移动终端应用辅助《数字图像处理》课程的教改实践探讨

李滔 王维博 王海滨

[摘 要] 数字图像处理是通信、电子、计算机等专业的基础课程。针对数字图像处理传统教学模式中存在的问题进行分析，提出了使用移动终端应用辅助数字图像处理课程的教学方法，该教学方法包含“体验→思考→专题教学→实践”四个教学环节，以学生为教学的主线，增强他们对数字图像处理技术的直观体验，提高他们的学习兴趣和学习效率，有效实现课程的教学目标。

[关 键 词] 移动终端；数字图像；教学环节；专题教学

[中图分类号] G642 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2017）34-0030-01

一、数字图像处理课程的特点和教学现状

数字图像处理课程的主要内容包括：图像变换、图像压缩编码、图像增强和复原、图像分割、图像描述、图像识别与分类等方面[1]。课程的理论性和实践性要求较高：由于数字图像属于二维信号，因此要求学生具有高等数学、信号处理等相关课程的基础；课程较强的应用实践背景，也对学生的编程动手能力提出了较高的要求[2]。同时，随着计算机、信息处理等技术的发展，以及深度学习等新颖技术的出现，图像处理技术中不断有新的方法涌现，如何将这些新方法引入课程，对数字图像处理课程的教学也提出了更高的要求。

然而，传统的教学模式中，课程的教学多侧重于理论知识的介绍，学生被动地接受这些复杂抽象的知识，无法理解它们的原理和内涵[3]，从而学习兴致不高、对相应图像处理技术的掌握不稳固，达不到课程教學的目的。此外，传统教学模式中的实验教学，多以演示型和验证型为主，学生的参与度不高，对图像处理技术的应用没有直观、深刻的认识和理解。

二、使用移动终端应用辅助课程的教改实践探讨

智能手机、笔记本、平板电脑等移动终端设备兼具通信、社交、娱乐等多种功能，在高校学生中已经非常普及，学生对其依赖的程度也日益加深。在数字图像处理课程中，将移动终端对学生的强大吸引力应用到教学实践中，设计了使用移动终端应用辅助数字图像处理课程的教学方法，该教学方法分为“体验→思考→专题教学→实践”四个教学环节，四个环节环环相扣，充分发挥学生的学习主体作用，较好地实现知识传授和能力培养的教学目的。

（一）体验移动终端上数字图像处理技术相关的应用

移动终端上的应用内容丰富，其中不少应用都涉及了各种数字图像处理技术，如，智能手机进行全景拍摄时应用了图像拼接方法；美图秀秀消除笔使用了图像修复技术；美颜相机磨皮使用了图像锐化、图像增强等技术；移动终端拍照时的笑脸抓拍、支付宝或微信的扫描付款等都涉及了图像分割、图像识别等技术。在专题教学之初，就引导学生在移动终端上使用与专题技术相关的应用，让学生直观地体验数字图像处理技术在实际生活中的应用，使他们在思维上与具体的图像处理技术产生联系，从而提高他们对相关图像处理技术的学习兴趣。

（二）引导学生结合应用体验进行思考

在学生充分体验图像处理技术相关应用的过程中，适时引导学生观察、发现、比较、思考，如，应用的输入图像具有什么特征（反映了相应技术依赖的模型），应用输出图像具有哪些特点（反映了相应技术的功用），应用的体验过程中有哪些关键的操作步骤（反映相应技术的处理流程），应用处理哪些图像特别有效，处理哪些图像效果不明显（反映了技术的优势和局限性）。思考的内容可以是多方面的，并不局限于以上几种，通过这种方式使学生带着问题进入教学的第三个环节，进行有针对性的学习。

（三）以问题为导向开展专题教学

在课堂调研的基础上，整理学生在第二个教学环节中思考的问题以及他们的疑惑，结合教学的重难点，设计以问题为导向的教学专题。在专题教学过程中，对学生而言，需要主动寻找问题的答案；对教师而言，要结合应用的使用步骤进行图像处理专题技术的拆解，从而条理化地讲授专题技术的理论知识，同时对学生在体验中产生的问题进行针对性的讲解，对他们主动寻找到的答案正确性进行验证，达到“解疑释惑”的目的。

（四）课程实践

专题教学之后，布置课后练习，要求学生借助各种开发工具/平台（如Matlab、Visual Studio、OpenCV、Eclipse等），在移动终端上进行图像处理小应用的开发。通过前三个环节学生对技术已经有了直观、概念、理论上的认识和理解，第四个环节通过动手实践来夯实他们对技术的掌握程度，同时有助于他们通过实践提出更好的方法。

总之，使用移动终端应用辅助数字图像处理课程的教学方法，采用了“体验→思考→专题教学→实践”四个教学环节，以学生为教学的主线，引导他们在体验中思考，以问题为导向开展专题教学，在学生对图像处理技术有了全面了解的基础上开展课程实践。通过这种教学方法，不仅能激发学生对课程的学习兴趣，提高学习效率，还能提高学生分析问题和解决问题的能力，从而有效地实现教学目标。

参考文献：

[1]杨兴全.图像处理课程教学改革[J].神州，2013（15）：129.

[2]邓丽珍，朱虎.“图像与视频处理”课程立体化教学研究：以归一化互相关图像匹配为例[J].电子世界，2016（11）：36.

[3]杜云明，盖丽娜，刘文科，等.立体化教学模式在数字图像处理课程教学中的应用[J].经济师，2016（1）：241-242.