數字圖像處理實驗報告大全11篇

緒論：寫作既是個人情感的抒發，也是對學術真理的探索，歡迎閱讀由發表云整理的11篇數字圖像處理實驗報告范文，希望它們能為您的寫作提供參考和啟發。

篇（1）

中圖分類號：G642文獻標識碼：A文章編號：1006-4311（2012）08-0168-02

0引言

數字圖像處理技術在近20多年時間里，迅速發展成為一門集光學、微電子學、計算機科學、應用數學等學科為一體的具有強大生命力的綜合性邊緣科學。目前，數字圖像處理技術在通信工程、遙感技術、醫用圖像處理、工業生產、軍事公安、文化藝術等許多領域中發揮著越來越重要的作用。學科的快速發展決定課程教學內容改革的必要性和緊迫性。本文從教學內容、教學方法、教學手段等方面針對課程特點進行改革探討，為其他專業課教學改革提供一定的參考。

1選用教材合適，制作幻燈同步

在選用教材時緊跟學科發展的腳步，結合數字圖像處理課時較短的特點，選用了機械工業出版社出版的李朝暉主編的普通高等教育規劃教材。該教材內容精煉，突出了數字圖像處理的主要內容，包括圖像的基本知識、圖像的變換、圖像的增強、圖像的復原、圖像的壓縮編碼、圖像的分割與特征分析等基本章節，方便老師在較短的時間內將該課程的主要理論講授給學生，學生可以很快抓住數字圖像處理技術的精髓所在。該教材又不乏介紹新技術、新算法和數字圖像處理新的應用。花大量時間制作與教材完全同步的課件，便于學生深刻領會教學內容，同時又不拘泥于教材，采用課堂教學、學生自學、學生演講、上機實驗等多種教學方式，提升教學水平。

2講授概念系統，掌握基礎牢固

概念圖（Concept Map）是以綜合、分層的形式表示概念之間相互聯系的空間網絡結構圖。最初是由美國康奈爾大學教育系的Joseph D. Novak教授及同事提出來將概念圖有系統的運用于教學與學習的研究。它是一種將概念之間關系圖形化表示的技術。概念圖一目了然，對學生系統地掌握專業術語及關鍵理論非常有幫助。我在讓學生充分了解了概念圖定義及作用后，讓學生自己制訂了圖像增強一章的概念圖，大大激發了學生的創造性，同時加深了學生對基礎理論知識的學習。另一方面，概念圖可以作為學生自我評價的工具，學生在構圖時遇到困難則說明自己的知識結構存在不足；構圖不完整則說明自己的知識儲備不夠；概念圖層次不清說明自己對這部分概念的理解不透徹等等，這些都將幫助學生認識自己，并對此進行反思，以改善自身的學習，尋找完善的對策。

3培養思維能力，挖掘學生潛力

在《數學圖像處理》的教學過程中除了講清楚基本理論、基本概念外，十分注重新理論、新算法產生的原因、過程，采用啟發式教學，也就是將科學的思維過程傳給學生，培養學生的科學思維能力。如在講靜態圖像壓縮的兩種算法標準JPEG和JPEG2000時，由于JPEG是基于離散余弦變換的靜態圖像壓縮標準，而JPEG2000是基于小波變換的靜態圖像壓縮標準，因此首先給學生講授了離散余弦變換的特點，它可以將大多數的信息放到較少的系數上去，因此更能提高編碼的效率。缺點在于只要選定了需要保留的系數，則壓縮比或者說分辨率就是固定的。而小波變換恰好可以克服這一缺點，它被譽為“數學顯微鏡”，可以對函數或信號進行多尺度細化分析，為實現圖像多級分辨率提供了基礎。而小波變換又存在哪些問題，講清楚上述過程，比單講算法本身要重要的多。舊的算法也許過時，但其包含的科學思維方法并不過時，新的算法也不能解決所有問題，但其創新意識卻是解決所有問題的鑰匙。在授課過程中，為了讓學生理解各個學科在整個數字圖像處理過程中各自的作用及如何有機地結合在一起，從圖像的獲取、圖像的數字化、圖像的預處理、圖像的壓縮編碼、圖像的顯示、圖像的描述等具體過程，說明多個學科如何交叉貫穿在一起。綜合能力的提高必須掌握多學科的基礎知識，這樣才能融會貫通。理論授課結束時，讓學生分組搜集素材談談對該課程或該技術的了解，并制作PPT在課堂上演講。同學們積極踴躍，很多人講了數字圖像處理技術在日常生活中的應用，課堂效果非常好，在豐富了自己的同時也開闊了大家的視野。

4引進Photoshop，輔助教學手段

數字圖像處理技術是一門利用計算機進行圖像處理的學科，許多算法最終要在計算機上實現，因此《數字圖像處理》課程教學不能脫離計算機，開展計算機輔助教學已勢在必行。CAI是以計算機為教學媒體，通過學生與計算機之間的交互活動，充分利用計算機模擬、微觀擴大、高速處理、及時反饋、動態顯示、圖文并茂、知識密集等一系列特點，來開發人及人以外的一切學習資源，達到優化教學效果的目的。Photoshop就是一款典型的優秀數字圖像處理軟件，在《數學務圖像處理》教學中采用Photoshop作為CAI軟件，不僅可以了解計算機圖像輸入、存儲、輸出的整個過程，而且對各種圖像處理算法均有形象直觀的印象，對直方圖、圖像文件格式、調色板等數據結構有了更深的理解。理論與實踐的有機結合可使本課程的學習變得非常有趣。

5改革實驗內容，上交實驗報告

純理論教學已反映不了“數字圖像處理”課程應用性極強的時代特征，注重實踐性教學環節對培養理工科學生的創造性是極為重要的。“數字圖像處理”是以實驗為基礎的課程，主要討論用計算機對圖像進行加工和分析的方法。在開課的前一學期，完成了課程中主要實驗的編程與調試，主要包括圖像及其直方圖顯示、圖像二值化、DCT變換、圖像增強、圖像編碼等五個實驗。在該課程理論授課結束時，制定了實驗實施計劃和指導方案。要求學生用MATLAB或VC語言做實驗。實驗開始前，簡單講授該課程實驗中用到的主要的MATLAB語句，并和學生共享相關的課件，受到學生的歡迎和好評。結合學生的掌握情況，在已確定的實驗內容基礎上，又增加了圖像的邊緣檢測。課程設計結束時，要求學生上交一份完整的說明書，要求內容充實，語言簡練，能夠熟練運用相關的工具對實踐內容做出總結。通過實驗練習和指導，加深了學生對課堂教學內容的理解，提高了學生的學習興趣，大大增強了學生的實踐動手能力。

6結束語

《數字圖像處理》課程的教學任務還很艱巨，需要不斷的探索與實踐，還要在完善教學條件、提高教師自身能力和素質的過程中得到完善。課程改革的目標，是強調基礎理論的學習，突出工程意識、創新意識與綜合設計能力，使學生的信息綜合設計能力和創新能力、科學研究能力有明顯的提高，進而擴大學生的就業面。以上是我近一年在《數字圖像處理》中進行的改革與實踐，隨著教學條件的改善和教學水平的提高，還需要進一步完善教學內容，培養出越來越具有開拓精神和創新意識的現代化新人。

參考文獻：

[1]李朝暉，張弘，王京文，趙保軍.數字圖像處理及應用.北京：機械工業出版社，2007.

[2]付麗琴，桂志國，王黎明.數字信號處理原理及實現.北京：國防工業出版社，2004.

[3]阮秋琦.數字圖像處理學.北京：電子工業出版社，2008.

篇（2）

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）09-0059-03

遙感是農業高等院校一些專業（如資源環境與城鄉規劃、土地資源管理、農業資源與環境、環境科學等）的本科生必修的專業核心課程。遙感技術已經廣泛應用于社會生產的各個領域，培養遙感應用型的高級技術人才非常重要，但目前農業院校的遙感課程的教學體系、教學內容和教學方式難以適應遙感技術的快速發展，存在不少問題，使培養的人才與社會產生脫節。

一、農業院校遙感教學存在的主要問題

1.遙感課程理論多而雜、抽象化等特點，抑制了學生的學習興趣。遙感技術具有理論抽象、知識點龐雜的特點，其多學科交叉，基礎知識面廣而雜，技術性和實踐性較強且多應用于大型項目。農業院校的本科生一般是第一次接觸，缺乏與課程相關的預備基礎知識和背景知識，學習遙感課程太抽象，實際生活中也很難接觸到遙感應用方面的項目，這樣會導致學生覺得遙感課程“遙不可測”，具有一定的距離感和陌生感。另外，遙感課程在農業類院校中一般屬于專業基礎性學科，得不到足夠的重視，以及學時不多等原因都在一定程度上抑制了學生的學習興趣。

2.教材內容過于突出前沿科學，忽略了其應用性。現在的農業院校遙感教材已經采用國家農林類普通高等教育“十一五”、21世紀規劃教材，雖然教學內容進行了更新，基本上不存在以前的內容過于陳舊的問題，但仍然出現不少問題。主要存在教學內容過于突出其前沿科學以及發展趨勢，導致部分教學內容或過于深奧，或與農業類等相關專業的結合性不大，在農業院校等相關領域中幾乎應用不到；如“微波遙感原理”深奧難懂，在農業院校相關專業幾乎很少用到；又如“高光譜的影像分析”過于深奧，對于遙感課程學時很有限的農業院校本科生關聯系不多且過于深奧。現在國民生產的各領域中廣泛應用的遙感技術或結合性較強的教學內容，很少有教材提及或提及極少。如近年在災害監測中廣泛應用高分辨率的QUICKBIRD、WORLDVIEW衛星數據WORLDVIEW；又如在農業中應用較多的測定地物光譜儀的設備和我國“北京一號”小衛星在北京近郊農業監測中應用等內容卻無體現。脫離生產實踐與應用的前沿技術，就像是沒有方向的深海之舟，與農業類院校本科生的教學宗旨與教學目標背道而馳。

3.教學手段不夠豐富，學生參與不夠，缺乏學習熱情。農業院校遙感課程雖然普遍使用了多媒體教學技術，但仍是以教師講授為核心，缺乏形象教學必要的教學手段與輔助教學資料，很少有本科生參與教師的科研項目或大型的工程應用項目。由于時間等種種原因，也很少本科生參加課內外的遙感應用的體驗與交流報告，缺乏學習遙感課程的源動力與熱情。

4.現有的考試制度抑制了學生的創新。現有的考試制度以考試為主，側重卷面成績，試卷考核方式很難考驗學生對理論體系的系統性掌握、知識點的內在聯系以及實際技能的掌握程度與應用程度。農業院校的遙感實驗課程學時設置少，實驗個數少，實驗成績占課程成績的比重不大，一般隸屬于遙感課程理論教學的一部分，很少單獨開設，實踐環節教學得不到足夠的重視，且多側重實驗報告成績，忽視了實踐環節學生能力的表現。現有的課程成績構成缺乏討論、專題制作、文獻檢索、學習報告等多手段，在一定程度上抑制了學生參與的積極性和主觀能動性，導致學生自主學習的熱情不夠，缺乏創新的激情。

5.實踐學時偏少，缺乏針對農業院校的上機教材。遙感實踐課程少，難以培養學生的感性認識，動手能力的提高更是無從談起。目前，與遙感課程配套上機的教材多是針對高等院校測繪類專業，缺乏與農業院校遙感課程配套的上機實驗教材，市場上偶見農業院校專用教程，在內容的設置上與上機實驗數據或樣例數據方面卻與測繪類專業并無多大區別。農業院校類本科生感覺不到遙感實踐與專業的相關性或結合性，無法滿足農業院校專業學生的實踐教學的需求。

