基于MOOC+SPOC的《数字图像处理》课程改革研究

胡晓霞，李博，李瑞，蓝中华，汪伟鑫

（西安工商学院，陕西西安，710200）

0 引言

数字图像处理是一门发展迅速且应用广泛的新兴学科，在工业生产、军事技术、遥感航天、医疗、卫生、自动控制等方面发挥着越来越大的作用。随着电子技术和信息处理技术的迅速发展，图像处理的新理论、新方法、新应用层出不断，且大部分在当今的人工智能，大数据，AI技术等热点技术中被广泛的应用。为主动应对新一轮科技革命与产业变革，社会对工程技术人才素质要求的不断提高，高校办学定位都有了不同的转变，数字图像处理的教学不管是在理论还是实践，无论是在教学内容还是教学方法上都要进行改革和创新。

1 MOOC、SPOC在现代课堂教学中的发展现状

随着新兴信息技术的发展， 基于互联网的新型教学模式对课堂教学方式的转变发挥了巨大的促进作用。在新形势下，高等院校需要不断丰富人才培养的教学资源，走出传统教学模式的局限。MOOC即大规模在线开放课程（massive open online courses）已经从高等教育领域延伸至职业教育的各个领域，MOOC可以将教学资源转换成数字资源并通过网络平台实施。但随着课程的推进，特别是随着课程内容难度和深度的增加，放弃学习的学生人数会不断增加，特别是那些自学能力和自我控制能力较弱的学习者，他们无法按照MOOC课程的时间安排及时完成教学内容，这种学习过程无法达到高等学校规定的课程学习目标。SPOC（小规模限制性在线课程）是慕课后发展的新型教学模式，教师通过校内教学平台对教学资源进行上传和优化，并且能够掌握学生在线学习的动态，根据其在线学习反馈情况调整教学内容。SPOC因为“小”的优势，在学习中更容易产生好的学习效果，克服了MOOC课程由于人数众多、监督性不强、学习过程难以继续的缺点，因而更受学生的欢迎。

本项目提出了基于MOOC+SPOC的相结合的教学方法，既吸取了MOOC的优点，又能利用SPOC的优势结合本校实际，从而弥补传统教学方式的不足。

2 本文提出的基于MOOC+SPOC的教学模式

基于MOOC+SPOC的教学模式在数字图像处理课程中的应用，改变了传统课堂 “满堂灌”的教学模式，让学生在课堂上做到对问题和难点“主动出击”，实现师生平等探讨的局面。具体设计方案如图1所示。将优质的MOOC资源引入课前，课堂环节采用“对分”的理念，以MOOC资源中的知识点为主线，与学生展开讨论与答疑，课后在SPOC中选取对应的例题仿真编程来实现学生对知识的巩固与深层理解，达到理论向应用的转化。

图1 基于MOOC+SPOC的教学模式的设计方案

3 具体实施方案

（1）课前（线上 MOOC）环节

课前环节，以MOOC视频学习为主。整合了各MOOC平台的优质教学资源，为独立学院的师资队伍引入高水平的“虚拟”教学团队，提高了独立学院的教研水平。同时节省学生在课堂学习的时间，引导学生进入预习环节。但在此环节中，教师应提前做好MOOC平台和课程的筛选，选择MOOC平台应具有友好的交互性、方便学生操作和使用。而在课程的选择上，应选取内容符合专业教学要求且难易程度与学生基础水平相互匹配的课程。本项目的课前（线上MOOC）环节拟使用中国大学MOOC平台的部分数字图像处理课程资源与名华在线平台自建的数字图像处理课程资源。

