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数字图像处理课程论文

《数字图像处理》

课程论文

学院：

信息工程学院

专业：

电子信息工程

学号：

姓名：

日期：

2015.6.24

基于互联网的数字图像处理教学方法探讨

摘要：

随着网络时代的到来，传统教学方法难以适应培养具有创新能力和实践能力人才的要求，《数字图像处理》是作为一门发展迅速且应用广泛的新兴学科，必须紧跟时代发展潮流，这就对教师提出了更高的要求，需要教师具有高层次的教育教学能力，注重基础理论和科技前沿的有机结合，来改进数字图像处理课程的教学效果，更好的利用互联网教学以适应未来教育的需要。

本文主要从三个方面来探讨基于互联网的数字图像处理的教学方法。

关键词：

互联网数字图像处理教学方法

引言：

图像是人类视觉的基础,是自然景物的客观反映。

在当今高速发展的数字化信息时代,数字图像处理技术已经广泛应用于工业检测、视频通信、生物医学、遥感测绘、智能交通、建筑安防、刑侦破案等社会生活的诸多领域。

数字图像处理是随着信息技术发展应运而生的一门新兴学科,是电子信息类重要的专业课，主要讲授对数字图像进行加工、分析的方法和原理，其作为一门交叉性很强的专业课程，其涉及的学科领域和理论知识非常广泛，面对这样一门复杂性较高、理论性较强、理论与实际紧密结合的课程，对课程进行教学方法进行完善，势在必行。

近20年来，随着科学技术的日新月异，尤其是多媒体与网络技术的飞速发展，多媒体教室、校园网、网络课程等相继产生，全世界网络远程教育的市场规模也在迅速扩大。

如何借助互联网的作用进行教学，使其优势互补，这是我们需要探讨的。

一．数字图像处理课程的传统教学

（1）课程定位不准确

传统的《数字图像处理》教学中,侧重于理论知识的介绍,从图像的数字化、常见的图像文件格式、图像变换、图像增强、图像复原到图像的压缩编码、图像的分析等依次来介绍图像处理操作的基本原理,基本原理介绍占用了大部分课时,而与实际应用相关的前沿内容学生接触太少;由此造成课程定位不准确。

（2）课程体系结构不规范

大量理论推导、公式推理证明造成学生在学习过程中产生畏难情绪,不利于激发学生的学习兴趣和积极性；学生们对于数字图像处理没有直观上的了解,就算是掌握了图像处理算法的原理也不明白具体的实现效果。

这样使教师面临着巨大的挑战,如何在教学过程中激发学生的学习兴趣,提高学生进行图像处理实验的积极性;如何缓解学生遇到理论推导、公式推理时的抵触情绪就是教师必须思考的问题。

另外数字图像处理内容涉及到矩阵运算、信号处理、概率论与数理统计等多个内容交叉学科，与新兴学科的发展密切相关。

（3）与互联网发展时代脱节，跟不上数字图像处理技术的发展

当前，在人工智能、模式识别和机器学习等新兴学科的推动下，数字图像处理技术发展越来越快。

传统的教材或过于偏重推导理论，与应用实践偏离，或成为图像处理软件或函数（如Photoshop、MATLAB或OpenCV）的使用说明书，使得学生难以深入学习图像处理知识，影响对该门课程的掌握。

由此，探讨基于互联网的教学方法显得尤为重要。

要做到与时俱进，借助网络来不断完善教学。

2．基于互联网的教学模型-构建一个教学网络平台

（1）完善课程内容体系，适应图像处理发展

鉴于数字图像理论知识比较丰富，实践性比较强，应用领域比较广的特点，以及现有教学设备、教学网络环境的改善，《数字图像处理》课程采用板书、多媒体课件、辅助教学软件以及教学网络平台等多元化的教学手段。