二、教學改革的基本內容與途徑

1.教學內容的完善與改革。（1）教學內容的設置應重點突出。在農林院校遙感課程學時很有限，而遙感技術體系本身內容非常龐雜，教學內容與學時的設置除了體現理論的系統性，一定要注重各部分內容的內在的邏輯聯系，突出主要內容和重要內容，必要時，應進行取舍。使學生對整個教學有一個比較宏觀、層次清晰的印象，能夠抓住遙感主要的原理和難點內容。農業院校的遙感課程主要內容包括航空像片與遙感相關的基本概念、地物的反射光譜特性、航空攝影測量的基礎知識、遙感圖像的像點誤差、航空攝影測量的內外業、衛星傳感器數據、遙感圖像的目視判讀與調繪、遙感數字圖像處理原理與操作技能，以及遙感技術的應用案例，尤其是在農業領域的應用實例。（2）根據應用情況對前沿性內容取舍。現在很多教學改革過于突出課程的前沿性內容，但受到學時的限制，很難與生產實踐或專業聯系起來，學生感覺很陌生、很抽象，教學效果甚不理想。農林院校的遙感課程學時一般都很有限，在突出課程內容的系統性和重點內容的前提下，對于前沿性的內容，可結合授課專業情況進行靈活調整。若在相應專業領域中很少應用的可略講或不講（如微波遙感、高光譜）；若在相應專業領域實踐中有應用或應用較多的（如在農業和土壤學科應用較多的便攜式地物波譜儀），可側重于先進的儀器以及在科研或生產實踐中的作用與功能。這樣學生既不會感到深奧難懂，又會覺得該課程很貼合實際需求，這樣就可在有限的學時取得較好的教學效果。（3）實驗內容的調整。遙感課程實驗內容的設置應與基本理論、基本方法相呼應，突出其主要技能、實踐技能，平衡傳統方法與現代作業方法，采用的實驗器材或軟件應與當地生產部門基本保持一致，若有條件應盡量將實驗課單獨開設。遙感技術在實際作業中，數據源以及產品都是采用遙感數字圖像，因此，傳統的遙感課程實驗內容應根據行業發展情況適當地刪除過時的實驗，保留主要的遙感實驗外，應盡量根據授課對象的就業方向、科研情況以及學時情況選擇性地增加設置遙感數字圖像處理的實驗內容與課時數，如“熟悉ERDAS或ENVI遙感圖像處理軟件的基本操作”、“遙感數字圖像的增強處理”、“遙感數字圖像的幾何處理”、“遙感數字圖像的計算機自動分類”。

2.教學手段與教學方法的改革。（1）從興趣點或生產應用入手展開教學。由于遙感課程理論知識點多而雜，在教學內容的組織上可從學生感興趣的知識點入手，適當引用遙感在測繪、國土、農業等重要部門的一些視頻資料。闡述基本原理與基本方法時注重加強學生思維的引導，主要內容與重點內容可采用精講、細講，生產中不常用的原理與方法采取學生課外自主學習為主，遙感在實踐中應用可采取具體案例分析，這樣既可保證激發學生學習的興趣，在面上對遙感有全面的把握，又可在重點內容上有所深入。除了現代常用的多媒體教授的教學方法，可布置與課程內容相關且很有趣的課外小作業，如可通過讓學生在Google Earth上查找校舍或旅游目的地的方式對衛星遙感數據的認識。（2）制作遙感教學輔助材料。遙感教學輔助材料包括航空圖像與衛星遙感圖像樣片的制作、各類教學視頻的制作、試題庫與習題庫的制作、遙感精品課程在線網址的收集，完善各種網絡教學資源庫的建設等。將生澀難懂且方便用于直觀教學的遙感圖像的分類與遙感圖像的解譯標志等內容制作教學樣片，如可將全色圖像、紅外、彩紅外、多光譜等航空像片與各種常用的衛星遙感數據制作樣片，形象而直觀，易于理解與記憶。對于比較抽象、生活中接觸較少的知識點用于制作1～5分鐘的輔助視頻，如航空拍攝的過程、衛星遙感以及傳感器的工作原理等。將近年來遙感技術應用于現實生活中有影響力的重大事件的新聞視頻片段制作教學視頻資料，如“國土部：用衛星遙感圖片嚴查違法用地”、“我國‘北京一號’、‘小衛星’監測北京近郊農作物長勢”、“汶川地震前后遙感圖像前后對比”等新聞視頻片段。教學輔助材料在有些教學內容方面可發揮很大的教學作用與效果。（3）重視遙感技術應用案例分析。一般農業院校的遙感技術的應用所占學時極少，與專業結合性不夠。一般只是泛泛地提到或者一帶而過，沒有具體的案例或應用視頻，學生缺乏對遙感技術實際應用情況的了解。可根據授課對象與專業方向選擇教學輔助材料，根據授課對象及專業方向播放其相關內容，重點分析應用案例。如面向土管專業授課時可側重土地資源調查與土地執法的案例分析；面向農資專業時，可側重農作物長勢監測與估產、光譜反射率的野外測定與分析等案例分析，面向環境類專業，可側重環境監測與災害監測的案例分析。（4）實現教學手段的多元化，激發學生學習熱情。除了常用的多媒體教學與板書等教授方式外，還可適當采取學生教學的方式，加強與學生互動交流，提高學生自主學習的能力。利用課前與課間的時間或借助網絡平臺，與學生進行充分交流，及時掌握他們的興趣、學習難點以及就業意向等，因材施教。利用國家、省和校級精品課程建設的成果，建立網絡實踐教學平臺，實現網絡互動式教學，設置“課件下載”、“實驗報告上載”、“答疑”、“FTP”等功能。可借助與測量學等課程的重疊交叉知識，進行觸類旁通式的教學。通過小型專題報告的形式，促使學生課外收集文獻資料學習實踐應用性強、與專業結合緊密的內容，擇優以多媒體的形式課堂交流并點評，并作為學生課程考核的一部分，有意識地將教學內容與科研、就業與生產項目管理等結合起來，引導學生自主學習，激發學習的創造性。

3.建立考試制度的改革，提高其學習的積極性。進行課程考試制度的改革，改進考核方法，建立考察學生全面素質的考核體系、建立科學的考察學生綜合知識、綜合素質、綜合能力的實踐考核體系，采取靈活多樣的考試方式。在課程考試構成增加小型專題報告制作、文獻檢索與總結等，理論環節可增加課堂互動環節（如提問、討論等）考核的比重；實踐環節可強化動手實踐與儀器操作的考核，淡化實驗報告等書面成績。通過建立考試制度的改革，促進學生積極學習。

三、教改效果分析

近年來遙感課程改革探索初步取得較為明顯的成效，具體表現在以下幾個方面。

1.學習態度的改變。學生對教學內容的興趣和注意力明顯提高，課堂互動變得更為積極，課外自主學習的激情提高，教學氛圍良好，“教與學”變成了一件較為愉快的教學活動，學生對遙感方向的學術報告與畢業論文選題感興趣的人數明顯增加。

2.學生對遙感教學的評價。每學期都對全部遙感課程進行教學評估，學生無記名網上評教，結果表明總體優良。說明學生對于教學內容與教學形式是認可與肯定的。

3.學生的收獲。國土資源管理、農業資源與環境等專業分別成立了興趣小組，在老師的指導下能夠獨立完成校級創新型實驗項目。學生的動手實踐能力明顯得到鍛煉與提高，有機會參與到多項遙感技術應用的工程項目，特別優秀的學生能在測繪遙感相關的事業單位就業。也有本科生在國內的學術期刊上公開發表遙感領域內的科研論文。

雖然筆者針對農業類院校的遙感課程實踐教學改革進行了探索與實踐，然而，許多問題有待進一步探討，諸如教學平臺的完善、教學形式的改進、產學研實習基地建立、專業實踐素材庫的建立等。面向未來，我們需要更好地根據社會需求，積極進行遙感教學課程改革，為社會培養出更多的遙感應用型的高級人才。

參考文獻：

[1]尹占娥.現代遙感導論[M].北京：科學出版社，2008.

[2]鄧良基.遙感基礎與應用[M].北京：中國農業出版社，2009.

[3]常慶瑞，蔣平安，周勇.遙感技術導論[M].北京：科學出版社，2004.

篇（3）

【中圖分類號】G40-057【文獻標識碼】A【論文編號】1009-8097（2015）05-0091-06【DOI】10.3969/j.issn.1009-8097.2015.05.014

引言

應用型本科教育以培養具有較扎實的理論基礎、較強的分析問題和解決實際問題能力的應用型人才為目標。實踐教學環節有助于培養學生的動手能力和應用能力，在應用型本科高校中占有突出的地位。實驗教學是實踐教學環節的必要組成部分，提高其教學質量對實現人才培養目標具有重要意義。

長期以來，應用型本科高校的實驗教學普遍采用“教師演示，學生重現”的模式，教師常常忙于指導學生的實驗操作，較少引導學生探究。學生則過多關注實驗結果的正誤，較少反思實驗方法和結果。由此，學生分析問題和解決問題的能力還有待提高，實驗教學對理論教學的促進作用也較為有限。因此，迫切需要研究新的實驗教學方法，全面改善教學效果。

從2011年開始，翻轉課堂教學模式逐漸在美國流行，并傳播到世界各地。它倡導學生在課外通過觀看教學微視頻自學課程內容，師生在課間參加教學活動和交流互動，學生消化吸收知識。翻轉課堂將教師從傳統教學方式的講授任務中解放出來，使他們能集中精力開展教學研究，提高教學效果。同時，學生成為教學過程的主體，教學獲得良性發展。翻轉課堂為應用型本科實驗教學改革提供了新思路。

華中師范大學楊九民等將以微視頻資源學習為核心的翻轉課堂運用到“現代教育技術”實驗課程中，取得了良好效果，但還需具體設計課內實驗階段的交流互動活動，以進一步提高實驗教學質量。

一 翻轉課堂及實驗教學方法

1 翻轉課堂的發展和內涵

早在2000年，美國邁安密大學的三位教授Lage，Platt和Treglia在經濟學導論課程的教學中，提出了翻轉課堂教學方式，即將傳統教學模式中課內傳授知識的工作轉移到課外完成，而將原來課外練習的工作轉移到課內完成。教學實踐表明這種方式有利于學生成為學習的主體，從而獲得個性化的教育。教學微視頻的出現則使翻轉課堂應用于教學實踐成為可能。2004年，SalmanKhan為侄女錄制了視頻幫助其補習功課，侄女反映視頻便于她略過已經掌握的內容，也利于她

翻轉課堂的基本思想是采用“課外傳授知識，課間內化知識”的策略開展教學。在課外，學生通過微視頻自學基本知識，有效實現新知識的原始積累。在課間，教師安排學生開展協作探究式活動，并當面解決學生疑問，促使他們加深對知識的理解。翻轉課堂教學模式具有以下優點：

第一，采用微視頻引導學生課外自學，效果優于傳統教學中教師講授的方法。首先，教學微視頻其實是教師講課場景的復制品，一旦錄制長期保存，可被多人反復使用。用微視頻替代講課，避免教師重復講解，減少工作量。其次，學生易于根據各自的學習狀況和特點，自由控制微視頻播放的時間、進度和次數，滿足學生個性化需要，從而提升學習效果。

第二，最佳發揮教師輔導學生的作用。在傳統教學中，當教師在課內為學生講解知識點時，由于學生剛接觸新知識，還來不及深入思考，此時很少需要教師解答疑問。在課后，學生做練習時，卻不能及時得到老師的幫助。翻轉課堂調整了教師在學習過程中出現的次序，當學生完成課外自學，取得新知識基礎后，教師與學生開展課內教學活動，交流互動，教師協助學生完成知識內化。

第三，翻轉課堂的核心在于課堂上的教學活動。建構主義認為，知識是學習者以自身為主體通過意義建構而獲得的。意義建構是指深刻認識新知識所反映的事物性質、規律和相互關系，理解知識點的內涵和外延，也即是知識內化。學生只有實現知識內化，才能理解新知識，掌握新知識，并靈活運用它們。翻轉課堂采用微視頻引導學生自學的根本目的在于，為學生實現知識內化奠定必要的知識基礎。同時，微視頻免除了教師講授的任務，使教師能集中精力設計和組織課堂教學活動，促進學生吸收和內化知識，提升學習效果。

