基于農(nóng)業(yè)信息技術(shù)專業(yè)的數(shù)字圖像處理課程設(shè)計

【摘 要】本文依據(jù)農(nóng)業(yè)信息技術(shù)專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)目標及要求，結(jié)合數(shù)字圖像處理課程的特點，提出該門課程教學(xué)內(nèi)容的重新設(shè)計整合、創(chuàng)新教學(xué)方法及教學(xué)手段，并提出在課程設(shè)計建設(shè)過程中應(yīng)注意的問題。

【關(guān)鍵詞】農(nóng)業(yè)信息技術(shù) 數(shù)字圖像處理 教學(xué)模式

【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810（2014）35-0065-02

隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)向精準化、信息化、智能化的不斷發(fā)展，信息技術(shù)及圖像處理技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用日益廣泛，這就要求從事現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的技術(shù)型人才要具備農(nóng)業(yè)信息處理的相關(guān)知識和技能，并對發(fā)展趨勢有一定的掌握，以適應(yīng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的人才需求。數(shù)字圖像處理課程是在掌握工程數(shù)學(xué)、線性代數(shù)及編程語言的基礎(chǔ)上，將上述知識應(yīng)用到農(nóng)業(yè)信息的采集和處理中，體現(xiàn)了農(nóng)業(yè)信息技術(shù)專業(yè)的專業(yè)課程特征，實現(xiàn)了“農(nóng)非貫通”的專業(yè)形態(tài)的形成，以及對農(nóng)業(yè)信息化復(fù)合型特色人才的培養(yǎng)。

一 數(shù)字圖像處理課程設(shè)計的思路

數(shù)字圖像處理是農(nóng)業(yè)信息技術(shù)專業(yè)的專業(yè)課程，是一門綜合性學(xué)科，內(nèi)容多、跨度大、覆蓋面廣，本課程以培養(yǎng)能力和拓展專業(yè)素養(yǎng)為課程內(nèi)容的定位和目標，課程內(nèi)容的選擇以專業(yè)知識拓展為依托，要求學(xué)生掌握數(shù)字圖像處理的基本概念、基礎(chǔ)理論、典型方法，掌握一定的編程實踐技能。結(jié)合由易到難、循序漸進的原則進行教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)組織模式的設(shè)計，以此促進學(xué)生對知識的掌握和應(yīng)用能力的提高。教師通過企業(yè)調(diào)研等形式總結(jié)歸納現(xiàn)今數(shù)字圖像處理技術(shù)在農(nóng)業(yè)應(yīng)用中的實際案例，從而提高學(xué)生的專業(yè)知識修養(yǎng)。多元化學(xué)生的考核方式，形成一個全面的考核標準。

二 數(shù)字圖像處理課程設(shè)計的實施

1.教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計

本課程以“農(nóng)非貫通”的專業(yè)形態(tài)為出發(fā)點，采用項目化教學(xué)和任務(wù)驅(qū)動的方式組織教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生在掌握數(shù)字圖像處理知識的基礎(chǔ)上，了解此項技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的廣泛應(yīng)用。本課程的教學(xué)內(nèi)容主要劃分為六個項目。

項目一：圖像的預(yù)處理，包括圖像平滑、圖像銳化、圖像復(fù)原等知識點。

項目二：單目標果實識別，以機器人采摘蘋果中單個蘋果目標識別模塊為例，根據(jù)單個目標識別的分析思路，將顏色特征的分析及提取、閾值分割方法、去噪處理、果實的形狀特征提取等知識點劃分成多個小任務(wù)，每個任務(wù)之間相互承接，逐一完成才能實現(xiàn)單個蘋果的目標識別。

項目三：多目標果實識別，承接項目二，不同的是以多個蘋果果實為識別目標，增加了hough變換、邊緣檢測、分水嶺算法等知識點，此項目是對項目二的補充。

以上三個項目使學(xué)生能在完成具體任務(wù)的同時，掌握數(shù)字圖像處理的基礎(chǔ)知識。

項目四：紋理特征識別，以黃瓜識別為例，項目二和項目三中的目標識別都是基于目標與背景色差大的原理進行分析實施，對于目標與背景顏色相近的情況并不適用，因此，關(guān)于紋理特征的知識點，將在此項目中補充。

