多媒体技术基础课程的学习产出教育模式

左一帆，方玉明，沈 波

（江西财经大学 信息管理学院，江西 南昌 330032）

0 引 言

多媒体技术基础课程目前是计算机科学与技术、信号处理等本科热门专业的重要课程，其课程内容紧跟当前时代背景，相关技术与人们生活息息相关，具有实用性强的特点。多媒体技术基础课程还与机器学习、机器视觉、人工智能技术基础等课程有着紧密联系。

根据文献[1—4]中对多媒体技术基础课程的研究发现，该课程的教学内容主要分成图像处理的概念与应用分类、底层像素级图像处理技术（图像增强、图像去噪、图像视频编解码等）、中级区域级聚类技术（图像分割、场景视差提取等）和高级语义级理解技术（目标检测、目标跟踪、异常检测等）4 个部分。在长期的教学过程中，该课程的教学存在以下几个方面的问题：多媒体技术基础的教学重点放在纯技术理论的讲解上，忽视本课程的工科本质和应用实践能力培养。另外，课程在考核过程中，重视结果忽视学习过程的方式使得学生成为应试机器，对于课程基础能力培养毫无助益。最后，由于当前基于互联网的多媒体处理技术及其应用领域发展日新月异，传统课堂教学的内容已呈现陈旧弊端。因此，如何在教学中培养学生运用知识转化为能力，将最新的技术，如图像风格转换、虚拟图像绘制、目标识别跟踪等融入课程的教学内容之中，真正做到让学生喜欢并主动参与课程的学习是该课程教学面临的一大挑战。

多媒体技术是当今热门技术之一，认识和了解多媒体技术的基本理论与方法，灵活运用各种相关技术以解决人们生活生产中的实际问题，已经成为信息时代计算机科学和信号处理专业学生应具备的能力。

1 基于学习产出教育模式的课程教学

1.1 学习产出教育模式

为实现提高学生综合素质和能力的教学要求，多媒体技术基础在教学中可以采用类似于学习产出教育模式（Outcomes-based education，OBE）[5]的教学方法，OBE 是以预期学习产出为中心来组织、实施和评价教育的结构模式，即采用“成果导向的”认证标准，将学生表现作为教学成果的评价依据，并以促进专业持续改进作为认证的最终目标[6-8]。多媒体技术基础课程OBE的施行，对促进教学工作，提高教学质量具有重要作用和意义。

（1）强调实践能力培养，充分提高学生动手能力。传统的多媒体技术基础课程更多地注重理论的教学，学习产出教育模式更多地强调学生的实践能力培养，注重课程的产出，主要包括代码编写、学术竞赛、申报课题、学术研究等。

（2）增加外围知识的讲解和前沿学术专题的讨论。结合线上和线下的方法扩展同学们的知识面，紧跟最前沿的学术话题。线上采用专家学术视频的形式，线下采用邀请专家学术报告形式，很好地改进了传统“教师一言堂”的弊端，实现师生互动，教学相长。

（3）提高学生的创新创业能力。课程采用三名学生一个小组的形式开展，根据制定的考评机制，使各个小组、组内成员都存在竞争关系，提高培养同学们的团队合作精神和创新创业能力。

（4）培养专业兴趣，融洽师生关系。有针对性的教学方式，每个小组都可以选择不同的产出方式，根据个人的兴趣有针对性的培养。选择参加学术竞赛或申报创新创业课题等方式，拉近了老师与学生的距离，真正实现以学生为中心的教学模式。

（5）加强能力和提升素质协同。面向OBE的要求，以学生为中心，将能力加强与素质提升作为开放课堂的产出，采用反向设计思路，重新定义和整合大学生能力和素质培养活动，通过一体化的培养过程实现协同化的培养结果。

1.2 学习产出教育模式的实施

多媒体技术基础课程属于本科生计算机科学与技术专业多媒体技术方向的基础课程。

课程具体实施方案如图1 所示。为利用多媒体技术基础课程计算机信息与互联网技术的优势，并结合创新创业的背景进行教学，主要将课程学习分为“理论学习”与“实践学习”两大部分，以培养学生市场洞察能力、文字表达能力、框架构建能力、人际沟通能力、自我决策能力等综合素质。课程学习框架如图2 所示。

2 多媒体技术基础课程的学习产出教育模式实践

多媒体技术基础课程是江西财经大学计算机科学与技术类学生的一门基础课程。基于上述理论分析，从2018 年9 月开始，该教学模式在多媒体技术基础课程中进行实践，累计学生人数90人。以2019 年上半年45 位同学修读的多媒体技术基础课程为例，分析如下。

图1 多媒体技术基础课程实施方案

图2 课程学习框架

2.1 课程设计

根据多媒体技术基础课程教学大纲的要求，任课教师根据课程模块内容和教学进度安排，对课程知识逻辑关系进行梳理，并结合教学经验对所有模块的内容进行切分，将模块知识分解成若干个知识单元。课程知识单元切分后的结果见表1。

