数字图像处理课程教学模式研究

何朝霞

摘要：为进一步提高数字图像处理课程的教学质量，笔者提出一种理论课程教学模式，将翻转课堂和案例教学法结合使用，并以“灰度映射”内容为例，对课程教学过程进行具体阐述。研究目的是提高学生的自主学习能力和动手能力，提高教学水平和质量。

關键词：翻转课堂；案例教学法；教学模式

数字图像处理课程涉及的学科领域和理论知识非常广泛，学生一方面被数字图像处理技术具有的应用前景所吸引，另一方面又对课程的抽象理论和烦琐的公式感到苦恼。为了激发学生的学习兴趣，提高教学质量，教师采用的教学模式多倾向于项目驱动法、任务驱动法、实验案例驱动法等，但是不论哪一种课堂教学模式都存在局限性，仍然是以教师为主导，学生的参与度较低。本文探讨一种新的理论课程教学模式，将翻转式课堂和案例教学法相结合，让学生积极主动地参与课堂活动，进而引导学生更有目的性的学习。

一、翻转课堂简介

翻转课堂起源于美国科罗拉多州林地公园高中。之后，翻转课堂的理念逐渐在全世界各个高校中迅速推广和发展。翻转课堂和传统课堂区别如下。

传统课堂：教师是知识传授者、课堂管理者，学生是被动接受者；课前教师对学生没有了解，课堂中以教师为中心；教师单向讲授知识内容，学生被动接受知识；课后学生通过作业理解和消化所学知识；课堂技巧为内容展示；评价方式为纸质测试。

翻转课堂：教师是学习指导者、引导者，学生是主动研究者；课前学生通过微课或视频进行学习，教师通过课前作业了解学生的学习情况；课堂中以学生为中心，教师与学生互动，帮助学生理解和消化所学知识；课后学生通过复习视频巩固所学知识；课堂技巧为自主学习、交流反思；评价方式为多角度、多方式测试。

综上所示，翻转课堂主要具备以下特点：需要先进的信息技术作为支持；以学生为中心，充分调动学生的积极性；增加了师生互动。这种课堂教学模式很适合在案例教学法中应用。

二、数字图像处理课程教学模式的探索

数字图像处理课程的内容主要有数字图像的几何变换、空域增强、变换域增强、图像恢复、图像编码、图像分割等。教学目标是让学生较深入地理解数字图像处理的基本概念、基础理论以及解决问题的基本方法，掌握基本的处理技术，了解与各个处理技术相关的应用领域。除此以外，教师要激发学生学习数字图像处理的兴趣，培养其自主学习能力。翻转课堂和案例教学法在“空域增强”的“灰度映射”教学中的具体应用过程如下。

1.教师制作教学资源

“灰度映射”内容包含其定义、分类等知识。教师根据教学内容制作视频、PPT，并提供基于MATLAB的数字图像处理系统等教学资源。视频主要展示各种灰度映射曲线、不同映射曲线的应用方法和基于MATLAB的数字图像灰度映射前后变化等。为提高教学效果，教师可以添加旁白，并将教学资源上传到学习平台中供学生下载学习。

2.课前学生自主学习

学生在课前要从学习平台上下载教学资源，结合教学资源完成学习任务。学习任务主要是图像处理，其内容是让学生在数字图像处理系统上使用不同的灰度映射将自选的图片素材进行处理，并观察图片效果。课前自主学习的时间控制在20分钟内，学生观看视频并完成图片处理，激发自身的学习兴趣和自主学习能力。

3.教师进行案例补充教学

在课前20分钟自主学习的基础上，教师首先对班级学生进行分组，让其讨论不同灰度映射下的图像处理效果，由小组代表向教师汇报结果。教师在了解学生薄弱之处的基础上，一方面，针对学生讨论的结果进行灰度映射的分类、算法等知识讲解，另一方面，结合案例讲解教学资源中未涉及的知识点、难点、重点等。案例教学法在整个教学过程中不仅可以活跃课堂气氛，提高学生分析问题、解决问题的能力，还可以提高学生的理论分析水平。

4.学生完成拓展任务

在自主学习过程中，学生可能会遇到图像处理效果不明显等困难。教师课堂上的补充教学，帮助学生解疑，在此基础上，学生一方面继续完成课前任务，另一方面完成教师布置的拓展任务。整个教学过程前后呼应，进一步激发学生的学习兴趣。

三、结语

数字图像处理对学生有较高的技能要求，将翻转课堂应用到数字图像处理的教学当中，为课程的理论教学注入了全新的活力。学生在课堂学习中，不仅能学到数字图像处理技术理论知识，还能提高自主学习能力和实际动手能力。

参考文献：

[1]宋朝霞，俞启定.基于翻转课堂的项目式教学模式研究[J].远程教育杂志，2014（1）：96.

[2]彭利红，刘海燕.翻转课堂教学法在《医学图像处理》课程教学中的应用[J].中国培训，2017（4）：19.endprint