论文部分内容阅读
[摘 要]數字图像处理是电子信息科学与技术专业的一门专业必修课程，注重学生的实践操作能力培养，课程质量的高低直接影响了学生对课程的掌握程度。线上教学作为传统教学模式的强力补充，可以进一步提高学生对数字图像处理技术的掌握。该文围绕如何进行在线教学设计，梳理总结教学设计的课前准备，通过课中互动激发学生的学习兴趣，并关注课后反馈环节，及时解决学生存在的问题，以数字图像处理课程为例呈现了一个精致的在线教学设计案例。
[关键词]线上教学;教学设计;数字图像处理
[基金项目]2019年度黑龙江省教学改革课题“基于虚拟仿真实验平台的教育技术学专业实验教学改革探索与应用”（SJGY20190098）;2019年度黑龙江省教育科学规划重点课题“专业认证视域下计算机专业综合课程设计的研究与实践”（GJB1319025）
[作者简介]肖 红（1979—），女，黑龙江大庆人，博士，东北石油大学计算机与信息技术学院副教授，主要从事先进计算与智慧教育研究;解红涛（1977—），男，河北定州人，硕士，东北石油大学计算机与信息技术学院教学副主任，副教授，主要从事虚拟现实、人工智能研究。
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324（2020）33-0307-03 [收稿日期] 2020-03-18
一、课程简介
数字图像处理是电子信息科学与技术专业的一门专业必修课程。本课程主要介绍数字图像处理技术的基础知识、算法、原理及实现技术。课程原理性较强，在课程讲授过程中，教师将紧紧围绕观察现象→理解原理→编写程序的“三步走”授课顺序，使学生先留下对图像处理效果前后对比的感性认识，再到对算法原理的理解，最后能够动手在实验环境中实现算法，完成从直观→理性→能力的知识内化过程[1]。线上课堂将充分利用“主题讨论”“随堂测试”“在线答疑”等方式与学生进行互动，提升课堂参与度，吸引学生注意力，缓解学生无法与教师面对面沟通的焦虑，提升在线教学质量。
二、在线教学方案总体设计
（一）在线教学平台选择
通过对众多在线学习平台进行对比，如双向语音通话功能，是否支持屏幕共享，是否有卡顿、延迟及丢帧现象，经过两次平台测试，最终综合教师体验和授课学生意见选定“腾讯会议”及“学习通”[2]。腾讯会议用于直播授课，学习通用于课上抢答、主题讨论、发布练习作业及批阅等师生互动。
（二）教师充分做好开课前准备
1.充分备课，对所授课内容烂熟于心，不可因为是线上授课就照本宣科，或是过分依赖在线教学平台所带来的种类多样的教学辅助工具，“花架子”多，“干货”少，没能很好控制课堂实际讲授时间和内容进度，贻误教学进程，本末倒置。
2.了解授课群体的在线上课情况，是否有网络不畅或不具备线上上课条件情况发生，及时沟通解决，了解具备实验（编程）环境及设备的学生比例，对以上种种在开课前做到心中有数。
3.熟练操作所选线上教学平台及多平台之间的切换，做好可能发生意外情况的教学预案，如停电、网络中断、网络卡顿等，做到有备无患。
（三）教学流程设计
1.调动学生课前充分预习。教师可在授课前将本次课程PPT、课堂要发起的讨论主题等一起发送给学生，并将重难点内容录制成小视频提供给学生，让学生对本次课程的主要内容进行初步了解与思考。
2.合理安排课堂互动环节。（1）课内互动。课内互动环节的本意在于吸引学生注意力，激发学生学习兴趣，教师应提前构思好互动环节的内容，严格控制互动时间和流程，避免出现互动超时，挤压课堂授课内容时间，造成课堂拖沓，秩序混乱，模糊学生学习焦点的情况。本课程每45分钟授课时间内，互动环节安排在2次左右，采用平台选人抢答、双向语音提问、投票、随堂练习测验等方式，帮助学生提升课堂活跃度和参与程度，避免困倦、走神、开小差等现象发生。（2）课下互动。互动环节不应只体现在课堂上的一个半小时，教师课后除“规定动作”的布置、批阅作业和答疑外，可在讨论区发表主题，引导学生对课上内容进行进一步的探索和发现，积极发表他们的“高见”，当互动留言得到老师的回复和关注后，学生的学习热情受到极大鼓舞，知识巩固与内化过程得到升华。
（四）勤于思考，不断改进
理论上并没有也不可能有适合所有课程的在线教学方式和课堂设计，每门课程着力培养学生逻辑思维能力和实践动手的倾向性都不尽相同，教师还是应“万变不离其宗”，在牢牢抓住让学生“弄通搞懂”这一根本道理基础上做文章[3]。就数字图像处理这门课程而言，授课教师无论讲授哪一部分的图像处理算法，都要坚持直观→理性→能力“三步走”战略。全体教师都应结合自身所授课程内容的特点，打造一套专属于本课程的教学方案设计，并在实施过程中不断体会学生的反馈和学习效果，不断思考与改进，逐步提高教学质量。
（五）重视虚拟仿真实验的设计与开发
对课程内容中理论性较强、学生理解起来较为困难的知识内容，可配合虚拟仿真实验辅助学生学习。仿真实验内容需逐步构思、制作、积累，可通过动画视频演示、交互操作等多种方式，帮助学生明确学习任务，提升学习质量。
（六）积极接收学生与听课专家反馈
数字图像处理课程以“海纳百川”的胸怀积极来接收学生和听课专家的反馈意见，对学生发起满意度投票，学生也可针对课程内容及形式直接给教师留言，授课教师本着“闻过则喜”的态度，积极改进，与学生教学相长，砥砺前行。
参考文献
[1]张雪.基于计算机思维能力培养的计算机基础教学实践浅议[J].通讯世界，2019，26（10）：294-295.
