线上教学模式在数字图像处理课程上的探索与实践

◇福州工商学院 陈丽娟 林 菡 邢婷婷 陆宝林

以我校2019级电子信息工程专业47名学生为授课对象，以数字图像处理课程作为教学内容，运用MATLAB软件平台、慕课、超星学习通、腾讯课堂等，结合学科前沿进行线上教学。实践表明，多平台线上资源的使用有助于学生理论知识的学习和创新能力的提升。可利用线上、线下相结合的实验教学模式，培养适应时代发展的高水平创新型数字图像处理人才。

随着科技的发展，人工智能、大数据和云计算等新技术的普遍应用，对高校的教学模式带来了机遇和挑战。理论与实践相结合、信息化教学、建设数字化资源等获得了一些成效。今年由于疫情的影响，所以我校的大多数课程都采用线上教学，在线课堂教学如火如荼，老师们在各大教学平台化身“直播高手”“网课达人”倾心打造精彩课堂，有效保证了在线学习与线下课堂教学质量实质等效。为进一步推进信息技术与教育教学深度融合，创新线上教学模式，培育和打造线上“金课”，发挥优秀案例引领示范作用，总结在线上教学的经验，展示在线课程建设成果。

1 基本教学思路

对于线上教学，因为是第一次，为了能顺利进行教学，积极主动地学习各种教学平台的操作流程与注意事项，爱课程、中国大学MOOC、超星泛雅、超星学习通、智慧树、学堂在线，雨课堂、腾讯课堂等，结合自己所带课程，广泛寻找适合学生的网络资源，最终确定了合适的网络教学平台。数字图像处理课程主要采用腾讯课堂、QQ群、慕课结合进行线上教学。教学形式主要是直播。老师提前几天将教学内容视频上传到慕课上，在上课前学生提前看完视频，上课时通过提问，检验学生预习情况。然后，通过腾讯课堂直播给学生将重点和难点知识再加深巩固。特别是公式计算、算法、原理和实验部分。最后布置图像处理作业，要求学生运用所学教学内容，在MATLAB上完成。这种教学模式，相当于增加了学生实践环节，学生通过播放暂停回看等操作更好的进行学习。

在正式开课之前，先与班上学生取得联系，为每个课程都建立了一个QQ群，学生都加到了对应课程的QQ群里，方便后面交流沟通。然后对课程线上教学的具体实施过程进行演练，一次又一次的调试，直到达到满意的效果。由于线上教学受网络流量的影响很大，加上全国各个学校都在进行网络教学，各种教学平台的运行极其不稳定，甚至出现崩溃，所有也准备了第二套应急授课方案，以保证线上教学顺利进行。

2 线上教学活动的实施和监督

（1）使用慕课。这是最重要的环节，也是最花时间精力的一个环节。采用中国大学慕课的独立SPOC方式进行创建一门课程。录制教学内容视频，上传到慕课上，学生依然看到的是任课老师的讲解，而且比起以前，这样的讲解还可以反复播放，老师演示的操作可以暂停并一步步模仿，让不同能力的学生可以用自己的学习方式来学习。如图1所示，慕课建好的课程。

图1 慕课建好的课程

录课的时间比教室课堂讲授要多几倍。但是经过这样出来的视频质量很高，从理论讲授到MATLAB演示无缝跳转，避免了各平台转换的操作时间，对知识的传授显得更为流畅。为了方便学生随时能够观看视频，视频最后还要经过压缩处理，使得学生在网络一般的情况下播放视频也不会有问题。

（2）课堂教学。课堂直播主要是讲解重点和难点知识，特别是公式计算、算法、原理和实验部分比较难以理解的内容，剩下的课堂时间用来演示和讨论。

课堂采腾讯课堂直播方式进行。这种方式即使在网络一般的情况下，也能够维持正常的课堂教学。在上课前要求学生必须学习完对应的教学内容视频。学生在学过教学内容视频后，掌握的情况因人而异，所以课堂时间要用来强化学生对知识的掌握，在课堂上设计针对知识点的练习，要求在MATLAB中解决实现。课堂上非常活跃，学生感觉到自己的进步，不太懂的地方马上可以得到老师和同学的帮助。

