數(shù)字圖像處理課程教學模式研究

何朝霞

摘要：為進一步提高數(shù)字圖像處理課程的教學質(zhì)量，筆者提出一種理論課程教學模式，將翻轉(zhuǎn)課堂和案例教學法結(jié)合使用，并以“灰度映射”內(nèi)容為例，對課程教學過程進行具體闡述。研究目的是提高學生的自主學習能力和動手能力，提高教學水平和質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：翻轉(zhuǎn)課堂；案例教學法；教學模式

數(shù)字圖像處理課程涉及的學科領(lǐng)域和理論知識非常廣泛，學生一方面被數(shù)字圖像處理技術(shù)具有的應(yīng)用前景所吸引，另一方面又對課程的抽象理論和煩瑣的公式感到苦惱。為了激發(fā)學生的學習興趣，提高教學質(zhì)量，教師采用的教學模式多傾向于項目驅(qū)動法、任務(wù)驅(qū)動法、實驗案例驅(qū)動法等，但是不論哪一種課堂教學模式都存在局限性，仍然是以教師為主導，學生的參與度較低。本文探討一種新的理論課程教學模式，將翻轉(zhuǎn)式課堂和案例教學法相結(jié)合，讓學生積極主動地參與課堂活動，進而引導學生更有目的性的學習。

一、翻轉(zhuǎn)課堂簡介

翻轉(zhuǎn)課堂起源于美國科羅拉多州林地公園高中。之后，翻轉(zhuǎn)課堂的理念逐漸在全世界各個高校中迅速推廣和發(fā)展。翻轉(zhuǎn)課堂和傳統(tǒng)課堂區(qū)別如下。

傳統(tǒng)課堂：教師是知識傳授者、課堂管理者，學生是被動接受者；課前教師對學生沒有了解，課堂中以教師為中心；教師單向講授知識內(nèi)容，學生被動接受知識；課后學生通過作業(yè)理解和消化所學知識；課堂技巧為內(nèi)容展示；評價方式為紙質(zhì)測試。

翻轉(zhuǎn)課堂：教師是學習指導者、引導者，學生是主動研究者；課前學生通過微課或視頻進行學習，教師通過課前作業(yè)了解學生的學習情況；課堂中以學生為中心，教師與學生互動，幫助學生理解和消化所學知識；課后學生通過復習視頻鞏固所學知識；課堂技巧為自主學習、交流反思；評價方式為多角度、多方式測試。

綜上所示，翻轉(zhuǎn)課堂主要具備以下特點：需要先進的信息技術(shù)作為支持；以學生為中心，充分調(diào)動學生的積極性；增加了師生互動。這種課堂教學模式很適合在案例教學法中應(yīng)用。

二、數(shù)字圖像處理課程教學模式的探索

數(shù)字圖像處理課程的內(nèi)容主要有數(shù)字圖像的幾何變換、空域增強、變換域增強、圖像恢復、圖像編碼、圖像分割等。教學目標是讓學生較深入地理解數(shù)字圖像處理的基本概念、基礎(chǔ)理論以及解決問題的基本方法，掌握基本的處理技術(shù)，了解與各個處理技術(shù)相關(guān)的應(yīng)用領(lǐng)域。除此以外，教師要激發(fā)學生學習數(shù)字圖像處理的興趣，培養(yǎng)其自主學習能力。翻轉(zhuǎn)課堂和案例教學法在“空域增強”的“灰度映射”教學中的具體應(yīng)用過程如下。

1.教師制作教學資源

“灰度映射”內(nèi)容包含其定義、分類等知識。教師根據(jù)教學內(nèi)容制作視頻、PPT，并提供基于MATLAB的數(shù)字圖像處理系統(tǒng)等教學資源。視頻主要展示各種灰度映射曲線、不同映射曲線的應(yīng)用方法和基于MATLAB的數(shù)字圖像灰度映射前后變化等。為提高教學效果，教師可以添加旁白，并將教學資源上傳到學習平臺中供學生下載學習。

2.課前學生自主學習

學生在課前要從學習平臺上下載教學資源，結(jié)合教學資源完成學習任務(wù)。學習任務(wù)主要是圖像處理，其內(nèi)容是讓學生在數(shù)字圖像處理系統(tǒng)上使用不同的灰度映射將自選的圖片素材進行處理，并觀察圖片效果。課前自主學習的時間控制在20分鐘內(nèi)，學生觀看視頻并完成圖片處理，激發(fā)自身的學習興趣和自主學習能力。

3.教師進行案例補充教學

在課前20分鐘自主學習的基礎(chǔ)上，教師首先對班級學生進行分組，讓其討論不同灰度映射下的圖像處理效果，由小組代表向教師匯報結(jié)果。教師在了解學生薄弱之處的基礎(chǔ)上，一方面，針對學生討論的結(jié)果進行灰度映射的分類、算法等知識講解，另一方面，結(jié)合案例講解教學資源中未涉及的知識點、難點、重點等。案例教學法在整個教學過程中不僅可以活躍課堂氣氛，提高學生分析問題、解決問題的能力，還可以提高學生的理論分析水平。

4.學生完成拓展任務(wù)

在自主學習過程中，學生可能會遇到圖像處理效果不明顯等困難。教師課堂上的補充教學，幫助學生解疑，在此基礎(chǔ)上，學生一方面繼續(xù)完成課前任務(wù)，另一方面完成教師布置的拓展任務(wù)。整個教學過程前后呼應(yīng)，進一步激發(fā)學生的學習興趣。

三、結(jié)語

數(shù)字圖像處理對學生有較高的技能要求，將翻轉(zhuǎn)課堂應(yīng)用到數(shù)字圖像處理的教學當中，為課程的理論教學注入了全新的活力。學生在課堂學習中，不僅能學到數(shù)字圖像處理技術(shù)理論知識，還能提高自主學習能力和實際動手能力。

參考文獻：

[1]宋朝霞，俞啟定.基于翻轉(zhuǎn)課堂的項目式教學模式研究[J].遠程教育雜志，2014（1）：96.

[2]彭利紅，劉海燕.翻轉(zhuǎn)課堂教學法在《醫(yī)學圖像處理》課程教學中的應(yīng)用[J].中國培訓，2017（4）：19.endprint