劉艷華

【摘 要】本文針對(duì)《數(shù)字圖像處理》課程教學(xué)中存在的問(wèn)題，將案例教學(xué)法引入到課堂教學(xué)中，經(jīng)過(guò)多次實(shí)踐教學(xué)，取得了較好的教學(xué)質(zhì)量，大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和利用計(jì)算機(jī)處理實(shí)際問(wèn)題的能力，教學(xué)效果良好。

【關(guān)鍵詞】案例教學(xué)法；圖像處理；課程教學(xué)

Application of Case Teaching in “Digital Image Processing” Course

LIU Yan-hua

（School of Information Engineering Yancheng Institute Of Technology， Yancheng Jiangsu 224051，China）

【Abstract】Aiming at the existing problem in teaching of "digital image processing"， the case teaching method is introduced in classroom teaching， after repeated practice of teaching， the teaching quality is better， the students' interest in learning and quality of using a computer to solve the actual problem are improved greatly， the teaching effect is good.

【Key words】Case teaching method；Image processing；Teaching

《數(shù)字圖像處理》課程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，偏重于應(yīng)用，廣泛應(yīng)用在航空航天、醫(yī)療、檢測(cè)、軍事、廣告等行業(yè)[1-3]。它是模式識(shí)別、多媒體、圖像通信等學(xué)科的基礎(chǔ)，是電子信息工程、通信與信息系統(tǒng)、信號(hào)與信息處理等學(xué)科的重要的專業(yè)課程。

在現(xiàn)代教育中，如何提高學(xué)生利用所學(xué)理論分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力是課程教學(xué)中必須引起重視的。《數(shù)字圖像處理》課程光靠講解理論知識(shí)，學(xué)生難以理解，而且很枯燥，傳統(tǒng)的教學(xué)模式已經(jīng)無(wú)法適用。即使使用了多媒體，比利用黑板要形象一些，但是仍然不能有效改進(jìn)教學(xué)效果，使學(xué)生學(xué)以致用。

針對(duì)上述問(wèn)題，本文將案例教學(xué)法應(yīng)用于《數(shù)字圖像處理》教學(xué)，經(jīng)過(guò)實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)能夠有效的提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，通過(guò)學(xué)習(xí)，學(xué)生利用計(jì)算機(jī)解決數(shù)字圖像處理問(wèn)題的能力大大提高。

1 案例教學(xué)法

案例教學(xué)法起源于美國(guó)哈佛商學(xué)院，在20世紀(jì)20年代開(kāi)始倡導(dǎo)案例教學(xué)法，頗具績(jī)效。20世紀(jì)80年代初被我國(guó)引入，經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，目前主要應(yīng)用在法學(xué)、醫(yī)學(xué)和管理學(xué)等專業(yè)的教學(xué)[4-5]，但是工科的應(yīng)用很少。

傳統(tǒng)的教學(xué)是以講授知識(shí)為主，學(xué)生以學(xué)習(xí)知識(shí)為主，學(xué)習(xí)的知識(shí)很難具有針對(duì)性，學(xué)習(xí)完也不能充分體會(huì)所學(xué)知識(shí)的用處，使學(xué)習(xí)積極性嚴(yán)重下降。案例教學(xué)法是提出一個(gè)問(wèn)題，以解決實(shí)際問(wèn)題為目的，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)該問(wèn)題去調(diào)研，了解該問(wèn)題提出的背景，運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)思考、分析和解決問(wèn)題。這樣，學(xué)生可以快速掌握分析、解決問(wèn)題的方法，另外，不同的學(xué)生可能提出很多種完全不同的解決方法，通過(guò)互相交流，更有利于深刻理解所學(xué)知識(shí)。

案例教學(xué)的主體是學(xué)生，學(xué)生必須主動(dòng)積極的去調(diào)研、閱讀、思考，自主地討論、交流。教師主要起引導(dǎo)的作用。所以案例教學(xué)法需要學(xué)生的積極參與和配合。

2 案例教學(xué)法在《數(shù)字圖像處理》課程中的應(yīng)用

根據(jù)《數(shù)字圖像處理》課程的教學(xué)大綱和教學(xué)內(nèi)容，選取具有代表性的案例。案例所用到的知識(shí)要能夠覆蓋大部分知識(shí)點(diǎn)，以實(shí)際應(yīng)用為主，將教材中的知識(shí)進(jìn)行拓展，便于理解和掌握。

案例教學(xué)法應(yīng)用于課堂主要分為以下幾個(gè)過(guò)程：案例的選取、案例的講解、對(duì)案例進(jìn)行討論、案例總結(jié)。圖像處理課程教學(xué)內(nèi)容大致可分為圖像變換、圖像增強(qiáng)、圖像編碼壓縮、圖像復(fù)原、圖像分割幾個(gè)部分。本文拿圖像增強(qiáng)為例來(lái)闡述案例教學(xué)法。