充分活跃课堂气氛，提高教学效果，促进教学改革，提高学生的学习兴趣及实践动手能力，增强学生的信息素养，获得了良好的教学效果。

对于数字图像处理中典型算法的原理与推导等难度较大的内容，以板书为主，通过对公式的推理计算，体现出知识的逻辑性和严谨性。

同时适当辅以多媒体课件对图像处理的结果进行演示，以加速学生对授课内容的理解，增强了学习的直观性、生动性和趣味性。

（2）应用全方位教学手段，构建立体化教学资源

针对“数字图像处理”课程理论性和实践性较强、可视

化程度较高的特点，综合利用图像、视频信息、可视化编程软

件和网络资源等现代化教育技术，从课堂、实验、应用实践

等诸多环节探索立体化教学资源。

结合不同专业需求，运用

MATLAB、OpenCV等软件工具包开发图像处理实验平台，建

立网络化辅助教学系统，使抽象概念和算法形象化，激发学生

思维。

例如，建立图像处理标准测试库，包括了图像去噪、图

像分割、图像变换和特征提取与识别等核心内容涉及到的测

试数据；在参考教材方面，提供了国内外知名大学出版的数字

图像处理和计算机视觉教材及计算机视域的专著；在多媒体

课件方面，提供多年从国内外知名大学网站上搜集到多个数

字图像处理和计算机视觉的电子课件，供学生学习；在代码方

面，提供了数字图像处理方面的经典和最新的一些科研成果

的源代码或可执行软件，学生自己运行代码并分析实验结果，

加深对图像处理课程的认识。

结合课程特点，充分利用现代信息技术，从课堂教学、实验教学及实践应用等多个环节来构建可视化的学科教学体系。

借助互联网和新媒体技术进行在线互动交流，让学习随时随地进行。

运用项目式、案例式、交互式等形式多样、丰富多彩的教学手段，发展并丰富课堂教学。

注重图像展示，强调视觉说服，建立抽象概念可视化、算法可视化及输入输出图像可视化等全方位的教学资源。

利用学校的网络教学平台，其次利用大学提供的教学网络平台，把图像处理课程的教学标准、授课教案、教学课件、习题、实验指导以及相关参考资料都上传到此教学网络平台，可供学生不受空间和时间的限制，学生随时随地通过网络进行预习、学习、复习，通过聊天可以与教师、同学交流问题等。

学生不再畏惧老师，可以就自己感兴趣的话题、问题等在网络上进行讨论，寻求摘到帮助，这样的学习方式是传统教学课堂无法比拟的。

教师及时通过教学平台进行回复和解答随时进行自主的有效的学习，同时引导学生在网络上积极讨论关于图像处理方面的一些最新研究等话题，激发学生讨论及思考。

另外，学生对于未消化的难点，也可以在网络平台上提出，教师及时通过教学平台进行回复，实现课后数字图像处理教学的互动，从而作为课堂学习的补充。

在教学平台上可以构建一个虚拟网络，在上边可以进行图像处理及演示。

进行教学网络平台实现了教学资源的共享，课后教学的互动，丰富了教学手段，为开展多种形式的教学奠定基础。

其实不仅要把老师自制的课件、多媒体放在共享资源里，还应该引进推荐互联网中的一些精品课程和题库，让互联网成为老师，让学生们学会自助学习的方式也调动了学生的积极性。

（3）交互式教学

以多媒体组合的课堂教学比起照本宣经的原始方法先进了许多，但它仍是以教师为中心的，学生的地位依然是处于被动的位置，教学依然是教师的个人表演舞台，但网络环境下图像处理教学组织本身是线性的（从开始到结束），但内部教学资源的使用不再是线性的，因为各个内容区是用虚框围起来的，学生可任意在各个区漫游，学生自主学习在一节课时中占了大部分的时间，学习过程的意义建构绝大部分是由学生自主完成的，两者的最大区别在于教师的位置，网络环境下教师不再是知识的广播者，教师除了主要起到教学资源的组织（当然包括教学资源的设计、制作、整合、试验、测试等）作用外，还在教学当中起到辅导个别、督促个别、察看全体学习过程.毕竟，完全放手让学生自己意义建构，个体特征不一样的学生对某一教学目标意义的建构就不一样，必要的多媒体控制平台、完整稳定的网络教学信息系统和丰富的教学信息资源是必须的，学生可以根据自己的需要在构建的平台上查找自己需要的图像处理的资料，然后在平台上进行处理与优化，老师也可以网上教学，其拥有一个适应自学的强有力的软件支持结构。

