數(shù)字圖像處理課程教學(xué)改革探索

蒲玉嬌

關(guān)鍵詞：數(shù)字圖像處理;高職院校;教學(xué)改革

為進(jìn)一步提高數(shù)字圖像處理課程教學(xué)質(zhì)量，教師有必要深入了解這一課程的核心內(nèi)容和教學(xué)要點(diǎn)，即該課程主要內(nèi)容為圖像信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)化，借助計(jì)算機(jī)設(shè)備來(lái)分析和處理數(shù)字信號(hào)。一般來(lái)講，該課程包含有計(jì)算機(jī)教學(xué)和理論基礎(chǔ)教學(xué)兩大模塊，伴隨科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，數(shù)字圖像處理技術(shù)也在各個(gè)領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用，并取得了顯著的應(yīng)用成效?，F(xiàn)階段，數(shù)字圖像處理了后才能逐漸受到各個(gè)院校和可言機(jī)構(gòu)的重點(diǎn)關(guān)注，而這一課程也逐漸成為在校學(xué)生的必修課程。

數(shù)字圖像處理課程涉及的知識(shí)內(nèi)容較為廣泛和復(fù)雜，其中包含有計(jì)算機(jī)、數(shù)學(xué)以及物理等課程的知識(shí)與技能，并在課程改革發(fā)展中不斷吸納其他學(xué)科的知識(shí)?；跀?shù)字圖像處理課程具有較強(qiáng)的理論性、技術(shù)性以及應(yīng)用性，無(wú)形中增加了課程學(xué)習(xí)難度，為幫助學(xué)生突破重難點(diǎn)知識(shí)，教師需果斷摒棄之前的教學(xué)模式，積極引進(jìn)先進(jìn)的教學(xué)理念，并在這一先進(jìn)理念的引領(lǐng)下創(chuàng)新教學(xué)模式，彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)弊端和不足，能夠取得預(yù)期的教學(xué)成效。

教師需依據(jù)數(shù)字圖像處理課程的實(shí)踐教學(xué)反饋結(jié)果來(lái)進(jìn)一步創(chuàng)新教學(xué)方式、更新教學(xué)內(nèi)容，從而能夠開(kāi)展有針對(duì)性、層次性的教學(xué)活動(dòng)，最大程度上教授課程知識(shí)，鍛煉學(xué)生技能，提升他們的專(zhuān)業(yè)職業(yè)能力。如何在先進(jìn)教學(xué)理念的基礎(chǔ)上結(jié)合筆者教學(xué)經(jīng)驗(yàn)開(kāi)展數(shù)字圖像處理課程教學(xué)改革，已經(jīng)逐漸成為高職教師們的重點(diǎn)研究課題，本文將圍繞這一課題展開(kāi)深入探究。

一、高職數(shù)字圖像處理課程教學(xué)中所存問(wèn)題

（一）教學(xué)目標(biāo)不夠明晰

基于數(shù)字圖像處理課程包含的知識(shí)和技能具有抽象、晦澀的教學(xué)特點(diǎn)，教師需采取有效措施來(lái)幫助學(xué)生掌握技術(shù)基本原理和操作方式。但是結(jié)合筆者教學(xué)經(jīng)驗(yàn)可知，多是教師習(xí)慣以講解圖像生成基礎(chǔ)知識(shí)、圖像處理基礎(chǔ)基本原理為主，側(cè)重于強(qiáng)調(diào)理論教學(xué)，并未著重關(guān)注該課程的實(shí)踐教學(xué)情況，從而使得學(xué)生缺乏一定的實(shí)踐技能。相反，若是教師僅僅只關(guān)注這門(mén)課程的實(shí)用性，著重講解數(shù)字圖像處理技術(shù)與方法，并未涉及過(guò)多的理論知識(shí)，即便涉及也是點(diǎn)到為止，進(jìn)而很難幫助學(xué)生構(gòu)建屬于自己的知識(shí)架構(gòu)，不利于學(xué)生的全面發(fā)展。

