数字教学方法范例6篇

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数字教学方法

数字教学方法范文1

关键词:法国;高等艺术院校;数字影像艺术;教学方法

摄影术和电影发明都诞生在法国,科技的发明和发展加速了艺术的大众化,我们常说的影像,是摄影和电影的名称,在法国艺术院校教学中通常解释为PHOTO、VIDIO,特指与影像科技相关的艺术表现形式。影像科技的使用已经成为从贵族艺术转向大众艺术的不可或缺的工具。正如伊藤俊治在《20世纪写真史》中提到的:“以这种形式出现的摄影艺术,从某种意义上说是19世纪近代都市需要的物质和精神工具。” 法国影像的数字化始于20世纪50年代,法国摄影艺术和电影大师名家辈出,西方的影像艺术教育,早在20世纪初已经在法国艺术院校开始,作为一门艺术与科学技术及应用技能有着紧密联系的数字艺术学科,法国的高等影像艺术教育,较完备也是最具特色的。

法国在数字影像艺术高等教育方面十分发达,不仅在欧洲,在世界都享有很高的声誉,一直在引领着当今影像领域不断地创新并培养专业精英艺术人才。法国的艺术类院校(影像类专业从属于艺术院校)一般分为三大类:公立高等艺术学院(LES ECOLES DES BEAUX ARTS)影像专业、公立大学的影像专业(LES UNIVERSITES)、私立影像艺术类学校(LES ECOLES PRIVEES).法国国立高等艺术学院(Ecoles nationales supérieures d''art)为高水平的院校,属于高等专业学院(“大学校”)。法国现有56所高等艺术学院,早在20世纪初,法国巴黎工业实用美术学院,法国巴黎实用艺术学院开始开设摄影技术方面的课程,这类学校中最著名有:巴黎国立高等美术学院、国立高等装饰艺术学院、巴黎赛尔吉高等艺术学院、国立高等图像与音响技术学院、国立路易?卢密耶高等电影学院、国立阿尔勒高等摄影学院等。笔者曾在法国学习数字影像艺术六年,结合自己的教育经历,总结概括了四个方面,来深入说明法国数字影像艺术教学方法和现状。

1 注重人文艺术方面课程的学习

法国数字影像艺术方向在课程设置中注重人文艺术方面的教学,在课程中看重对“影像艺术传统”的学习和认识,旨在培养具有时代精神和综合表现应用的数字影像艺术家。在法国的艺术院校教学课程中,列在首位的专业必修课程是“摄影史”、“电影史”、“艺术史”等人文艺术课程。在法国艺术院校对影像艺术人才的培养,提出创新能力和实践应用能力相结合,逐步让学生可以在数字影像艺术方面达到专业水准,让学生们在全球范围内与艺术领域,超媒体领域,电影领域,互联网领域等数字影像行业解决当代技术与人文之间的问题,使学生今后在数字影像的实际应用领域和创新艺术创作中更好的发挥独特的主观创造力。一般在课程中教授都会大量举例欧洲著名的摄影家、电影导演,艺术和行业领域的代表作品,使得学生能够深受启发,并在今后的创作中延续他们的理念。

2 教授工作室主导下的个人课题创作式教学模式

法国高等艺术学院在一年级主要开设摄影摄像技术课程和软件课程,大学二年级主要是教授开设的不同课题的创作教学课程,学生可以根据个人的兴趣来选择导师工作室和课题计划,充分体现了法国艺术教育的自由和注重综合艺术能力的开拓和培养。通常个人课题的开展,学生将被要求进行独立创作表达,也就是说学生可以根据自己的想法来创作作品,影像技术的应用同时会在课题中得到实践和锻炼。学生将会被鼓励采用更多不同的方式来实现个人的想法,综合运用数字时代的技术来表现,个人课题的开展将继续在本科和研究生阶段跟随教授工作室教学课题得到深入。学校有不同的设备提供给学生使用,同时学生可以选择摄影影棚、影像后期制作工作室等实验室制作完成个人作品。教授主张学生运用创意理念和创新手法,以问题教学的方式,学生不仅要动手实现作品还需要清晰自己的创作思路和过程,使得学生不断思考如何将课题创作与其他学科结合、不断运用新的创作表现方式、载体介质、创作表现手段去表达创作意念。每年学生毕业都会举办毕业展览,几乎看不到有作品雷同,看到的只是千变万化的艺术世界。

3 Workshop工作室教学

邀请当今影像艺术领域的艺术家和专业人士开设短期工作室课程,重视培养学生的合作交流意识。Workshop英文指的是“工场;作坊;”,在法国艺术院校教学中属于参与性的实践课程,一般学生在每学期都要选择参加工作坊课程,时间最长为一个星期。学校会邀请本专业人士带着实践项目课题与学生共同完成制作,参与性和实践性都比较强,对于影像艺术方向的学生来说,能够锻炼同学们的合作实践能力。把所学到的技术和艺术的知识转化到工作室的集体创作中去。当今数字影像艺术的表现有多种可能性,在教学中老师能够把实践中的实际问题与学生交流,同时传递出社会和行业领域对学生提出的更实际的能力要求。

4 培养学生的影像艺术观念和对新观念的挖掘

法国高等艺术学院影像艺术教学课程要求学生对影像技术的应用和个人的影像表现语言产生自己的理解和思考。影像艺术的教学更重要的是探讨创作应用能力的培养,在历史和现在众多的视觉艺术作品中,帮助学生在影像技巧和影像艺术表现之间找到自己的语言,学生在与教授工作室的交流中寻找到自己的发展方向,教授和学生间通过课题讨论深入完成个人课题创作。例如法国巴黎美院的教学并没有固定的模式,美院只是给学生们提供创作设备和高质量掌握各种技术的训练场所。法国巴黎美术学院阿尔弗雷的?巴芒克院长认为:美院是一个教学与实验的场所,美院应该是一个自由的地方,使各个领域相互冲撞产生火花的地方。学院不能从生产线上生产出艺术家,而是帮助学生建立一个观察世界的角度。因此,法国高等艺术学院旨在培养学生对影像艺术的新创造手法和新观念。

世界著名摄影大师安塞尔?亚当斯曾说“融入时代,跨入主流,我渴望新的观念和技术,相信电子影像将会是下一代的主流。” 法国艺术院校的数字影像教育旨在培养个性鲜明富有特色的当代跨界影像艺术家,他们的创作和表现在不断融汇到社会各个领域。笔者希望,通过了解法国当今数字影像艺术教育的教学思路,借鉴并注入到我国艺术院校的数字影像教学中,更好地加强探索我国数字影像艺术的高校教育,培养具有国际视野的数字影像艺术人才。

参考文献:

[1] 王荔.新媒体艺术发展综述[M].同济大学出版社,2009.