2 傳統實驗教學方法的分析

在傳統實驗教學模式下，學生通常被要求課前預習實驗內容。在實驗課期間，教師先用15分鐘左右的時間集中講解實驗原理和內容，并演示操作過程。隨后，學生獨立完成實驗，并在課后完成實驗報告。這種傳統的實驗教學方法有以下缺陷：

首先，實驗進展緩慢，效率低。學生基于實驗指導書完成預習，較難把握實驗過程的每個環節，有些學生甚至不熟悉實驗儀器。他們操作不夠熟練，實驗進展緩慢。

其次，開展相同實驗的次數多，教師重復講解工作量大。不同班級可能開設相同實驗，每個班級往往需分批進行同一實驗，因此實驗重復次數多。有些基礎課程實驗重復量相當大，重復多次講解相同實驗內容的巨大工作量使教師無暇改進教學方法。

再次，教師的集中講解效果差。學生的接受能力有差別，每次的實驗人數又很多，實驗老師的集中講解通常不能保證每個學生都能清楚把握實驗方法和要求。

最后，實驗過程忽視學生內化知識。實驗成績通常以結果的正誤來評定，學生大都只追求完成實驗項目，取得正確的數據結果，很少深入思考相關問題。教師經常忙于解答學生的操作問題，較少有技術性指導。因此，師生之間缺少專業知識層面的交流和互動，不利于教學相長。

3 基于翻轉課堂的應用型本科實驗教學方法

本文根據翻轉課堂的優點，設計新的實驗教學方法，實施結構如圖1所示。在課前，主要通過教學微視頻引導學生自學實驗原理和操作方法，減輕教師講解負擔。在課內，學生完成基本實驗后，教師以思考題為導向，組織學生開展探究活動，強化其理論基礎，提高他們解決問題的能力。在課后，學生整理實驗報告。以下詳細介紹課前和課內的主要活動。

（1）課前活動

①教師根據實驗計劃編寫指導書。對于各實驗項目，除原理、步驟以外，指導書還應詳細說明要求取得哪些結果和結論，并給出與本實驗相關的1-2個思考題，以便課內開展探究活動。

②教師錄制講解實驗原理的視頻。該視頻可采用幻燈片方式加講解語音的形式，或者板書加講解語音的形式。同時錄制現場操作過程的視頻，以使學生能熟悉實驗環境。每個視頻控制在10分鐘左右，充分利用學生注意力最集中的時段，提高學習效果。

③學生觀看實驗教學視頻。學生自由選擇觀看視頻的時間、地點和方式，在最佳狀態下高效率學習。學生反復學習教學視頻，掌握基本原理，熟悉實驗儀器和操作步驟，并記錄遇到的問題。

④在完成上述步驟的基礎上，學生參考指導書，開展理論分析和計算，規劃實驗報告，完成預習。針對預習中遇到的問題以及實驗思考題，學生通過網絡平臺相互交流，查找資料解決。

（2）課內活動

①學生完成基本實驗。學生在觀看教學視頻完成預習的基礎上，能在半小時左右的時間內完成教學視頻所給出的基本實驗內容，教師也能在此期間解答學生預習中的疑問。

②開展協助探究活動。該步驟包含兩部分內容。第一，學生得到基本實驗的結果后，通過相互交流，糾正錯誤。第二，學生開展探究，解決新問題。教師針對指導書上的思考題，組織學生以3人為一組開展討論交流。各個小組分別討論思考題，探討結論，并在基本實驗的框架上，設計和擬訂實驗方案，并通過實驗予以實現。在整個過程中，教師指導和解答學生疑問。該步驟有助于學生深化對基本知識的認識，提高他們分析問題，解決問題的能力。

③展示和交流探究實驗結果。各小組獨立完成探究活動之后，教師選擇2-3個小組為示范小組。各示范小組依次為全體同學介紹解決思考題的依據、實驗方法，展示實驗結果。針對展示的情況，其他同學對比本組實驗方案與結果，討論和補充改進方法。

④實驗效果評價與反饋。經過探究活動、展示和交流后，每個學生首先自我評價自身掌握實驗原理的情況，評價基本實驗和探究實驗采用的步驟、所得結果的情況，并列舉本次實驗中的優點和不足。然后，針對示范小組，每個學生對其實驗方法和結果打分，指出其優點，提出改進意見。教師整理和總結評價材料，進一步改進教學方法。同時，將對示范小組的評價情況反饋給對應小組，促進他們提高實驗技巧。學生自評有助于其端正學習態度，提高學習主動性。學生互評能幫助學生正確認識長處和不足，改進學習方法，最終提高其應用能力。

二 翻轉課堂實驗教學舉例

下面以數字圖像處理課程中的“圖像的傅立葉變換與頻域濾波”實驗項目為例，具體說明本文提出的翻轉課堂教學方法。數字圖像處理課程是應用型本科高校電子信息工程專業的重要課程，要求學生掌握通過程序設計開展圖像處理的基本方法。本實驗的基本實驗內容為驗證二維傅里葉變換的平移性和旋轉不變性，實現圖像低通頻域濾波，學生應掌握傅立葉變換原理和特性，熟悉圖像正、反二維傅立葉變換的程序設計方法。

根據本文提出的教學方法，教師在編寫實驗指導書的基礎上，采用錄屏軟件錄制了講解原理的視頻，以及基本實驗操作步驟和講解的視頻。此外，指導書中增加的思考題為：在圖像的傅立葉變換域中，零頻、低頻和高頻數據分別代表圖像的什么信息，通過實驗予以驗證。

課前，學生觀看教學視頻，掌握了圖像正、反二維傅立葉變換的基本過程及其程序設計方法，熟悉了常用的讀圖、傅立葉變換、顯示等函數。針對思考題，學生通過查找資料和交流，對實驗驗證方法也有了初步的方案。

課內，學生獨立編寫圖像處理的程序代碼，完成基本實驗內容，相互交流，糾正實驗錯誤。之后，學生以3人為一小組，針對思考題，討論設計方案，分析其可行性，并擬訂技術路線。再通過程序設計實現方案，最終給出圖像處理結果。

示范小組給出的設計方案主要有兩種。如圖2所示為其中一種方案的流程圖，圖2中FFT和IFFT分別表示正、反傅立葉變換。首先，將原圖作傅立葉變換，得到頻域數據。然后，分別設計2個低通濾波器、1個高通濾波器，其中一個低通濾波器的截止頻率接近零頻。接著，分別將三個濾波器與圖像頻域數據相乘，再將乘積作反傅里葉變換，得到濾波結果，實驗結果如圖3所示。根據處理結果圖，很容易得出，傅立葉變換域中的零頻、低頻和高頻數據分別代表圖像的平均亮度、概貌和景物邊緣信息。

如圖4所示為第二種方案的流程圖。它的基本流程與方案l一致，只是逐漸增加低通濾波器的截止頻率，獲得多個低通濾波結果。當截止頻率fe很小時，處理結果與圖3（b）一致。當截止頻率fe分別取為10、20、30、40個像元時的處理結果如圖5所示。可見，隨著截止頻率增加，濾波結果的圖片越來越清晰。由此可以說明，零頻代表圖像平均亮度，低頻代表圖像的輪廓，高頻代表圖像的細節。

篇（4）

一、引言

“圖像處理”是我院計算機科學與技術專業和物聯網工程專業的專業選修課，該課程要求學生能夠掌握基本的圖像處理理論與算法，能夠進行簡單的程序設計來實現特定的圖像處理任務。然而，經過幾年的課程教學，我們發現學生在學習這門課的過程中出現了一些問題，具體如下：

首先，圖像處理這門課是多學科交叉，學習這門課之前要掌握微積分、線性代數、微分方程、計算方法等數學課程，同時還要掌握一種程序設計語言。然而，學生的學習積累較弱，在進行算法講解過程中往往需要結合特定的物理學、仿生學理論進行必要的數學理論推導，使學生在聽課的過程中感到乏味，這給學生的學習上帶來了不小的困難。在課下和學生交流過程中，他們普遍反映對理論推導的理解上存在不小的困難。

其次，作為一門實踐性很強的課程，在學習課程的同時還需要進行相應的編程來驗證算法的有效性，更多的時候是需要學生在吃透算法的基礎上引導學生對已有算法來進行改進。然而，由于許多學生對于這門課的作用、目標不清晰，沒有一個正確的學習方法，導致學生自己編程時普遍存在沒有思路或者無從下手的感覺。

最后，這門課是三年級下學期開設的課程，學生面臨公務員和研究生考試，同時還是選修課，學生重視程度不夠，這些不確定因素給教學帶來了一定的困擾。這樣一來，真正肯下功夫學習的學生并不是很多。

為了破解圖像處理這門課教學過程中所存在的一系列問題，提高學生對這門課的興趣，同時按照學校應用型本科人才培養的要求，我們對這門課的教學總體目標和要求、教學內容、教學方式和考核方式進行了相應的改革。

二、教學總體設計

2014年淮陰師范學院逐步開展了本科教學改革，學院的人才培養目標要逐步向應用型本科人才培養方向進行轉型。結合圖像處理這門課有著非常強的工程實用背景，根據學校的應用型本科人才培養方案要求，我們對課程的教學目標和要求、教學內容、教學方式和考核方式進行了如下改革。

（一）教學目標和要求

按照應用型本科人才培養要求，結合學生的實際情況，教學目標的制定上統籌考慮基礎理論的掌握和實踐能力的提升兩方面要求，使學生初步確立圖像工程的理論思維，具備一定的創新實踐意識，在自己的專業領域靈活應用所學知識解決實際工程問題。

（二）教學內容

盡管圖像處理是一個年輕的學科，但其所涉及的內容卻比較多而且雜。圖像處理所涉及的主要內容包括：圖像的基礎理論、圖像濾波、圖像分割、圖像增強、圖像變換（如傅里葉變換、小波變換等）、圖像形態學處理、圖像復原與重建、圖像壓縮與編碼、圖像數字水印等。同時，圖像處理也是一門不斷發展的學科，文獻[1-3]是圖像處理的經典教材。以文獻[1]為例，已經是第六版了，每一版本都比上一版本在內容上進行了不小的擴充。作為一門只有32課時的選修課，不可能面面俱到講授所有內容，因此在內容上的選擇要慎重。為了突出實踐教學以及避免枯燥的理論學習，我們采用了Matlab版本的數字圖象處理這本教材[4]。使用Matlab軟件可以對圖像處理的中間過程和結果有個直觀的接觸，使學生對課堂教學以及學生自學過程中能夠產生足夠的興趣。同時，利用Matlab自帶的圖像處理工具箱，可以很方便地調用相關函數來實現特定的圖像處理算法，這些函數對于理解書本內容有著很大的幫助作用。此外，Matlab還有非常詳盡的幫助文檔，便于學生自主學習。這里我們并沒有采用vc++作為編程軟件，主要是試驗環境的搭建比較麻煩，調試起來比較困難。但是，在課程簡介過程中，我們針對想深入學習圖像處理，尤其是涉及硬件（DSP、FPGA）編程進行圖像處理算法研究的學生，給他們推薦文獻[5]。

在具體內容的講授上，以工程應用背景為主的知識點進行講解，包括：圖像基礎理論、圖像濾波、圖像分割、圖像的傅立葉變換、圖像壓縮與編碼。在基礎理論的講解上，主要是給學生樹立圖像的數學模型和圖像處理的整體架構：用矩陣的形式來表示圖像，所有圖像處理算法都是圍繞如何使用相關方法來對這個矩陣進行處理，再把處理的結果以圖像的形式顯示。這樣使學生清楚在接下來的課程學習中如何去應對形式多樣的算法。對于圖像濾波、圖像分割等其他內容，重點突出工程應用背景來提高學生的關注度與興趣。