[2]刘强，彭娜.基于“超星直播 学习通”的在线教学示范[J/OL].大学化学：1-6[2020-05-19].http：//kns.cnki.net/kcms/detail/11. 1815.O6.20200309.1422.008.html. [3]焦建利，周曉清，陈泽璇.疫情防控背景下“停课不停学”在线教学案例研究[J/OL].中国电化教育，2020（03）：106-113[2020-05-19].http：//kns.cnki.net/kcms/detail/11.3792.G4.20200310. 1628.030.html.
Prepare Carefully and Design Carefully to Achieve the Learning Effect of "Learning by Heart"： Design of Online Teaching Case of Digital Image Processing
XIAO Hong， XIE Hong-tao， LIU Fang， ZHAO Ya， WANG Ying
（School of Computer and Information Technology， Northeast Petroleum University，
Daqing， Heilongjiang 163318， China）
Abstract： Digital Image Processing is a required course for the major of electronic information science and technology. It pays attention to the cultivation of students’ practical operation ability. The quality of the course directly affects students’ mastery of the course. As a strong complement to the traditional teaching model， online teaching can further improve students’ mastery of digital image processing technology. Focusing on how to carry out online teaching design， this paper summarizes the pre-class preparation of teaching design， stimulates students’ interest in learning through interaction in class， pays attention to after-class feedback， and timely solves students’ existing problems. Taking Digital Image Processing course as an example， this paper presents an exquisite online teaching design case.
Key words： online teaching; teaching design; Digital Image Processing
[关键词]线上教学;教学设计;数字图像处理
[基金项目]2019年度黑龙江省教学改革课题“基于虚拟仿真实验平台的教育技术学专业实验教学改革探索与应用”（SJGY20190098）;2019年度黑龙江省教育科学规划重点课题“专业认证视域下计算机专业综合课程设计的研究与实践”（GJB1319025）
[作者简介]肖 红（1979—），女，黑龙江大庆人，博士，东北石油大学计算机与信息技术学院副教授，主要从事先进计算与智慧教育研究;解红涛（1977—），男，河北定州人，硕士，东北石油大学计算机与信息技术学院教学副主任，副教授，主要从事虚拟现实、人工智能研究。
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324（2020）33-0307-03 [收稿日期] 2020-03-18
一、课程简介
数字图像处理是电子信息科学与技术专业的一门专业必修课程。本课程主要介绍数字图像处理技术的基础知识、算法、原理及实现技术。课程原理性较强，在课程讲授过程中，教师将紧紧围绕观察现象→理解原理→编写程序的“三步走”授课顺序，使学生先留下对图像处理效果前后对比的感性认识，再到对算法原理的理解，最后能够动手在实验环境中实现算法，完成从直观→理性→能力的知识内化过程[1]。线上课堂将充分利用“主题讨论”“随堂测试”“在线答疑”等方式与学生进行互动，提升课堂参与度，吸引学生注意力，缓解学生无法与教师面对面沟通的焦虑，提升在线教学质量。
二、在线教学方案总体设计
（一）在线教学平台选择
通过对众多在线学习平台进行对比，如双向语音通话功能，是否支持屏幕共享，是否有卡顿、延迟及丢帧现象，经过两次平台测试，最终综合教师体验和授课学生意见选定“腾讯会议”及“学习通”[2]。腾讯会议用于直播授课，学习通用于课上抢答、主题讨论、发布练习作业及批阅等师生互动。
（二）教师充分做好开课前准备
1.充分备课，对所授课内容烂熟于心，不可因为是线上授课就照本宣科，或是过分依赖在线教学平台所带来的种类多样的教学辅助工具，“花架子”多，“干货”少，没能很好控制课堂实际讲授时间和内容进度，贻误教学进程，本末倒置。
2.了解授课群体的在线上课情况，是否有网络不畅或不具备线上上课条件情况发生，及时沟通解决，了解具备实验（编程）环境及设备的学生比例，对以上种种在开课前做到心中有数。