項目五：綜合實訓(xùn)，此項目的設(shè)計是對以上內(nèi)容掌握程度進行整合并測試，給出兩個選題：柑橘、棉花的自動識別技術(shù)及特征提取，農(nóng)間雜草識別。兩個選題分析思路與前面項目的分析思路方法相似，但是操作對象不同，需要做一些調(diào)整，因此，此項目既可以鍛煉學(xué)生的思維能力及舉一反三的能力，又能測試出學(xué)生對基礎(chǔ)知識的掌握程度。

項目六：專業(yè)知識拓展，數(shù)字圖像處理應(yīng)用廣泛，在此模塊中以講座的形式向?qū)W生講授數(shù)字圖像處理技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)及其他行業(yè)中的應(yīng)用，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、拓展專業(yè)知識、提升專業(yè)素養(yǎng)。

2.教學(xué)組織模式的實施

本門課程具有理論性強、實際應(yīng)用性較弱的特點，結(jié)合該特點將本門課程劃分為三大主要模塊，分別為理論基礎(chǔ)、綜合實訓(xùn)、知識拓展。根據(jù)這三個模塊的不同特點，本門課將結(jié)合項目化教學(xué)、任務(wù)驅(qū)動、角色體驗法、討論式教學(xué)方法進行教學(xué)。

對于本門課程的基礎(chǔ)知識和算法，采用“小任務(wù)為引導(dǎo)，大項目為目標”的教學(xué)方法，將每個知識點作為小任務(wù)，每個小任務(wù)之間能承接并結(jié)合成大項目，實現(xiàn)學(xué)生對基礎(chǔ)知識的掌握。

綜合實訓(xùn)是考驗學(xué)生對本門課程知識的掌握程度，此模塊以任務(wù)驅(qū)動為主要教學(xué)方法，先提出問題，引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和邏輯思考能力，以小組為單位，通過團隊合作選擇合適的算法實現(xiàn)最終目標，并以答辯的方式匯報。

知識拓展是結(jié)合本門課程的特點，向?qū)W生拓展數(shù)字圖像處理技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用案例，這需要大量地收集資料和文獻整理，但是專業(yè)性較弱，因此本模塊可采用角色體驗、討論教學(xué)法等教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。

3.考核方式

考核過程中要注意學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、動手能力，培養(yǎng)學(xué)生的自我評價能力，增強自主學(xué)習(xí)意識。根據(jù)本門課程的內(nèi)容設(shè)置，考核主要分為三個方面：過程考核、能力素質(zhì)考核、匯報考核。具體見下圖：考核方式及所占比重

三 數(shù)字圖像處理課程設(shè)計應(yīng)注意的問題

1.加強師資隊伍建設(shè)

教師的知識結(jié)構(gòu)、知識創(chuàng)新能力和師德風(fēng)貌直接決定著課程的質(zhì)量和水平，要培養(yǎng)出高科技的應(yīng)用型人才，必須建立一支綜合素質(zhì)強的“雙師型”教師隊伍。要根據(jù)課程改革和建設(shè)要求，有目的，按計劃地加強對教師的培訓(xùn)，鼓勵教師通過各種實踐活動，提高教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量。

2.加強教材建設(shè)

圍繞培養(yǎng)目標，按照教學(xué)計劃和教學(xué)大綱的要求，由主講教師自行編寫、制作相關(guān)教材，并保持教材的先進性和前沿性。

3.重視校企合作

校企合作是解決時間教育缺失的根本途徑。企業(yè)參與到高校實踐教學(xué)過程中，可以在教學(xué)計劃和教學(xué)內(nèi)容上廣泛征

詢及適當(dāng)采納相關(guān)業(yè)內(nèi)專家的意見；另外增加學(xué)生在企業(yè)進行專業(yè)技能訓(xùn)練和專業(yè)拓展的學(xué)習(xí)機會，使理論聯(lián)系實際，開闊視野，拓寬思路，促進學(xué)生的創(chuàng)新意識與創(chuàng)新靈感，為課程設(shè)計與建設(shè)提供強有力的實踐平臺。與相關(guān)企業(yè)建立長期合作關(guān)系，校企可以培養(yǎng)“適銷對路”的應(yīng)用型人才。

四 結(jié)束語

課程設(shè)計是一項涉及師資、學(xué)生、教材、教學(xué)思想、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、教學(xué)手段等多方面的綜合系統(tǒng)工程，建設(shè)工程中要明確目標、遵守課程內(nèi)在的邏輯與規(guī)律，才能提高教學(xué)質(zhì)量。

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〔責(zé)任編輯：龐遠燕〕