案例教学法在《数字图像处理》课程中的应用

刘艳华

【摘 要】本文针对《数字图像处理》课程教学中存在的问题，将案例教学法引入到课堂教学中，经过多次实践教学，取得了较好的教学质量，大大提高了学生的学习兴趣和利用计算机处理实际问题的能力，教学效果良好。

【关键词】案例教学法；图像处理；课程教学

Application of Case Teaching in “Digital Image Processing” Course

LIU Yan-hua

（School of Information Engineering Yancheng Institute Of Technology， Yancheng Jiangsu 224051，China）

【Abstract】Aiming at the existing problem in teaching of "digital image processing"， the case teaching method is introduced in classroom teaching， after repeated practice of teaching， the teaching quality is better， the students' interest in learning and quality of using a computer to solve the actual problem are improved greatly， the teaching effect is good.

【Key words】Case teaching method；Image processing；Teaching

《数字图像处理》课程是一门实践性很强的学科，偏重于应用，广泛应用在航空航天、医疗、检测、军事、广告等行业[1-3]。它是模式识别、多媒体、图像通信等学科的基础，是电子信息工程、通信与信息系统、信号与信息处理等学科的重要的专业课程。

在现代教育中，如何提高学生利用所学理论分析问题、解决问题的能力是课程教学中必须引起重视的。《数字图像处理》课程光靠讲解理论知识，学生难以理解，而且很枯燥，传统的教学模式已经无法适用。即使使用了多媒体，比利用黑板要形象一些，但是仍然不能有效改进教学效果，使学生学以致用。

针对上述问题，本文将案例教学法应用于《数字图像处理》教学，经过实践，发现能够有效的提高学生的学习兴趣和积极性，通过学习，学生利用计算机解决数字图像处理问题的能力大大提高。

1 案例教学法

案例教学法起源于美国哈佛商学院，在20世纪20年代开始倡导案例教学法，颇具绩效。20世纪80年代初被我国引入，经过几十年的发展，目前主要应用在法学、医学和管理学等专业的教学[4-5]，但是工科的应用很少。

传统的教学是以讲授知识为主，学生以学习知识为主，学习的知识很难具有针对性，学习完也不能充分体会所学知识的用处，使学习积极性严重下降。案例教学法是提出一个问题，以解决实际问题为目的，引导学生对该问题去调研，了解该问题提出的背景，运用多学科知识思考、分析和解决问题。这样，学生可以快速掌握分析、解决问题的方法，另外，不同的学生可能提出很多种完全不同的解决方法，通过互相交流，更有利于深刻理解所学知识。

案例教学的主体是学生，学生必须主动积极的去调研、阅读、思考，自主地讨论、交流。教师主要起引导的作用。所以案例教学法需要学生的积极参与和配合。

2 案例教学法在《数字图像处理》课程中的应用

根据《数字图像处理》课程的教学大纲和教学内容，选取具有代表性的案例。案例所用到的知识要能够覆盖大部分知识点，以实际应用为主，将教材中的知识进行拓展，便于理解和掌握。

案例教学法应用于课堂主要分为以下几个过程：案例的选取、案例的讲解、对案例进行讨论、案例总结。图像处理课程教学内容大致可分为图像变换、图像增强、图像编码压缩、图像复原、图像分割几个部分。本文拿图像增强为例来阐述案例教学法。

2.1 案例的选取

教学案例的选取首先要紧紧围绕教学目标，其次，选取案例还应贴近生活，解决生活中的实际问题，这样学生才比较感兴趣，才能充分调动学生学习的积极性。要选取比较典型的案例，学生学完要能够举一反三、触类旁通。

2.2 案例的组织

图像增强技术，主要包含：灰度级矫正、灰度变换、直方图变换等。在案例中，给出一个不清晰的图像，要求分别用灰度级校正、线性变换、分段线性变换、非线性灰度变换、直方图均衡方法对该图像进行图像增强，并比较效果有何不同，比较每种方法的优劣。

2.3 案例讲解

讲解选取的案例，让学生将案例当成任务来完成。教师给出事先做好的案例给学生展示，叫大家思考如何来实现。分析每个案例中包含的知识点，掌握学生的水平。

分析每个案例，给出案例实现的思路，详细讲解所应用的知识点，结合所给案例，详细讲解实现的核心部分。

2.4 案例讨论

通过案例讲解，学生对知识点及其应用有了比较深的认识，案例讨论，解决学习中遇到的问题，对案例的实现进行讨论，每个学生自由发表自己的想法。这个过程中，可以把学生进行分组，以小组为单位进行讨论，然后派学生代表进行汇报。

通过讨论环节，学生可以巩固知识，并且会对同一个问题的不同解决方法有新的感悟。也有利于教师以后的教学。

2.5 案例总结

教师依据教学案例的实现，将所用到的知识，突出重点、难点，进行总结。并对实现过程中出现的问题进行讲解，给学生以警示和启发。

3 案例教学在工科教学中可能存在的问题

在文科类专业中，案例教学法得意广泛实施，是因为其案例资料一般完全可以用文字或数据表达清楚。但是案例教学法应用于工科专业时，面临着诸多难题。工科中的案例相当多的内容是一个功能如何实现的具体的技术问题，完全用文字和数字来表达问题是远远不够的，不光要辅以照片、多媒体动画等课件，很多时候还需要在具体实践中不断的修改方案。比如图像增强的案例，我们可以把每种方法的matlab实现程序写出来，但是不在电脑上运行学生并不能直观的观测处理的结果是否正确。上述问题导致案例教学成本增加，不方便性也称为工科案例教学的障碍。

讨论是案例教学的重要过程，这就要求学生不光要有很强的处理问题的能力，还要有很强的语言表达、沟通能力，这些对于还未离开校门的、毫无经验的、又是接触新知识的学生而言，他们往往会感到很困难、很茫然。

这就要求学生要多花时间，要思考，多预习。

4 结束语

虽然案例教学用于工科课堂有诸多不便和困难，但是这种教学法的应用可以完全摆脱填鸭式教学，把学生作为课堂的主体，能够激发学生学习的动力，调动学生的积极性，督促学生自己思考问题，使学生学习有成就感。另外通过学生和老师之间的互相讨论，还可以改善师生关系，使老师更加了解每个学生的学习状况，便于因材施教。

【参考文献】

[1]谢志江，孙红岩，张济生.案例教学法在工科教学中的应用[J].高等工程教育研究，2003，5.

[2]秦建，邹显春.案例教学法在《计算机基础》教学中的应用研究[J].西南师范大学学报：自然科学版，2010，35（6）.

[3]李娜，李大湘，毕萍.《数字图像处理》课程教学改革与探索[J].科技信息，2014，5.

[4]吴云天，马菊侠，刘海峰，杨文杰.“图像处理”课程教学研究与实践[J].科技创新导报，2013，36.

[5]郑金洲.案例教程指南[M].上海：华东师范大学出版社，2000.

[责任编辑：丁艳]