后疫情時(shí)代下高校教學(xué)改革探索
——以“數(shù)字圖像處理”課程為例

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(石家莊鐵道大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，河北 石家莊 050043)

0 引言

高校承擔(dān)著為適應(yīng)社會(huì)發(fā)展培養(yǎng)各類人才的任務(wù)，教學(xué)作為人才培養(yǎng)的主要手段，影響著人才培養(yǎng)的質(zhì)量，所以教學(xué)質(zhì)量至關(guān)重要。新冠肺炎疫情防控期間，在線教學(xué)作為新興的遠(yuǎn)程教育形式，成為高校應(yīng)對(duì)突如其來(lái)的疫情對(duì)教學(xué)秩序沖擊的有效手段[1]。在線教學(xué)的開展，打破了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，豐富了教學(xué)內(nèi)容，但是由于缺乏在線教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)積累，還存在很大的教學(xué)短板[2]。面對(duì)常態(tài)化的疫情防控，多地高校積極吸取在線教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，揚(yáng)長(zhǎng)避短，進(jìn)而形成一種“線上+線下”相結(jié)合的教學(xué)新模式，促進(jìn)了高校的教學(xué)改革[3]。本文以“數(shù)字圖像處理”課程教學(xué)為例，分析在線教學(xué)存在的問題，探討后疫情時(shí)代下的高校教學(xué)改革新方案。

1 當(dāng)前在線教學(xué)的現(xiàn)狀

隨著信息時(shí)代的到來(lái)，新興的網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程教育模式已經(jīng)逐漸滲透到教學(xué)之中。在線教學(xué)具有良好的時(shí)空分離性，依托網(wǎng)絡(luò)開展無(wú)固定場(chǎng)所、時(shí)間、教師與學(xué)生人數(shù)的數(shù)字化“教”與“學(xué)”，學(xué)生可以通過在線教學(xué)平臺(tái)獲得豐富的學(xué)習(xí)資源，教師也可以通過直播、錄播等多種形式豐富教學(xué)，同時(shí)展開在線教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的分享與交流，完善教授內(nèi)容[4]。

雖然在線教學(xué)具有時(shí)空分離的靈活性，但是這也是內(nèi)在隱患的觸發(fā)點(diǎn)。時(shí)空分離性使師生互動(dòng)難以達(dá)到預(yù)期效果，學(xué)生的自我管理難以把控，學(xué)生狀態(tài)難以得到有效監(jiān)控，致使教學(xué)效果難以得到保障[5-6]。在線教學(xué)對(duì)很多教育工作者來(lái)說并不陌生，但一直以來(lái)對(duì)在線教學(xué)的探索和實(shí)踐具有局限性，包括師生的適應(yīng)性、學(xué)科的特色性、設(shè)施條件的不均衡性等。如何把控師生的有效交流，如何在線開展實(shí)踐類課程以及如何在網(wǎng)絡(luò)及硬件設(shè)施較差的地區(qū)實(shí)施在線教學(xué)等，都是在線教學(xué)所面臨的問題。

如何保證“線上線下教學(xué)同質(zhì)”是其面臨的難題，同時(shí)也對(duì)新時(shí)期的教學(xué)改革提出迫切需求。

2 “線上+線下”混合教學(xué)模式的優(yōu)勢(shì)

“線上+線下”混合教學(xué)模式是借助網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，充分融合利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)中的教學(xué)資源，以實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)教學(xué)模式的變革[7]。在時(shí)代背景的推動(dòng)下，“線上+線下”混合教學(xué)模式，經(jīng)歷了由最初的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)視頻的機(jī)械播放到現(xiàn)在在國(guó)家和政府的支持下構(gòu)建多元化的“線上+線下”混合教學(xué)模式系統(tǒng)的跨越式發(fā)展。

2.1 突破時(shí)空限制，實(shí)現(xiàn)高效交流

傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，教師的“教”與學(xué)生的“學(xué)”都是在線下進(jìn)行的。而在線教學(xué)是在信息技術(shù)的支持下，以網(wǎng)絡(luò)為信息媒介，將教師與學(xué)生有機(jī)的融合在一起，利用在線教學(xué)支持服務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行有目的的教與學(xué)活動(dòng)[8]。疫情期間，多地開展在線教學(xué)，相比于傳統(tǒng)的教學(xué)模式，將課堂轉(zhuǎn)到線上虛擬環(huán)境中，靈活運(yùn)用“云”課堂開展教學(xué)活動(dòng)，適應(yīng)了復(fù)雜多變的疫情形式。

在混合教學(xué)模式中，合理利用線上教學(xué)與線下教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，最大化提升教學(xué)質(zhì)量。一方面，將教學(xué)視頻以及課程資料上傳云平臺(tái)，供學(xué)生隨時(shí)隨地的進(jìn)行課程預(yù)習(xí)和回顧，突破了時(shí)間與空間的限制。另一方面，及時(shí)搜集學(xué)生在線學(xué)習(xí)的問題反饋，集中處理，并在線下課堂進(jìn)行高質(zhì)量的有效交流，減少課堂時(shí)間的無(wú)效占用。

