学科基础知识是学生攀登学术高峰的基础,同样重要的,前沿科技知识可以激发学生的研究热情,指引他们确定自己的研究方向。只有如此,他们才能在学术之路上越走越远,否则便会如无头苍蝇般浪费青春。
除此之外,教学内容的选择应有利于研究生科学思维和创新思维的培养,广泛地采用案例式教学、讨论式教学、专题式教学等手段,旨在发挥研究生作为学习主题的能动性,培养研究生的创新学习意识。
提炼核心专题,确保内容完整和一致。
为了丰富课程内容,课程由三个老师授课。每个老师讲授与自己主要研究方向相关的内容,这样确保了授课内容的完整和一致。在长期的科研项目经历中有丰富的经验,我们把图像处理涉及的知识和技术划分专题,专题间尽可能独立,专题内又一脉相承。讲授该专题的教师,往往对专题内容有大量研究,非常熟悉各种基础知识及前沿动态,可以提供深入而准确的教学。这种专题授课方式破除了传统按照教材章节授课的弊端,避免了跳跃性,使知识体系更加清晰。
鼓励自主课程设计,阅读大量中英文论文,撰写读书笔记并进行讨论。
实际需求往往有助于激发创造力。授课过程中,学生可以根据所讲授的内容挑选任意一个自己感兴趣的方向进行深入研究,撰写读书笔记,并用所学方法解决某一实际问题,递交完整的实验报告。通过这一方式,可锻炼学生的三个能力:发现实际需求实际问题的能力,即要有知道“做什么”的敏锐洞察力;解决实际需求实际问题的能力,即要有知道“怎么做”的高效执行力;一个高质量的实验报告,要求实验者有客观严谨的态度和精神。
七、增加实验课内容和课时,着力培养学生动手能力。
专业实验课程内涵丰富,所覆盖的知识面和包含的信息量以及能够对研究生完成的基本训练内容是其它课程环节难以比拟的。专业实验课程在研究生深入观察现象,建立合理的专业模型,定量研究变化规律,分析、判断实验结果准确度,激发研究生的想象力、创造力,培养和提高研究生独立开展科学研究工作的素质和能力方面都具有重要的奠基作用。
早期的图像处理的目的是改善图像的质量,它以人为对象,以改善人的视觉效果为目的。随着信息高速公路、数字化地球概念的提出及Internet的广泛应用,数字图像处理的需求与日俱增,因此实验教学在《数字图像处理》课程中起着越来越重要的作用,必须通过实践动手环节,才能了解众多的原理、方法、算法,必须加强实验环节,才能培养学生独立思考和创新实践能力,结合数字图像处理理论学习和实验学习,让工科的学生进一步了解数字图像这一媒体的基本特性,对图像处理与识别技术有基本的感性认识,了解各种处理方法的基本原理并掌握基本的图像处理技术,为今后从事图像信息处理、计算机视觉、模式识别和人工智能等领域从事研究与开发打下坚实的基础。
基于上述目的,我们在48课时的教学中划出16课时为图像处理实验教学,在图像处理实验课程的体系和研究内容设计上,我们有如下几点做法:
1. 体现图像处理实验的体系完整性。数字图像处理过程往往被理解为:输入图像—图像处理—输出图像,其实从实际工作和科研经历上看,数字图像处理涵盖的范围远远不止这些,很多学生在实际工作中接到一个具体的图像处理任务时却无从下手。其根本原因在于我们对图像处理体系的完整性强调得不够,学生知识点有缺陷。针对上述问题,我们在图像处理实验课程中增加如下内容:1)图像数据采集:成像原理、成像设备、图像采集方法、技巧和实践;2)图像数据处理:图像格式、输入输出、图像数据处理、编程规范;3)模式识别和图像处理实验:数据分析、实验设计、实验报告的撰写、实践。
2.编程工具的选择。目前数字图像处理的工具分为3大类,一是Photoshop等商用图像处理软件,二是MATLAB等实验语言,三是VC等编程语言。结合工科学生今后工作和科研的需要,我们认为,选择VC作为图像处理实验的工具是合适的。因为VC具有强大的算法实现能力和执行效率,通过编程可以了解各种图像处理算法的具体实现流程,并且VC还支持OpenCV,OpenGL,DirectX等众多开源图形、图像处理库,可以实现复杂、完善的多媒体数据处理功能。
实验内容的选择。数字图像处理包含众多的方法和算法,在有限的实验课程教学环节中,选择具有代表性的,应用广泛的,知识点覆盖率高的实验设计内容具有重要的意义。通过对图像处理方法的分析,我们选择如下知识点作为实验的重点内容:几何变换、颜色处理、图像融合、图像滤波技术、边缘检测、分割、图像配准、图像增强技术等。
在教学实践中我们努力工作,取得了良好效果。我们下决心在华中科技大学争创国际知名大学的过程中建设好高水平国际化课程“数字图像处理”。
本文获“华中科技大学高水平国际化课程建设项目资助”,特致感谢。
参考文献
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