（三）教學方法

除了傳統的多媒體課件和板書外，在教學環節中引入大量的現場演示環節，通過Matlab軟件對圖像處理算法進行仿真與處理，使學生對算法有個直觀的認識。教學過程中的算法講解，主要利用Mat-lab的數字圖像處理工具箱中的對應函數，通過函數調用來教學生算法的使用，避免了復雜的數學推理，使課堂教學更有趣味性。另外，所有的課堂教學全部選擇在計算機機房，講解的過程中隨時讓學生來演練相關的算法，加深對知識點的理解。此外，當學生對圖像處理有了一個基本掌握后，給出部分開放題目供學生選擇，讓學生分組來完成相應的題目，采用小組報告的形式到講臺上來講解本組算法設計的過程，由下面的同學進行提問，凡是提問的學生都會有加分，如果臺上同學回答正確也有加分。這樣增加課堂學生的參與程度，使學生都能夠融入到課堂中來。此外，我們還積極引導學生合理利用網絡資源，選擇與課堂教學內容相關、有針對性的視頻公開課讓學生去學習，同時給學生提出相應的問題，通過這種方式使學生自己解決問題，并把答案以作業的形式遞交。

（四）考核方式

傳統的考核方式比較單一，由平時成績和期末閉卷考試成績構成。這種考核方式的弊端就是學生對于課程學習過程重視不夠，在期末時采取突擊復習的被動方式來應對考核。若是期末用一張試卷進行考核，知識點量大、面廣，學生復習困難，不利于學生對知識的掌握。考核只是一種手段，最終目的是通過考核使學生掌握知識。因此，我們采用過程化考試方法，即取消期末閉卷考試，把期末考試的比重分散到整個學期考核的各個環節。具體方案是：平時成績占總評成績的10%，主要考核學生的出勤及課堂表現情況；作業占30%，批改三次作業，每次滿分10分，批改后直接公布分數；團隊合作項目占60%，期中、期末各進行一次實驗匯報，由學生上講臺講解本組實驗過程并提交實驗報告，每次匯報滿分30分。通過這種考核方式，使學生在整個學期學習的各個階段對自己所獲得的分數有個直觀的把握，一方面能夠調動學生的積極主動性、能夠避免期末復習考試給學生帶來的額外負擔，使他們能夠把注意力集中在課堂上；同時，在教學的各個階段教師都有機會對學生的學習進行督促和總結。

三、課程設計

這里我們以圖像分割這一章的一節課的教學過程為實例，講解我們的課程設計。每節課教學內容的選擇上突出興趣主導，根據學生需求并兼顧題目的難度。以圖像分割中的邊緣檢測為例，首先給學生展示一款安裝在手機上名為“魔漫相機”的小軟件，這款軟件可以自動識別出照片中的人臉，然后嵌入到特定的場景中，如圖1所示。

篇（5）

國務院印發的《新一代人工智能發展規劃》中提出了我國人工智能“三步走”戰略目標并深化實施“中國制造2025”，將人工智能上升到國家戰略層面。因此，必須加快推進人才培養模式改革，推進科教協同育人，完善高水平科研支撐拔尖創新人才培養機制。新工科背景下的核心課程機器視覺與應用是郵電類本科學生的基礎課程，許多高校主要面向自動化、計算機類等工科專業開設，此課程融合了機器學習理論，數字圖像處理，智能決策與最優化等技術[1]，教學內容涉及機器視覺系統的組成與標定、圖像濾波與分割、目標檢測與識別、成像原理與多視圖幾何、三維測量等。各個學校對該課程的教學內容側重點不同，培養目標也不盡相同，但普遍面臨的問題是：強調理論知識點的掌握如定理、證明等，理論教學內容不能與最新技術發展同步，實踐教學內容簡單、膚淺，不能有效聯系實際應用或案例。學生對這門課缺乏興趣，實驗設備老舊、編程語言傳統，不符合企業實際需求，影響學生就業與升學的競爭力。因此，為解決上述問題，《機器視覺與應用》這門課程的教學改革勢在必行。

一、理論教學課程體系改革的與時俱進

機器視覺在我們生活中的應用不斷擴大，如手機上的攝像頭系統，微信、支付寶的掃碼操作等，因此在《機器視覺與應用》這門課中，在深入講解經典機器視覺知識的同時，要將當前最新的機器視覺與應用的研究成果與行業前沿知識在課堂上對學生進行介紹，如基于稠密深度、輕量化卷積神經網絡的目標檢測與識別、圖卷積神經網絡等，讓他們了解最新的知識點與行業應用及當前流行的軟件、硬件平臺，為他們以后的學科研究與就業奠定良好的基礎。因此，對課程的培養目標與課程體系進行了修訂。

新版的《機器視覺與應用》課程以Python語言為基礎，要求學生掌握機器視覺的概念、原理、圖像處理方法及經典視覺成像模型，掌握多視圖幾何及三維重建的原理及實現方法，學會搭建基礎的輕量化卷積神經網絡，為進一步學習人工智能相關專業課以及從事本專業的研究和技術工作打下必要的基礎。

同時，要充分考慮企業的需求，以協同育人的視角構建教師和企業導師聯合育人團隊，因材施教，優勢互補。比如，通過理論講解掌握機器視覺的圖像濾波與目標檢測，借助于生產線現場缺陷目標檢測等工業應用案例掌握理論教學知識，并反饋理論教學中未涉及的實際應用要點，如算法的實時性、檢測成功率，影響誤檢測的因素等。

二、創新實踐教學平臺

為了緊跟當前機器視覺與應用技術發展的潮流，培養人工智能應用行業所急需的專業人才，在通過課堂將機器視覺與應用專業理論知識傳授給學生的同時，還需啟發學生將來在機器視覺應用方面有創新性的成果[2]。

我們構建了三種型號的基于機器視覺系統的無人車、無人機等創新實踐平臺，每一種型號分別采用英偉達Nano和樹莓派兩種開發板，每種開發板32套，總共192套基于機器視覺系統的無人平臺。這些平臺不僅更好地服務于機器視覺與應用課程的章節實驗及綜合性實驗，而且還作為實驗室的創新平臺，為智能車比賽，無人機競賽，機器人大賽提供強有力的支撐。

三、創新實踐教學機器視覺軟件的組成

本課程的章節實驗及綜合性實踐提供多種編程語言和工具箱平臺，學生可以根據自己的興趣、愛好及未來的學業、職業規劃選擇一種或多種編程語言及平臺[3]。在Matlab圖像處理工具箱與OPENCV工具箱的基礎上[4]，本課程的實踐教學創新性地引入基于Python的機器視覺與應用基礎工具箱、進階版深度學習工具箱，緊跟當前機器視覺與應用課程發展的技術潮流。因為Python是一種面向對象、解釋型、動態數據類型的高級程序設計語言。其代碼量小，簡潔清晰。還具有豐富的機器視覺標準庫和擴充庫，如Pytesseract、OpenCV等，是當前人工智能行業廣泛應用的編程工具。

此外，為進一步支撐機器視覺綜合性實驗及基于視覺導航的無人車進階實踐項目，建議學生學習ROS開源的元機器人操作系統，包括硬件抽象、底層設備控制、常用函數的實現、進程間消息傳遞以及包管理。上述的OpenCV，Python等機器視覺工具箱及激光雷達、IMU慣導模塊以及相應的多傳感器標定、圖像處理、目標識別與跟蹤、三維重建、SLAM等都可以在此環境下實現。

另外，學生還可以熟悉掌握常用的深度學習框架，如PyTorch、TensorFlow、Keras、MXNet等，為將來的工作和學業深造打下堅實的基礎。

四、創新實踐教學內容的設計

我結合機器視覺與應用的理論教學內容，并兼顧實驗室開放創新項目及競賽需求，設計了漸進式創新實踐教學內容，主要分為三個級別：驗證性機器視覺章節實驗、綜合性視覺及多傳感器融合實踐項目、創新性實踐項目。考慮到學生對知識的掌握程度不同，三個級別的項目由易到難，循序漸進，兼顧學生的興趣愛好及實際生活中的創意實現。三個級別的實驗及實踐項目舉例如下：

1.驗證性實驗：攝像頭啟動及驅動，圖像預處理如多彩色空間轉化、灰度變化、圖像增強、圖像濾波、銳化、圖像分割與二值化、腐蝕與膨脹、圖像特征提取與匹配等。

2.綜合性實踐：相機標定實驗及誤差分析，多傳感器聯合標定（相機、激光雷達、IMU聯合標定），圖像去霧、去雨、去模糊化等。

3.創新性實踐：視覺導航，無人車視覺避障，無人車視覺同時定位與重建，模擬工業機器視覺應用如智能產品缺陷檢測、視覺測量，快遞包裹視覺實時追蹤與定位，人流估計與預測等。

驗證性實驗是必選的，綜合性及創新性實踐是以小組完成的，學生可以跟蹤興趣、愛好選擇不同的題目，提高主觀能動性，并允許學生利用所學知識進行創新創意性擴展。

五、創新實踐教學方式改革探索

（一）梳理課程間內容關系，完善相應的平臺、硬件、軟件及相應的電子資源建設

學生的專業基礎不同，所掌握編程知識及實踐能力有一定的差異性，教師開課前應摸底學生所學的課程內容，了解學生不同的專業基礎，并進行合理的分組、引導，使學生互幫互助；完善實驗室的理論教學平臺，發展三種類型多套的無人硬件平臺，建立相應的課程電子資源網站，包括理論教學內容知識點和實踐教學內容及所需的軟件、教程、工具包，網站上包含專門的知識內容討論區，另外還包括國內外《機器視覺與應用》相應的多媒體課件、論文、書籍及經典算法的實現代碼，以適應當今人工智能行業內機器視覺知識的內容多、涉及范圍廣、知識更新快的特點，以便學生下載、查閱。同時，教師要合理利用一些即時通訊平臺，如微信群、QQ等工具，及時解答學生的疑問。

（二）優化小班化實驗室課堂，注重學生知識的掌握與應用

教師要改變往常以教師講解為主，學生機械地參與的滿堂灌模式，直接在實驗室采用小班化教學，一次32人，分為四個小組，每個小組都要完成三個級別的實驗，保證每個組員都要參與，都有相應的任務，實驗內容盡量避免雷同。每次課2個課時，教師進行0.5課時基礎理論知識進行透徹地講解；拿出1個課時讓學生進行驗證性實驗，對基礎知識進行實現、驗證，并進行組內討論；剩下的0.5個課時，學生進行綜合性實踐或創新型實踐的討論、演示、講解，任課教師進行點評、講解、指導。學生人手一臺實驗設備和電腦（或自帶筆記本），實驗室設備與學生一一綁定，不隨意更換，方便理論知識的掌握、實現以及相應軟件環境的安裝設置等，并改變以往提交紙質實驗報告的考核方式，采用分組答辯的形式，每個人講解展示自己所負責的工作，相互學習、相互進步。這樣可以較好的避免抄襲，避免雷同的實驗報告，激發學生學習的積極性和自主性，有利于知識的拓展和創新創意實踐。

（三）鼓勵學生進行應用性創新實踐，并為產學研合作及企業實踐提供支持

篇（6）

中國分類號：H191

一、前言

分色及制版工藝原理是印刷類專業的必修課1，從印刷知識結構的系統性上來說，分色及制版工藝屬于印前，是學生理解掌握整個印刷工藝不可或缺的一部分；另外國內外關于制版技術的研究可以說是百花齊放、方興未艾；更為重要的是該門課程所涉及的內容在印刷行業中有多個明確對應的工作職位：制版公司或者印刷公司的制版車間里曬版機（包括傳統PS版曬版機、各種CTP制版機等）、沖版機、激光照排機、打樣機等都需要專門的工作人員來負責操作。順應時代的要求，使學生不僅具備基本的理論知識，同時具備一定的實踐動手能力，即工作后能快速的適應崗位，對該門課程進行教學改革已顯得迫在眉睫。

二、課程改革的探索與實踐

從教之初，該門課程只以課堂理論教學為主，就業的學生嚴重的理論脫離實際，看到設備的名字都覺得陌生，不知道是做什么用，是屬于印刷工藝的哪個階段用，更不知道設備具體怎樣操作和相應的工藝要求，這種狀況下畢業生到企業里無法找到自信，而企業也覺得培養一個有著專業背景卻沒有專業技能的大學生成本上升，收益不佳。