（2）课中（线下课堂）环节

线下课堂，是学生学习必不可少的环节，利用有限的课堂教学，去实现高效的知识延拓，是我们追求的目标。本项目在前期“线上MOOC”环节的前提下，在课堂教学中，引入“对分”的理念，教学过程，一半课堂时间分配给教师讲授，另一半时间给学生讨论，讲授和讨论交叉进行。首先，教师梳理知识点，为学生提供清晰地知识脉络；接着，学生对所学知识提出疑问；然后教师解答问题；最后师生对此进行各自的阐述并相互讨论，实现学生在课堂主动思考的教学目标。这种教学模式有效地活跃了课堂氛围、调动了学生学习积极性，弥补了传统教学课堂的缺陷。此环节教师在设计讨论议题和讨论时间时，应根据教学内容难易程度和应用范围进行灵活调整。如：数字图像文件格式的基础知识部分，在简单梳理知识点之后，可以让学生对生活中常见的数字图像文件进行讨论，从大小，质量，和应用范围等方面进行。但由于内容较为简单，讨论时间不宜过长。再比如：在学习图像的平滑和锐化的过程中，可以从学生感兴趣的“P图”技术出发，从具体操作引导学生讨论它们在图像处理领域所涉及的技术原理。由于涉及到一定的数学理论且有一定的难度，在课堂时间的分配上，可以适当加大学生的讨论时间，从而削弱学生对理论知识的陌生感。这样不仅丰富了课堂内容，还调动了学生的学习积极性。

同时，可以灵活应用“对分”理念，实现随时的、实时的“对分”，比如：在进行问题讲解时，教师讲解分析之后，可以让学生在几分钟内进行课堂讨论，是否有其它解决思路，实现实时的“分钟”式的课堂对分。在面对学生个性和知识储备结构不同方面，在“对分”时，设置讨论内容时可实施分工合作的分组形式，每位同学根据自身优缺点认领讨论任务，在各个讨论环节的角色分配上，充分满足各位成员的主观能动性及个人优势，使学生人尽其用，才尽其用。

（3）课后（线上 SPOC）环节

独立学院学生对数字图像处理课程掌握的重点在“处理”上，因此编程处理是至关重要的一个环节。一切的理论学习，都在为后续的处理应用做准备。因此，在课后的线上SPOC环节，教师将以自身的实践经验，为学生（录制）提供有针对性的程序案例学习视频，之后要求学生进行相应内容的编程练习。教师从学生的练习成果中了解学生对课程内容的掌握程度，并根据反馈实时调整教学内容和教学设计。

（4）考核标准

在传统的“平时成绩+期末考核成绩”的评价方式的基础上，将两大评价方式具体化、过程化，拟采用多元化的考核方法，如图2。

图2 考核标准设计方案

将“平时成绩”评价划分为学习态度、操作态度、沟通能力3个部分。“期末考核成绩”由专业知识、专业技能、合作能力和创新能力4大部分组成。根据学校要求、教研室意见及学生意愿合理分配各部分评价比重，最终形成学生的课程评价成绩。客观、公平、公正的课程考核评价体系，在督促学生努力学习方面也将发挥积极的推动作用。

4 结语

本文的主要特色是将MOOC+SPOC的教学方法应用在数字图像处理的课堂中，并在线下的课堂教学环节中引入“对分”教学的理念，找到适合独立院校学生学习数字图像处理课程的更为高效的教学模式。

（1）将MOOC+SPOC线上教学引入到数字图像处理课程的教学中，将优质的师资引入到我校的虚拟教学团队，提高了团队的教研水平。同时，合理的筛选课程资源，或通过自建MOOC为学生提供更加适合的教学内容，节省了学生自己筛选的时间。学生的学习时间相对灵活，整合了学生的零散时间。此外，还可以为对数字图像处理课程感兴趣的非专业学生提供一个学习的平台，助力数字图像处理课程的通识教育。

（2）“00后”学生思维发散、灵活，学习工具和手段也向多元化发展。在线下课堂教学环节中引入“对分”的教学理念，有效解决了传统教学环节中存在的学生主动学习性差的问题，将“半个课堂”交给学生，使课堂氛围变得活跃，调动了学生的学习的积极性，发挥了学生的潜在能力。