馬宏興 張伶

摘要：數(shù)字圖像處理課程在信息工程類專業(yè)中有著重要的地位。結合實際教學工作，本文針對本科教學中的數(shù)字圖像處理課程，從教學內容、教學方法、評價機制等方面進行了教學改革與探索。由教學效果來看，提高了學生對該課程的學習積極性，培養(yǎng)了學生分析與解決實際圖像工程問題的能力。

關鍵詞：數(shù)字圖像處理;課程設計;教學改革

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）12-0146-02

1引言

數(shù)字圖像處理課程在電子信息工程、信息工程專業(yè)培養(yǎng)計劃中是一門專業(yè)必修課，在該專業(yè)的學生知識體系建立中有著重要的作用。該課程主要講授圖像處理的基礎理論，基本方法，主要內容涉及圖像信息的基本表示、分析和處理方法，圖像信息的獲取、存儲、傳輸、處理及顯示的基本技術及應用。通過該課程的學習，使電子信息工程、信息工程專業(yè)的學生能夠掌握數(shù)字圖圖像處理的基本理論、方法、技術，發(fā)解數(shù)字圖像處理的最新應用和發(fā)展前景，為今后從事與數(shù)字圖像處理領域有關的研究和開發(fā)打下良好的基礎。

目前，在數(shù)字圖像處理課程本科教學過程中，存在著課時數(shù)不足，教材選用不當，實驗和教材相對脫節(jié)，學生只掌握了基礎知識，沒有將其應用于實際工程中等諸多問題。針對這些教學過程中的實際問題，本文從教學內容、教學方法、實驗設置、考核方式等方面，對數(shù)字圖像處理課程的教學與實踐進行了一些教學改革和初步的探索。

2教學現(xiàn)狀

當前，電子信息工程專業(yè)和信息工程專業(yè)所用教材為胡學龍老師編撰的《數(shù)字圖像處理》（第3版），在實際教學過程中，授課方式基本是按照“黑板+多媒體”的方式進行，主導是老師，學生只是聽和做，沒有發(fā)揮學生的主觀能動性。另外實驗以驗證性實驗為主，基本沒有設計性實驗。從這些年數(shù)字圖像處理課程的教學效果來看，學生對數(shù)字圖像處理課程的學習積極性不是太高，實驗也是流于形勢，學生成績相對處于下滑趨勢。分析其原因，主要有下面幾個方面：

（1）教學內容仍以理論為主。由于數(shù)字圖像處理是一門多學科交叉的課程，對數(shù)學基礎要求較高，實際授課過程中學生理解困難，例如講圖像變換時，由于涉及傅里葉變換，學生就會興致缺缺，基本不會參與到老師的授課過程中。

（2）教學方式仍是“多媒體+板書”，在實際授課過程中，學生仍是被動者，參與度不高，也激不起興趣。

（3）實驗效果不好，學生在完成實驗項目時，由于Matlab基礎不夠，或者數(shù)字圖像處理理論掌握不到位，也多以網(wǎng)上下載程序來完成實驗，而不是去理解，去自己編寫程序，大多數(shù)是以完成實驗任務的想法為主，而不是抱以“學習”的態(tài)度。

（4）考核方式存在問題。學生成績=平時（20%）+實驗（20%）+考試（60%）。學生的平時成績取決于考勤和作業(yè)，而沒有考慮到學生如何完成;實驗也是以考勤和實驗報告為主，沒有考察學生的完成過程;考試是全面考核學生對本課程的掌握情況，但是因學生生源及畢業(yè)率等問題，學生成績處于下滑狀態(tài)。

3教學改革

針對這些現(xiàn)狀，學院組織相關老師對該門課程進行了反復討論，重新修訂大綱與教學計劃，采取一些新的措施來提高數(shù)字圖像處理課程的教學質量，這些措施中，最主要的是突出了圖像處理課程設計，希望通過學生完成課程設計這一任務，來提高教學質量。

（1）更新授課內容與知識體系

重新規(guī)劃授課內容和知識體系，重新編撰新的講義，該講義需要結合原有圖像處理的知識體系，并在此基礎上，加入實際應用案例，通過這些案例，使學生能夠從心理上知道為什么要學數(shù)字圖像處理，學習之后有什么用，從而改變學生的學習觀念，從一個知識的接收者轉變成為一個知識的發(fā)現(xiàn)者和探索者。

改革后，數(shù)字圖像處理課程總學時保持不變，但在基礎知識講解時會相應減少課時量，一部分知識會要求學生在課前或課后去看視頻學習;每一章的授課內容中，會加入實際應用問題的課時，在課堂上與學生討論并加以解決;另外，有關基礎實驗會讓學生自己完成，教師會抽出相應課時進行提問和驗收。

（2）建立課程資源

根據(jù)所重新編撰的數(shù)字圖像處理講義，對基礎知識建立視頻庫和文檔資料庫，如果學生對某一知識理解不夠，可以去看相應視頻或文檔。同時，也會給學生提供一些網(wǎng)絡優(yōu)質資源網(wǎng)站，引導學生去利用網(wǎng)絡資源，拓展眼界。

（3）明確課程設計為重要環(huán)節(jié)

數(shù)字圖像處理課程改革后，突出課程設計這一環(huán)節(jié)。在實際授課過程中，第一次課就會給學生布置一個有關數(shù)字圖像處理的課程設計任務，例如車牌識別或者人臉識別，這一設計任務是一個綜合性的工程問題，需要涉及數(shù)字圖像處理的各個知識環(huán)節(jié)。

學生在接受這一課程任務后，首先去查找資料，明確課程設計題目的實現(xiàn)流程，并提交相關文檔。教師在審閱這些文檔之后，在數(shù)字圖像處理課程的理論教學過程中，應有意識地根據(jù)學生提交的課程設計任務，對其展開討論并針對所設計的任務提出解決方案，提高學生的參與度，使得學生增加數(shù)字圖像處理課程的興趣。期末學生完成課程設計任務后，需要做PPT文檔，并用5到7分鐘時間面向全班學生進行答辯，同時依據(jù)課程設計，完成3000字左右的小論文寫作。

在課程設計過程中，需要注意的一點是授課教師應時刻關注學生的課程設計進度，不能布置后就置之不理。學生寫小論文時應該給出明確的寫作格式和寫作注意要點，從而訓練學生的寫作能力和歸納能力，提高論文撰寫能力。

（4）多種教學模式并舉，提高教學質量

在教學過程中，采用多種教學方式，教學不再是“多媒體+板書”，而是理論授課、課堂討論、工程項目、團隊作業(yè)、課后視頻學習、課程設計、課程實驗等多種形式存在，互補，以提高學生的參與度，積極性。

（5）考核方式多樣性

數(shù)字圖像處理課程改革后，注重過程教學，學生成績重點不在考試，而是在學習這門課程的過程中，學生學會了什么，做了什么，掌握了什么。學生的最終成績組成化分地更為細致，學生成績評定如表1所示。

從上表中可以看出，由課程設計與設計答辯組成的課程設計分值占30%，比重非常高。另外學生的成績評定不再是平時+實驗+考試模式，而是由10項組成，使得學生的成績處理過程性評價中，學生成績變得更為客觀。

4結論

自實施數(shù)字圖像處理課程教學改革后，該課程便成為學生喜歡的一門課程，學生的上課積極性在增加，學生上課玩手機、睡覺情況減少，聽課的學生變多，問問題的學生漸多，課后學生也會根據(jù)設計任務，查找資料并完成課程設計。整體來看，初步完成了數(shù)字圖像處理課程改革目的。