鑒于此，作為一名高職高專院校的印刷專業教師，我對《教育部關于全面提高高等職業教育教學質量的若干意見》2進行了認真學習和深入思考，該門課程應以改革教學方法和手段，融“教、學、做”為一體，強化學生能力的培養為目標，重視教學過程的實踐性、開放性和職業性，除了依然重視傳統的課堂理論教學外，也將實驗、實訓、實習并入常規課程設計中。具體實施如下：

《分色及制版工藝原理》該門課的主要教學內容是：圖像的數字化過程和數字圖像處理的基本方法；印刷品的復制原理及復制要點；電子分色與彩色桌面系統的加網技術；圖像分色的基本原理；拼版、激光照排機膠片輸出的原理與方法；各種常規印刷方式印版的制作方法及相關技術。

、重視課堂理論教學

理論是基礎，課程的專業知識掌握不扎實，后續的實踐中學生就會蠻干，因而課堂理論教學學時占總學時的60%，而實驗、實習等占40%。

1、教學重難點突出

鑒于高職高專的學生上課注意力不夠集中及缺乏自主學習習慣的特點，重難點理論知識需要多次多角度反復的講解。在一章內容講解完畢后會留兩個學時復習，復習課是這樣安排的：首先進行重點知識的小結，然后留給一定時間讓學生復習，并且說明要就本章重點進行提問，以此種形式督促學生能夠真正的看書，了解掌握本章的重點。之后再布置作業，作為鞏固。

2、新知識及時補充

目前，作為制版技術的變革---CTP直接制版技術的研究方興未艾，國內外各研究機構、院校及生產廠商都積極地投入大量的人力、物力支持研發工作，以致新成果、新產品層出不窮，新技術日新月異，所以不能僅守著教材的舊知識，要在課堂中及時補充新的知識，引導學生自覺的關注各專業網站，變被動學習為主動，并且鼓勵養成良好的學習習慣。

3、多媒體輔助教學

為提高課堂的效率，會充分利用多媒體這一教學資源，制作圖文并茂的課件，同時配以相應的教學視頻。如，平版制版、凸版制版、凹版制版采用的是北京印刷學院錄制的專項教學視頻；絲網制版是浙江理工大學與杭州升達絲印機械廠等制作的教學交流視頻；而掃描儀的使用是惠普公司制作的《掃描儀功能和使用方法》視頻。通過生動的教學視頻，讓學生真實的了解相應的制版工藝原理及過程、所用材料特質等，對專業知識的理解和記憶也會更加容易。

4、課堂形式多樣

一般一個學時講課時間為30分鐘左右，剩下的15分鐘則用于對本節課或者實驗實訓課的討論，回答同學們的疑問；同時了解學生掌握的狀況，依據反饋的信息來改進以后講課的側重點和授課方式等

、 積極開展實踐教學

在教學過程中，提高學生的職業技能，強化動手能力，單純的理論課堂是不足夠的，在校內開展實驗實訓課、與企業合作進行頂崗實踐是有效的手段。

1、實驗實訓課

1.1 學院計算機中心

對圖像進行階調的調整、色彩的校正及清晰度強調這樣的內容需要結合計算機軟件，如Photoshop，課堂上借助多媒體給學生演示相關的知識點、在軟件的什么菜單下、如何設置等，之后安排學生到學院計算機中心上機，讓學生自己動手操作一遍，上機課時可以實現一對一的輔導。

1.2校建印前實驗室

在介紹完相應的課程內容后，組織學生到實訓樓印前實驗室學習激光照排機、PS版制版機的操作步驟及注意事項，學生課下要求寫出實驗報告，以此增強學生理論聯系實際的能力。

2、頂崗實習

我校與河南省郵電印刷廠（河南省防偽保密印刷公司）簽訂了校企合作協議，每一屆印刷專業的學生在第五學期會到該廠進行為期一個學期的頂崗實習，安排在第五學期是考慮前四個學期學生已經學習了各門專業課程，具備了一定的專業基礎。

頂崗實習期間，部分同學會被安排到制版車間，負責激光照排機、CTP制版機及沖版機、打孔機、數碼打樣機的輸出工作。學生在短期的培訓后進入既定崗位，由該部門的車間主任和小組長負責管理，我作為專業課教師可以隨時去車間為學生做專業知識的指導。實習結束，河南郵電印刷廠會給每一位學生出具一份蓋有公章的實習鑒定，來評價學生頂崗實習過程中的表現，這會鞭策學生實習期間服從管理、積極學習，認真嚴肅地對待自己的生產任務。

、樹立職業自豪感

王選，他曾引發了全球中文印刷業的第二次變革，作為國家最高科技獎的獲得者我們并不陌生。然而，卻鮮有人知他的另一個稱號是激光照排之父， 所以當介紹完激光照排機的內容后組織學生觀看中央一套的《大家――激光照排之父 王選》，以大家的風范和光輝事跡來鼓勵學生們樹立職業自豪感和創新意識。

總結

1、在《分色及制版工藝原理》課程改革的探索與實踐過程中， 體會到了《若干意見》對學生職業能力培養的積極指導意義，工學結合、突出實踐能力培養的教學模式對于培養高素質有競爭力的畢業生效果顯著；

2、課程改革的探索與實踐過程中開拓了我的教學思路，也給我提出了更高的要求，如自身的實踐水平；

3、合作企業是以追求效益為主，無法單純的顧忌學生的培養，目前還無法實施輪崗制，這是尚需討論和改進的部分。

篇（7）

中圖分類號：G642.423 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）18-0264-02

《信號與系統》是電類專業一門重要的專業基礎課，先修課程是高等數學、復變函數、電路分析。《信號與系統》這門課也為后續課程數字信號處理、數字圖像處理、通信原理、自動控制原理的學習打下基礎。隨著信息技術的不斷發展，現代社會生活已進入了信息化時代，現在很多非電類專業也開設了《信號與系統》。這門課是學生將來從事信號分析、檢測控制等領域的科研與開發工作必不可少的理論與技術基礎[1]。

《信號與系統》課的特點是：公式多，概念抽象，數學推導繁瑣。這樣造成教師難以講解清楚，學生難以聽懂，在理論課堂上許多理論、概念和公式學生都是一知半解。所以《信號與系統》實驗課開設的初衷是讓學生進一步鞏固課堂基本概念和基本原理，掌握基本的實驗技能和實際動手能力，最終提高學生獨立思考和實踐創新能力。結合多年的教學實踐經驗，筆者提出了一些提高《信號與系統》實驗教學質量的方法。

一、強調實驗預習的重要性，避免學生盲目做實驗

以往的實驗課都是學生沒有課前預習就直接拿著實驗教材進實驗室，實驗室輔導老師按部就班地講解實驗目的、實驗原理、實驗內容、實驗步驟和實驗注意事項。學生就機械地照搬老師的講解內容做實驗。有些時候老師還把實驗的過程演示一遍給學生看，這樣學生就依照老師的做法比葫蘆畫瓢地操作。這樣學生做實驗很順利，實驗結果也很快得出，但學生的獨立思考能力和創新能力得不到培養，以后學生就業就是一個大問題。

所以，學生的課前預習尤為重要，學生要適應當今強大的就業壓力，就要掌握科學的學習方法，只有具備了較強的自學能力，才能獨立地探究新的科學領域，獲取新的知識，具備獨立思考能力、自學能力和科學探索精神。為了達到這樣的目的，我們的做法是：要求每一位學生在上每一個實驗之前都要預習這次實驗的內容，并撰寫本次實驗的預習報告，沒有預習報告者不得進入實驗室做實驗。此外，我們還在校園網上傳大量的實驗室實驗儀器設備的使用說明及學習資料，還有很多有關儀器設備的操作的演示視頻供學生參考，這樣學生在上實驗課之前已經對要做的實驗心中有數，避免盲目做實驗。

二、采用多種教學手段和教學平臺

鑒于《信號與系統》這門課的特點，實驗課總是滯后于理論課。我們在上實驗課時首先是講解實驗的原理，實驗原理的講解要求精煉，通俗易懂，注重物理概念的講解，一般講解七八分鐘。我們在講解實驗原理的時候最好采用多媒體教學手段，加上一些動畫演示，使復雜的公式理論形象化，更有利于復習理論課講過的內容，有利于實驗課的順利開展。

傳統的實驗課都是在試驗箱上做一些驗證性的實驗。試驗箱的特點是，實驗原理電路已經給出，學生只需根據實驗要求連線搭電路就可以了，而且連線往往很簡單。這樣的實驗，學生只需用信號源送給電路一個輸入，再把輸出送入示波器觀察實驗結果，最后分析實驗數據就可以了。這樣會造成學生機械地做實驗，實際操作能力和綜合分析問題的能力沒有提高。

我們把Multisim和Matlab引入到實驗當中來，Multisim是加拿大簡稱IIT公司推出的以Windows為基礎的從電路仿真設計到版圖生產全過程的電子設計工作平臺，是一套功能完善、操作界面友好、方便使用的EDA（ElectronicDesign Automation電子設計自動化）工具。它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語言輸入方式，具有豐富的仿真分析能力，是電子技術界廣為應用的一種計算機仿真設計軟件。Multisim提供了方便友好的操作界面、相當廣泛的元器件、種類齊全的電子設備、全面的電路分析工具。由于軟件操作是在計算機環境下進行的，不是真實實際的元器件和儀器設備的連接，故稱虛擬電子實驗室。例如對于信號的分解與合成，很多同學感到概念抽象，不容易理解，我們讓同學們自己運用Multisim軟件設計一個濾波電路來觀察信號的分解與合成，這樣直觀形象，學生能深刻理解這個概念，而且是學生自己設計的電路，也培養了學生獨立思考、獨立解決問題的能力，同時也提高了學生綜合分析問題的能力。

Matlab俗稱“矩陣實驗室”，是Matrix Laboratory的縮寫。1984年由美國MathWorks公司研制開發，以矩陣計算為基礎的交互式的功能強大的科學及工程計算軟件。Matlab將高性能的數值計算和可視化集成在一塊，并提供了大量的內置函數，從而使其廣泛應用于數學計算和分析、自動控制、系統仿真、數字信號處理、圖形圖像分析、數理統計、人工智能、虛擬現實技術、通訊工程、金融系統等領域。時至今日，經過MathWorks公司的不斷完善，Matlab已經發展成為適合多學科、多種工作平臺的功能強大的大型軟件，也是當代大學生應該掌握的一項基本技能。我們把Matlab軟件應用在《信號與系統》實驗當中可以把課程當中抽象的概念和理論形象化，使學生更容易掌握這些難以理解的內容。

三、合理調整實驗性質的比重，注重學生能力培養

以往的實驗課都是做基礎驗證性實驗，它的特點是實驗過程簡單，實驗結果容易得到，這些實驗基本上是在實驗箱上完成。學生做過這樣的實驗印象不深，很快就遺忘，得不到實際的收獲，教學質量很差。我們教研室經過多年的努力，大力改革調整實驗內容，適當增加綜合設計性實驗和創新性實驗的比重。調整后的比例是基礎驗證性實驗占30%，綜合設計性實驗占40%，創新性實驗占30%。綜合性實驗是指實驗內容涉及本課程的綜合知識或與本課程相關課程知識的實驗。綜合設計性實驗的特點是，給定實驗目的要求和實驗條件，由學生自行設計實驗方案并加以實現的實驗，實驗內容涉及本課程的綜合知識或涉及本課程部分知識的實驗。創新性實驗，以學生為主體，調動學生的主動性、積極性和創造性，激發學生的創新思維和創新意識，全面提升學生的創新實驗能力。

四、采用多重考核方式，注重教學質量的提高

實驗總成績我們分兩個部分：平時實驗成績和期末實驗考試。平時實驗成績占總成績的60%，期末實驗考試成績占總成績的40%。總成績我們又采用五級制評價，90分以上為A，80～90分為B，70～80分為C，60～70分為D，不及格為E。平時成績我們又細分成三個部分，實驗預習成績、實驗過程成績和實驗報告成績。實驗過程我們又從實驗操作和實驗數據兩個方面來考核，實驗得出的數據當場有老師簽字，沒有老師簽字的實驗數據不合格，要重新做實驗。