2.2 靈活教學(xué)，提升學(xué)生素質(zhì)

傳統(tǒng)線下教學(xué)過程中，教師多注重理論知識(shí)的講解，學(xué)生也常常陷入“聽課-記筆記”的被動(dòng)學(xué)習(xí)模式，教師是課堂的中心，學(xué)生的積極性較差。混合教學(xué)模式中，不僅教師可以廣泛利用網(wǎng)絡(luò)資源、學(xué)習(xí)課程樣板課以提高授課質(zhì)量，而且學(xué)生也可以充分利用自己的時(shí)間，根據(jù)教師在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)中上傳的資料提前了解課程內(nèi)容，為課堂的探討環(huán)節(jié)做好準(zhǔn)備，課程也逐漸以學(xué)生為中心開展[3]。對(duì)課程資料的碎片化學(xué)習(xí)利用，鍛煉了學(xué)生的自律以及自主學(xué)習(xí)意識(shí)，提高了學(xué)生的自身素養(yǎng)。

3 教改在“數(shù)字圖像處理”課程中的應(yīng)用探索

數(shù)字圖像處理課程是大學(xué)本科開設(shè)的計(jì)算機(jī)類專業(yè)的專業(yè)骨干課程，該課程是一門理論知識(shí)與實(shí)踐應(yīng)用緊密結(jié)合的課程，也是一門多學(xué)科交叉融合的課程[9-10]。針對(duì)后疫情時(shí)代背景下高校課程教學(xué)中存在的問題，“數(shù)字圖像處理”課程教學(xué)改革擬從以下四方面進(jìn)行展開：

3.1 教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化

考慮到計(jì)算機(jī)類專業(yè)學(xué)生的專業(yè)特點(diǎn)，對(duì)“數(shù)字圖像處理”課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)重點(diǎn)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和必要的擴(kuò)展。課程的基礎(chǔ)核心內(nèi)容包括：圖像處理基礎(chǔ)知識(shí)、圖像變換、圖像分割、圖像增強(qiáng)和復(fù)原、圖像壓縮編碼、圖像分割等。對(duì)這部分內(nèi)容以介紹和啟發(fā)式教學(xué)引導(dǎo)為主，鼓勵(lì)學(xué)生充分利用網(wǎng)上教學(xué)資源，查閱相關(guān)文獻(xiàn)，通過自學(xué)了解掌握這部分知識(shí)。對(duì)于與科研聯(lián)系緊密，理論性較強(qiáng)，內(nèi)容較抽象的部分以案例教學(xué)和工具化教學(xué)為主；對(duì)于計(jì)算機(jī)類學(xué)生未來(lái)應(yīng)用較少的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行弱化或省略處理。

分析目前科研導(dǎo)向和需求，對(duì)課程內(nèi)容擴(kuò)展介紹與計(jì)算機(jī)專業(yè)緊密相關(guān)的圖像識(shí)別、機(jī)器視覺、視覺伺服和圖像跟蹤等內(nèi)容，讓學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到圖像處理技術(shù)與本專業(yè)研究熱點(diǎn)的內(nèi)在聯(lián)系，擴(kuò)展知識(shí)面，為期末的綜合課程設(shè)計(jì)的選擇提供依據(jù)。為充分發(fā)展學(xué)生潛力，在線下課程教學(xué)過程中應(yīng)以實(shí)驗(yàn)課程為主，將學(xué)生分成學(xué)習(xí)小組，每次課后根據(jù)課程內(nèi)容以及學(xué)生整體進(jìn)度為小組安排課后實(shí)驗(yàn)任務(wù)，應(yīng)用課內(nèi)知識(shí)完成具體案例。在之后的課程教學(xué)中安排課時(shí)讓各個(gè)小組分享自己的實(shí)驗(yàn)成果，講解演示案例，并組織同學(xué)間相互學(xué)習(xí)討論。在期末安排綜合課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生綜合運(yùn)用課程所學(xué)知識(shí)解決識(shí)別、視覺、跟蹤等相關(guān)問題，訓(xùn)練學(xué)生的科研素質(zhì)，為日后研究工作打下良好的方法論基礎(chǔ)。

