线上线下混合式图像处理教学模式设计与研究

谢亮++廖宏建

摘 要：文章创建了线上线下混合式图像处理课程教学模式，试图改变目前高校图像处理课程资源与课时不足、教师与学生交流频次低和教学模式陈旧的状态，提高图像处理课程的教学质量。在混合教学理论指导的基础上，分别从教学环境、内容、时间、方法和评价五个方面进行线上线下混合式图像处理教学模式的创设。通过学生综合成绩分析，李特克量表和单人访谈的方法对此种教学模式进行验证。从实证角度对此种教学模式进行探讨，发现该教学模式学生认可度较高，能提高学生学习动机，使学生主动积极的参与到学习活动中。

关键词：混合学习；图像处理；翻转课堂

中图分类号：G434 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2017）10-0053-04

一、问题的提出

伴随计算机和网络技术的快速发展，数字圖像处理软件Photoshop得到越来越广泛的应用。相应地，“数字图像处理”也成为一门重要的信息技术类课程。为了提高课程的教学质量，培养学生解决实际问题的实践能力，许多教师对此课程的教学模式进行了探讨与实践。笔者通过调查研究，经过归纳总结，发现在实际教学中存在以下问题：1.数字图像处理在各普通高校以选修课的方式出现，课时一般在16或者32学时，主讲教师在

较少的课时内要完成内容的讲授、指导学生练习操作，又要对典型问题与学生进行探讨，分身乏术。2.不同专业的学生学习背景不同，知识准备上存在偏差。3.由于选修课多安排于晚上，教师下课后留在课堂的时间不足，师生交流讨论以课内为主，很难发现学生学习过程中的困难。4.选修课的教师往往是兼职，因此没有充足的时间完成教学资源的制作、学生作业的及时评价与反馈。为了解决上述问题，笔者通过寻找开源项目新闻发布系统在本校架设部署“Photoshop换影留型”学习网站，完成对教学资源网站的设计与开发，帮助学生完成线上简单学习。自主编写并开发Photoshop课程作业提交系统，促使学生互评作业与教师点评结合，对学生作业及时评价并发现作业中碰到的典型问题予以纠正。使用即时通讯工具创设学习群对师生交流不充分的现状进行调整。笔者将线上学习课程与课堂学习课程进行有机混合，对混合教学模式进行实践，试图改变当前高校数字图像处理课程中师资匮乏、重视总结性评价而轻视形成性评价与师生交流不充分的现状，建设一个低成本的校级混合教学课程。

二、实施混合教学的先决条件

线上线下混合式教学可以使线上教学和课堂教学互为补充，提升师生交流频次。笔者所在的高校已完成数字化校园，信息化较完善。教学区内完全覆盖学校无线网络，各学生宿舍校园网全部部署。学生基本完全拥有个人电脑和智能手机，有条件利用课余时间进行线上学习。学习网站和作业提交网站的部署可以让学生在网站上浏览课件、观看课程视频、提交作业等操作，方便学生进行自主学习。部署的网站包含了基础工具组、图层蒙版与通道、色彩的调整、滤镜操作、图像处理高级操作五个基本内容，与教学大纲要求的图像处理教学内容相一致。网站上的课程内容主要采用了图文并混与视频来呈现，为了方便学生进行观看，课程视频采取时间短数量多的方式。另外，网站上对每个知识点有拓展、与其它知识点有联系等内容，有利于学习者进行自主拓展、深度学习。

为了使教学过程中主讲教师有足够的时间和精力来指导学生学习，强调团队教学，邀请同校相关专业老师成立三人教学团队，分工制作教学视频和图文教程。挑选已经结课的优秀学生作为即时学习群里的交流讨论助教。课程内容的不断优化更新和学生助教的加入使得及时反馈、动态改进教学策略成为可能。

三、线上线下混合式数字图像处理教学模式创设与实践

所谓混合式学习（Blending learning）就是要把传统学习方式的优势和网络化学习的优势结合起来；既要发挥教师引导、启发、监控教学过程的主导作用，又要充分体现学生作为学习过程主题的主动性、积极性与创造性[1]。混合的过程不单是技术手段上的混合，也是教学理论、教学方法的混合。笔者尝试从教学环境、教学内容、教学时间、教学方法和教学评价五个方面进行线上线下混合式图像处理教学模式的构建。

