后疫情时代下高校教学改革探索——以“数字图像处理”课程为例

张云佐，李 怡

(石家庄铁道大学信息科学与技术学院，河北 石家庄 050043)

0 引言

高校承担着为适应社会发展培养各类人才的任务，教学作为人才培养的主要手段，影响着人才培养的质量，所以教学质量至关重要。新冠肺炎疫情防控期间，在线教学作为新兴的远程教育形式，成为高校应对突如其来的疫情对教学秩序冲击的有效手段[1]。在线教学的开展，打破了传统的教学模式，丰富了教学内容，但是由于缺乏在线教学的经验积累，还存在很大的教学短板[2]。面对常态化的疫情防控，多地高校积极吸取在线教学的优势，扬长避短，进而形成一种“线上+线下”相结合的教学新模式，促进了高校的教学改革[3]。本文以“数字图像处理”课程教学为例，分析在线教学存在的问题，探讨后疫情时代下的高校教学改革新方案。

1 当前在线教学的现状

随着信息时代的到来，新兴的网络远程教育模式已经逐渐渗透到教学之中。在线教学具有良好的时空分离性，依托网络开展无固定场所、时间、教师与学生人数的数字化“教”与“学”，学生可以通过在线教学平台获得丰富的学习资源，教师也可以通过直播、录播等多种形式丰富教学，同时展开在线教学经验的分享与交流，完善教授内容[4]。

虽然在线教学具有时空分离的灵活性，但是这也是内在隐患的触发点。时空分离性使师生互动难以达到预期效果，学生的自我管理难以把控，学生状态难以得到有效监控，致使教学效果难以得到保障[5-6]。在线教学对很多教育工作者来说并不陌生，但一直以来对在线教学的探索和实践具有局限性，包括师生的适应性、学科的特色性、设施条件的不均衡性等。如何把控师生的有效交流，如何在线开展实践类课程以及如何在网络及硬件设施较差的地区实施在线教学等，都是在线教学所面临的问题。

如何保证“线上线下教学同质”是其面临的难题，同时也对新时期的教学改革提出迫切需求。

2 “线上+线下”混合教学模式的优势

“线上+线下”混合教学模式是借助网络技术，充分融合利用网络平台中的教学资源，以实现传统教学模式的变革[7]。在时代背景的推动下，“线上+线下”混合教学模式，经历了由最初的网络教学视频的机械播放到现在在国家和政府的支持下构建多元化的“线上+线下”混合教学模式系统的跨越式发展。

2.1 突破时空限制，实现高效交流

传统的教学模式中，教师的“教”与学生的“学”都是在线下进行的。而在线教学是在信息技术的支持下，以网络为信息媒介，将教师与学生有机的融合在一起，利用在线教学支持服务系统进行有目的的教与学活动[8]。疫情期间，多地开展在线教学，相比于传统的教学模式，将课堂转到线上虚拟环境中，灵活运用“云”课堂开展教学活动，适应了复杂多变的疫情形式。

在混合教学模式中，合理利用线上教学与线下教学的优势，最大化提升教学质量。一方面，将教学视频以及课程资料上传云平台，供学生随时随地的进行课程预习和回顾，突破了时间与空间的限制。另一方面，及时搜集学生在线学习的问题反馈，集中处理，并在线下课堂进行高质量的有效交流，减少课堂时间的无效占用。

2.2 灵活教学，提升学生素质

传统线下教学过程中，教师多注重理论知识的讲解，学生也常常陷入“听课-记笔记”的被动学习模式，教师是课堂的中心，学生的积极性较差。混合教学模式中，不仅教师可以广泛利用网络资源、学习课程样板课以提高授课质量，而且学生也可以充分利用自己的时间，根据教师在网络平台中上传的资料提前了解课程内容，为课堂的探讨环节做好准备，课程也逐渐以学生为中心开展[3]。对课程资料的碎片化学习利用，锻炼了学生的自律以及自主学习意识，提高了学生的自身素养。

3 教改在“数字图像处理”课程中的应用探索

数字图像处理课程是大学本科开设的计算机类专业的专业骨干课程，该课程是一门理论知识与实践应用紧密结合的课程，也是一门多学科交叉融合的课程[9-10]。针对后疫情时代背景下高校课程教学中存在的问题，“数字图像处理”课程教学改革拟从以下四方面进行展开：