五、總結

我們教研室一直在努力探索《信號與系統》實驗課教學方法。本文通過強調實驗預習的重要性，采用多種教學手段和多種教學平臺，合理調整實驗的比重，改革考核方式，初步摸索出一套良好的教學方法。經過一年多的實踐表明這些方法都受到學生的好評，學生的學習興趣、實際動手能力、獨立解決問題的能力和創新能力都得到明顯的提高。學生素質提高了，表明我們的教學質量提高了。

篇（8）

中圖分類號：G642.4 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）03-0219-02

自動化技術在社會生產和生活中具有廣泛的應用，自動化專業教育具有巨大的市場需求。《自動控制原理》課程是自動化專業的主干課程之一，并且此課程是后續自動化專業課程的基礎。該課程傳授反饋控制系統的最基本概念以及反饋控制系統分析設計最基礎的思路方法，是自控專業學生能力培養的基石。隨著經濟全球化和中國經濟的快速發展，外企在中國投資和中國企業走向國際已經成為現實。這種現狀使得高科技人力資源在不同國家流動的趨勢越來越強。中國大學留學生數目以及中國高校畢業生使用英語在外企和國外工作的數目呈不斷上升趨勢，中國大學與英語國家的校級交流也越來越多，這些變化都使得中國大學教育對全英文專業課程教學的需求越來越大[1-3]。全英文《自動控制原理》課程就是為了適應這種教育國際化的形式而設置的。目前中國大學教育處于走向國際化的初步階段，探索并交流適應現階段形式的全英文課程教學方法提高全英文教學質量是非常必要的。

一、課程特點與教學對象分析

《自動控制原理》課程是一門理論性非常強的專業基礎課程，面向電類專業中國本土學生和留學生開設。該課程對學生的數學基礎知識要求比較高，課程用全英文開設，還需要學生具有較強的英文聽力和閱讀理解力，作業和實驗報告等需要學生有較強的英語書面表達能力。該課程設有實驗環節，在有留學生參與的實驗小組進行系統分析與設計的團隊工作，不僅需要學生有較強的實驗操作能力還需要學生具有良好的專業英語口頭溝通能力。《自動控制原理》課程是自控專業的基礎課程，在大學三年級上半年開設，是其他自控專業課的基礎，只有很好地理解和掌握控制原理的基礎知識，才能繼續學習好后續的其他專業課。目前我校留學生人數雖然呈上升趨勢但絕對數量還不是很多，全英文教學班一般由本土學生和來自非洲、歐洲、美國、亞洲等不同地區的留學生組成。由于學生們的背景不同，學生的數學基礎、英語程度、接受能力、思維習慣和特點都具有一定的差異。一般來講，本土學生的數學基礎較好一些，英語閱讀能力較強，但因生活環境為中文，英語聽力理解能力相對閱讀能力弱一些；對于母語不是英語的留學生，因其有限的英語程度，在課程學習和交流中具有一定困難。從已開設的英文課來看，一般留學生的數學基礎相對中國學生弱一些。對來自不同背景學生進行自控原理的教學，如何因材施教，具有一定的挑戰性。

二、教學組織與方法

面向不同背景的學生來源開展《自動控制原理》的全英文教學，要保證提高教學質量，必須從師資配備、教學對象認識、教學組織、教材選擇、教輔資料與軟件工具選擇、實驗安排等方面全方位地合理安排。全英文教學應該從教學對象背景的需求出發，在注重知識傳授、能力培養的同時，要特別注意教學交流質量的提高，以達到知識傳授、能力培養的目的。

1.教學團隊的素質。自控原理的全英文教學，涉及數學及專業知識的傳授、使用英語的溝通，在教學對象來源差異較大的情況下，對教學團隊的素質要求比較高。（1）教師英語能力基礎及保持：全英文授課的教師，一般應具較強的責任心，具有較好的英語口語表達能力。盡管有些老師有海外學習經歷，全英文任課老師由于一般工作在中文語境中，也要注意英語聽說能力的保持。（2）專業知識及其應用能力：《自動控制原理》課程是一門比較傳統和基礎的課程，任課老師一般都學習過此門課程。因此老師對相應的知識點都比較熟悉，但對于課程知識的應用還需予以加強。教師應該有課程相關的比較全面系統的知識背景，不僅可以講述課程的知識點，也能夠講述知識點之間的相互聯系以及知識點的應用環境、應用方法及應用工具，使學生不僅獲得課程的知識點，還獲得關于知識應用方面的技巧。（3）面向教學對象的教學方法：課程教學的效果取決于課程教學的方法。一般教學方法由理論學習和課堂經驗積累兩種途徑獲得。教學方法沒有絕對的好與不好，關鍵的是教學方法要適用于教學對象。因此除了一般教學方法的掌握，教師還要在教學實踐中注意收集學生對教學的反饋意見，不斷積累總結教學方法及其適用對象。（4）教師的組織與溝通能力：主講教師是課程的負責人，全面負責助教、實驗指導老師和學生之間的工作安排和溝通。教師應該在第一節課收集所有學生的聯系信息，包括留學生的國籍，并向學生公布課程助教、實驗指導老師的聯系方式，保證課程參與者的雙向溝通。

2.課程教材與輔助材料：（1）課程教材的選擇要考慮到教學對象，選擇難易適中的教材。在本課程的實踐中，為了滿足不同層次學生的需要，為學生推薦了一組具有不同特點的教學參考書。在參考書中有相對比較深的教材滿足專業和英語基礎比較好、好奇心上進心比較強的學生；也有參考書比較深入淺出，易于理解，滿足基礎相對弱的同學。考慮到中國本土學生將來也有可能在中國企業工作，本課程推薦了具有中文翻譯版的英文原版經典教材，便于學生能在課后了解專業詞匯的中文表達，也幫助英文程度差但具有一定中文語言能力的學生對課程的理解。另外本課程為學生提供控制原理主要貢獻者的生平介紹，幫助學生理解一些控制原理產生的背景，讓學生們學習該領域大師的創新精神。（2）教學輔助資料與工具的提供可以幫助學生理解復習課堂教學的內容。本課程為學生提供中英文對照專業詞匯，幫助學生對課程的理解和掌握，并能使用英文專業詞匯進行作業和實驗報告的表達。自控原理是一門對數學要求比較高的課程，可以把一些課程常用的數學公式表，如拉普拉斯變換表等，作為輔助材料提供給學生。本課程還在課程網頁上提供全部課程的英文錄像，如果學生在上課時沒有完全消化，可以在課后自己觀看相關課程錄像，理解和消化上課的內容。

3.課堂教學方法。課堂教學是課程知識傳授的主要環節，直接影響到最后的教學效果。教師在英文課堂教學中，要注重以下環節：（1）任課老師的課堂表達：教師上課應注意循序漸進，深入淺出，板書要整潔明了。語言采用簡單明了、易于理解的句型。考慮到班級里有英語聽力不太好的學生，上課語速要適中，并配有相應的關鍵字板書或多媒體演示稿，以補充學生由于聽力原因造成的信息損失。發放多媒體演示稿關鍵部分的紙質打印件，方便學生做課堂筆記。教師上課應該基礎部分簡單清晰、教學內容應有擴展性，同時注重介紹知識的應用環境，既要照顧到基礎較差的學生，也應滿足綜合能力強的學生的需求。（2）課堂教學的互動與反饋：由于該課程理論性強，對數學基礎要求高，大部分學生使用第二語言第一次接觸新的概念，如果沒有進行足夠時間的預習很難在課堂上使用英語主動提出問題。而電類專業的學生學習任務比較繁重，一般沒有時間做足夠的預習。教師可以圍繞課程內容，設計課堂討論題目，采用分組課堂練習的形式，一般為二到三人一組，學生可以互相討論，加強對所學概念方法的理解，教師在學生練習時，巡回檢查，期間學生可以向老師詢問不懂之處。這種形式的全英文互動，既減少了學生的表達壓力，又能達到互動反饋教學效果的作用，非常受學生歡迎，教師也能及時發現學生難于理解的知識點。

4.課程實驗。課程實驗是課程教學的重要環節，學生通過實驗可以加深對課堂知識的理解，并掌握理論知識的應用方法。為保證實驗質量，首先要向學生提供清晰的實驗指導書，在實驗分組時應避免將留學生分在一組，而是將中國本土學生與外國學生搭配開來，加強留學生與中國學生相互交流學習，幫助留學生融入本土學習環境，克服由于外國學生對環境的不熟悉造成的工作障礙，順利完成課程實驗任務。實驗報告也是課程實驗的重要組成部分，要求學生對實驗數據進行有效處理，對實驗現象運用課程理論知識進行詳細分析、解釋。

5.課程學習質量的監控與評估。學生課程學習質量的監控分課堂學習評估、課程階段學習評估和課程學體評估。課堂學習評估主要通過課堂練習來進行。教師通過學生課堂練習的情況，評估學生課堂學習的質量，改善課堂教學效果。課程階段學習評估主要通過階段小測驗來進行，通過階段小測驗可以測試學生對一個階段所學知識的綜合運用能力。課程學體評估包括學生的課堂表現、作業情況、小測驗情況以及實驗情況和期末考試，是學生整個課程學習過程的綜合評估。期末考試內容應該含概課程基礎知識、課程知識靈活應用和課程知識綜合運用等層次，以測試不同層次學生掌握課程知識的情況。

現階段全英文專業課程教學在中國大學尚屬于初步發展階段，本文主要討論全英文自控原理課程的教學特點與方法。論文分析了全英文課程班的學生組成和特點，闡述了自控原理全英文課程的教學質量保證的關鍵措施及經驗，為中國大學全英文專業課程的發展提供參考。

參考文獻：

[1]曾圓圓，項慨.C++全英文課程理論與實踐的新方法[J].教育教學論壇，2012，（38）.

[2]徐巍華.工學研究生課程的全英文教學實踐[J].電氣電子教學學報，2013，（2）.

篇（9）

我院自1998年招收電子信息工程專業學生以來，就開設了“信號與系統”課程，通過十余年的課程建設和教學改革，該課程的教學實踐取得了長足的進步。2007年，成立了信號與系統課程組，進一步加強了“信號與系統”課程的規范建設工作；2010年，“信號與系統”課程被評為校級精品課程。2012年完成了“信號與系統”雙語課程網站建設。

目前，我院加大了對“信號與系統”進行雙語教學改革的力度，從原版教材的選擇和資金的提供上都給予了大力支持和保證。“信號與系統”雙語教學作為四川省教育廳質量工程教改項目，得到了經費方面的支持。本文將根據筆者及我院“信號與系統”教學團隊的教學實踐，從原版教材的選擇、教學內容和實踐環節改革及教學效果等方面進行闡述。

2.雙語教學過程的準備

2.1 學生情況分析

本次雙語教學在我院2010級某專業學生中實施，該班52人，適合雙語教學。為了取得良好的教學效果，在上課之前，對學生的基本情況進行了了解，主要包括：前續課程“高等數學”、“復變函數”的學習情況及大學英語四級（CET-4）的過級率。考慮到學生CET-4的過級率在90%以上，在授課時只對首次出現的專業詞匯給予解釋，鼓勵學生用英文完成作業。

2.2 原版教材和參考書的選擇

鑒于外文原版教材對開展雙語教學至關重要，經過反復調研、論證以及十余年課程建設積累的經驗，課程組最終選用了Alan V. Oppenheim編著的“Signals and Systems”（Second Edition）。該教材語言淺顯易懂，有利于學生克服對英文的恐懼，更重要的是擺脫了中文教材的干癟理論，由生動的實例引出深奧的理論。該教材包含了信號與系統的基本概念以及信號通過線性時不變系統的基本理論及基本分析方法，通過大量的例子，重點介紹了信號與系統的時域、變換域（頻域和復頻域）分析方法，建立了信號與系統的頻域分析的概念以及系統函數的概念。這些內容是信號與系統的基礎和核心，需要學生能熟練掌握，最重要的是會靈活應用。該教材還包括有部分通信系統、線性反饋系統的內容，適合部分學有余力的學生自學，為學生學習后續的“通信原理”、“自動控制原理”打下初步基礎。