数字教学方法范文2

【关键词】数字技术 传统音乐 教学 探究

随着数字信息化时代的到来,音乐的数字化势不可挡。互联网和手机已成为音乐储存和传播的主要途径,数字音乐逐渐成为音乐世界的主角。处在数字音乐时代语境下的传统音乐教学面临着一系列挑战。如何迎接挑战,创新传统音乐教学模式,是亟待解决的课题。

一、数字音乐对传统音乐教育的挑战

(一)技术上的挑战

数字音乐是用数字格式存储的,可通过网络来传输的音乐。随着在线音乐下载平台的出现,数字音乐开始为音乐爱好者所熟悉。之后的便携式数码音乐播放器为消费者塑造了一种全新的数字音乐欣赏体验,获得了消费者和电子消费品生产商的追捧。移动通信技术的进步、3G技术和智能手机的普及将无线音乐推上了历史舞台并显示出强大的优势。无线音乐服务包括手机铃声、彩铃、手机音乐点播、音乐下载(包括WAP/MMS)和在线收听等音乐服务。据统计,目前国内市场半数以上的音乐都是通过网络和无线进行下载和分享的。

(二)传播上的挑战

数字音乐的崛起颠覆了音乐产业原有的生产消费模式,传统音乐载体迅速被各式新潮的MP3播放器甚至手机所取代。借助影响力巨大的iPod播放器,苹果公司于2003年创立了iTunes在线音乐商店,这种将播放器和正版音乐“捆绑”销售的数字音乐销售模式(iPod+iTunes模式)充分保障了音乐版权所有者的利益,费用也在消费者的承受能力之内。iPod+iTunes模式在商业上的迅速成功使其在接下来的几年里被全世界拷贝,数字音乐由此进入了产业化快速发展的阶段。苹果音乐商店让人们体验到数字音乐的魅力和极大的便捷性。而后,以手机、平板电脑为代表的数字终端也相继成为音乐传播的新贵,成为年轻音乐爱好者必不可少的“伴侣”。

(三)教学对象的挑战

现在的大学生多属“90后”,是数字时代的“原住民”。“数字原住民”这一概念由耶鲁大学本科勒教授创造,用来特指在互联网时代成长起来,具有数字时代特有的思维方式、学习方式和学习能力的一代人。如果说当代学生是“数字原住民”,那么当代教师则大多是“数字移民”。这就构成了一种奇特的教学关系。数字信息技术的发展极大地改变了“80末”“90后”这一代学生的生活方式和思维方式。同时也对其音乐生活产生了极大影响:一是以流行音乐为主。大众传媒对流行音乐的偏爱使流行音乐占据了电影、电视、广告宣传等传媒中音乐的主要部分。长期在这样的环境中,加上相对于传统音乐,流行音乐通俗易懂、易于传唱等特点,学生自然而然地更倾向于接受流行音乐。二是追求个性化、多元化的选择。网络是现在学生主要的音乐来源,而网络上层出不穷的音乐网站和音乐播放器为收听者提供了更多私人化、多元化的服务,用户可很快进入自己喜欢的音乐圈子,或发表见解或展示才华,形成具有个性化的音乐审美品位。

(四)教学模式上的挑战

数字音乐的发展使音乐传播、音乐教学极大地社会化、便捷化。我们可把基于数字音乐以“分享互动”为核心理念的新型音乐教育模式称为数字化音乐教学模式:一是在教学内容上,数字音乐具有巨大的包容性、多样性、海量性。其拥有最流行、最先锋、最经典、最传统的音乐,还拥有最齐全、最难寻觅的音乐作品、样式、资料等。二是在教学方式上,数字音乐欣赏方式便捷化、个性化。无论对音乐有多高的要求,在网上几乎都能找到所需要的东西。三是在音乐的学习研究上,具有极大的聚合性、可搜索性、链接性、自主性、互动性及可参与性。许多音乐网站、音乐社区的知识权威性、更新速度和互动讨论深度,都大大超过了课堂教学。并且,学生还可自由发挥和创造,上传自己的音乐作品,展示自己的音乐才华。与此相比,传统音乐教育的内容、方法、模式显得单向、局限、落伍。

数字音乐的兴起使学生接受音乐知识、欣赏音乐作品、参与音乐创作的方式发生了巨大变化。学校、教师不再是音乐资源的垄断者,课堂也不再是学生接触音乐的主要途径。学生在走进音乐教室前已经接受了大量音乐知识,有极其丰富的音乐试听体验,因此,教师在音乐知识和资源方面的权威地位也受到影响,多数音乐课程失去了吸引力。

二、数字音乐时代的普通高校音乐教学方法

在数字音乐时代,传统音乐教育在面临各种挑战的同时,也面临着极大机遇。普通高校的音乐教学要适应当代数字化音乐生活环境,更要充分利用数字技术,积极探索新的传统音乐教学模式。

(一)传统音乐教育要体现时代性

当代的大学音乐教育应结合“学生音乐生活以流行音乐为主”这一实际情况,不能生硬地将传统经典音乐与现代流行音乐割裂开。在教学中可顺势而为,找到流行音乐与传统经典音乐的内在逻辑联系或外在的形式关联,更新教学方法。提升学生的学习兴趣和教学效果可采取以下几种方法。

1.穿越法。教师在介绍古典音乐作品或作曲家的时候,从学生熟悉、喜爱的现代形式入手,有意识地把现代人重新演绎的版本与经典原作组合,在古典与现代之间穿越,以达到消解学生与作品间距离感的效果。以维瓦尔第的小提琴协奏曲《四季·冬》一课为例,可先播放享誉世界乐坛的邦德女子乐队演奏的版本:4个靓丽少女拿着外观时尚的乐器,在电声乐队的伴奏下配有热烈奔放的舞蹈。整个表演活力四射,炫丽的视觉效果让大多数学生对这个现代流行音乐作品产生了浓厚兴趣。在这个基础上,教师再讲解原作品的相关知识,告诉学生这是400多年前巴洛克时期的音乐作品,此时学生就容易接受了。

2.渲染法。根据学生欣赏音乐的习惯,利用多种艺术表现形式诠释一部作品,调动其感官,增强其对作品的理解效果。如过去在介绍乐器时,通常是用一张乐器图片配上乐器音频,而现在则选用经典的动画片《幻想曲》来配合乐器的讲解,除了图片和音响,还具备了声音的形象性和色彩性。

3比较法。通过同一作品不同版本的比较,(转第页)

(接第页)加深学生对作品的印象。如在引导学生欣赏名曲《今夜无人入睡》时,可先播放年轻人中的热门歌曲《送你葱》,调动起学生的学习兴趣和热情,再播放由帕瓦罗蒂、莎拉·布莱曼、刘欢、莫华伦等演唱的版本。通过对不同版本、不同诠释方式的倾听,学生对作品会有更深刻的理解。

