杜云明 盖丽娜 刘文科（佳木斯大学信息电子技术学院）
基金项目：黑龙江省高等学校教改工程项目，项目编号：JG2014011047。
数字图像处理作为信息类专业的核心专业课，是一门既具有完备理论基础又有广泛应用的实用学科，理论性和实践性都很强。[1-2]课程目标不仅要求学生系统掌握学科理论，更要求学生能够灵活运用解决相关领域的实际问题。然而传统的理论讲解、效果演示、实验验证的教学模式，很难真正将课程的理论学习和实践操作有机地结合在一起，更达不到对学生创新能力的培养。笔者尝试将案例教学法应用到实际教学中，通过对具体案例的剖析，增强学生对原理内涵的理解，同时培养了他们动手实践和分析与解决问题的能力，取得了较好的教学效果。
一 数字图像处理课程教学现状
数字图像处理作为我校信息类专业高年级的本科课程，其多数内容的基本原理往往都是以公式推导的形式进行介绍，比较抽象和枯燥。授课中采用“理论讲解为主，演示验证为辅”的教学模式难以让学生真正理解原理的内涵，导致学生学习热情不高，理论记忆不深。另外，大部分教材内容陈旧且偏重理论，学生无法从书本上体会到课程的实际应用意义，只是被动盲目学习，缺乏兴趣。在近几年教学中，尽管已经逐渐重视实践操作环节，但也仅限于对理论的编程化实践。课程配置的实验实践环节，也多以演示和验证性为主，案例的实用化水平不高，学生动手实践能力提升有限。再者，教学大纲中32~48学时的课时配备，也很难完成全部的教学和实验任务。同时以教师讲解为主的课堂教学，缺乏讨论和互动交流，学生分析解决问题的能力难以得到提高。因此，为在有限学时内达到预期的教学效果，笔者尝试将案例教学法引入到实际授课中，通过对实用案例的剖析与讨论，加深学生对抽象理论的理解和感性认知，激发学生的学习兴趣，提高学生分析和解决问题的能力，真正实现学以致用的目的。
二 数字图像处理案例教学法的适用性分析
1 案例教学法
案例教学法19 世纪末起源于美国哈佛商学院，20 世纪20 年代逐渐得到应用推广。我国在20 世纪80 年代引入案例教学法，并主要将其应用于法学、医学和管理学等实践性较强的学科领域。[3]案例教学法的实质就是教师通过引入实际案例引导学生进行思考，学生通过对案例的讨论和分析来加深对知识的理解和运用，是一种注重教育主体性和互动性，强调实践性和应用性的教学方法。[4]该教学法不仅可使学生掌握专业知识和实践技能，更可提高学生学习的积极性和主动性，因此也倍受工科院校的青睐，并已在相关学科进行推广和应用。[5]
2 数字图像处理采用案例教学法的必要性
首先，从教学内容上看，数字图像处理课程知识体系庞大，涵盖内容繁杂，理论抽象且实践操作水平要求较高，在有限的学时内，难以真正完成全部教学任务。而采用案例教学法，可以案例为载体重新整合教学内容，能够解决课程时间紧任务重的难题和困境。另外该教学方法可有效将理论与实践进行完美结合，通过实际案例分析，加深学生对抽象理论知识的理解和认知。
其次，从教学目标上看，课程不仅要求学生系统掌握理论知识，更要求学生能够融会贯通学以致用。而传统的以理论讲解为主的教学模式难以实现对知识的转化和应用，更不利于学生动手操作能力的培养。采用案例教学法，通过对案例的讲解、分析和思考，不仅能够让学生学习到相关知识，更可让他们体会到理论的具体应用，掌握知识运用的技巧、方法和途径，为进一步加强学生实践创新能力提供帮助。
三 案例教学法的实施
案例教学不同于传统教学模式，它以案例为载体重新构架教学内容。授课中要求以案例为中心，充分发挥教师和学生两方面的积极性和能动性，突出学生的主体参与作用。数字图像处理案例教学主要围绕案例选取、案例讲解、案例分析与讨论和案例总结等几个步骤展开实施。
1 案例选取
案例教学法应用成功与否，关键在于教学案例选取是否得当。首先应根据教学内容选取贴近生活且具有代表性的案例，这样才能激发学生的兴趣，调动学习积极性，并且通过对典型案例的学习达到举一反三、触类旁通。其次，案例选取要难易适当、繁简相宜。采用适中难度的案例不仅可提升学生在教学活动中的参与热情，而且还可通过解决问题来达到锻炼和提高实践能力的目的。再者，选取的案例要具有综合性，即案例中要能够涵盖多个知识点。学生只要围绕案例展开学习，即可完成全部学习任务，真正实现以案例重构教学内容的目标。另外，案例选取还要具有可操作性。通过案例分析，学生不仅要能够捋清知识脉络，更要能够编程实现来解决问题，完成理论学习与实践操作的双重任务。
2 案例讲解