目前，网络资源十分丰富，各网站的建立，为人们获取信息提供了便利。

（4）构建实际学习中良好的学习环境

数字图像处理是一门发展中的课程，每年都有许多新的研究理论和方法不断涌现，需对课程不断进行完善，以适应图像处理学科的发展。

在保持图像处理课程核心内容的基础上，在互联网的基础上将最近的该学科具有代表性的成果纳入教学。

精简和更新一些陈旧的和目前图像处理实际中很少使用的一些方法。

其次，将网上一些现代经典的科研论文，以补充教材的形式，作为教学内容。

将一些理论性较强，对数学基础要求较高的内容，如主动轮廓分割模型和目标跟踪方法等作为选学内容，上传到教学平台上，供有兴趣的学生学习。

教学实践表明，图像处理教学过程中，以传统课本、网络资源的整合优化，有利于学生自主学习、个性化学习，最大限度的实现因材施教的原则，有效加强了学生亲自动手能力和实际操作水平，是学生最大限度的获得所需知识，准确快速的获得最新的技术和信息。

网络教学的开展以及使用形成了新的学习局面，例如：

网上交作业，网上的学术问题的讨论，有问题提出不单单是老师用固有的思维方式解答，同学们参与其中、活跃讨论，思路会更宽。

从而给学生创造出良好的学习环境，培养出21世纪所需要的综合型人才。

三．借助互联网提高教师个人能力

在以素质教育为目标的课程建设与改革中教师有着不可替代的重要地位，课程建设的关键是教师。

提高教师的业务能力和综合素质，是加强和提高大学生素质教育的基本前提，是实施素质教育的关键所在。

如今，电子信息类专业提倡应用型人才培养，强调知识传授和实践技能的有机结合。

因此，要求教师应该具有深厚的专业知识和高深的职业技能。

学校应加强专业教师的培训，让他们积极参加技术创新方面的研究以及到相关高校进行培训和学习，借助互联网的学习，不断地开拓创新。

一起探索研究在当今时代下如何改进教学方法，与时俱进；也可以进行网上评估；经常选派教师去参加一些学术交流和技术研讨，来扩充知识面和提高实战能力。

与传统教学相比，网络环境下学生成为了学习的主体，其学习体现了更多自主性，教师仅起辅助作用，为学生在学习过程中遇到困难时提供帮助。

在这种教学模式下，师生成为了合作者，他们可以极其方便地进行交流与沟通，而不受时间和空间的限制。

这就要求教师需要要具备当今互联网作用下对学生的引导能力；这就要求教师掌握信息技术，提高自身运用网络的能力，比如学习一些关于数字图像处理的操作系统知识、处理方法、网络知识，这样可以更好地引导学生，而不至于使学生面对数字图像处理的网络信息良莠不分，茫然失措，教师要教会学生有效利用学习网上提供的相关资源。

教师在建设和提供教学资源时必须考虑到优化设计和恰当组织，可以在数字图像处理的重难点辅导材料、教学视频等常规教学资源之外，在网上设置一些相关的问题库、素材库或者学生的相关学习成果库。

同时，通过不断提出有针对性的问题来引起学生的更多关注，由此引导大家进一步去阅读相关参考书籍等，借助互联网来学习这门课，让学生逐渐学会选择并有效利用网上的图像处理资料进行自主学习。

四．结语

随着社会发展，科技进步将带来许多新的教学方法，《数字图像处理》课程的教学改革和实践也应与时俱进，不断吸收新知识新技术，

丰富教学内容；根据教学内容灵活运用各种教学方法，使学生在掌握数字图像处理基本理论和方法的基础上，培养学生的实践动手能力、创新意识与综合设计能力。

基于互联网的数字图像处理教学平台为数字图像处理课程教学提供了有效的教学方法，该方法激发了学生的学习热情，培养了学生的编程能力、规划能力和思维能力。

互联网络技术的发展，给数字图像处理教学提出了新的挑战和新的机遇，研究基于互联网的数字图像处理教学模式，构建相应的硬件和软件支撑环境，用先进的教学技术造就优秀的新世纪人才，是刻不容缓的事.基于互联网的数字图像处理教学课程正在迈上新台阶。

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