(二)传统音乐教育要加强互动性

学生对流行音乐的信息量往往比教师多,且学生参与热情、表现欲望比较高,愿意彰显自己的才华和个性,因此,教师在课堂中可多采用“交互式”教学方法。这一教学方法的关键在于以学生为主体,发掘其积累音乐的经验和创造力,体现参与性,强调主动性,关照多样性,适度娱乐性,以提升其学习兴趣。学生在互动过程中交流了音乐欣赏体验,展示了音乐审美品位,扩大了音乐知识范围。教师也以此了解了学生情况,可适时地对其课外音乐生活做出正确引导。

(三)传统音乐教育要重视技术性

数字音乐的技术支撑在于数字网络。数字网络给我们提供了海量的音乐资料和自由的音乐交流空间。当下,绝大多数高校还没有条件做到数字化教学,但音乐教学手段的数字化是一个必然的趋势,应逐步规划建设数字化教室+数字音乐云+数字化终端+数字化教学模块的全新音乐教学模式。一是将现在的多媒体教室改造成数字化教室,用电子白板(最好是电子双板)代替传统黑板、录音机、投影仪,特别是采用电子双板技术可完美体现教学中的知识对比、记忆存留、主副印证、多样呈现等现代教学理念;二是用海量的网络音乐资源和便捷的搜索、链接来丰富教学内容,特别是要与A8音乐公司这一类正在建设“音乐云”的公司合作建设教学云端,使教师的教学空间借助网络无限拓展;三是用无线网络技术来关联教师的电子白板与学生的各种电子终端,如手机、iPad等,进行现场交互式教学,使学生的学习进入数字化状态。

(四)传统音乐教育要贯穿引领性

现在的大学生不仅传统音乐知识缺失,而且对音乐作品缺乏正确的审美观念和深度理解。所以,音乐教学不能过度娱乐化、休闲化,而是要紧紧围绕帮助学生树立正确的审美观念、培养高雅的审美品位、提高人文素养这一目标,针对学生音乐生活中的种种误区和偏差,着力揭示优秀音乐作品中的人文内涵和价值取向。如在教学中,对流行音乐中的励志题材、爱情题材加以巧妙应用,把其与经典音乐作品中的同类题材进行深度比较,引导学生鉴别真、善、美,摒弃假、恶、丑,追求崇高,远离庸俗。

在运用上述方法时,对可能出现的一些新问题也要注意。一是穿越法、渲染法等方法都借助于其他艺术作品来调动学生的学习兴趣。因此,在挑选这类作品时,要把握好度,以免出现“娱乐过度”现象。二是应防止教师在教学中过度依赖多媒体设备,导致只有形式上的丰富而缺乏深度的引导与讲解。三是新型教学方法的引入,必然会和教学大纲中某些传统音乐教学内容有所冲突,这就需要有关部门及教师共同努力,对现行音乐教学体系进行配套改革,使传统音乐教育获得强大的生命力。

参考文献:

[1]Marc Prensky.Digital natives,Digital immigrants[J].On the Horizon,Vol.9 No.5,NCB University Press.

[2]方顺利,蒋兴荣.走进网络社会的学校音乐教育[J].希望月报(上半月),2008(5).

数字教学方法范文3

【关键词】少数民族学生教学方法数字信号处理Matlab

新疆是多民族聚居的民族自治区,少数民族分布广泛,区内各高校均有相当数量的少数民族(本文中主要指的是维吾尔、哈萨克、柯尔克孜等)学生。少数民族大学生肩负着建设民族地区,发展民族地区社会、经济、文化,促进祖国边疆的巩固和民族团结的特殊重任。可以毫不夸张地说,当代少数民族青年学生的专业知识水平的高低直接影响到这些民族未来几十年内政治、经济、文化、科教等各个方面的发展态势和水平[1]。但是, 受到经济、文化、教育等多因素的影响,少数民族大学生高考录取分数普遍偏低、文化基础知识普遍偏弱,并且我区各大高校基本上承袭内地兄弟院校的办学模式,在课程设置、教学模式、教学手段等多个方面,都存在着不少不适宜少数民族学生学习的问题,而最主要的问题则是教学过程中普遍存在的语言障碍问题没能得到根本的解决。教材内容基本上与实际联系不紧, 较少反映近年来电子工业和通信技术高速发展带来的新知识、新技术、新器件、新工艺; 未能突出技能的培训和工程的应用, 针对性和灵活性较差。近几年,面对经济全球化以及我国现代化建设的快速发展,面对越来越严峻的就业形势(特别是少数民族毕业生),毕业生就业难已经成为社会问题等等,导致民族学生学习目的不明确,学习态度不端正,对学习缺乏兴趣。通过多年的教学实践,我们发现,在教学过程的各个环节中,这些问题较突出。

“数字信号处理”(Digital Signal Processing, DSP)是电子信息类大学生必修的主干课(国内兄弟院校的计算机专业、自动控制、仪器仪表类、地球物理等专业也授这门课)。当今,“数字信号处理”在无线电通信、数字电视和媒体、生物医学、数字音频和仪器等关键性的技术领域产生着日益增加的重要影响。数字信号处理课程的教育者担负着培养综合型的、适应性强的、具有创新意识和创造能力的合格人才的任务。

1、少数民族学生特点

(1)少数民族学生汉语水平较低。少数民族学生大多来自不同的地区, 各地区的教育程度不同, 学生的汉语程度参差不齐。虽然进入大学后有一年的汉语预科班的学习, 达到了中国少数民族汉语水平考试(MHK)或汉语水平考试(HSK)一定等级以后才可进入专业阶段的学习, 但真正使用汉语学习和生活,毕竟不如母语那样方便和流利,仍有不同程度的语言困难。汉语基础薄弱和水平的不一致, 直接反映为学生对授课内容接受理解程度严重不一致。如果老师自身的普通话不够标准, 方言较重, 或讲课太快, 则造成学生反应不过来, 听不懂。还有老师板书不规范, 马虎潦草, 造成民族学生误解、曲解。

(2)少数民族学生记忆一般都是以形象和机械式记忆为主[2],无论学什么新内容,学生一般都用背经书的方式来记忆。这方法不利于学生的素质培养,制约了学生的创造力和应用知识解决实际问题的能力。

(3)少数民族学生个性心理倾向单一,思想单纯,喜爱歌舞,宗教观念较浓厚。他们有着热情、活泼、开朗、奔放的性格,学习刻苦、认真,不耻下问。有着炽热的进取精神,不甘落后,好胜、团结互助的优良学风。由于个性心理不同,民族学生就有不同的学习习惯,不同的学习习惯,直接影响到学习的效果。

(4)民族学生的文化基础教育,特别是理工科教育基础薄弱。由于边远少数民族地区经济发展落后、教育投入严重不足、人才的缺乏和各民族学习参考书籍的有限, 少数民族学生普遍中学阶段文化基础(主要是数理化)薄弱。而且新生入学后为期一年的汉语学习, 有些本就没掌握好的知识基本上忘记了。导致学生对课堂中的专业术语不明白, 新的知识点和原理理解不透, 不能融会贯通, 无法灵活运用。日积月累, 学生前面的知识跟不上, 后面的问题就更严重。