3.2 教學(xué)資源的合理配置

隨著社會(huì)的發(fā)展，單純依賴課堂和實(shí)驗(yàn)教學(xué)很難滿足現(xiàn)階段對(duì)教學(xué)的深度、廣度、效率以及對(duì)學(xué)生高層次人才的培養(yǎng)要求。“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)的普及便捷著人民的生產(chǎn)生活，教育教學(xué)過程中也應(yīng)合理利用網(wǎng)絡(luò)資源提升教學(xué)質(zhì)量。一方面，學(xué)生可以通過手機(jī)、攝像頭等方便地采集圖像和視頻作為課程學(xué)習(xí)素材，并通過網(wǎng)絡(luò)搜索技術(shù)查閱相關(guān)案例的講解，方便地應(yīng)用到自己的學(xué)習(xí)生活中，完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)。另一方面，教師可以合理地進(jìn)行課時(shí)安排以及資源分配。將課程分階段安排為“2 & 4”授課制度，即前期理論課每周安排2學(xué)時(shí)進(jìn)行授課，后期實(shí)驗(yàn)課每?jī)芍馨才?4學(xué)時(shí)連排實(shí)操（即一周內(nèi)消耗原來(lái)兩周的時(shí)長(zhǎng)，課時(shí)不變的情況下，縮短教學(xué)周）。理論與實(shí)踐的結(jié)合能夠幫助學(xué)生有效消化課程內(nèi)容。理論課可以保證每次課程都會(huì)給學(xué)生充足的討論時(shí)間，方便后續(xù)授課內(nèi)容的銜接；實(shí)驗(yàn)課的連排機(jī)制可以保證學(xué)生有足夠的時(shí)間完成實(shí)驗(yàn)操作，避免大實(shí)驗(yàn)的中斷造成的不便，同時(shí)，超長(zhǎng)課時(shí)可以讓學(xué)生有更大的自由空間來(lái)安排自己的學(xué)習(xí)任務(wù)。教學(xué)資源的有機(jī)整合有利于將教學(xué)轉(zhuǎn)向以知識(shí)點(diǎn)為主，引導(dǎo)學(xué)生利用好身邊的資源進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，以獲得“事半功倍”的學(xué)習(xí)效果。

3.3 教學(xué)模式改革

為了更好地培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力，提高教學(xué)效率，將“以教師為引導(dǎo)，學(xué)生為中心”的翻轉(zhuǎn)課堂[11]教學(xué)模式部分引入課程的教學(xué)模式設(shè)計(jì)。完全的翻轉(zhuǎn)課堂學(xué)習(xí)過程是完全由學(xué)生自學(xué)的，課上只解決問題，這對(duì)于基礎(chǔ)較差的學(xué)生會(huì)有困難，為難情緒會(huì)影響整個(gè)教學(xué)效果，使教學(xué)進(jìn)展受阻，導(dǎo)致教學(xué)過程變得流于形式，達(dá)不到預(yù)期。而部分借鑒翻轉(zhuǎn)課堂的思想，教師先對(duì)課程進(jìn)行一些介紹，重點(diǎn)把一些難點(diǎn)進(jìn)行以點(diǎn)概面地講解，先讓學(xué)生入門，然后加以引導(dǎo)，讓學(xué)生在一定的基礎(chǔ)上有信心完成后續(xù)的自主學(xué)習(xí)和案例設(shè)計(jì)任務(wù)，使整個(gè)教學(xué)活動(dòng)進(jìn)展更加順利。

3.4 考核方式的多元化

對(duì)于學(xué)生的課程成績(jī)?cè)u(píng)定可以從學(xué)生平時(shí)表現(xiàn)（50%）和期末綜合課程設(shè)計(jì)完成情況（50%）兩個(gè)方面進(jìn)行評(píng)定。平時(shí)成績(jī)可以從學(xué)生自學(xué)成果展示、課上討論表現(xiàn)、學(xué)習(xí)小組內(nèi)部合作情況以及結(jié)課案例設(shè)計(jì)完整性等幾個(gè)方面進(jìn)行綜合評(píng)定。期末不再進(jìn)行試卷筆試，而是利用教學(xué)周最后四周的時(shí)間為學(xué)生布置綜合性較強(qiáng)的課程設(shè)計(jì)任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生綜合利用所學(xué)知識(shí)，通過查資料，定案例，最后完成PPT答辯演示和書面課設(shè)報(bào)告。成績(jī)?cè)u(píng)定會(huì)從課題的難度、前沿性、完整性、答辯情況、寫作等幾個(gè)方面進(jìn)行綜合考慮。同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生依托課程內(nèi)容參加學(xué)科競(jìng)賽、申報(bào)計(jì)算機(jī)軟件著作權(quán)等，并將取得的成績(jī)作為考核的一部分。課程設(shè)計(jì)能夠更好地將學(xué)生精力轉(zhuǎn)移到知識(shí)的應(yīng)用和課題的完成上，更加符合學(xué)生終極培養(yǎng)目標(biāo)的要求。

4 結(jié)論

綜上所述，雖然在疫情期間，為了實(shí)現(xiàn)“停課不停學(xué)”的教學(xué)目標(biāo)，短時(shí)間內(nèi)形成了在線教學(xué)的熱潮，教育工作者也在不斷摸索著在線教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)，但是也暴露出來(lái)一些問題。后疫情時(shí)代，是一個(gè)持續(xù)且存在不確定性的時(shí)代，國(guó)際和國(guó)內(nèi)的疫情形勢(shì)難以得到穩(wěn)定，會(huì)不時(shí)的出現(xiàn)反彈和短期蔓延，難以根絕。抗擊疫情已經(jīng)成為一場(chǎng)持久戰(zhàn)，高校更應(yīng)該“揚(yáng)長(zhǎng)避短”，總結(jié)分析疫情以來(lái)的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，積極探索切實(shí)可行的教改方案，提高教學(xué)質(zhì)量，為社會(huì)培養(yǎng)出更多的人才。