1.教学环境方面

教学环境作为对学习活动的支撑，其设计必须参照教学内容来进行。不同的教学内容对应不同的教学环境。因此，在教学过程中，基础知识与概念的讲授以传统的课堂讲授为主。在此情境下，传递-接受模式是主要的教学模式。常规的多媒体环境能很好的适用此种情况。本校机房部署凌极第三代数字语言实验室系统，可实现专业语言实验室、多媒体教室、考试中心、开放式学习中心等多功能合一的专业教学环境。教学系统可以直接导入各种多媒体格式的课件进行教学，为课堂交互反馈提供了较好的教学平台。此系统是对传统课堂授课模式的有效技术补充。在综合性较强的图片处理教学内容中，教学环境包括硬件环境和软件环境。硬件环境包括多媒体课堂教学环境、校园网建设、学生宿舍、图书馆等校园环境。软件环境则包括有利于教师备课和学生学习的教学资源、有利于辅助课堂教学和师生交流互动的网络教学平台与即时通讯软件。数字化校园的建设使得本校的无线网络达到无死角覆盖，教学资源网站与作业提交网站的搭建及学生智能手机的普及使得线上学习、讨论交流等活动可以高效进行。

2.教学内容方面

由于图像处理课程学生的学习背景不同，因此在教学内容的设置上，既要满足教学大纲的要求，又要有适当的内容拓展、与其它知识的联结。内容设置的层次渐进性，易于不同层面的学生自主学习，引发学生对各知识点之间进行有效的联结内化。（见表1）

在网站教学平台上以各种图文并混教程、课程视频、幻灯片课件等呈现教学内容，学生可以在线或者下载后脱机观看。在学生使用频次较高的课程视频制作上，优先考虑由教学团队采用当下校本素材自行录制教学视频。在录制前，通过查找学习相关知识的视频，采众之长，适当的简化、凝练后由本教学团队老师将知识点融入到与学生卷入度较高的实例中进行讲解。作为学习检测的手段，结合知识内容，在网站教学平台上布置每个章节的课后作业，并要求学生在下一次上课之前必须上传到作品提交网站。混合式教学模式在教学内容方面提供了更加详实丰富的教学内容，是数字图像处理课程的教学质量提升的有力保障。

3.教学时间方面

在教学时间方面，分为课前、课中与课后三个时段。根据教学内容的不同，每个时段都有一些适当的变更。在基础知识与概念的传授阶段，课前阶段要求学生做一次对上节课内容的简单测试题，课中注重对基础概念和知识的传输，课后针对学生答疑。在综合实际操作知识组合阶段，课前教师在即时通讯工具群组中发布本次学习任务，学生自定时间观看课程内容，在完成初次学习后，需要完成针对内容相关的小测验。学习过程中的难点和问题学生可通过即时通讯工具群与教师、在线助教或同学讨论解决。

课中阶段主要实施翻转课堂。课前完成知识点的掌握，课中通过讨论、协商和探索完成知识的内化和联结。图像处理课程的实践性和应用性非常强，学生在课前通过网站教学平台已经简单学习了本节内容，在课中就有较充分的时间开展探究讨论和项目协作等活动。在教师的监督指导下，教师与学生，学生与学生之间针对图像处理技巧与操作等问题进行探索分析，在探讨交流中完成知识的内化与联结，提高学生对已有案例使用方法的逆推分析和实际处理能力。

课后阶段主要是通过课后作业查缺补漏与知识拓展阶段。在学生作业提交网站上评定学生的作业，教师主评，学生互评。教师通过对学生作业的批阅了解学生在实际操作中遇到的问题和困难，有针对性的对这些学生进行指导。对没有完成作业进度的学生及时督促。对本章知识掌握较好的学生鼓励他们进行知识的拓展学习。学生通过评阅他人作业和查看老师对作品的评价，查找自己与他人的差别，查缺补漏，对自己薄弱的知识点进行强化训练。学生评价别人作品的同时，对自己所学的知识也是一次梳理的过程。