2、数字信号处理教学中存在的一些问题

在校学生把“数字信号处理”视为“很难学的课”,特别是对于“快速傅立叶变换”(FFT)等内容; 教师反映“难教”、学生反映“难学”, 也反映了“数字信号处理”教学普遍的现状。问题出在哪里? 我们认为关键还是对课程性质的定位, 以及如何采取相适应的教法。

2、1 数字信号课程未能显示工程性特点

数字信号处理课程体系具有抽象性、系统性和连贯性等特点[3]。课程的内容大体包括Z变换(含逆Z变换)、FT(含DTFT、DFT、FFT)及滤波器(含IIR、FIR)设计三个中心部分。其它内容及细节都围绕这三个中心展开,这些内容之间存在着紧密的相互联系。而课程体系上以系统分析为主, 信号分析为辅, 重在介绍一般原理与方法, 其内容、分析方法和处理技术方面的基本观念、基本体系逐渐与学科发展和技术进步不相适应。

2、2 有时课程内容讲“复杂化”

本课程的特点是内容高度抽象,尤其在Z变换、DTFT、DFS、DFT和FFT方面有大量的数学公式推导。经验丰富的老教师可以运用发挥自如、内容“可深可浅”、“重点难点”突出。而有些教师想要“深讲”,常常陷于复杂的公式推导而淡化了物理概念。这种教学方法被称之为“讲数学”, 学生感到枯燥。其根本原因还是对课程的性质认识不深, 对课程体系及其内容没有吃透, 说到底还是“不知深浅”。有些问题必须推导, 而有些问题需要给出公式但不必推导还有些问题可以通过布置作业来加深理解。繁杂的数学内容和数学结果使学生感到难学、难懂、学了不会用;教与学的过程中在原理、方法与应用三方面有所脱节。

2、3 多媒体教学手段使用不当

部分教师没有考虑到少数民族学生的阅读困难和学习特点,也没有考虑到所教课程的教学内容,盲目滥用多媒体教学,不在备课上下功夫,上课时满足于课件内设计好的内容。一般的多媒体教室都是将屏幕安放在教室的正前方,教师在整节课的多数时间里坐在计算机后面,一边击键,一边讲解,学生整堂课机械地被多媒体课件牵着鼻子走,计算机成了课堂的主角。师生缺乏交流,气氛沉闷,因此,学生的学习兴趣不高,缺乏思维主动性。

2、4 实验教学中实验类型的设置单一

课程的实验一般利用数字信号处理的开发环境CCS (Code Composer Studio) 软件通过DSP 芯片的硬件来实现、或者利用 Matlab软件实现本课程的相关理论及算法,且大部分为验证型实验,自主设计型实验很少、甚至没有。这一定程度上不利于学生动手能力和创新思维的培养。

3、数字信号处理教学改进的一些措施

针对以上问题,笔者结合自己的教学经验,从我院实际出发,提出以下几点改进意见:

3、1 激发少数民族学生的兴趣

为了适应这一要求我认为应在教学方法上下功夫,想办法抓住学生学习的兴趣最为重要。根据多年来教学经验的积累与总结,粗浅地谈谈自己的教学通过演示实验激发学生学习的兴趣。一旦学生对该门学科感兴趣, 他们就会兴致勃勃地学习这门课的知识。通过介绍数字信号处理技术的发展概况,让学生体会到数字信号处理技术是一门需要不断探索和研究的科学技术,并以惊人的速度在发展。其次,介绍生活里不断出现的电子新产品,如智能玩具、机顶盒、无线调制解调器等,让学生感到我们的生活离不开数字信号处理技术。再者,还应介绍数字信号处理与所学专业的关系,明确数字信号处理的重要地位,使学生从思想上引起重视。最后, 从身边入手, 找一些电子小产品, 如: 智能手机、MP3播放器等。一开始让学生观察它们的内部结构, 从中让学生发现它们实用电路中的各模块及其功能, 从而引出学习这门课的目的和知识, 让学生形成先入为主的求知欲望。

3、2 进一步提高民族学生授课语言(汉语)水平

听课是学生接受知识的重要途径之一。课堂教学是师生双边的共同活动,一方面教师要讲好,另一方面学生要听懂。当然,边远少数民族地区对汉语的教学工作很重视,很多学校都把汉语课程作为主课,因此大多数民族学生的汉语水平在逐步提高,日常生活及公共用语比较好。但是,对于数理基础知识用语,学生的理解与表达能力差异比较大,因为学生的语言表达能力、听课效率对数学学习的影响极大。针对学生特点,教学中对学生听力的培养与训练,关键是克服专业语言的表达障碍。对民族学生用汉语授课,导入专业内容的语言要考虑学生的实际情况,既要考虑学生的语言能力,又要考虑学生的认知水平,还要能使学生接受且感兴趣。民族学生难以一步达到一定的高度,教师应联系他们的实际和已有的知识,力求语言上通俗,让学生能够接受,只有让各个层次的学生都听清楚明白了,学生才能与教师达到心理上的融合、共鸣,才能吸引他们主动参与教学活动。必要时用母语解释问题来提高教学效率。

3、3 在教学方式上要进行创新

《数字信号处理》课程必须打破以传授知识为主的传统模式, 突出对实践能力、创新能力和创业能力的培养, 全面提高学生的综合职业素质。长期以来, 教师关心的是学生学没学会, 会不会做, 而忽视了培养学生主动汲取知识, 探索未知领域的创造性。目前,数字信号处理涉及的领域越来越广泛, 知识更新迅猛, 在这过程中学生的自适应能力和创新能力的培养就显得尤其重要,因此教师必须摒弃传统的以传授知识为主的灌输式教学方法, 而应采用各种形式的启发式教学方式, 由被动接受式教育向创造性教育转变, 为学生今后从事职业技术工作奠定牢固的基础。启发式教学提倡学生多提问,以利于开动学生思维并激发其创造性, 并能灵活应用所学专业知识提高其处理实际问题的能力。

3、4 多种教学手段相结合

课堂教学中采用多媒体教学与传统教学结合的方法。课程的有些内容需要对相关知识点进行比照讲解或有的大问题需要逐步写出推导、编制的全过程,这时容量大、使用方便的黑板可以弥补其他教学媒体在这方面的缺陷。尤其对于汉语水平和专业基础知识薄弱的少数民族学生,重要知识点的板书、疑难问题的黑板推导演示和师生间的交流是非常必要的。提倡多媒体教学,并不意味着可以完全摒弃传统教学方式。多媒体教学与传统教学方法应该相互交叉、相互融合,根据教学内容的需要和教学对象的特点,合理地综合利用各种教学媒体。在课堂教学中适当利用多种媒体如,声、图、文、动画以及视频等,来形象化地描述教学内容,从而提高教学效果。我们开发出的数字信号处理Flas平台[4]在实际教学中确实起到提高学生兴趣、提高教学效果的作用。

