淺談理工科課程的線上教學問題與啟示
——以《數字圖像處理》課程為例

潘玲佼 張 雷 王永星 劉舒祺 吳全玉

（江蘇理工學院電氣信息工程學院 江蘇·常州 213001）

為貫徹教育部“停課不停教、不停學”的部署，全國各大院校普遍采用線上教學形式以保證教學的正常開展。新形勢下的線上教學與傳統的課堂教學有很大差異[1，2]，不僅對任課教師利用信息化技術進行教學的能力帶來了考驗，也對學生自主學習的能力提出了更高要求。線上教學將成為常態化的一種教學方式[3]。如何結合課程特點利用好網絡資源設計合理的教學策略，以及如何增強學生學習內驅力,提高自主學習的水平是值得和反思和研究的。本文以江蘇理工學院《數字圖像處理》課程為例，探討理工科線上課程中存在的問題以及可能的解決策略。

1 數字圖像處理課程簡介

《數字圖像處理》課程是電氣信息工程學院相關專業學生必修的一門專業課，具備較強的理論性和應用性。支撐工程認證畢業要求中的理論知識、問題分析以及現代工具使用。具體到課程目標有三個：（1）掌握數字圖像處理的基本數學原理和技術方法，對工程中的圖像處理實際需求進行分析；（2）能根據圖像增強、復原、壓縮編碼、分割等原理，結合實際工程問題，推導估計圖像處理中所用到的具體參數，提高系統設計的能力；（3）能對實際工程中的圖像處理問題進行系統設計，給出處理流程，并能利用MATLAB對相關問題進行仿真，通過仿真結果驗證系統設計的合理性與可行性，并依此作出適當修正和調整。通過本課程的學習，學生能初步利用數字圖像處理基本理論分析、設計數字圖像處理系統，以及在Matlab的支持下對各類數字圖像進行分析和處理，為將來在工作中的實際應用提供基本的技術支撐。

2 數字圖像處理課程線上教學中存在的問題

2.1 教學平臺

網絡教學平臺是保證線上教學順利開展的基礎。雖然各大網絡教學平臺都對設備和軟件等進行了更新和升級，但在課程比較集中時，大量師生同時使用一個教學平臺難免會出現延時和卡頓甚至無法登錄等情況，嚴重影響了正常的教學秩序。另一方面，各大教學平臺在功能設置，使用方法等方面都存在一定的差異。對于教師來說，在備課之外還需要具備熟練操作各種線上教學工具的技能。在這種情況下，教師往往更傾向于選擇自己熟悉的線上教學平臺來進行教學。本課程采用了騰訊會議、雨課堂、云班課等線上授課工具進行教學[4]。而對于學生來說，各門課程的任課老師可能采用了不同的線上教學工具，使得學生們需要安裝多款軟件，并熟悉其使用，才能順利完成學習。此外，對于部分家庭困難的學生來說，購置電腦、智能手機等聽課設備以及上課所需網絡流量等費用無疑也是一種負擔。

2.2 授課情況方面

由于網絡教學的開展還處于起步階段，大部分教師未經過系統的遠程教育技術培訓，對網絡教育的特點也缺乏研究。在初次開展數字圖像處理課程線上教學時，我們采用了騰訊會議進行線上授課。課前預習，課中互動、課后練習題以及期中測試環節均在云班課平臺完成。課后答疑輔導采用 QQ群的形式進行在線答疑和個別輔導。但這種教學方式只是簡單地將傳統的課堂教學模式搬移到了網絡，以教師講解為主，容易造成教學內容表現形式單一、自主學習的資源不足等問題。特別是在進行線上直播教學的過程中，教師對著屏幕進行講解，無法像傳統課堂中一樣關注到每個學生的聽課情況。對于游離于課堂之外的學生難以做到監管，對于學習有困難的學生也難以及時發現。課后的答疑輔導依賴于學生主動提出問題，而教師難以及時發現學生學習中存在的問題。此外，實驗教學的線上開展也有一定的難度。從學生方面看，在傳統課堂之外，要保證學習質量首先得有一個良好的學習環境，其次要有一定的學習自覺性。在家中學習一方面缺少集體課堂學習的氛圍，另一方面也會有更多干擾因素存在。在我們的教學過程中曾發現有部分同學的學習環境比較嘈雜，對學習造成了一定影響。也不乏個別同學在上課時間外出，并用手機進行掛課。這些情況都不利于教學的正常開展。