在课堂上学生完成实验或者作业后可以积极共享屏幕，演示自己的操作，老师可以通过这个方式了解学生实际做得怎么样，其他学生也可以从中学习了解自己不足的地方。这种方式极大地调动了学生的主动性和学习的热情。课堂紧张、有序、有趣。老师在课堂上可以实时看到学生的完成情况，及时指出问题，与学生的互动大大增强了。以往课堂教学中只能有少数学生才有机会在课堂上展示自己的掌握情况，而在线让所有的学生都有了这样的机会，都能得到老师的及时关注，对于课程更感兴趣，学习的主动性得到进一步提高，这是线下教学无法达到的效果。同时，也从教学内容，教学手段、课程知识、课程应用这四个方面挖掘课程思政的元素。

在课堂教学中传播思想政治理论、爱国情怀，法制意识，社会责任等。例如从教学材料中对于引用的一些资源要标注来源，教育学生尊重知识产权；或者利用图像水印处理技术，使学生明白要有法制意识，不要有抄袭的行为；图像处理的素材选择我国比较有代表性的文化和艺术方面的图像，激励学生努力学习，自力更生，掌握核心技术，为国争光。

（3）考勤。课堂时间准时上课，是线上教学一个重要的环节。在上课前十分钟，通过QQ群的接龙点名方式提醒学生进入腾讯课堂准备上课，上课时结束接龙，这样最多占用课堂时间一两分钟，就可以让学生保持良好的课堂准备状态。腾讯课堂对上课的记录统计得较好，可以看到具体哪些学生进入课堂，并且可以导出学生上课考勤数据，如图2所示，关于学生观看直播的时长数，这样实际上也监督了学生的课堂到课情况。

（4）教学流程的管理。关于课程材料和PPT直接上传到QQ群上，提醒学生下载查看。有部分作业直接把题目发到群里，要求学生在限定的时间内做完统一交上来，然后再把答案上传到QQ群，然后在下一次上课前把哪些题目不会或者不理解汇总起来，到上课的时候再讲评，这样可以加深学生对知识点的理解，也可以提高上课的效率。

3 线上教学存在的问题及解决措施

网络上课，大多数同学能够配合老师安排的观看视频的任务和听老师讲解知识点，能在腾讯课堂上积极的回答问题，但是还是存在一些问题。一部分学生对视频学习拘泥于形式，对知识理解不透彻，学习效率不高；有部分学生因种种原因不能按时提交作业，更有甚者找种种借口不写作业，学习自觉性不高；直播时有学生未能按时进入直播，无法判断学生是否认真听讲；有的学生不能及时看直播，甚至连回放都不看。

关于这些问题采取了措施解决，及时在QQ群发送直播课程链接，提醒学生上线；对懒惰者、不守时、不按时交作业的学生进行思想教育，让其重视学习；会在课堂上适当的安排抽点，提问这些方式，让学生能时刻保持警惕性。

4 线上教学的特色及创新之处

平时的线下教学，有地理限制和师资限制，这使得教育公平难以实现，而线上教学，可以有机会实现相对的教育公平，能够使得更多人有机会接触到优质的教育资源，甚至能够根据自己的需求而自由组合想要学习的课程，不需要受到现实生活的约束。

线上教学打破时间和空间的约束，传统的线下教学，需要有固定的时间和空间。一个班级，如果总是有一两个人临时有事请假不来上课，那么整个班级的教学进度和教学质量都会受到影响，而且，线下课堂也需要实体空间，需要固定的教室或实验室。而线上教学，打破了空间的局限，这能让许多与教学内容相关的活动可以更加自由地进行。

线上教学可以让更多的思维得到碰撞，提高知识的新陈代谢。线上教学使得线下课堂的物理边界消失，因此师资得到更多的共享，而学生也变得越来越多元。老师会在众多的学生面前展示自己，学生也会提出各种问题，而教学内容也将加速更新进化。线上教学是一套全新的教学方式，既方便又灵活快捷，需要我们去不断地学习和适应。

5 结束语

通过线上教学，感觉到学生的学习劲头很足，任课教师很受鼓舞，感觉对课程的所有付出都是值得的。由于选用了腾讯课堂、QQ群和慕课，学生有问题课后都会随时问，随时给学生解答。课堂上学生参与度极高，教与学互相促进，课堂并没有因为网络问题导致教学的不连贯，相反多了实践的更多课堂时间，有效解决了传统教学的课时短缺的问题，达到了预期的教学目的，取得了较理想的教学效果。