基于MOOC+SPOC的《數(shù)字圖像處理》課程改革研究

胡曉霞，李博，李瑞，藍(lán)中華，汪偉鑫

（西安工商學(xué)院，陜西西安，710200）

0 引言

數(shù)字圖像處理是一門發(fā)展迅速且應(yīng)用廣泛的新興學(xué)科，在工業(yè)生產(chǎn)、軍事技術(shù)、遙感航天、醫(yī)療、衛(wèi)生、自動(dòng)控制等方面發(fā)揮著越來越大的作用。隨著電子技術(shù)和信息處理技術(shù)的迅速發(fā)展，圖像處理的新理論、新方法、新應(yīng)用層出不斷，且大部分在當(dāng)今的人工智能，大數(shù)據(jù)，AI技術(shù)等熱點(diǎn)技術(shù)中被廣泛的應(yīng)用。為主動(dòng)應(yīng)對(duì)新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革，社會(huì)對(duì)工程技術(shù)人才素質(zhì)要求的不斷提高，高校辦學(xué)定位都有了不同的轉(zhuǎn)變，數(shù)字圖像處理的教學(xué)不管是在理論還是實(shí)踐，無論是在教學(xué)內(nèi)容還是教學(xué)方法上都要進(jìn)行改革和創(chuàng)新。

1 MOOC、SPOC在現(xiàn)代課堂教學(xué)中的發(fā)展現(xiàn)狀

隨著新興信息技術(shù)的發(fā)展， 基于互聯(lián)網(wǎng)的新型教學(xué)模式對(duì)課堂教學(xué)方式的轉(zhuǎn)變發(fā)揮了巨大的促進(jìn)作用。在新形勢(shì)下，高等院校需要不斷豐富人才培養(yǎng)的教學(xué)資源，走出傳統(tǒng)教學(xué)模式的局限。MOOC即大規(guī)模在線開放課程（massive open online courses）已經(jīng)從高等教育領(lǐng)域延伸至職業(yè)教育的各個(gè)領(lǐng)域，MOOC可以將教學(xué)資源轉(zhuǎn)換成數(shù)字資源并通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)實(shí)施。但隨著課程的推進(jìn)，特別是隨著課程內(nèi)容難度和深度的增加，放棄學(xué)習(xí)的學(xué)生人數(shù)會(huì)不斷增加，特別是那些自學(xué)能力和自我控制能力較弱的學(xué)習(xí)者，他們無法按照MOOC課程的時(shí)間安排及時(shí)完成教學(xué)內(nèi)容，這種學(xué)習(xí)過程無法達(dá)到高等學(xué)校規(guī)定的課程學(xué)習(xí)目標(biāo)。SPOC（小規(guī)模限制性在線課程）是慕課后發(fā)展的新型教學(xué)模式，教師通過校內(nèi)教學(xué)平臺(tái)對(duì)教學(xué)資源進(jìn)行上傳和優(yōu)化，并且能夠掌握學(xué)生在線學(xué)習(xí)的動(dòng)態(tài)，根據(jù)其在線學(xué)習(xí)反饋情況調(diào)整教學(xué)內(nèi)容。SPOC因?yàn)椤靶　钡膬?yōu)勢(shì)，在學(xué)習(xí)中更容易產(chǎn)生好的學(xué)習(xí)效果，克服了MOOC課程由于人數(shù)眾多、監(jiān)督性不強(qiáng)、學(xué)習(xí)過程難以繼續(xù)的缺點(diǎn)，因而更受學(xué)生的歡迎。

本項(xiàng)目提出了基于MOOC+SPOC的相結(jié)合的教學(xué)方法，既吸取了MOOC的優(yōu)點(diǎn)，又能利用SPOC的優(yōu)勢(shì)結(jié)合本校實(shí)際，從而彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)方式的不足。

2 本文提出的基于MOOC+SPOC的教學(xué)模式

基于MOOC+SPOC的教學(xué)模式在數(shù)字圖像處理課程中的應(yīng)用，改變了傳統(tǒng)課堂 “滿堂灌”的教學(xué)模式，讓學(xué)生在課堂上做到對(duì)問題和難點(diǎn)“主動(dòng)出擊”，實(shí)現(xiàn)師生平等探討的局面。具體設(shè)計(jì)方案如圖1所示。將優(yōu)質(zhì)的MOOC資源引入課前，課堂環(huán)節(jié)采用“對(duì)分”的理念，以MOOC資源中的知識(shí)點(diǎn)為主線，與學(xué)生展開討論與答疑，課后在SPOC中選取對(duì)應(yīng)的例題仿真編程來實(shí)現(xiàn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的鞏固與深層理解，達(dá)到理論向應(yīng)用的轉(zhuǎn)化。