3、5 实验教学注重了新技术、自主设计型试验

为了能够适应21 世纪应用型人才培养的需要, 适应电子设计竞赛的要求, 对传统的实践教学模式与内容进行一些调整。在实验课上, 在保证做一定验证型实验的基础上,结合我院现有的实践教学条件设计出几套新的自主设计型、综合型实验。在查阅国内外院校开设的自主设计型、综合型实验的基础上,结合课题组成员已完成的或正在研究的科研目,推出几个新的自主设计型、综合型实验项目。以大作业、课程论文的形式,鼓励学生结合现代电子通信领域的新技术自行完成设计性和综合设计性实验内容,从而提高学生创新能力。

3、6 灵活使用多种计算机仿真的手段

当今,由于计算机技术和软件技术的发展,为教学方法和手段的革新提供了前提条件。高校教师在教学过程中利用相关软件工具进行教学设计,形象而直观地讲解专业理论知识,以便加强教学效果,这些都是我们面临的重大课题。采用计算机仿真的教学手段将有助于进一步培

养学生正确的方法。在数字信号处理领域较流行的为 Matlab, Labview, Systemview等仿真软件。此外,我们提出的利用Praat语音软件来仿真数字信号处理算法的方法[5],形象、直观、地描述信号处理前后的变化,加深了学生对数字信号处理复杂算法的理解。

4、总结

少数民族大学生作为本民族优秀青年的代表,必将在今后的工作中发挥重大作用,尤其是在处理本民族内部事务中更要扮演其他民族人士难以胜任的角色。为了能够适应21世纪应用型人才培养的需要,要使少数民族学生能顺利学好《数字信号处理》这门课程,教师对传统的授课模式、方法与内容进行一些必要的调整,必须认识到教与学是一个互动的过程, 既要求我们在教学实践过程中不断地探索,想方设法激发学生的学习兴趣和积极性、培养学生正确的学习方法及创新能力,又要求我们有合适的教学手段和方法。

参考文献:

[1]高英,孙传庆, 民族学生在专业课学习中的汉语障碍之表现及对策[J], 伊犁教育学院学报, 2001年第6期,p.54-56.

数字教学方法范文4

关键词:数字图像处理;教材;算法

作者简介:孙水发(1977-),男,江西黎川人,三峡大学计算机与信息学院,副教授;夏平(1967-),男,湖北麻城人,三峡大学计算机与信息学院,教授。(湖北 宜昌 443002)

基金项目:本文系2011年三峡大学教学研究项目(项目编号:J2011059)、2012年三峡大学研究生课程建设项目“数字图像处理”的研究成果。

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)16-0088-02

考虑到人眼是人类获取信息的主要来源,图像信息的一目了然及现代科学技术的发展,使得图像处理的基本知识越来越重要,因此国内很多高校的诸多专业都开设了“数字图像处理”相关课程。该课程主要面向高年级本科生及研究生,其任务是介绍数字图象处理的基本理论与基本方法,并结合应用讨论具体的算法分析及实现技术。主要内容包括:图像的获取与显示、图像的表示、图像的空间操作及频域操作、彩色图像处理以及形态学操作等,具体涉及的技术包括图像增强、图像复原、图像压缩、图像分割,以及为图像分析作基础的图像表示与描述,以及基本模式识别的内容。但由于各类专业背景的差异、年级层次的不同,使得在教学上存在很大的不同。本文以笔者近年在给三峡大学(以下简称“我校”)医学影像专业、数字媒体专业以及电子信息工程和通信工程几个本科专业学生以及计算机科学与技术研究生的教学实践,探讨一些“数字图像处理”课程的教学体会。考虑到教材的权威性及普适性,我们选用了由阮秋琦等翻译,电子工业出版社2003年出版的冈萨雷斯版的《数字图像处理(第二版)》教材。

一、教材分析

冈萨雷斯版《数字图像处理(第二版)》教材是图像处理领域的经典教材,据其官网http://imageproces /显示,该教材被超过50个国家的1000多所高校采用,实际情况应该远远超过这个数据。因此该教材具有较强的普适性、权威性等,该教材的主要特点分析如下。

1.自成体系

该教材从基本的图像成像开始,到图像的矩阵、表示这些基本的图像处理概念,到后续的各个图像处理技术的讨论,都可以不用借助其他参考资料即完成内容的讲解。

2.使用面广

正如其官网显示,在具有如此众多的读者情况下,一方面表明该教材得到广大读者的认可,另一方面也为广大读者创造了一个优势,即一个公共的知识平台,使得用该教材所学知识进行交流无障碍。

3.资源丰富

该教材本身是本理论性很强的教材,但由于资源丰富,使得该教材并不显得那么枯燥。比如该教材有相应的网站,里面可以了解该教材的历史版本;教材的所有图片资料都可以在网站找到,方便做实验验证;网站有相应的论坛,可以借助网络进行共同学习。

4.与实验教学紧密结合

该教材有相应的配套实验教材《数字图像处理(MATLAB版)》,而且开发有相应的图像处理程序库DIPUM,与MATLAB版的DIP工具箱共同构成系统的图像处理仿真实验平台。而且教材中的部分效果都有相应的源程序,读者可以亲自演示,加深对知识的理解。

二、授课对象分析

在笔者近年授课对象中,既有大一下学期的“医学影像”专业的本科生,又有大三的数字媒体专业、电子信息工程和通信工程3个本科专业学生,更有研究生;由于自身研究领域是计算机视觉、生物医学图像处理,对于这些研究方向,图像处理是基础,对准备从事这方面研究的研究生其学习要求又不一样,具体分析如下。

1.医学影像学专业本科生

在该专业的培养目标中,明确提出“掌握常规放射学、CT、磁共振、超声学、介入放射、核医学等影像学基本操作技能,具有对常见病进行影像诊断和介入治疗进行操作的基本能力。”显然,了解数字图像处理基本理论与方法,是正确理解这些医学成像的基础,并且是用好这些医学影像原理的前提。但该专业毕竟是医学专业大类,具体的图像处理方法及其实现等并不是该专业核心需求。

2.数字媒体专业本科生

在该专业的培养目标中,明确提出“系统掌握数字媒体技术基本理论,具有计算机动画和计算机游戏等数字文化艺术作品的设计、制作和技术创新能力的复合性人才”。而无论是计算机动画还是游戏,都要求对图像、图形有基本的了解,包括获取、表示、描述及处理等。但该专业的核心应该是在图像、图像及三维模型的应用上,而不是底层的具体处理过程。

3.电子信息工程与通信工程专业本科生

图像处理一定程度上是二维的信号处理,因此对于系统学习过“信号与系统”、“数字信号处理”以及“随机信号分析”的高年级电子信息工程与通信工程专业的学生来说,他们更注重数字图像处理具体算法分析及实现技术。

