淺析數字圖像處理教學(xué)方法改革的實(shí)踐探索論文

　　摘要：數字圖像處理是我校計算機和通信類(lèi)專(zhuān)業(yè)的必修課程。針對這門(mén)課的特點(diǎn)和我校的實(shí)際情況從理論和實(shí)驗教學(xué)兩個(gè)方面對“數字圖像處理”的教學(xué)方法改革進(jìn)行了實(shí)踐探討。教學(xué)實(shí)踐表明這項改革對于學(xué)生更好地掌握數字圖像處理技術(shù)，提高綜合素質(zhì)和培養創(chuàng )新能力起到的積極作用。

　　關(guān)鍵詞：數字圖像處理教學(xué)改革方法探討

　　引言

　　數字圖像處理（DigitalImageProcessing）是信息技術(shù)中的一門(mén)新興綜合性學(xué)科。這門(mén)課主要研究圖像數字化處理過(guò)程的理論原理、方法技術(shù)和過(guò)程，該課程要求學(xué)生掌握數字圖像處理技術(shù)的基本概念、原理、算法及其處理技術(shù)；這門(mén)課程的理論性強，需要較強的數學(xué)基礎和具備一定計算機方面功底，目前理工類(lèi)或綜合類(lèi)院校幾乎都開(kāi)設了數字圖像處理的相關(guān)課程，我校也從2000年開(kāi)始開(kāi)設了這門(mén)課程，一般安排在本科三年級或四年級上半期開(kāi)設。

　　1數字圖像處理的課程特點(diǎn)

　　這門(mén)課程的傳統教學(xué)方法難以達到理想的教學(xué)效果，原因在于：學(xué)生面對諸多抽象的理論和煩瑣的數學(xué)公式往往無(wú)所適從；授課教師很難用現有的教學(xué)方式實(shí)時(shí)表達數字圖像處理前后的直觀(guān)效果，致使學(xué)生難以理解圖像變換實(shí)際的演變邏輯和演變過(guò)程，面對眾多繁雜的推演公式只能死記硬背，學(xué)習起來(lái)效果可想而知，因此，有必要對現有的教學(xué)方法進(jìn)行改進(jìn)。

　　2課程教學(xué)改革實(shí)踐的探索

　　通過(guò)對數字圖像這門(mén)課多年來(lái)的實(shí)踐教學(xué)和經(jīng)驗總結，筆者認為應該從理論和實(shí)驗兩個(gè)方面來(lái)對現有的教學(xué)方法進(jìn)行兩方面著(zhù)手：一是理論教學(xué)體系和教學(xué)方法；二是實(shí)驗教學(xué)的改進(jìn)。兩者相輔相成都是數字圖像處理這門(mén)課的兩個(gè)重要環(huán)節，缺一不可。

　　2.1理論教學(xué)方面

　　在理論教學(xué)方面應著(zhù)重于教學(xué)體系的選擇和教學(xué)形式的改革，具體體現為：第一，在教材的選擇和教學(xué)內容的安排上，應根據本校學(xué)生和教學(xué)的實(shí)際需要進(jìn)行教材的精選和教授內容的合理安排。第二，教學(xué)內容的取舍上應該貫徹“少而精”原則對課程內容進(jìn)行了適當的取舍和更新。以專(zhuān)題形式向學(xué)生介紹最新的、前沿性的學(xué)科知識，這不僅能滿(mǎn)足學(xué)生的獵奇感，而且在有意理論素養和應用方面隊學(xué)生加以啟發(fā)和引導，讓學(xué)生不自覺(jué)地養成好的學(xué)習的習慣。第三，應用形象化教學(xué)手段教學(xué)。數字圖像處理是以數字圖像為研究對象。針對數字圖像的圖像信息豐富，圖像處理前后的效果又無(wú)法用語(yǔ)言、文字等方式表達，因此，多媒體課件制作的好壞直接影響到學(xué)生學(xué)習這門(mén)課的最終效果。目前國內尚無(wú)比較成熟的數字圖像處理CAI課件，我們針對性研制了相應的教學(xué)課件和電子教案，讓學(xué)生在教學(xué)中直觀(guān)體會(huì )圖像變換前后的實(shí)際對比效果。同時(shí)在課堂教學(xué)中引入適當的圖例分析和編程處理實(shí)例可以使原本很抽象的內容變得生動(dòng)具體。

　　2.2實(shí)驗教學(xué)的改革

　　實(shí)踐教學(xué)實(shí)習是本課程不可或缺的重要教學(xué)環(huán)節。目前國內還沒(méi)有公認比較實(shí)用和完善的實(shí)驗教學(xué)體系。我們對實(shí)驗教學(xué)體系和內容的把握體現在以下幾點(diǎn)：