中文參考書選用的是西安交通大學出版社出版、劉樹棠翻譯的《信號與系統》。備課時還參考了國內外知名教材。

2.3 師資力量

我院《信號與系統》課程組主要成員均具有8年以上教學經歷，年齡均在45歲以下，具備相當強的教學研究與科學研究能力。其中副教授4名，講師5名（均具有碩士以上學位）。教師隊伍的知識結構、年齡結構、職稱結構合理、優化。但對講授雙語課的教師來說，要求更高，不僅要具備過硬的專業素質，還要有好的英語基礎尤其是好的口語表達能力。另外，教師在授課過程別要注重調動學生的學習積極性，讓學生克服對英語的畏懼心理，鼓勵學生用英語回答問題、表達看法、書寫作業，讓學生無論是在英語水平上，還是在專業知識上都能看到自己的進步。

3.雙語教學過程的實施

3.1 教學內容的組織形式

考慮到此次授課學生的CET-4過級率在90%以上，所以采用了英文教材、中文多媒體課件、雙語講課的方式授課。講課的形式采用多媒體和板書相結合，對于重要的理論推導采用板書的形式，對于實例、動畫的演示則采用多媒體形式。該課程所用外文原版教材涉及的內容較多，不可能在64學時內全部講完，因此，在上課之前根據生物醫學工程專業的實際情況對授課內容作出了適當的取舍，舍去了第七章、第八章的部分內容以及第十一章的全部內容。

在授課過程中，特別注重和學生之間的互動，請學生回答問題、到黑板上書寫或者完成一些隨堂練習，學生在這些互動的過程中，學習積極性得到了極大提高。

3.2 多媒體課件的制作

“信號與系統”課程由于數學理論強、推導多，許多概念很深奧。因此，結合教材，利用PowerPoint、Flash和Matlab精心制作了完整的多媒體演示課件。這些課件將全部提供給學生供他們提前預習和課后復習。

3.3輔助措施

為了保證教學效果，還采取了增設實驗項目這一輔助措施。

信號與系統是一門理論性、實踐性都很強的課，其中的部分理論很抽象，理解和掌握起來有一定的難度，為了保證學生真正理解其基本概念和方法，根據教學實踐經驗，在授課班級中增設了五個實驗題目。這些實驗題目注重對信號與系統的基本知識、基本原理進行仿真和驗證。一方面加深對基本理論的掌握和理解，另一方面增強和鍛煉動手、實踐能力。實驗題目包括：連續時間系統的時域分析，信號的采樣與重建，連續時間系統的復頻域分析，連續時間系統的復頻域分析，離散時間系統的分析。采取三人一組完成實驗，實驗完成之后要求學生完成相應的實驗報告。

學生們在提交的實驗報告體會中普遍反映，實驗環節非常重要，通過實驗他們進一步掌握了相關理論，明確了相關理論的應用。

3.4 課程考核方式

課程考核按照平時成績占30%，期末考試成績占70%。平時成績包括階段隨堂測試（占20%），作業占10%。期末考試試卷部分題目采用英文，要求學生用英文完成。

4.雙語教學效果的分析

課程結束后，全班學生（共52人）對“信號與系統”課程雙語教學效果進行了評價，我校采用的課堂教學質量評價表如表1所示。

除了讓學生完成評教，還讓學生寫了建議和意見，從學生的反饋看來，他們在完成實驗的過程中收獲最大，這是這門課最成功的地方。從評教結果統計可以看出，本課程得到了大部分學生的認可，但在一些方面還做得很不夠，比如，注重更新教學內容方面和理論聯系實際等方面都還有待加強。

學院督導組專家聽課之后，也給予了較高的評價：授課過程中，聲音洪亮，板書清楚，和學生之間的互動非常成功，老師能不看名單而隨口叫出學生的名字，學生的積極性得到很大提高，出勤率很高。

5.結論

信號與系統是電子信息與電氣類專業本科生的一門重要的專業基礎課程。為了縮小我國在本學科的研究水平與國際上的差距，國內的部分著名大學已經選用國外的原版或影印教材。為了適應現代化教學、與國內名牌院校和國外大學教學水平接軌的需要，我校信號與系統課程也將逐步實行雙語教學。我們在實施雙語教學過程中發現，要積極收集來自學生和同行所反映的教學效果的建議和意見、分析評估結果等。關鍵要進一步加強與學生的互動，激發學生的自主創新能力，進一步提高信號與系統雙語課程的教學水平。

參考文獻：

[1] 闊永紅. 雙語教學的深入思考[J].電氣電子教學學報，2005，27（2）：108-110.

[2] 任治剛，李巴津，孟克其勞，韓建峰.“數字信號處理”雙語教學模式初探[J].電氣電子教學學報，2005，27（6）：16-18.

作者簡介：

韓雪梅，（1979-），女，西南科技大學信息工程學院，講師，主要研究方向：信號處理。

篇（10）

中圖分類號：G642文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2008)25-1484-02

Teaching Researches on the C++ Programming Course to Students Major CS in Independent Colleges

LUO Ai-jun

(Computer Science College of Yangtze University, Jingzhou 434023, China)

Abstract: Programming is a very important basic course to students major computer science, and the point is much more important in those independent colleges which pay more attention to training the students' practice ability. The paper aims at lots of problems exposed during the C++ Programming teaching in independent college, analyzes these problems and brings up some corresponding proposals.

Key words: Independent College; C++ Programming; Teaching; Task_driven

1 引言

隨著社會的飛速發展，在高等教育日漸大眾化的今天，用人單位對人才的要求也越來越高。各大專院校也因此紛紛即時根據社會的需求調整其人才培養目標，其中的獨立學院把其辦學思想定位于培養大批社會急需的應用型人才，非常強調學生動手實踐能力的培養。

程序設計長期以來一直是大學工科各專業的一門必修課程。尤其對于計算機相關專業而言，程序設計學習情況的好壞，對計算機相關專業后續課程的學習將會產生較大的影響。目前，無論是搞開發還是搞研究，對使用的程序設計語言有同樣高的要求：要求能有較好的可靠性，高效率，可以在不同平臺上移植，有盡可能多的標準化語言內容，支持數據一致性，支持程序描述的簡潔與清晰，風格自然[1]。這些都是C++的外在特點，高校計算機相關專業大多采用C++作為程序設計教學語言，全國計算機等級考試也把C++作為考試的主要語種，因此做好這門課程的教學工作具有較大的現實意義。但目前教學工作中普遍存在教師覺得不好教，學生覺得不好學的問題，本文針對教學中出現的問題進行思考分析，并提出了相應的解決方案。

2 存在的問題

目前在教學過程當中主要存在以下幾個方面的問題：

(1)教學目的與學生的需求存在偏差，學生學習興趣較大，但信心不足。

C++程序設計教學的目的是向學生介紹計算機程序設計的基本知識。讓學生掌握C++基本語法及面向對象程序設計的基本方法與編程技巧；讓學生了解常用的算法和數據結構知識，能根據給定的算法，選擇合適的數據結構并編制出相應的程序。同時也為本專業后續其他課程的學習打下堅實的基礎。

對此學生們的需求又是什么呢？博客上的調查結果反映：約75%同學希望通過學習本課程能開發出一款實用小軟件。而我們課堂程序設計教學中甚至沒有涉及到WINDOWS編程，學生學完了以后還是不能動手寫程序。學生的需求與上述教學目的存在一定的偏差。

大部分同學對本課程興趣大，學習積極性高。但在學習一段時間后，隨著內容的深入，難度的增大，便有同學出現了畏難情緒，甚至認為C比C++簡單，明顯地缺失信心。

(2)教師教學內容和方法單一，師生互動不明顯。

教師教學停留在傳統的傳授課堂知識，對“師者，傳道、授業、解惑者也”的理解和認識尚未進一步更新。師生在課下的溝通互動不明顯，導致學生在學習過程中遇到的問題不能夠及時地得到解決，這在很大程度上，也影響到學生學習的主動性。隨著科技創新和知識更新速度的加快，我們的教學內容和教學方法也不能停留在課堂教學45分鐘“老師講學生聽”這一舊的模式和舊的層次上。同時，我們面對的每一個學生基礎不盡一樣，學習理解知識的能力也不同，如果采用單一的教學方法，很顯然是違背“因材施教”的原則的。

(3)沒有充分發揮實驗教學的優勢。

現在各高校大部分機房都已連入INTERNET，而互聯網絡對學生是一柄雙刃劍。如果上課合理利用網絡檢索所需資源，則有利于學習和掌握知識；反之，如果上課時間利用網絡看電影、聽MP3、玩小游戲，或者甚至相互拷貝作業，則不僅沒有任何優勢可言，反而是極有害于教學的。同時“互聯網”和“程序設計”二者誰對學生們的吸引力更大，這一點是不言而喻的，每次上機人數眾多，實驗指導教師監控管理措施不易實施。

教師在實驗課上把精力放在指導學生調試程序上。作為初學者，學生們在程序調試中的問題層出不窮，只能被動地等待老師幫忙解決。有時教師還不得不重復解決相同的問題，課堂效率低下。傳統的“一問一答”的方式，已經不再適合目前的實驗教學。

因此，在網絡技術越來越發達的今天，如何重新讓機房、讓實驗課發揮其應有的作用是擺在每一位計算機教育者面前殛待解決的問題。

3 解決的對策

3.1 選擇一本合適學生閱讀的經典教材

要選擇一本好的教材，這看起來是一件很簡單的事情，似乎也不那么重要，因為現行各作者各出版社的教材上的內容大多相差不大。的確，這是事實。然而，不光授課教師需要認真咀嚼教材，學生們也要認真閱讀教材。教師在講臺上講授，同時還要求學生能夠課下自己閱讀教材上的相關內容。國內引進的許多多影印版教材，在每一章節的課后都列出若干的參考文獻，引導有余力有興趣的學生去閱讀[5]，既加深了學生對教材的理解，也拓展了學生的視野。一本好的教材，不一定是通俗讀物，需要有一定的難度。過高的難度可能讓學生望而生畏，但適當難度則可能激發學生更大的探索的興趣。

3.2 加大學生的興趣，增強學習的信心

興趣是最好的老師！如何培養學生對程序設計的興趣？當他們親自感受到計算機程序設計的對當今社會的巨大影響力，便可能對之產生濃厚的興趣。此外，還要讓他們認識到學習程序設計目的在于培養學生用計算機解決生產生活中的一些問題，當然首要就是本專業后續其他課程學習過程中的實際問題的能力。

不是說興趣高就意味著會編程了。眼高手低是學習過程中常出現的問題：他們對老師演示的內容都認為很簡單，但讓自己做卻無從下手。有意識地鍛煉學生動手編程能力，并引導他們取得成功，從成功中獲取更大的成就感和自信心，這將是他們在程序設計道路上繼續前進的巨大動力。例如，引導學生利用已學過的知識，編程實現簡單的數字圖像處理過程。雖然開始時會讓大家覺得有困難，比如其中大量陌生的庫函數讓人望而生畏，有時可能自己還要寫一些自定義函數。但只要做好指導工作并給予適當地鼓勵，則不僅能激發學生的興趣，還能鞏固所學的知識，而且可以在實踐中讓他們的思維能力得到提高、編程能力得到鍛煉、創新能力得到增強。

教師要付出足夠的耐心，想方設法提高學生的興趣和學習熱情，培養和提高他們的創新能力，增強學生們對學好本課程的信心。

3.3 把握教學重點，靈活采用教學方法，加大師生互動

算法設計是程序設計的核心。我們要將教學重點從C++基本語法轉移到算法設計上。有針對性地設計能綜合運用已學和將學相關知識點的實例，課程上多采用案例教學。即使是同一本教材，同一個算法案例，只要我們善于挖掘，也可以推陳出新，找出更易于學生理解和接受的講授方法。