4.计算机科学与技术专业研究生

智能信息处理是计算机科学与技术的一个重要研究方向,在智能信息处理领域,处理的对象通常是数字图像,比如指纹、人脸、虹膜、智能视频分析等等,因此掌握基本的图像处理理论与方法是从事该方向研究的必要前提。而且对于我校计算机专业的研究生,通常有两个原因使得他们对图像处理的知识了解不够深入:一种情况是其本科是计算机相关专业,没有修习这门课;另一种情况是从其他专业转到目前专业,修习过这门课程,但由于本科阶段这门课开课时间比较晚,比如大三下学期或大四上学期,学生要么准备考研,要么准备找工作,学生的学习精力不足,学习效果不好。因此有必要让学生进行系统的、深入的学习,为后续深入研究智能信息处理打下基础。

5.专门从事图像处理、计算机视觉方向的研究生

由于笔者从事医学图像处理、计算机视觉方向的研究,而这些方向的基础即是数字图像处理,因此对于自己指导的研究生,要求其对图像处理知识的掌握更加深入;而且由于学生规模小,上课方式相对较自由,因此可以探讨其他新的教学模式。

三、授课说明

冈萨雷斯版《数字图像处理(第二版)》教材虽然公式不多,但理论性较强。对于前面提到的5类学生,教学内容及方法肯定需要进行区分,具体说明如下。

对于低年级的“医学影像学”专业和高年级的“数字媒体”专业本科生,他们的共同特点是需要对图像处理的效果有较好的掌握,相反对于处理的原理他们仅仅需要了解,而很多数学的内容,比如频域图像处理仅仅需要点到即可。但由于年级及专业背景的不同,教师讲授的方法肯定也要不同。对于低年级的“医学影像学”专业学生,需要给学生介绍一些图像处理的工具软件,并进行课堂的演示,逐步把他们带入到图像处理的世界;而对于高年级的“数字媒体”专业本科生,由于他们已经具有较好的计算机基础知识,而且用过相关的图像处理软件,比如PhotoShop,因此这门课程的目的更多的是通过图像处理算法的学习,吸引他们探究相关图像处理软件功能原理的兴趣,从而达到综合、系统应用相关图像处理软件的目的。

对于高年级的“电子信息工程”和“通信工程”专业本科生,冈萨雷斯版《数字图像处理(第二版)》教材对他们来说不能算很难,但相对来说要在有限的学时(比如我校只有32个学时)讲完整本书的内容也不切实际,因此教师通常需要对课程的内容进行有针对性的裁剪。比如在我校,这两个专业都会讲授“多媒体通信”这类数据压缩相关的课程,因此原教材中的第八章可以不讲;而多尺度分析相对来说要求数学功底深,因此对于本科生点到即可。后续的第11和12章的内容显然超过了电子、通信本科生的知识范围,但可以当作课外读物推荐给学生,特别是对于有计划从事图像处理的学生,比如毕业设计选择了相关方向的学生。

对于计算机科学与技术专业的研究生,通常选这门课程的目的是要准备从事智能信息处理方面的课题研究,因此这本教材的知识面广、自成体系等上述优点得到充分的体现,甚至有学生说是他们的“宝典”。但显然,研究生教学与本科生教学有很大的区别,特别是针对各种层次、类别的研究生更是如此:比如有些研究生偏向工程应用,仅仅需要了解算法本身及其应用性能即可;但有些研究生偏向算法研究,则需要仔细推敲各个算法后面蕴含的本质。因此采用了分组的方式,每组成员先针对所涉及的研究方向开展资料查阅、讨论等过程,逐步形成一个主题鲜明的报告,并在课堂上进行汇报,教师进行点评和进一步讲解。这种方式提高了学生的参与程度,加深了学生对知识的理解。

对于笔者指导的研究生,由于涉及的研究方向为计算机视觉、生物医学图像处理等,则冈萨雷斯版《数字图像处理(第二版)》教材的内容是基础,而且学生数量少,学习方式可以很灵活。因此,为这些学生开了个读书班,以3个学生为一组,每周教师和所有研究生一起讨论教材里面涉及的每个知识点,不留死角,发现问题记录下来,讨论完后找资料,在下次讨论时再解决,通过这种方式使学生系统掌握数字图像处理基础知识、基本理论和方法,为学生今后开展相关方向的研究打下了坚实的基础。

四、总结

“数字图像处理”是高校面向本科专业及研究生专业开设的一门重要专业课程,冈萨雷斯版《数字图像处理》教材的权威性、内容的自包容性以及支撑资料全等优点,使其成为一部普适性很高的教材。本文结合笔者在不同专业、不同教学层次中的教学体会,研究基于该教材的教学方法,具有一定的理论与实践意义。该书第三版的中文版也于2011年出版,相信会对该课程的教学起到进一步的促进作用。

参考文献:

[1]冈萨雷斯.数字图像处理[M].第二版.阮秋琦,等,译.北京:电子工业出版社,2003.

[2]韩智,张振虹.“数字图像处理”实验课教学改革与实践[J].实验室研究与探索,2008,27(9):102-104.

[3]金炜,周亚训,等.“数字图像处理”课程项目驱动教学模式的实践[J].中国电力教育,2010,(7):82-83.

[4]张桂敏,汪熙.“数字图像处理”双语教学实施效果的调查与思考[J].中国电力教育,2010,(32):107-108.

数字教学方法范文5

1.启发式教学的教案设计

启发式教学方案的设计包括案例选择、案例分析、背景知识复习与新知识引入、新知识学习、案例解决方案以及案例引申等内容。案例选择应围绕新知识点展开,尽可能选择贴合实际应用的科研实际案例,案例应该有代表性,能体现新知识的应用。新知识的引入与介绍应该简明清晰、通俗易懂,并以结论的学习和应用为重。在启发式教学中,引入图形辅助讲解,用形象、直观的方式,能帮助学生对知识的理解[3]。所以在设计教案、特别是制作多媒体课件时,应尽量用图形和动画描述问题、分析问题并得到结论。MATLAB是集数值计算、符号运算及出色的图形处理、程序语言设计等强大功能于一体的数学仿真软件,具备高效、用图像和动画演示结果、动态仿真等特点[4],故案例的分析与解决利用MAT-LAB编程实现。在学习的最后,最好设计案例引申教学内容,提出一个类似的案例,以课题练习、作业或思考题的形式布置给学生,让学生巩固新知识,增强新知识的应用能力。

2.启发式教学的教案实施细则

教学方案的实施包括问题引入、问题分析、问题解决和问题引申等几个步骤。问题引入环节除了提出实际问题外,还可以在同学中展开讨论,让同学们各抒己见,探寻问题的解决方案;问题分析环节围绕实际案例,在复习已学知识点的基础上,引入新知识点的学习;问题解决环节则应用新学习的知识点解决实际案例,注意实验结果的分析和讨论;问题引申环节主要目的是巩固所学习的新知识点,通过练习和提问的方式,进一步增强新知识点的理解和应用能力。