教学资源准备好后，充分利用教学平台的模板选择、内容编辑等功能进行课程设计操作。

2.2 教学组织

在该模式的教学应用中，教学活动主要分成4 个阶段：课前学生预习阶段、课中师生互动的能力培养阶段、课后合作解决问题的能力提升阶段和终期实践练习的能力验证阶段。

表1 多媒体技术基础课程设计

（1）课前学生预习阶段。学生主要通过查阅国内外经典纸质、电子教材以及作者提供的教学课件、学术论文等资源根据教学进度进行预习。教师的主要活动是根据课程设计，制作教学课件等资源并进行上传；学生的主要活动是通过学习这些资源，初步了解课程知识点，对暂时不能理解的地方可在课堂上加以关注，或以提问形式加深理解。

（2）课中师生互动的能力培养阶段。课中教学首先对上节课程予以必要回顾，承上启下。在讲授本节课程知识点过程中，以应用实例为引子，以师生互动为主要手段，激起学生的学习热情。通过类比学习的方法翔实讲解技术方法细节，真正做到对知识点“知其然，知其所以然”。在理论知识点讲解过程中，穿插其算法具体编程的思维构建，及可能产生的编程错误或低效实现。最后，以实际应用为背景，布置本节课的课后编程作业，并抽查上节课学生的代码，在学生自己的代码讲解过程中，提高对代码的理解，教师对讲解过程提出问题，指导学生予以改进。在这种教学相长的模式下，高效提升学生对知识点的理解与应用能力。

（3）课后合作解决问题的能力提升阶段。针对课堂学习内容的巩固与能力培养，教师在每次课结束时设计需要编程实现的作业，根据作业难度教师可选择独立完成或组队完成。对于可独立完成的作业，学生可通过分析实际问题，运用课堂学习知识对问题建模并设计合适的算法，最后通过编程实现问题求解。该过程培养学生的问题求解思维，初步实现由知识点到能力的转变。在需要组队完成的题目中，还额外培养学生之间的团队协作、问题分解能力。此外，为了进一步提升学生的能力，教师定期组织学术讲座，邀请资深专家以面对面或视频会议的形式给学生做技术前沿报告，以研究促进教学，以教学带动研究，形成良性循环。

（4）终期实践练习的能力验证阶段。课程即将结束阶段，教师积极组织学生以小组为单位，申报校级学术课题、参与国家竞赛和撰写学术论文，验证学生在本课程学习中获得的能力。在课题申报中，锻炼学生的研究方案的设计能力、逻辑分析能力等，在各种竞赛中，磨砺学生不惧失败、勇于钻研、贵在坚持的学习探索品质；在学术论文撰写中，掌握基本的科技论文写作技巧。

2.3 教学评价

总体评价采用结合理论学习和实践学习的混合模式，学生成绩分为5 块：课堂理论学习与练习（20%）、课后作业（40%）、作业讲解（10%）、实践评价（10%）和期末考试（20%）。

（1）课堂理论学习与练习。针对教师在课堂教学中讲解的知识点，通过评价学生在课堂上回答教师问题和课堂编程练习的情况，对学生的课堂学习做出相应评价。该过程可提高学生在课堂学习的参与度，提高学生在课堂上的学习效率。

（2）课后作业。课程大致设置8 次左右的课后作业，分别为5 次独立完成作业和3 次组队作业。教师根据课后作业的完成情况，即从问题定义的准确性、模型建立的合理性、算法设计的科学性和代码编写的高效性4 个方面对课后作业做出评价。该部分评价是培养学生灵活运用所学知识解决实际问题的关键。

（3）作业讲解。教师在每次新知识点讲授完成后，预留半小时检查学生上次的作业。采用轮流制让学生上讲台讲解自己的代码，教师通过学生讲解代码的逻辑性和编程的正确性、效率等方面对学生的讲解给予评价。学生可通过讲解提高对算法的认识和理解，并结合教师给予的修改意见提升个人能力。

（4）实践评价。结合学生组队参加各种相关竞赛、申报课题和论文投稿收录情况，从每个队成员的参与情况、工作量大小以及最终结果、评语、审稿意见等方面对学生的实践能力给予科学客观的考评，培养学生正确的学习态度和永不言败的钻研精神。

（5）期末考试。期末考试分为两个部分，即纯理论考试部分(占本部分评价的40%)和上机编程考试(占本部分评价的40%)。纯理论考试采用闭卷考试形式，检查学生基本理论掌握情况。上机编程考试主要检查学生灵活运用所学知识，通过编程技术，解决实际问题的能力，该部分也是本课程的教学重点和目的。

3 结 语

基于学习产出教育模式实施以来，学生课外学习积极性显著提高，45 位学生的多媒体处理基本理论、问题建模与编程实现能力都得到大幅度提高。同时，这些学生在就业和深造方面的竞争力明显提升，且多名学生在江西省大学生计算机作品赛、国家大学生挑战杯等竞赛中获奖，说明提出的教学方法有效实现知识向能力的转化。然而，该教学模式虽然取得了一定的成效，但是在实施过程中还有许多问题值得深入研究。问题之一是该模式是否适应于其他工程类课程，如机器视觉、机器学习等。此外，如何强化学生小组之间的协作、组内同学工作量的划分等也是亟须解决的问题。