4.教学方法方面

在线上线下混合式图像处理课程教学模式中，针对不同的教学内容与要求，可以在教学过程中混合不同的教学方法，如传统的课堂讲授式学习（对于一些基本的色彩概念，原色与补色，像素等知识内容），案例分析（通过观察实际应用的图像案例，比如楼下公交站牌上的广告，学校主页的设计、本校某餐馆的菜单设计等），团队合作（学生分组，按照主题内容要求，分工完成素材的寻找、构图的设计与最终的效果处理）生生间交流学习（学生之间就图像处理课程学习进行经验交流），基于问题解决式的学习（如针对图片的某一种专项处理，比如给一个破旧且有折痕的黑白照片进行修复上色），通过不同的教学方法，可以有效的培养学生自主学习能力、自控能力、各种工具组合利用能力和交流能力等。

5.学习评价方面

线上线下混合式图像处理课程教学模式在学习评价上关注学生学习的参与过程，结合平时作业成绩，兼顾学期末终章作业结果，采用教师评价、学生评价、形成性评价与总结性评价相结合。

形成性评价主要针对学生在课程学习过程中的评价，是总成绩占比的40%，考虑到学生可能通过观看其他学习网站的同类课程内容来进行自学，因此，针对线上学习的评价占比20%。主要是通过分析学生在网站的登录次数，在线测试成绩和观看视频的时间来评价。线下成绩评价占比20%，通过学生的出勤率、回答问题的次数、在团队讨论时是否能积极有效的提出问题或者回答问题等表现进行评价。

总结性评价包括终章作业的评分和各成员互评分，占总评成绩的60%。各成员互评分占20%，主要检验学生在线下协作过程中是否有效的完成小组分配的任务，由成员互评和教师评价共同确定分数。终章作业占40%，主要是鼓励学生自己从素材的找寻、图片的构图、围绕某个主题完成图片的综合实际应用能力，以教师评价为主。

四、混合教学效果分析

2014年3月-2014年11月，在这两个学期中，笔者在图像处理选修班，开展了32个学时共有120名各学院的学生参与的线上线下混合式图像处理教学模式的实践，在课程整体结束后，使用李特克量表、学生综合成绩分析报告和单人访谈的方法对学生进行调查，汇总学生对混合式教学模式的满意度与建议。

通过调查，了解到学生对混合式教学模式持较高的满意度（76%的学生持肯定意见）如图1示。异于其它课程的教学模式，使得学生学习的积极性和主动性较高，课堂参与程度好。

笔者将每次课后测验题（5次测验，每次10题）答对数、提交作品数目（5次提交作品）与作品的师评分数作为统计对象，对比分析了测试班的60份报告和对照班的60份报告（见表2），从表2中可见，测试班的学生在平时课后测验、作业提交次数及作品师评分上小幅度高于对照班的同学。

五、总结与展望

在線上线下混合式图像处理课程教学模式研究中，将线上学习和传统课堂教学，根据课程内容的需求从教学环境、教学内容、教学时间、教学方法和学习评价五个方面进行有针对性的混合。合理安排传统课堂教学或翻转课堂，促使学生在课程的投入时间上加大投入，学生在课下有较多的时间进行自学，在课堂内开展探讨，围绕课程中的难点进行协商、交流、解决；教师有充足的时间和精力注重教学过程的指导，在指导中发现学生存在的问题并及时纠正，通过教师的归纳总结反馈给学生更深入的课程理解。当然，这种混合式教学模式也存在一些问题，如在非课堂学习过程中，由于缺乏监督和整体学习氛围，学生容易受外界干扰而无法顺利自学。课程作业较多，需要花费大量精力在此门课程上，导致其它课程学习时间减少。多种学习方式有时候流于表面而未达到深入学习等。这些问题给今后的教学又提出了新的挑战。

参考文献：

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[10]张其亮，王爱春.基于“翻转课堂”的新型混合式教学模式研究[J].现代教育技术.2014.04（24）：27-32.

[11]胡立如，张宝辉.混合学习：走向技术强化的教学结构设计[J].现代远程教育研究.2016.04（142）：21-41.

（编辑：郭桂真）