案例讲解阶段主要发挥教师的启发和引导作用，帮助学生理解案例，为学生解决问题提供指引。在展示案例时，教师一方面要介绍案例的应用背景和实际意义，激发学生的学习兴趣；另一方面还要解析案例的结构框架和实现思路，加深学生对案例的理解与认知。在案例分析讲解时，教师应注重从理论和实践操作两个层面进行引导，重点放在对学生的启发性思考上。另外教师还可针对案例中的某一具体问题，给出建议性的解决方案，并对方案所需的方法、技巧和策略做示范性的列举，为学生创造性的解决问题提供思路和启示。最后教师还应对案例中的重点、难点问题进行解释性的说明，并对相关注意事项进行提示，让学生带着问题去思考，也可使讨论环节更具针对性。
3 案例分析与讨论
案例分析与讨论是学习知识和培养能力的重要环节，可采用分组形式完成。经过教师讲解后，学生对案例涉及的问题已经有了初步的认知。这时需要学生仔细的研究与分析，归纳出案例涵盖的相关理论知识，然后通过自主和协同方式，实现知识学习和理论应用理解。在此基础上，要求每位同学亲身实践设计出个性化的解决方案，并带着问题参加讨论。案例讨论可在组内和组间两个层面进行，主要围绕学习中遇到的问题，以及案例解决的方法、过程和结果来展开。在分组讨论时，学生可畅所欲言，提出问题、交流想法、总结心得，最终形成小组的解决方案。在组间讨论时，可先由每组学生代表汇报展示本组解决方案，然后由其他小组同学提问并进行答辩。通过讨论交流学生不仅可加深对知识的理解，同时也会对同一问题的不同解决方法产生新的感悟，为进一步创造性的解决问题提供帮助。
4 案例总结
案例总结是检验成果、总结经验、反馈建议、整改完善的收口环节，需要教师和学生共同完成。教师可先鼓励学生对案例中的知识点、重点和难点问题、解决问题的方法、过程和心得等方面进行总结，以检验案例的适用性和学生的学习效果。然后教师再结合学生的讨论情况，对案例进行综合性的点评和总结。一方面要对学生的过程表现、创新实践能力和团队意识予以肯定，积极发现和总结学生在处理问题时给出的好的方法、思路和策略，从正面引导和鼓励学生；另一方面也要指出学生在分析和解决问题时存在的不足，同时帮助学生分析问题产生的原因，并给出相关改进措施和建设性的意见，为学生进一步的整改和完善解决方案提供借鉴和启示。另外在整个案例完成后，教师还需对案例教学进行过程分析、效果分析和质量分析，发现问题、总结经验为优化和改进案例做准备。
四 案例教学中要注意的几个问题
在数字图像处理课程教学过程中引入案例教学法，虽然可以加深学生对理论知识的学习，提高动手实践和分析解决问题的能力。但是也必须要注意到，案例教学法的实施过程，对教师、学生、案例等均提出了更高的要求，所以在教学中还应注意以下几个问题。[6-7]
1 在案例教学中，教师作为策划者、组织者和管理者，要求具备扎实的理论功底和丰富的实践经验，能够结合课程实际、学生实际和生活实际精心设计适合不同教学内容的案例。同时发挥教师的指导作用，突出学生的主体地位，积极组织学生开展分析和讨论活动，鼓励和启发学生进行独立思考。另外教师还应具备较强的应变和判断能力，及时分析和解决学生发现的新问题，并对相关的分析方法和结论加以客观评断。
2 案例教学不同于传统教学模式，它改变了学生被动接受知识的角色，要求学生积极参与，在案例解读、分析和讨论等环节中发挥主动性。为有效的参与讨论发表观点，课前要求学生必须主动收集资料，运用所学知识和分析方法对案例进行思考、分析和研究。课上讨论时要求学生必须克服依赖心理，加强互动交流，养成勤于思考、踊跃发言的习惯。同时为巩固学习成果，课后还要求学生能够及时查找问题、总结经验，不断提升学习和实践能力。
3 案例教学的起点是选取合适的案例，因此案例的好坏直接影响教学效果。授课中采用案例要遵循渐进原则，即在开始阶段采用较为简单的案例，随着课程深入再渐渐引入复杂的案例，逐步提高学生分析解决问题的能力。另外案例所含知识点必须要鲜明、客观、真实，易于学生接受理解，并能够激发学生的学习兴趣。再者案例内容必须要围绕教学目标、突出重点，对复杂案例应进行精心剪裁和限定。
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参考文献
[1]范秋生.探索计算机数字图像处理技术的发展[J].煤炭技术,2013,9(32):254-255.
[2]陈汗青,万艳玲,王国刚.数字图像处理技术研究进展[J].工业控制计算机,2013,1(26):72-75.
[3]赵敏.案例教学法在数字图像处理教学中的研究与实践[J].电脑知识与技术,2011,7(32): 98-99.
[4]许进杰.实践案例教学与应用型人才培养模式探析[J].大学教育,2013(3):60-62.
[5]李晓庆,高强,袁俊平.探究式案例教学法在工科专业课程中的实践与思考[J].中国电力教育,2013(29):54-55,65.
[6]杨瑞萍“. 数字电子技术”课程运用案例教学的体会与思考[J].中国电力教育,2011(20):73-74.
[7]蒋智化,张展.案例教学法在“电气安全技术”课程教学中的应用[J].中国电力教育,2010(30):50-51.