程體系的現狀與不足，探討了新工科背景下課程教學改革模式。從“新工科”理念出發，創新人才培養模式，解決傳統課程教學中授課理論與社會實踐脫節、忽視學生實踐能力培養等問題。采用多元化教學模式、優化教學內容、創新考核評價體系的方式，從學生自我評價、課堂教學反映、學生實踐能力三個方面得到了良好反饋。因此，新的課程教學改革模式具有良好的示范性，可以為高校教育教學改革提供一定參考。

參考文獻

[1]黎海生，夏海英，宋樹祥，基于新工科的電子信息類專業人才創新能力培養模式研究與實踐[J]實驗技術與管理，2019（04）：200-202.

[2]張明艷，韓超，周鵬，程凡永.圖像處理課程教學改革探究[J].科教文匯（中旬刊），2018（07）：80-81.

[3]王藕娟，顧海，孫健華，新時期應用型本科實驗教學改革初探[J].教育教學論壇，2018（52）：277-278.

[4]彭焱.項目場景化教學在計算機專業課程中的應用[J]，電腦知識與技術，2018，14（32）：164-165.