数字图像处理教学改革探索与实践①

1、数字图像处理教学改革探索与实践 摘 要：本文深入地分析了数字图像处理课程的特点，在教学内容、教学方法和手段、实践教学、考核方式等环节进行探讨，提出注重课程内容建设与课程间的衔接、注重现代化教学手段的运用、注重实践教学的教学理念，实现良好的教学效果。 关键词：数字图像处理 教学 考核 中图分类号：g64 文献标识码：a 文章编号：1673-9795（2013）09（b）-0167-01 近年来，数字图像处理已经迅速发展成为一门集光学、微电子学、计算机科学、信息与计算科学等学科为一体的具有强大生命力的综合性边缘科学。数字图像处理技术在通信工程、遥感技术、地理信息系统、医用图像处理、工业生产、军事、

2、公安、文化艺术等许多领域中发挥着越来越重要的作用。 数字图像处理课程作为信息与计算科学专业的选修课，课程所涉及的知识面广、理论性强、实践环节要求高，其课程内容也在不断快速发展更新、丰富之中。针对该课程特点我们从课程教学内容、教学方法和手段、实践教学、考核方式等环节进行探讨，为今后的对图像处理技术的深入学习和研究打下良好基础，也为其他专业课教学改革提供参考和启示。 1 注重课程内容建设与课程间的衔接 随着科学技术，尤其是计算机软硬件技术的日新月异，数字图像处理领域更有效、更实用的新方法和新手段不断产生，学科的快速发展决定课程教学内容改革的必要性和紧迫性。针对这种情况，我们以内容的基础性兼顾方法的

3、先进性为原则，以当今数字图像处理领域的重要内容作为本课程的基本教学内容，并将最新的成果和前沿性的知识纳入教材，使教学内容在经典的基础上具有先进性和实用性。例如，授课内容保留了图像处理中经典的图像的空间域、频率域增强与复原，边缘检测，图像编码等，增添了比较新颖实用的方法和前沿知识如小波分析和神经网络等作为选学内容。 信息与计算科学专业开设的信息类课程包括数字信号处理、信息论与编码学、数字图像处理、模式识别等，其中前两门课程是数字图像处理的基础，模式识别课程是图像处理的后续课程。在数字图像处理课程的教学中，我们非常注重本课程与先修、后续课程的衔接，在恰当处理教学内容重复问题的同时保持内容的完整性、

4、一致性和连贯性。例如，数字信号处理中已经详细介绍了傅立叶变换的基本理论，在数字图像处理课程傅立叶变换的教学中我们从傅立叶变换的基本理论过渡到着重讲解二维傅立叶变换在图像处理中的应用。 2 注重教学方法与教学手段的运用 2.1 应用现代化教学手段 随着计算机、通信技术应用的迅速普及，计算机辅助教学对传统教学手段的补充作用和对教学方法改革的促进作用显得尤为重要。数字图像处理课程具有涉及知识面广、内容更新快、理论难度大、授课学时有限、实践性强等特点，加之数字图像处理是一门以图像为处理对象，利用计算机进行图像处理的学科，许多图像处理算法最终要在计算机上实现。针对该课程特点，我们将课程教学内容制成课件，

5、采用多媒体计算机开展现代化教学。例如，在介绍图像频域变换的知识中，我们结合教学课件和计算机演示，将抽象复杂的数学公式变为生动直观的实时图像处理演示，以图文并茂、动静结合的表达形式和表现力增强了同学们对抽象事物与过程的认识与理解。 现代化手段教学的实践表明，采用现代化教学手段能缩短学时，使教学内容由平面到立体由抽象到具体，极大地增强课堂教学的直观性、互动性，提高教学效果，调动了学生学习的兴趣与主动性。 2.2 采用多种教学方法结合 采用现代化教学手段，既要充分发挥其优势，又要重视研究对教学方法改革的促进作用，探求新的教学方法。现代化教学手段的使用为我们创造了更好的教学情景，使全方位、多角度的信息

6、在教学过程中得到充分运用。在良好的教学环境下采用启发式教学为主，综合使用问题教学法、项目教学法和类比法等多种教学方法，启发、引导学生深层次、多角度地思考问题，培养创新思维能力，突出学生在教学中的主体地位。 另外，除了充分利用多媒体教学外，我们以专题形式讲授方法应用，引导学生参与到教学和实践的活动中来，通过实际项目问题的研究分析来提高学生之间的协作学习能力，独立思考能力和实践动手能力，促进了学生之间、学生与教师之间在教学过程中的双向交流。 3 注重实践教学 针对图像处理课程特点，纯理论教学已不能满足数字图像处理课程应用性实践性极强的特征，注重实践性教学已成为该课程改革中不可缺少的重要环节。 3.

7、1 加强实践教学的体系与内容建设 该课程有三大特征：（1）基础理论；（2）技术方法；（3）应用。为了充分体现这三大特征，实践教学就理所当然的成为了该门课程教学的强有力的补充。我们在该课程理论教学中设置课内实习，进而设置了集中实习并独立设课的教学模式。实习内容的设计为：基础性实操、验证性实习和具有应用性与创新性的图像处理。例如图像及其直方图显示、图像二值化、边缘检测等实验，学生在理论学习基础上，经过实习与实践过程，加深理解，提高了实际动手能力和创新能力。 3.2 采用教师指导为辅的教学方法 传统的实践教学，指导教师往往花较多时间讲解教学内容和步骤等，结果导致学生自己动手实践的时间不足。因而我们在

8、实践教学中，采用学生自学为主，教师教学为辅，让学生独立摸索图像处理软件操作步骤，探讨图像处理算法设计方法等，教师仅在必要时为学生做指导。这种实践教学方法可以促使学生进一步巩固和消化所学理论知识，提高了学生理论联系实际的能力，实现以教师为中心向以学生为中心的转变。 4 改革单一考核方式 目前信息与计算科学专业开设的数字图像处理课程为选修课，考核方式为考查。考虑到数字图像处理课程是一门实践性和应用性极强的课程，用单一的考核方式将会阻碍学生实践能力和创新能力的培养，达不到较为理想的课堂教学效果，所以，我们设想采用笔试加实践考核相结合的考核模式来解决这一问题。采用这种方式是因为在笔试的环节可以重点考核学生对基础知识的掌握程度，而实践环节则侧重考查了学生运用相关工具的熟练程度和解决实际问题的能力大小。 参考文献 1 贾永红.数字图像处理课程的建设与教学改革j.高等理科教