針對不同的教學內容，更要靈活采用教學方法。常用的教學方法有：類比教學法、啟發教學法、分步教學法、任務驅動法[4]等。而其中任務驅動法在C語言程序設計教學中運用較多、效果較好的一種。

除了傳統的師生互動方式外，我們還可以采用其他更靈活有效的方式。考慮到學生們課外在網絡上花費的時間較多，我們就可以充分利用學校的精品課程網站的網上答疑論壇子系統，還可以利用各大門戶網站提供的免費博客系統，二者都可以較好地解決課堂45分鐘以外的師生互動問題。在實際教學中，我們利用TOM BLOG進行師生溝通，也取得了很明顯的效果。

3.4 加強上機實驗指導，制訂上機任務，保證上機效果

(1) 程序設計課程本身實踐性較強，必須安排足夠的上機學時。同時還要精心設計每一次實驗內容，讓學生每一次實驗都有明確的上機目的。

(2) 學生明確任務以后，應首先仔細思考，形成思路，再將思路描述成為C++代碼寫到實驗報告紙上，待形成完整的程序以后再輸入計算機中進行編譯。而不是一邊想，一邊輸入代碼。這樣既提高了效率，同時也提高學生思考問題的能力。

(3) 針對學生在編譯，鏈接過程中出現的錯誤或警告，教會學生使用調試工具。學生在調試中遇到的疑點和難點，及時給予必要的適當指導，主要是教給學生科學有效的調試方法，例如等價類劃分法、邊界值分析法、安插測試語句等。

(4) 實驗課結束時，每名學生必須上交比較規范的紙質實驗報告（其中除包括程序的源代碼，輸入數據，程序輸出結果外，還應重點包含程序調試過程，以及本次實驗體會），通過以上舉措來保證學生完成實驗任務。課程結業考試也必須包括學生上機編程能力考核。

(5) 課程結束以后，分組安排2周的課程設計。題目要具有一定的綜合性和較強的實用性，如學生信息管理系統等。要求學生經過需求分析，軟件設計，編碼，測試等軟件開發的各階段，最后提交一個軟件原型及相關文檔。通過課程設計實踐，提高學生的軟件開發水平和合作能力，同時，還可使學生在以后的學習過程中，自覺將計算機技術應用到生產和研究過程中，真正做到學有所用。

在上機實驗環節，教師要認真做好指導和督促，減少互聯網絡等對學生注意力的不良干擾，讓學生在規定時間內完成指定任務，從而保證實驗教學效果。

4 結束語

本文提出了近幾年在獨立學院計算機專業《C++程序設計》教學過程中出現的問題，進行了思考和探索。對提出的方案在獨立2006，2007級計科、網絡專業本科學生中實施，較好地激發了學生的興趣，調動了學生的學習積極性，增強了學生的自信心，日常教學和計算機等級考試都取得了很好的效果。以上事實證明，只要教師教學目的明確，教材理解深入，教學方法靈活得當，師生加大互動，學生是可以輕松學好C++程序設計的。

參考文獻：

[1] 錢能. C++程序設計[M]. 北京：清華大學出版社，2005.

[2] 劉曉鋒, 吳亞娟. 計算機專業《C語言程序設計》教學與教學改革[J]. 四川師范學院學報, 2003(24):34-36.

篇（11）

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）23-0120-02

一、虛擬仿真技術

虛擬仿真技術（virtual reality，VR）又稱虛擬現實技術、靈境技術或模擬技術，是利用計算機技術、網絡通信技術、人工智能技術、自動化控制技術儀器儀表c測量技術等交叉產生的一種現代信息技術，是虛擬的系統模仿另一個真實系統的技術，能夠創造一種高端的人機接口，包括通過視覺、聽覺、觸覺、嗅覺和味覺等多種感覺同等的實時模擬和交互，可以獲得多維交互體驗的虛擬環境。虛擬仿真技術有三個突出的特征：沉浸感、交互感和構想性。隨著空間信息科學、計算機圖形、多媒體技術、數字圖像處理、人機接口技術、人工智能技術、傳感器技術等的快速發展，虛擬仿真技術已經廣泛應用于建筑、醫療、教育、軍事、航天、服裝、生產制造等領域。目前，也有一些文獻論述了虛擬仿真技術在食品加工、食品檢測、食品機械制造中的應用。

二、食品專業改革發展遇到的問題

1.傳統教育方式無法激發學生對食品專業理論課的興趣。興趣是學習最好的老師。食品專業的理論課程中含有大量的基本概念、原理、公式推導，這些基礎知識點比較抽象。即使教師結合實例講解也很難激發學生對理論課的興趣。例如：《食品工程原理》的基礎知識比較廣，理論公式比較多，主要教學目標是使學生利用數學、物理、化學及物理化學等學科知識去解決食品工業中所遇到的實際問題，該課程具有較強的設計、選型、安裝和操作等工程特點。學生對課程中的理論、公式感覺很抽象，學習起來掌握不住要領，往往只能學習到一些簡單的片段，在分析和解決具體問題時感到無從下手。

2.現有食品實驗課程無法提高學生的食品專業實驗技能。食品實驗教學主要是教師講解演示，學生模仿驗證。這種“填鴨式”、完成任務式的實驗教學，不能對學生針對性地進行創新和能力的培養。例如：食品化學實驗課的教學通常是指定幾個實驗項目，如粉絲的制備與質量感官評價、蛋白質的鹽析及透析、果蔬褐變機理等實驗內容，老師將所需的試劑配置好，學生按四人一組分成若干小組，教師詳細講解實驗原理、操作步驟，學生按部就班地模仿老師的操作步驟完成實驗，最后撰寫實驗報告。這種教學方式使得學生主動學習的積極性不高，而且該教學方法在一定程度上限制了學生主觀能動性的發揮和創新能力的培養。

3.食品工廠實習無法達到預期的教學效果。食品專業本科教學體系中有一個重要的環節就是工廠實習。但是，隨著市場競爭日益激烈，工廠以不斷提高企業效益為主要目標，而接收大學生實習已不再是必須履行的義務；其次，現代食品工廠趨向自動化、連續化，為了保證產品質量與安全，廠房絕對不允許學生動手操作；再次，學生在實習現場基本就是看和聽，沒有參與和動手的機會，學生也逐漸失去新鮮感，結果導致工廠實習形式化，無法達到預期的教學效果。

4.食品專業知識和實驗技術片段化，沒有形成一個整體的結構。現在食品學科被分割成多個課程進行學習，學生學習完各個課程后往往沒有將食品學科整個知識點和實驗技術整合起來。知識點和實驗技術的片段化使得學生無法提高自身的綜合水平，無法將所學知識和技能靈活應用于生產實踐。例如：《食品加工》主要介紹了各個食品的加工方式和原理，《食品營養學》主要介紹了各個營養素的功能，這兩個課程的內容似乎沒有關聯性，學生只能片段化地學習，無法將兩者綜合起來。

三、基于虛擬仿真技術促進食品專業改革，推動食品專業的發展

1.通過虛擬仿真技術激發學生對食品專業理論課程的興趣。研究表明：在理論課程上應用虛擬仿真技術，可以將抽象的概念形象化，靜態的知識點動態化，可以形象地展示結構功能，提高食品理論課的授課效果。例如：《食品工程原理》這門課結合虛擬仿真技術，讓學生可以看到食品工業生產過程中各個單元操作的基本原理及典型設備的結構原理、操作性能，使學生將食品工程原理的知識與虛擬仿真平臺上看到的生產設備和工藝過程聯系起來，使學生深切體會到食品工程原理課程中所講述的每個單元操作都與食品專業學習密切相關。生動形象的學習便于學生理解，提高教學質量。

2.將虛擬仿真技術與食品實驗教學相結合，提高食品實驗教學的效果，激發學生的創新性。隨著虛擬仿真技術引入實驗教學中，許多研究表明：虛擬實驗可完善食品真實實驗不具備或難以完成的教學功能，如一些成本較高、需要用高檔儀器操作的實驗等。食品實驗教學中大部分是分組實驗、分工合作，學生個人沒有機會操作完整的實驗。通過虛擬仿真技術平臺，學生可完整地操作一遍實驗技能，掌握每個實驗細節。例如：食品化學實驗通過虛擬仿真平臺可以讓學生自己思考做什么實驗，用哪些試劑，設計實驗方案。學生通過在虛擬仿真平臺上操作，驗證自己實驗設計的合理性，激發了學生的思維能力和創新能力；同時，通過失敗經驗獲取知識和要點，思考失敗的原因，鞏固了所學的知識，提高了動手能力。

3.構建實景虛擬仿真門戶，增強食品工廠實習類課程的果效。實景虛擬仿真門戶，可在食品工廠原地取景，從廠房布置、車間設備擺設等方面按照實習基地實際比例進行排布。結合實習基地的真實情形，提煉實習教學素材，配建廠房設計講解、工廠設備操作講解、實習提示等內容，讓學生在進入工廠實習前，先通過實景虛擬仿真門戶了解實習基地的完整情況，并提出專業問題。教師在后臺收集這些問題，在實習基地現場進行講解。以果蔬飲料生產實習為例，學生先通過虛擬仿真平臺了解果蔬飲料生產的基本原理、工業化生產流程及各工序的主要參數，通過虛擬仿真平臺向老師提出自己的疑問，在參觀果蔬飲料工廠的時候，教師邀請企業技術人員通過現場講解和專題講座為學生答疑解惑，讓學生了解到工廠的生產、企業的經營和管理。

4.利用虛擬仿真技術，綜合食品專業課程，完善食品課程資源的建設。自從虛擬仿真技術在教學中廣泛應用之后，大量研究表明利用虛擬仿真技術可優化教學資源的建設和積累，提高教學質量。食品專業課程可基于虛擬仿真技術，優化教學流程。例如：讓學生在課前通過虛擬仿真平臺自學課程內容，在課堂上與老師探討自學過程中的疑點和難點，使得學生從被動學習轉化為主動學習，教師從“填鴨式”授課轉化為探討式授課。其次，食品專業課程可基于虛擬仿真技術，優化教學內容。例如：食品專業的課程內容有一些是重復的，那么重復的內容可以讓學生在虛擬仿真平臺上自己鞏固，而新的知識點可以作為課堂教學的主要內容。再次，通過虛擬仿真技術平臺，片段化的食品專業課程可以被綜合起來。例如：在平臺上要求學生設計一款具備一定功能的產品，學生需要市場調研獲得市場缺乏哪方面的產品，根據產品功能，再依據所學的食品原料學、食品營養學和食品化學等知識提出產品配方，依據食品工藝學、食品工程原理、食品加工學等知識提出產品工藝，依據食品毒理學和食品衛生學控制產品的安全性；最后，基于虛擬仿真技術，教師可跟蹤學生的學習情況，收集學生的學習難點，這樣可以使課堂教學內容有針對性，提高教學效率和效果。

⒖嘉南祝

[1]王寧.淺談虛擬仿真技術[J].大觀周刊，2011，（38）：18-19.

[2]胡曉輝，萬嵩.計算機虛擬仿真技術在高教中的應用研究[J].高教學刊，2015：81-82.

[3]王波.虛擬制造技術及其在食品機械設計制造中的應用[J].食品科技，2009，34（11）：108-111.

[4]趙剛.虛擬仿真技術在食品加工教學中的初探[J].北京農業職業學院學報，2010，24（3）：70-73.

[5]楊世鳳，趙繼民，王秀清，等.基于虛擬儀器技術的食品物性檢測系統的研究[J].農業工程學報，2007，23（8）：176-180.

[6]謝慧明，余順火，孫漢巨.食品工廠生產實習教學改革初步實踐[J].合肥工業大學學報，2009，23（2）：11-14.

[7]安建強.基于虛擬仿真技術的創新訓練研究與實踐[J].實驗技術與管理，2015，32（12）：179-182.

[8]劉為滸，郝佩佩，黃驥.虛擬仿真技術在本科教學中的應用研究[J].中國農業教育，2016，（3）：91-95.

The Influence of Virtual Reality Technology on the Reform and Development of Food Specialty

LI Jing，CHEN Nuo，DEND Ze-yuan，RUAN Zheng