2.1 案例的選取

教學(xué)案例的選取首先要緊緊圍繞教學(xué)目標(biāo)，其次，選取案例還應(yīng)貼近生活，解決生活中的實(shí)際問(wèn)題，這樣學(xué)生才比較感興趣，才能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。要選取比較典型的案例，學(xué)生學(xué)完要能夠舉一反三、觸類旁通。

2.2 案例的組織

圖像增強(qiáng)技術(shù)，主要包含：灰度級(jí)矯正、灰度變換、直方圖變換等。在案例中，給出一個(gè)不清晰的圖像，要求分別用灰度級(jí)校正、線性變換、分段線性變換、非線性灰度變換、直方圖均衡方法對(duì)該圖像進(jìn)行圖像增強(qiáng)，并比較效果有何不同，比較每種方法的優(yōu)劣。

2.3 案例講解

講解選取的案例，讓學(xué)生將案例當(dāng)成任務(wù)來(lái)完成。教師給出事先做好的案例給學(xué)生展示，叫大家思考如何來(lái)實(shí)現(xiàn)。分析每個(gè)案例中包含的知識(shí)點(diǎn)，掌握學(xué)生的水平。

分析每個(gè)案例，給出案例實(shí)現(xiàn)的思路，詳細(xì)講解所應(yīng)用的知識(shí)點(diǎn)，結(jié)合所給案例，詳細(xì)講解實(shí)現(xiàn)的核心部分。

2.4 案例討論

通過(guò)案例講解，學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)及其應(yīng)用有了比較深的認(rèn)識(shí)，案例討論，解決學(xué)習(xí)中遇到的問(wèn)題，對(duì)案例的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行討論，每個(gè)學(xué)生自由發(fā)表自己的想法。這個(gè)過(guò)程中，可以把學(xué)生進(jìn)行分組，以小組為單位進(jìn)行討論，然后派學(xué)生代表進(jìn)行匯報(bào)。

通過(guò)討論環(huán)節(jié)，學(xué)生可以鞏固知識(shí)，并且會(huì)對(duì)同一個(gè)問(wèn)題的不同解決方法有新的感悟。也有利于教師以后的教學(xué)。

2.5 案例總結(jié)

教師依據(jù)教學(xué)案例的實(shí)現(xiàn)，將所用到的知識(shí)，突出重點(diǎn)、難點(diǎn)，進(jìn)行總結(jié)。并對(duì)實(shí)現(xiàn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行講解，給學(xué)生以警示和啟發(fā)。

3 案例教學(xué)在工科教學(xué)中可能存在的問(wèn)題

在文科類專業(yè)中，案例教學(xué)法得意廣泛實(shí)施，是因?yàn)槠浒咐Y料一般完全可以用文字或數(shù)據(jù)表達(dá)清楚。但是案例教學(xué)法應(yīng)用于工科專業(yè)時(shí)，面臨著諸多難題。工科中的案例相當(dāng)多的內(nèi)容是一個(gè)功能如何實(shí)現(xiàn)的具體的技術(shù)問(wèn)題，完全用文字和數(shù)字來(lái)表達(dá)問(wèn)題是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，不光要輔以照片、多媒體動(dòng)畫(huà)等課件，很多時(shí)候還需要在具體實(shí)踐中不斷的修改方案。比如圖像增強(qiáng)的案例，我們可以把每種方法的matlab實(shí)現(xiàn)程序?qū)懗鰜?lái)，但是不在電腦上運(yùn)行學(xué)生并不能直觀的觀測(cè)處理的結(jié)果是否正確。上述問(wèn)題導(dǎo)致案例教學(xué)成本增加，不方便性也稱為工科案例教學(xué)的障礙。

討論是案例教學(xué)的重要過(guò)程，這就要求學(xué)生不光要有很強(qiáng)的處理問(wèn)題的能力，還要有很強(qiáng)的語(yǔ)言表達(dá)、溝通能力，這些對(duì)于還未離開(kāi)校門的、毫無(wú)經(jīng)驗(yàn)的、又是接觸新知識(shí)的學(xué)生而言，他們往往會(huì)感到很困難、很茫然。

這就要求學(xué)生要多花時(shí)間，要思考，多預(yù)習(xí)。

4 結(jié)束語(yǔ)

雖然案例教學(xué)用于工科課堂有諸多不便和困難，但是這種教學(xué)法的應(yīng)用可以完全擺脫填鴨式教學(xué)，把學(xué)生作為課堂的主體，能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)力，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，督促學(xué)生自己思考問(wèn)題，使學(xué)生學(xué)習(xí)有成就感。另外通過(guò)學(xué)生和老師之間的互相討論，還可以改善師生關(guān)系，使老師更加了解每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，便于因材施教。

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[責(zé)任編輯：丁艷]