圖1 基于MOOC+SPOC的教學(xué)模式的設(shè)計(jì)方案

3 具體實(shí)施方案

（1）課前（線上 MOOC）環(huán)節(jié)

課前環(huán)節(jié)，以MOOC視頻學(xué)習(xí)為主。整合了各MOOC平臺(tái)的優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，為獨(dú)立學(xué)院的師資隊(duì)伍引入高水平的“虛擬”教學(xué)團(tuán)隊(duì)，提高了獨(dú)立學(xué)院的教研水平。同時(shí)節(jié)省學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)的時(shí)間，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)。但在此環(huán)節(jié)中，教師應(yīng)提前做好MOOC平臺(tái)和課程的篩選，選擇MOOC平臺(tái)應(yīng)具有友好的交互性、方便學(xué)生操作和使用。而在課程的選擇上，應(yīng)選取內(nèi)容符合專業(yè)教學(xué)要求且難易程度與學(xué)生基礎(chǔ)水平相互匹配的課程。本項(xiàng)目的課前（線上MOOC）環(huán)節(jié)擬使用中國(guó)大學(xué)MOOC平臺(tái)的部分?jǐn)?shù)字圖像處理課程資源與名華在線平臺(tái)自建的數(shù)字圖像處理課程資源。

（2）課中（線下課堂）環(huán)節(jié)

線下課堂，是學(xué)生學(xué)習(xí)必不可少的環(huán)節(jié)，利用有限的課堂教學(xué)，去實(shí)現(xiàn)高效的知識(shí)延拓，是我們追求的目標(biāo)。本項(xiàng)目在前期“線上MOOC”環(huán)節(jié)的前提下，在課堂教學(xué)中，引入“對(duì)分”的理念，教學(xué)過程，一半課堂時(shí)間分配給教師講授，另一半時(shí)間給學(xué)生討論，講授和討論交叉進(jìn)行。首先，教師梳理知識(shí)點(diǎn)，為學(xué)生提供清晰地知識(shí)脈絡(luò)；接著，學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)提出疑問；然后教師解答問題；最后師生對(duì)此進(jìn)行各自的闡述并相互討論，實(shí)現(xiàn)學(xué)生在課堂主動(dòng)思考的教學(xué)目標(biāo)。這種教學(xué)模式有效地活躍了課堂氛圍、調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教學(xué)課堂的缺陷。此環(huán)節(jié)教師在設(shè)計(jì)討論議題和討論時(shí)間時(shí)，應(yīng)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容難易程度和應(yīng)用范圍進(jìn)行靈活調(diào)整。如：數(shù)字圖像文件格式的基礎(chǔ)知識(shí)部分，在簡(jiǎn)單梳理知識(shí)點(diǎn)之后，可以讓學(xué)生對(duì)生活中常見的數(shù)字圖像文件進(jìn)行討論，從大小，質(zhì)量，和應(yīng)用范圍等方面進(jìn)行。但由于內(nèi)容較為簡(jiǎn)單，討論時(shí)間不宜過長(zhǎng)。再比如：在學(xué)習(xí)圖像的平滑和銳化的過程中，可以從學(xué)生感興趣的“P圖”技術(shù)出發(fā)，從具體操作引導(dǎo)學(xué)生討論它們?cè)趫D像處理領(lǐng)域所涉及的技術(shù)原理。由于涉及到一定的數(shù)學(xué)理論且有一定的難度，在課堂時(shí)間的分配上，可以適當(dāng)加大學(xué)生的討論時(shí)間，從而削弱學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的陌生感。這樣不僅豐富了課堂內(nèi)容，還調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

同時(shí)，可以靈活應(yīng)用“對(duì)分”理念，實(shí)現(xiàn)隨時(shí)的、實(shí)時(shí)的“對(duì)分”，比如：在進(jìn)行問題講解時(shí)，教師講解分析之后，可以讓學(xué)生在幾分鐘內(nèi)進(jìn)行課堂討論，是否有其它解決思路，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的“分鐘”式的課堂對(duì)分。在面對(duì)學(xué)生個(gè)性和知識(shí)儲(chǔ)備結(jié)構(gòu)不同方面，在“對(duì)分”時(shí)，設(shè)置討論內(nèi)容時(shí)可實(shí)施分工合作的分組形式，每位同學(xué)根據(jù)自身優(yōu)缺點(diǎn)認(rèn)領(lǐng)討論任務(wù)，在各個(gè)討論環(huán)節(jié)的角色分配上，充分滿足各位成員的主觀能動(dòng)性及個(gè)人優(yōu)勢(shì)，使學(xué)生人盡其用，才盡其用。

（3）課后（線上 SPOC）環(huán)節(jié)

獨(dú)立學(xué)院學(xué)生對(duì)數(shù)字圖像處理課程掌握的重點(diǎn)在“處理”上，因此編程處理是至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。一切的理論學(xué)習(xí)，都在為后續(xù)的處理應(yīng)用做準(zhǔn)備。因此，在課后的線上SPOC環(huán)節(jié)，教師將以自身的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，為學(xué)生（錄制）提供有針對(duì)性的程序案例學(xué)習(xí)視頻，之后要求學(xué)生進(jìn)行相應(yīng)內(nèi)容的編程練習(xí)。教師從學(xué)生的練習(xí)成果中了解學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的掌握程度，并根據(jù)反饋實(shí)時(shí)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)設(shè)計(jì)。

（4）考核標(biāo)準(zhǔn)

在傳統(tǒng)的“平時(shí)成績(jī)+期末考核成績(jī)”的評(píng)價(jià)方式的基礎(chǔ)上，將兩大評(píng)價(jià)方式具體化、過程化，擬采用多元化的考核方法，如圖2。

圖2 考核標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)方案

將“平時(shí)成績(jī)”評(píng)價(jià)劃分為學(xué)習(xí)態(tài)度、操作態(tài)度、溝通能力3個(gè)部分?！捌谀┛己顺煽?jī)”由專業(yè)知識(shí)、專業(yè)技能、合作能力和創(chuàng)新能力4大部分組成。根據(jù)學(xué)校要求、教研室意見及學(xué)生意愿合理分配各部分評(píng)價(jià)比重，最終形成學(xué)生的課程評(píng)價(jià)成績(jī)?？陀^、公平、公正的課程考核評(píng)價(jià)體系，在督促學(xué)生努力學(xué)習(xí)方面也將發(fā)揮積極的推動(dòng)作用。

4 結(jié)語

本文的主要特色是將MOOC+SPOC的教學(xué)方法應(yīng)用在數(shù)字圖像處理的課堂中，并在線下的課堂教學(xué)環(huán)節(jié)中引入“對(duì)分”教學(xué)的理念，找到適合獨(dú)立院校學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)字圖像處理課程的更為高效的教學(xué)模式。

（1）將MOOC+SPOC線上教學(xué)引入到數(shù)字圖像處理課程的教學(xué)中，將優(yōu)質(zhì)的師資引入到我校的虛擬教學(xué)團(tuán)隊(duì)，提高了團(tuán)隊(duì)的教研水平。同時(shí)，合理的篩選課程資源，或通過自建MOOC為學(xué)生提供更加適合的教學(xué)內(nèi)容，節(jié)省了學(xué)生自己篩選的時(shí)間。學(xué)生的學(xué)習(xí)時(shí)間相對(duì)靈活，整合了學(xué)生的零散時(shí)間。此外，還可以為對(duì)數(shù)字圖像處理課程感興趣的非專業(yè)學(xué)生提供一個(gè)學(xué)習(xí)的平臺(tái)，助力數(shù)字圖像處理課程的通識(shí)教育。

（2）“00后”學(xué)生思維發(fā)散、靈活，學(xué)習(xí)工具和手段也向多元化發(fā)展。在線下課堂教學(xué)環(huán)節(jié)中引入“對(duì)分”的教學(xué)理念，有效解決了傳統(tǒng)教學(xué)環(huán)節(jié)中存在的學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)性差的問題，將“半個(gè)課堂”交給學(xué)生，使課堂氛圍變得活躍，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)的積極性，發(fā)揮了學(xué)生的潛在能力。