　�。�1）實(shí)驗環(huán)境的選擇。數字圖像處理不同于用Photoshop等圖像處理軟件對圖像作現成的操作，它要求學(xué)生在掌握有關(guān)基礎理論、典型方法的基礎上，利用編程技巧實(shí)現圖像信息的各種處理，如圖像增強、圖像分割、圖像分析等。多數教師選擇MATLAB作為實(shí)驗語(yǔ)言，主要因為其功能強大的圖像圖形處理工具包。但大多數學(xué)生并不熟悉MATLAB，我們選擇了C++語(yǔ)言作為基本的編程語(yǔ)言，因為高年級學(xué)生已經(jīng)對C++比較熟悉并在今后又會(huì )經(jīng)常使用。

　�。�2）精選實(shí)驗教學(xué)內容。在“數字圖像處理”的實(shí)驗課教學(xué)中，突出強調理論知識和實(shí)踐能力的結合，為此，選擇圖像處理中幾個(gè)最典型的算法作為實(shí)驗課教學(xué)的主要內容，包括圖像灰度增強、圖像壓縮、圖像域值分割、偽彩色處理等。實(shí)驗內容包括圖像的讀取和顯示、直方圖均衡化、平滑和銳化濾波、膨脹和腐蝕等。這些實(shí)驗教學(xué)內容有助于學(xué)生實(shí)踐掌握課上講授的知識，增強了學(xué)生自主完成任務(wù)的主動(dòng)性和積極性，能夠有效提高學(xué)生的編程實(shí)踐能力。

　�。�3）改革實(shí)習教學(xué)手段�！皵底謭D像處理”實(shí)習內容包括圖像處理軟件的選擇和使用、處理算法設計和實(shí)現等。針對往年已有的實(shí)習材料看，指導教師在實(shí)習前將較多的精力花在講解實(shí)習目的、原理、內容和實(shí)習步驟等方面，而占用學(xué)生自己動(dòng)手實(shí)習的時(shí)間偏離試驗的本來(lái)愿望�，F在采用在實(shí)習前就分發(fā)給學(xué)生實(shí)習教學(xué)課件，讓學(xué)生在課件輔導下，課余時(shí)間理解消化實(shí)習內容，騰出了更多時(shí)間探討算法，得出實(shí)習應該有的正確結果，而不至于在實(shí)習中對結果是否正確茫然不知，從而提高了學(xué)生理論和獨立動(dòng)手的能力。

　　2.3開(kāi)展第二課堂活動(dòng)

　　為有效培養學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力，基于完成具體項目的教學(xué)策略是很多學(xué)生必走的一步，讓學(xué)生在實(shí)踐中錘煉，有助于較快地提高學(xué)生的理論認知水平和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。在上課之初將學(xué)生分組每組給出一個(gè)實(shí)際的學(xué)期項目。由于有充分的時(shí)間可以收集資料和模仿學(xué)習，有效提高學(xué)生的學(xué)習積極性。將課堂的實(shí)驗任務(wù)與學(xué)期項目有機結合起來(lái)，有助于學(xué)生發(fā)現學(xué)習內容彼此之間的聯(lián)系，促進(jìn)對知識的綜合掌握和靈活應用。

　　3考核手段的探索

　　以往的課程考核主要通過(guò)期終考試來(lái)考核學(xué)生對課堂所學(xué)內容的理解和掌握程度，由分數來(lái)定結果，這種考核方式雖然能部分反映學(xué)生的學(xué)習能力但很難考核學(xué)生發(fā)現、分析和解決具體問(wèn)題的能力差別，不利于發(fā)揮學(xué)生的主觀(guān)能動(dòng)性以及創(chuàng )造能力的培養；還可能導致出現學(xué)生在學(xué)習過(guò)程中常出現平時(shí)不努力，考前突擊復習四處打聽(tīng)考題的情況，為了加強學(xué)生能力的培養，我們將平時(shí)的聽(tīng)講、回答問(wèn)題、作業(yè)的情況等列入平時(shí)成績(jì)，還鼓勵學(xué)生就某一專(zhuān)題進(jìn)行發(fā)言探討等多種學(xué)習形式。課程最終的考核成績(jì)綜合期末考試成績(jì)、實(shí)驗成績(jì)、專(zhuān)題成績(jì)和平時(shí)成績(jì)幾個(gè)部分加權平均得出。

　　4結束語(yǔ)

　　經(jīng)過(guò)多年的探索，我們在《數字圖像處理》課程的教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)對教學(xué)體系、實(shí)驗體系和考核方法和方式上的改進(jìn)，有針對性地制作了大量圖像處理前后對比課件和現場(chǎng)演示相結合進(jìn)行教學(xué)，通過(guò)形象化實(shí)例化教學(xué)，極大地提高了學(xué)生的學(xué)習積極性，教學(xué)效果很不錯，學(xué)生反響很好，同行評價(jià)也比較高。

　　參考文獻

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