3.1 教学内容的优化

考虑到计算机类专业学生的专业特点，对“数字图像处理”课程的教学内容和教学重点进行适当的调整和必要的扩展。课程的基础核心内容包括：图像处理基础知识、图像变换、图像分割、图像增强和复原、图像压缩编码、图像分割等。对这部分内容以介绍和启发式教学引导为主，鼓励学生充分利用网上教学资源，查阅相关文献，通过自学了解掌握这部分知识。对于与科研联系紧密，理论性较强，内容较抽象的部分以案例教学和工具化教学为主；对于计算机类学生未来应用较少的知识点进行弱化或省略处理。

分析目前科研导向和需求，对课程内容扩展介绍与计算机专业紧密相关的图像识别、机器视觉、视觉伺服和图像跟踪等内容，让学生充分认识到图像处理技术与本专业研究热点的内在联系，扩展知识面，为期末的综合课程设计的选择提供依据。为充分发展学生潜力，在线下课程教学过程中应以实验课程为主，将学生分成学习小组，每次课后根据课程内容以及学生整体进度为小组安排课后实验任务，应用课内知识完成具体案例。在之后的课程教学中安排课时让各个小组分享自己的实验成果，讲解演示案例，并组织同学间相互学习讨论。在期末安排综合课程设计环节，让学生综合运用课程所学知识解决识别、视觉、跟踪等相关问题，训练学生的科研素质，为日后研究工作打下良好的方法论基础。

3.2 教学资源的合理配置

随着社会的发展，单纯依赖课堂和实验教学很难满足现阶段对教学的深度、广度、效率以及对学生高层次人才的培养要求。“互联网+”技术的普及便捷着人民的生产生活，教育教学过程中也应合理利用网络资源提升教学质量。一方面，学生可以通过手机、摄像头等方便地采集图像和视频作为课程学习素材，并通过网络搜索技术查阅相关案例的讲解，方便地应用到自己的学习生活中，完成相关实验。另一方面，教师可以合理地进行课时安排以及资源分配。将课程分阶段安排为“2 & 4”授课制度，即前期理论课每周安排2学时进行授课，后期实验课每两周安排 4学时连排实操（即一周内消耗原来两周的时长，课时不变的情况下，缩短教学周）。理论与实践的结合能够帮助学生有效消化课程内容。理论课可以保证每次课程都会给学生充足的讨论时间，方便后续授课内容的衔接；实验课的连排机制可以保证学生有足够的时间完成实验操作，避免大实验的中断造成的不便，同时，超长课时可以让学生有更大的自由空间来安排自己的学习任务。教学资源的有机整合有利于将教学转向以知识点为主，引导学生利用好身边的资源进行自主学习，以获得“事半功倍”的学习效果。

3.3 教学模式改革

为了更好地培养学生的自主学习能力和创新能力，提高教学效率，将“以教师为引导，学生为中心”的翻转课堂[11]教学模式部分引入课程的教学模式设计。完全的翻转课堂学习过程是完全由学生自学的，课上只解决问题，这对于基础较差的学生会有困难，为难情绪会影响整个教学效果，使教学进展受阻，导致教学过程变得流于形式，达不到预期。而部分借鉴翻转课堂的思想，教师先对课程进行一些介绍，重点把一些难点进行以点概面地讲解，先让学生入门，然后加以引导，让学生在一定的基础上有信心完成后续的自主学习和案例设计任务，使整个教学活动进展更加顺利。

3.4 考核方式的多元化

对于学生的课程成绩评定可以从学生平时表现（50%）和期末综合课程设计完成情况（50%）两个方面进行评定。平时成绩可以从学生自学成果展示、课上讨论表现、学习小组内部合作情况以及结课案例设计完整性等几个方面进行综合评定。期末不再进行试卷笔试，而是利用教学周最后四周的时间为学生布置综合性较强的课程设计任务，引导学生综合利用所学知识，通过查资料，定案例，最后完成PPT答辩演示和书面课设报告。成绩评定会从课题的难度、前沿性、完整性、答辩情况、写作等几个方面进行综合考虑。同时鼓励学生依托课程内容参加学科竞赛、申报计算机软件著作权等，并将取得的成绩作为考核的一部分。课程设计能够更好地将学生精力转移到知识的应用和课题的完成上，更加符合学生终极培养目标的要求。

4 结论

综上所述，虽然在疫情期间，为了实现“停课不停学”的教学目标，短时间内形成了在线教学的热潮，教育工作者也在不断摸索着在线教学的经验，但是也暴露出来一些问题。后疫情时代，是一个持续且存在不确定性的时代，国际和国内的疫情形势难以得到稳定，会不时的出现反弹和短期蔓延，难以根绝。抗击疫情已经成为一场持久战，高校更应该“扬长避短”，总结分析疫情以来的教学经验，积极探索切实可行的教改方案，提高教学质量，为社会培养出更多的人才。