2.3 教學評價方面

雖然廣泛開展了線上教學，但是教學評價大都仍然沿襲傳統的評價方法。本課程中采用了作業、期中測試、實驗和期末考試相結合的形式對學生課程成績進行綜合評定。課程目標達成評價考核總成績中，作業成績占20%、期中測試成績占10%、實驗成績占20%、期末考試成績占50%。作業和實驗報告等均上傳云班課，由老師在線批改。而期中測試等考試受教學平臺功能所限，目前只有客觀題的答題比較方便，主觀題等需要學生答完題后拍照上傳，相對麻煩，效果也不太好。評價的內容以課本書面知識為主，評價結果無法有效地反映學生在學習過程中獲得的創新能力、探究能力和實踐能力。

3 改進措施

3.1 課程內容組織形式

線上教學其本身優勢就在于可以在anytime,anywhere對anyone提供教學。要發揮線上教學的優勢則需要打破傳統課堂教學以45分鐘為一學時，按照固定課表來組織上課的教學形式。而改為以知識點為單位學時組織教學，并將教學分為學生學和老師指導兩個階段。在學生學階段，學生在線觀看教師提前錄播的教學視頻進行自主學習，并完成相關的在線練習。老師指導階段可根據各位同學線上學習及練習完成情況針對其薄弱環節進行重點輔導和答疑。這種教學方法能夠有效避免由于教學平臺卡頓，擁塞等帶來的負面影響。學生可以選擇性地在合適的時間和地點完成課時的學習及課后練習，且可以重復觀看學習。教師在所有同學完成課時學習和練習后，可根據各位同學的學習情況在線開展有針對性的輔導以及知識拓展等活動。比起整節課都由教師對著電腦直播講授的方式，這種課程組織形式更具靈活性和針對性。

3.2 層次化教學

層次化的教學即因人施教。將數字圖像處理課程分為三個層次的教學。第一層次為基礎教學，即掌握課本重難點，完成基礎實驗內容；第二層次為拓展教學，在課本要求掌握的基礎知識點之外，補充教學圖像處理的常用算法，如圖像分割算法、特征提取算法等，完成拓展實驗內容；第三層次為創新教學，選拔個別學有余力的同學參與到教師數字圖像處理相關的科研子課題中，激發學生的創新思維，逐步培養其科研能力。對各層次的教學提供豐富多樣化的網絡教學資源，給學生的學習提供充足的空間，激發其學習興趣。

3.3 評價方式改進

改變以教師為單一主體進行評價，學生被動接受評價的教學評價方式。以學生為主體進行主動評價，評價結果要能有效地反映學生各課程目標的達成情況以及在學習過程中獲得的創新能力、探究能力和實踐能力。將評價分為基礎學習評價、拓展訓練評價和創新能力評價。完成各課時教學視頻和基礎實驗內容的學習即獲得相應基礎分。完成課后練習或任務獲得相應練習分。課程結束后通過試卷考核獲得相應考試成績。基礎分、練習分和考試成績綜合評價學生的基礎學習能力。完成基礎部分學習的同學可進階繼續修習拓展訓練，并完成拓展實驗以獲得拓展分。拓展后仍學有余力的同學可以進入創新環節，參與科研項目，獲得附加創新分。最終課程評分=基礎學習評價成績*80%+拓展訓練評價成績*10%+創新能力評價成績*10%。這種評價方法以學生為主體，教師不對所有同學作統一要求。學到什么程度，獲得多少分，完全根據學生意愿和能力進行。

4 結語

本文圍繞數字圖像處理線上教學中存在的問題，提出了三點改進意見。線上教學是一把雙刃劍。它既給學生們提供了不受時空限制，學習優質網絡課程資源的可能，也對教學平臺、教學資源的建設以及教師教學和學生學習等能力提出了更高的要求。在這種新的教學模式上，我們將不斷探索，持續改進，