3.熟练操作所选线上教学平台及多平台之间的切换，做好可能发生意外情况的教学预案，如停电、网络中断、网络卡顿等，做到有备无患。
（三）教学流程设计
1.调动学生课前充分预习。教师可在授课前将本次课程PPT、课堂要发起的讨论主题等一起发送给学生，并将重难点内容录制成小视频提供给学生，让学生对本次课程的主要内容进行初步了解与思考。
2.合理安排课堂互动环节。（1）课内互动。课内互动环节的本意在于吸引学生注意力，激发学生学习兴趣，教师应提前构思好互动环节的内容，严格控制互动时间和流程，避免出现互动超时，挤压课堂授课内容时间，造成课堂拖沓，秩序混乱，模糊学生学习焦点的情况。本课程每45分钟授课时间内，互动环节安排在2次左右，采用平台选人抢答、双向语音提问、投票、随堂练习测验等方式，帮助学生提升课堂活跃度和参与程度，避免困倦、走神、开小差等现象发生。（2）课下互动。互动环节不应只体现在课堂上的一个半小时，教师课后除“规定动作”的布置、批阅作业和答疑外，可在讨论区发表主题，引导学生对课上内容进行进一步的探索和发现，积极发表他们的“高见”，当互动留言得到老师的回复和关注后，学生的学习热情受到极大鼓舞，知识巩固与内化过程得到升华。
（四）勤于思考，不断改进
理论上并没有也不可能有适合所有课程的在线教学方式和课堂设计，每门课程着力培养学生逻辑思维能力和实践动手的倾向性都不尽相同，教师还是应“万变不离其宗”，在牢牢抓住让学生“弄通搞懂”这一根本道理基础上做文章[3]。就数字图像处理这门课程而言，授课教师无论讲授哪一部分的图像处理算法，都要坚持直观→理性→能力“三步走”战略。全体教师都应结合自身所授课程内容的特点，打造一套专属于本课程的教学方案设计，并在实施过程中不断体会学生的反馈和学习效果，不断思考与改进，逐步提高教学质量。
（五）重视虚拟仿真实验的设计与开发
对课程内容中理论性较强、学生理解起来较为困难的知识内容，可配合虚拟仿真实验辅助学生学习。仿真实验内容需逐步构思、制作、积累，可通过动画视频演示、交互操作等多种方式，帮助学生明确学习任务，提升学习质量。
（六）积极接收学生与听课专家反馈
数字图像处理课程以“海纳百川”的胸怀积极来接收学生和听课专家的反馈意见，对学生发起满意度投票，学生也可针对课程内容及形式直接给教师留言，授课教师本着“闻过则喜”的态度，积极改进，与学生教学相长，砥砺前行。
参考文献
[1]张雪.基于计算机思维能力培养的计算机基础教学实践浅议[J].通讯世界，2019，26（10）：294-295.
[2]刘强，彭娜.基于“超星直播 学习通”的在线教学示范[J/OL].大学化学：1-6[2020-05-19].http：//kns.cnki.net/kcms/detail/11. 1815.O6.20200309.1422.008.html. [3]焦建利，周曉清，陈泽璇.疫情防控背景下“停课不停学”在线教学案例研究[J/OL].中国电化教育，2020（03）：106-113[2020-05-19].http：//kns.cnki.net/kcms/detail/11.3792.G4.20200310. 1628.030.html.
Prepare Carefully and Design Carefully to Achieve the Learning Effect of "Learning by Heart"： Design of Online Teaching Case of Digital Image Processing
XIAO Hong， XIE Hong-tao， LIU Fang， ZHAO Ya， WANG Ying
（School of Computer and Information Technology， Northeast Petroleum University，
Daqing， Heilongjiang 163318， China）
Abstract： Digital Image Processing is a required course for the major of electronic information science and technology. It pays attention to the cultivation of students’ practical operation ability. The quality of the course directly affects students’ mastery of the course. As a strong complement to the traditional teaching model， online teaching can further improve students’ mastery of digital image processing technology. Focusing on how to carry out online teaching design， this paper summarizes the pre-class preparation of teaching design， stimulates students’ interest in learning through interaction in class， pays attention to after-class feedback， and timely solves students’ existing problems. Taking Digital Image Processing course as an example， this paper presents an exquisite online teaching design case.
Key words： online teaching; teaching design; Digital Image Processing