二、启发式教学方法实施案例及分析

数字滤波器设计是数字信号处理课程的重要内容,该部分授课内容具有如下特点:内容抽象、丰富且密切联系实践[5]。本文以数字信号处理课程FIR数字滤波器设计中的频域采样设计法为例,详细阐述启发式教学方法的具体实施办法。

1.问题的提出

频域采样法是FIR数字滤波器设计中的一种常用的方法,其设计思路清晰易懂,但由于要保证所设计的FIR数字滤波器具有线性相位,所以就必须在设计过程中遵循线性相位的约束条件,不少同学在学习此部分内容时会感觉很吃力,特别是频域采样点的选择上会琢磨不定。启发式教学方案首先选择一个实际案例作为研究对象。为了能做到理论学习的深入简出,所选择的案例不易过于复杂。本文设计了一段含噪音频信号,并提出用频域采样法设计一个FIR数字滤波器对其进行滤波,基本还原出音频信号原来的样貌的案例。含噪音频信号由教师自行设计,加入噪声的类型、幅度以及频率都是可以调整的。案例提出后,应该引导学生分析输入信号的特征,除了听含噪音频信号外,还应观察其时域波形图和频谱图,较全面地了解输入信号的含噪情况,探寻下一步滤波方法。

2.问题的分析与解决

从信号频谱图可以看出,所加入的噪声频率基本在高频区域,如图1所示。此时可以引导学生从设计数字低通滤波器出发,各抒己见,讨论已经学习过的滤波方法在此问题上的解决思路。然后,引入即将学习的频域采样的基本概念,启发学生用频域采样法直接设计具有线性相位的滤波器频响函数,达到滤波的目的。在实现频域采样法设计滤波器设计之前,应该复习FIR滤波器线性相位约束条件的相关知识。复习部分的内容以表格总结形式描述为宜,篇幅不宜过长。为保证频域采样后的FIR数字滤波器具有线性相位,在频域采样时必须严格按照线性相位的约束条件进行。在此实际案例中,可以用图示并配以动画的方式进行滤波器幅频响应采样点选择的讲解。采样点数选择21点,频域采样时保证幅度响应采样后为偶函数,从而使滤波器具有一类线性相位。用采样得到的数字滤波器对含噪信号进行滤波,分析滤波结果并进行算法的进一步改进。通过分析理滤波器的幅频响应可知,滤波器的滤波效果并不是十分理想。此时,可以引出频域采样法的逼近误差和算法改进措施的理论知识学习,得出在频响的过渡带增加采样点即可改善滤波效果的结论。为了验证结论的效果,分别选择在过度带增加1点和2点采样值,即总采样点数为41点和61点,并分析其滤波结果。通过实例分析可知,增加采样点后,可以改善滤波器的滤波效果,基本达到还原原始音频信号的目的。图1所示为不同采样点情况下,滤波器的幅频响应图。为说明频域采样及其滤波效果,滤波器的幅频响应以归一化幅度值和分贝值两种形式显示给学生,实现更好的讲述效果。

3.问题的引申

频域采样法适用于各种选频滤波器的设计,为了巩固所学习的新知识,除了书上的习题外,还可以布置相关的拓展练习或思考题。教师可以自行设计一些含有不同频段噪声的音频信号,让学生练习使用频域采样法进行滤波器的设计,并编写程序实现滤波效果。图1.(a)采样点N=21时的归一化幅频响应图,(b)采样点N=41时的归一化幅频响应图,(c)采样点N=61时的归一化幅频响应图,(d)采样点N=21时的幅频响应分贝图,(e)采样点N=41时的幅频响应分贝图,(f)采样点N=61时的幅频响应分贝图。

三、小结

数字教学方法范文6

关键词:数字图像处理;融合专业背景

中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2015)06-0158-02

Discussion and Practice of the Teaching Method of Digital Image Processing, Which is Integrated with Professional

ZHENG Jing,WANG Teng

(Yangtze University College of Arts and Sciences,Jingzhou, 434020,China )

Abstract: digital image processing, as a comprehensive subject, is widely used in many fields. The discipline involved in the knowledge of many, than the undergraduate teaching in other science and engineering disciplines involved in the knowledge of more than. How to make the teaching of digital image processing more fit to the actual knowledge of different professional students and future employment needs, it is particularly urgent. Teaching practice shows that combined with the students' professional background of teaching methods to teach students in accordance with their aptitude, improve the students' interest in learning, find link with other disciplines, more specific learning goals, to further stimulate the students' learning motivation.

Key words: digital image processing; fusion professional background

1 概述

《数字图像处理》是一门理论和实践相结合的综合性专业课程。当前,本科阶段的《数字图像处理》课程大多在电信、控制和通信、计算机等相关专业作为专业核心课程开设,也是很多专业的选修课程。其教学大多以理论教学和实验教学相结合的形式进行。

其中理论教学大多采用讲授基础理论、分析原理的方式,使学生对本学科的通用理论和基本算法有所了解。实验教学主要是对经典算法和常用的成熟算法的编程实践,使学生具有应用的能力,同时还要培养学生面向实际应用,设计解决方法的能力。

2 现状分析

传统的理论教学和实验教学的内容均过于刻板,不但无法适应图像处理技术的快速发展和技术实现上五花八门的图像处理问题,其形式也过于刻板,不利于学生创新思维的培养,对学生未来的就业、工作、学习也没有很大的实际意义,即使学生将来从事相关工作,也需要很长一段时间来适应现实工作的需求。

理论教学长期以来采用讲授方式,教师按照原理分析、算法推导、处理效果分析等顺序按部就班地进行讲述,学生可以掌握基本的原理和算法,但面对现实中复杂多变的应用需求,往往需要多种算法相结合或对已有算法的改进才能解决问题。而习惯了单一讲授模式的学生,在面对这些实际问题时,缺乏分析问题、设计解决方案、多角度解决问题的能力。

实验教学也存在内容和模式单一化的问题,大多由教师提出实验要求,设计好实验步骤,甚至提供示例代码,而学生要做的工作则过于简单,因此,学生没有机会去思考、研究问题的解决方案,没有将学到的基本理论和算法融入实际问题,而只是将实验环节作为加强理论教学效果的一个工具。

随着人工智能技术的快速普及和应用,数字图像处理中的大多数算法都是为人工智能和机器识别做图像预处理环节的工作,除此之外,是诸如遥感图像的处理、医学图像的处理等。这与相关专业学生的其他课程的目标截然不同,也正是数字图像处理课程的特殊性,使很多学生,在学习该课程之初,就没有将课程与未来的就业相联系,认为该课程算法理论较多,内容艰涩难懂,从事相关工作的门槛较高,且与以后的工作没有相关性。因此,很多学生认为此门课程是脱离实际的一门课程,也就不会投入过多的精力去学习它。