（二）教學(xué)模式不夠新穎

一般而言，教師在指導(dǎo)講解數(shù)字圖像處理課程時(shí)，習(xí)慣于借助計(jì)算機(jī)技術(shù)和設(shè)備來(lái)為學(xué)生進(jìn)行屏幕投影。在此背景下，多數(shù)教師都是借助ppt課件來(lái)講解課程內(nèi)容的，使得師生之間缺乏情感互動(dòng)和學(xué)術(shù)交流，久而久之，便容易使得課堂氛圍變得沉悶和乏味。此外，部分教師教授的課程內(nèi)容存在案例陳舊、圖片模糊、敘述不明等問(wèn)題，也并未與時(shí)俱進(jìn)地創(chuàng)新教學(xué)內(nèi)容、更新教學(xué)昂視，最終影響了數(shù)字圖像處理課程的教學(xué)成效。

（三）考核機(jī)制不夠健全

很多數(shù)字圖像處理課程教師已經(jīng)意識(shí)到開(kāi)展教學(xué)評(píng)價(jià)考核的重要性，不僅能夠?yàn)閷W(xué)生彌補(bǔ)知識(shí)漏洞提供具體方向，還能夠?yàn)榻處熣{(diào)整教學(xué)案例提供有效依據(jù)。但是很多教師存在過(guò)度依賴(lài)考試成績(jī)完成教學(xué)評(píng)價(jià)的問(wèn)題，僅僅是完成了結(jié)果性評(píng)價(jià)，并未著重關(guān)注學(xué)生的在課前、課后的整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程，最終導(dǎo)致缺乏過(guò)程性評(píng)價(jià)，使得整個(gè)評(píng)價(jià)機(jī)制缺乏一定的客觀性和全面性，從而很難調(diào)動(dòng)學(xué)生的自主性和積極性，使其最終無(wú)法深刻掌握基礎(chǔ)知識(shí)、熟練應(yīng)用實(shí)踐技能。

二、高職數(shù)字圖像處理課程教學(xué)改革路徑分析

（一）明確課程教學(xué)目標(biāo)

為切實(shí)提高數(shù)字圖像處理課程教學(xué)有效性，教師需在先進(jìn)教學(xué)理念的引領(lǐng)下開(kāi)展教學(xué)改革工作，其中教師需結(jié)合學(xué)生切實(shí)需求和課程教學(xué)特點(diǎn)來(lái)制定明確的教學(xué)目標(biāo)，明確課程定位?；跀?shù)字圖像處理課程包含有抽象、晦澀的理論內(nèi)容，同樣也包含有先進(jìn)、復(fù)雜的實(shí)踐技術(shù)，是一門(mén)兼顧理論、實(shí)踐的課程。教師在指導(dǎo)開(kāi)展課程講解時(shí)，既要教授學(xué)生圖像處理數(shù)學(xué)原理和模型，還要引導(dǎo)他們借助計(jì)算機(jī)參與程序設(shè)計(jì)，獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練。在此過(guò)程中，教師只有教授學(xué)生掌握一定的理論基礎(chǔ)，才能夠?yàn)樗麄兒罄m(xù)參與實(shí)踐活動(dòng)奠定基礎(chǔ)，因此，理論一體化教學(xué)是數(shù)字圖像處理課程的進(jìn)一步發(fā)展目標(biāo)，教師需將其納入教學(xué)任務(wù)中，最終能夠創(chuàng)新教學(xué)方式，以此來(lái)適應(yīng)新環(huán)境和新模式，提高數(shù)字圖像處理課程的教學(xué)質(zhì)量。

（二）創(chuàng)新課程教學(xué)模式

教師需轉(zhuǎn)變之前的ppt課件教學(xué)模式，在先進(jìn)教學(xué)理念的引領(lǐng)下更新教學(xué)方式、充實(shí)教學(xué)內(nèi)容，從而能夠增加教學(xué)資源與信息，在有限的課堂教學(xué)中輸出更多的課程內(nèi)容，為學(xué)生提供優(yōu)質(zhì)的教學(xué)服務(wù)。鑒于此，教師需學(xué)習(xí)和借鑒其他院校的先進(jìn)教學(xué)技術(shù)，借助多媒體技術(shù)來(lái)為學(xué)生展示視頻動(dòng)畫(huà)和圖片文字，從而以圖像講解實(shí)驗(yàn)步驟、圖文講解理論基礎(chǔ)的形式來(lái)增強(qiáng)數(shù)字圖像處理課程的趣味性和新穎度，從而能夠獲取顯著的教學(xué)成效。此外，教師還應(yīng)摒棄傳統(tǒng)的黑板展示的教學(xué)方式，應(yīng)通過(guò)采用幽默的語(yǔ)言技巧和豐富的肢體語(yǔ)言來(lái)為學(xué)生創(chuàng)設(shè)良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，從而能夠增進(jìn)師生間互動(dòng)和交流，為提高教學(xué)質(zhì)量創(chuàng)設(shè)有利條件。或者，教師還應(yīng)借助各種信息技術(shù)來(lái)構(gòu)建翻轉(zhuǎn)課堂、實(shí)施微課教學(xué)，從而能夠?yàn)閷W(xué)生提供先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)，吸引學(xué)生全神貫注地參與到數(shù)學(xué)圖像處理課程學(xué)習(xí)中，最終能夠在活躍課堂氛圍、調(diào)動(dòng)學(xué)生情緒的同時(shí)，提高他們課程學(xué)習(xí)效率。

（三）充實(shí)課程教學(xué)內(nèi)容

一般而言，教師在開(kāi)展數(shù)字圖像處理課程教學(xué)時(shí)會(huì)將教材中的核心技術(shù)分為三個(gè)不同的教學(xué)層次，其中包含基礎(chǔ)數(shù)字圖像處理、圖像分析以及圖像理解?；A(chǔ)數(shù)字圖像處理主要是教授學(xué)生認(rèn)知圖像和掌握?qǐng)D像處理幾乎是，其中便包括圖像對(duì)比度調(diào)節(jié)、編碼壓縮、去噪聲以及濾波研究。圖像分析則主要講述了圖像到屬性處理等內(nèi)容，對(duì)圖像目標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)與測(cè)量。圖像理解則講的是圖像到理解判斷的內(nèi)容。伴隨科學(xué)技術(shù)的不斷升級(jí)與優(yōu)化，數(shù)字圖像處理技術(shù)也在不斷更新?lián)Q代，為此，教師需與時(shí)俱進(jìn)地更換和增加適宜的教學(xué)內(nèi)容，以此來(lái)適應(yīng)技術(shù)發(fā)展提出的教學(xué)需求。鑒于此，數(shù)字圖像處理課程教師需在“基礎(chǔ)知識(shí)為核心兼顧數(shù)字圖像處理技術(shù)”的原則下選擇合適的教材版本，盡量能夠涵蓋前者提及的數(shù)字圖像處理和圖像分析等內(nèi)內(nèi)容，其中涉及的內(nèi)容應(yīng)是全面的，引用的案例應(yīng)是最新的，附著的解析應(yīng)是清晰的?；谡n堂教學(xué)時(shí)間的限制，教師必須對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化和整合，刪除多余章節(jié)、增加必要內(nèi)容，以此來(lái)滿(mǎn)足數(shù)字圖像課程教學(xué)需求。

（四）設(shè)置課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)

為幫助學(xué)生幫助基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)，提升他們的實(shí)踐操作技能，數(shù)字圖像處理課程教師需適當(dāng)調(diào)整理論、實(shí)踐教學(xué)比例。鑒于此，教師需結(jié)合崗位技能要求和課程大綱要求來(lái)設(shè)計(jì)豐富多樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案，即應(yīng)在驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基礎(chǔ)上，適當(dāng)探究性和綜合性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，從而能夠形成難度不同的三個(gè)實(shí)驗(yàn)層次，不僅能夠滿(mǎn)足不同學(xué)習(xí)層次學(xué)生提出的學(xué)習(xí)需求，還能夠創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)形式、豐富實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容。一是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，教師需帶領(lǐng)學(xué)生模仿教材中給出的經(jīng)典案例，并對(duì)圖像處理的算法進(jìn)行編程，能夠幫助學(xué)生熟練基礎(chǔ)操作技術(shù)，但是并未有效提高學(xué)生的整合能力和探究能力。二是探究性實(shí)驗(yàn)，教師需將學(xué)生劃分為人數(shù)相近、實(shí)力相當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)小組，并給他們布置探究性實(shí)驗(yàn)任務(wù)，使其能夠協(xié)作完成資料查找、題目確定、方案設(shè)計(jì)以及編程實(shí)現(xiàn)，在此過(guò)程中教師需適當(dāng)提供指導(dǎo)和幫助，最終能夠激發(fā)學(xué)生的自主意識(shí)和參與意識(shí)，提高他們的合作能力和探究能力。三是綜合性實(shí)驗(yàn)。教師為學(xué)生布置極具整合性、綜合性的圖像處理技術(shù)應(yīng)用題目，比如教師可以為學(xué)生布置以下問(wèn)題“此時(shí)有一副麥子的圖像，需要計(jì)算麥子顆粒數(shù)量？”由學(xué)生自主完成程序編寫(xiě)和運(yùn)行，最終對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行客觀分析。在此過(guò)程中學(xué)生需要綜合應(yīng)用灰度變換、空域?yàn)V波、圖像分割、形態(tài)學(xué)運(yùn)算、圖像標(biāo)注等多個(gè)圖像處理技術(shù)來(lái)完成實(shí)驗(yàn)分析。這樣，不僅能夠有效鍛煉學(xué)生的遷移能力和整合能力，還能夠提高學(xué)生的實(shí)際問(wèn)題解決能力。

（五）科學(xué)合理地選擇考核方法

基于數(shù)字圖像處理課程設(shè)計(jì)有專(zhuān)業(yè)算法，因此，教師有必要帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行上機(jī)操作，旨在鍛煉他們的實(shí)踐操作技巧。為此，教師在開(kāi)展課程評(píng)價(jià)時(shí)，不僅僅要關(guān)注學(xué)生的理論測(cè)試成果，還應(yīng)將上機(jī)操作情況納入考核范圍內(nèi)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行過(guò)程性、結(jié)果性評(píng)價(jià)，即教師除去重視考試成績(jī)，還應(yīng)對(duì)學(xué)生的組內(nèi)表現(xiàn)、上機(jī)實(shí)驗(yàn)、課后作業(yè)進(jìn)行全方位考核，旨在幫助學(xué)生了解自己多所學(xué)知識(shí)的掌握情況，從而能夠后針對(duì)性地彌補(bǔ)知識(shí)漏洞和技能短板。此外，教師還可以依據(jù)綜合性評(píng)價(jià)結(jié)果來(lái)適當(dāng)調(diào)整教學(xué)方案。一則，教師需對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行理論性測(cè)試，通過(guò)設(shè)計(jì)難度適宜的考試題目來(lái)檢測(cè)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解程度。二則，教師還應(yīng)組織開(kāi)展上機(jī)測(cè)試，結(jié)合經(jīng)典圖像處理算法來(lái)設(shè)置上機(jī)實(shí)驗(yàn)要求，從而結(jié)合學(xué)生編寫(xiě)程序進(jìn)行圖像實(shí)驗(yàn)的成效來(lái)判斷他們的實(shí)踐操作能力。三則，教師還應(yīng)結(jié)合課堂問(wèn)答情況、小組探究情況、作業(yè)完成情況等等來(lái)對(duì)他們的整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)。這樣全方位、多維度的考核方式能夠幫助學(xué)生進(jìn)一步深化對(duì)知識(shí)的理解和掌握。

三、結(jié)語(yǔ)

總而言之，為切實(shí)推進(jìn)數(shù)字圖像處理課程改革進(jìn)程，教師有必要在先進(jìn)教學(xué)理念的引領(lǐng)下創(chuàng)新教學(xué)模式，充實(shí)教學(xué)內(nèi)容、豐富實(shí)驗(yàn)形式，最終能夠完成教授學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)、實(shí)踐技能的教學(xué)任務(wù)之余，提高他們的探究能力、協(xié)作能力、應(yīng)用能力以及遷移能力，最終促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳冬梅.融入研究性教學(xué)模式的《數(shù)字圖像處理》課程教學(xué)改革[J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào)：理學(xué)版，2012（S2）：3.

[3]肖志勇，劉建軍，宋曉寧，等.《數(shù)字圖像處理》課程教學(xué)改革探索研究[J].教育教學(xué)論壇，2017（3）：2.