另外,在数字图像处理课程的理论讲授中,很多时候不可避免地会涉及数学、生理学、心理学、信号处理甚至医学等专业的相关知识,而现实的状况通常是,理工科学生对于心理学、生理学、数学等知识的储备是不够的,且理工科中,由于所在专业不同,学生的背景知识也不同。例如,计算机专业的学生有较强就编程和算法的实现能力,但是对于信号和时频变换的相关知识相对就比较欠缺,所以,对于算法的理解有时会存在一定障碍;电信专业的学生对于数字化过程、信号处理和时频变换相关知识的掌握较好,但是缺乏较好的编程和实现能力,虽然能够较好地理解算法,但瓶颈往往在于算法的实现。

如果在教学中,能够根据学生专业背景知识的差异性,采用与专业背景相融合的教学方法,摒弃单一化的教学内容和教学模式,因材施教,针对不同专业学生设计不同的理论和实验内容,就能够更加充分地激发学生的学习兴趣,使学生更加明确数字图像处理课程与本学科的联系,也能够为学生未来的工作和进一步的学习深造提供帮助。

3 在理论教学中如何实践

与专业背景相融合的教学方法,在理论教学环节的实践上,具体过程和内容如下。

理论教学在讲授基础知识、原理分析、推导算法、分析算法效果的基础上,因材施教,为不同专业设计适合本专业应用领域的内容,并将这些内容融入到基础知识、基本算法原理等的讲授中。在理论教学中,每次讲授完一个算法原理和该算法的基本常用应用后,再在此基础上,提出新的具体问题,让学生思考怎样利用已有的多种算法的结合或改进来实现新的问题。

在理论教学中,将时间划分为几个模块,分别有讲授、讨论、思考等。在内容的设置上,完成教材内容的同时,融合专业特点,对教材内容进行加工处理,并扩充和设计不同的内容进行讲授、讨论和课后研究。

在对计算机专业学生进行理论教学时,将计算机专业不具备的信号相关知识和时频变换相关知识,尽量深入浅出,精简至该专业的学生能够理解的程度,再结合计算机专业擅长编程和代码实现的特点,多将算法与代码相结合,在算法的表述上,可以使用某种学生已学过的编程语言来表述,并通过代码分析算法流程和算法实现的复杂度问题,进一步引导学生优化算法,减小算法的时间和空间复杂度。在讲授基础内容和算法后,提出一个本次课算法相关的实际应用示例,进行算法分析并组织学生讨论算法是否有优化的可能性和方法。最后,提出一个研究性问题供学生课后思考和上机实现,学生可以利用课后时间查阅相关参考资料,提出初步解决方案,设计问题的详细解决方案,进而实现,并可在实验课时间进行测试和讨论。

在对电信专业学生进行理论教学时,则要结合该专业的先修课程已讲授的内容,适当调整教材中各部分内容的处理方式和时间分配。在讲授内容的设计中,对于其他课程中已讲授过的知识点,例如,时频变换部分的变换公式及快速算法的原理分析等,不再进行详细讲解,做简单回顾即可。数字图像处理中的很多概念、术语及算法,都与数字信号学科中的相关概念、术语和算法相类似,且数字图像可以看成是特殊的一种二维信号,进而可以分解为一维信号。在讲授相关知识点时,可以跟数字信号处理中的相关内容相关联,使学生更加容易理解数字图像处理领域中算法的设计缘由和原理。但是,对于算法的实现方面,针对电信专业学生的欠缺,降低算法实现环节的难度。在进行算法实现的展示时,采用仿真脚本来代替源代码对程序进行书写,并根据仿真脚本的运行效果,来调整算法的相应参数设置,使学生掌握用仿真软件描述算法、调试脚本以及观察对比运行效果等。相应地,给电信专业学生分析讨论的开发示例也采用仿真语言描述,用于思考和课后解决的研究性问题,也要求学生用仿真软件实现即可。

在理论教学中,要始终贯彻开放思维的重要性,强调算法的灵活性和开放性,启发学生如何改进算法,如何融合不同算法的优点,如何设计新算法。通过融合专业应用、开放性教学和思维方式,让学生不仅能够掌握已有算法知识,还知道怎样利用已有知识解决新问题。

4 在实验教学环节如何实践

与专业背景相融合的教学方法,在实验教学环节的实践上,具体过程和内容如下。

实验教学中,首先要解决实现算法的工具及平台的问题。在工具和平台的选择上,也要融合专业特点,根据不同专业的知识背景选择不同的工具来实现算法。

对计算机专业,选择学生学过的高级语言以及使用过的开发工具和平台来进行实验,例如C语言、C#或JAVA等。因为本课程要求能够较快地实现算法及算法的结合和改进,更会要求解决新的应用型问题,这样,就需要熟练的代码编写能力,所以不适合采用新的语言和开发工具。

对电信专业,首先排除仿真软件以外的其他高级软件及其配套的开发平台,因为大多数的学生,并不具备除C语言外的其他语言的代码编写能力,如果选择某一种高级语言来做实验的话,学生需要将较长的时间花费在语言和开发工具的掌握上。所以,与电信专业其他课程的实验教学相匹配,由于学生已经掌握了多种仿真工具,本门课程的实验环节采用仿真软件来实现,例如MATLAB等仿真软件。

鉴于不同专业的背景知识和优势不同,在实验目标和内容的设置上,也应有所区别。

计算机专业善于编程、实现算法,但对于部分算法,如时频变换、采样量化等算法的原理掌握不深,所以在实验内容的设置上,尽量偏向于空域数字图像处理算法的实现,较少涉及频域。

电信专业则相反,虽然不擅长编程和实现,但由于仿真脚本的编写较源代码要简单得多,所以,可以在实验内容的设置上,适当提高难度,对于常用算法,重点掌握这些算法在实际问题中的用法,而不是实现算法流程本身。

对于研究性课题的设置也相应地融合专业特点,设置不同难度和领域的实际问题,供学生自我学习和讨论。

实验教学应采用开放式的教学方式,进行研究性教学,不是简单地设计好实验内容和步骤给学生,而是在此基础上,提出更高的要求,让学生参与进来,共同解决问题,提高学生参与度,锻炼学生用已有背景知识解决实际问题的能力。

5 在融合专业的教学方法的实践中,教师的作用如何发挥

首先,教师应坚持自我学习,不断更新知识储备,适时更换教材、扩充知识点;其次,应向学生提供完整的教学资料,包括教学演示文稿、源代码、脚本等,还应督促学生课后自己查阅相关文献;最后,转变教育观念,贯彻开放式的教学方式,注重启发性教学,并增加开放性教学环节,让学生充分参与到理论和实验教学中来。

6 结束语

本文结合自身多年教学实际经验,通过对不同专业具体知识背景和特点的分析,提出在教学中,应充分考虑学生自身因素,融合专业特点,为不同专业设计不同的教学内容和方法。经初步尝试取得了较好的效果。该教学方法适合数字图像处理课程在不同专业的教学,因此开展比较顺利。但实施中也遇到了一些困难,比如,教学学时的问题,教材选择的问题等。因此,在该教学方法的具体实施上,要解决的问题还很多。

参考文献: