“数字图像处理”课程思政的初步探索

杨京辉

（中国地质大学〔北京〕 信息工程学院，北京 100083）

引言

习近平总书记在2016年全国高校思想政治工作会议上强调，高校思想政治工作关系高校培养什么样的人、如何培养人以及为谁培养人这个根本问题。要坚持把立德树人作为中心环节，把思想政治工作贯穿教育教学全过程，实现全程育人、全方位育人，努力开创我国高等教育事业发展新局面［1］。2020年，教育部印发《高等学校课程思政建设指导纲要》指出，把思想政治教育贯穿人才培养体系，全面推进高校课程思政建设，发挥好每门课程的育人作用，提高高校人才培养质量［2］。

课程思政是将高校思想政治教育融入课程教学和改革的各环节、各方面，实现立德树人润物无声。围绕“知识传授与价值引领相结合”的课程目标，强化显性思政，细化隐性思政，构建全课程育人格局［3］。

一、“数字图像处理”课程特点

“数字图像处理”课程是面向电子信息工程、地理信息系统等信息科学类专业开设的一门专业必修核心基础课程。课程融合了计算机科学、人工智能、数学、电子学、地理信息、遥感等多种不同学科，是一门多学科交叉课程，具有如下特点：涉及内容具有极广的覆盖面、具有较强的理论性、对选课学生的综合能力有较高的要求。

随着科学技术的不断发展，数字图像处理技术在军事、工业、商业、智能交通、医疗、公共安全、遥感、教育、通信等多个领域都有极为广泛的应用，这也同时推动了本课程的不断进步与发展，使本课程具有极强的实践性［4］。

二、“数字图像处理”课程思政建设优势

“数字图像处理”课程的目的是使学生在了解数字图像处理的发展、应用、研究热点、应用前景的基础上，掌握数字图像处理的基本概念、基础理论原理、基本分析方法、典型实现方案，熟练使用数字图像处理编程基本工具，积极锻炼利用理论知识来解决实际问题的能力。“数字图像处理”课程面向的是大三、大四的学生，他们具有“高等数学”“信号处理”“信息论”等课程知识的储备。相比于单纯的知识点讲授，如何引导学生树立正确的理想信念、学会正确的思维方法更为重要，在毕业前，在学生心里埋下真善美的种子，引导其扣好人生第一粒扣子具有重要意义。

笔者所承担的“数字图像处理”课程在以往的教学中，仅考虑对应知识点的讲解，未考虑到思想政治教育内容的嵌入，没有挖掘课程所蕴含的相关思政元素。之前的教学方法已经不能体现价值塑造、能力培养、知识传授“三位一体”的教学理念，因此，如何结合专业及课程特色，将“数字图像处理”课程所蕴含的思政元素有机融入课程教学各环节，达到润物无声的育人效果，是需要长期深入探索的一项重要工作。

三、“数字图像处理”课程思政探索现状

通过在中国知网进行检索，可以看到近几年针对“数字图像处理”课程思政的建设及探索在逐步展开，并取得了不错的效果。

2020年，东华理工大学的陆玲等人从教学管理、教师自身及教学方法等方面探索了思政元素与课程内容融入的路径［5］；山东理工大学的黄洁慧等人从教学大纲修订、授课形式转变、教师自身提升、考核模式变化等方面着手，将思想政治教育融入课程教学［6］。2021年，安徽科技学院的李锐等人在课堂管理、教学内容和教学方法中加强课程思政建设［7］；郑州大学的酒明远等人分别从专业内容、本科就业和课程实验三个角度出发建设，使课程思政贯穿教学各环节［8］；电子科技大学的于力等人对“数字图像处理”课程思政的典型案例进行了具体展示［9］；蚌埠学院的邓运生等人对思政融入点、课程教学单元、教学内容之间的对应关系进行了梳理［10］；兰州理工大学的徐志刚等人同样将课程部分知识点与挖掘的对应思想政治元素进行嵌入结合［11］；东北大学的迟剑宁等人借鉴机器学习中的深度学习概念，在教学目标、教学资源、教学机制、教学行为等层面与课程思政进行有机结合，提出一种深度学习式思政教学模式［12］；南京理工大学的刘红毅等人以课程中的图像变换单元为例，详细介绍了进行课程思政教学建设的相关思路［13］。2022年，北京交通大学的阮秋琦等人指出对于“数字图像处理”核心课程的建设要突出思政内容的自然融入，并且列举了一些很好的思政素材［14］；温州医科大学的张鑫等人从融合策略、框架制定、教学环节和课程考核四方面，积极开展在专业课程教学中融入课程思政的应用探索［15］；河南大学的张帆通过借助案例驱动教学模式在课程中引入了课程思政［16］。

通过上述分析可以看到，许多教学研究人员已经对“数字图像处理”课程思政的建设进行了多种多样的探索及实践，并提供了很多有价值的参考。同时，对于如何在课程中更好地融入思政元素仍然有极大的探索空间。

四、“数字图像处理”课程思政建设的初步探索

结合中国地质大学（北京）开设的“数字图像处理”课程的实际有关情况，重点探索其课程思政的建设路径。本课程现有理论课32学时，实验课16学时，共计48学时。选用的教材为国外电子与通信教材系列中的《数字图像处理》，由Gonzalez、Woods著，阮秋琦、阮宇智等译，其配套的英文原版和中文译版由学生根据自身水平进行参考。由于课时原因，所涉及的理论讲解主要分成两大部分。第一部分为理论基础部分。主要包括第1章《绪论》，第2章《数字图像基础》，第3章《灰度变换与空间滤波》，第4章《频率域滤波》。第二部分为具体应用部分。主要包括第5章《图像复原与重建》，第6章《彩色图像处理》，第8章《图像压缩》，第9章《形态学图像处理》，第10章《图像分割》。

本着价值塑造、能力培养、知识传授“三位一体”的教学理念，主要从课程教师思想政治教育能力提升、课程知识点思政元素融入、课程实验环节设计、课程考核诚信宣传四方面进行本课程思政的探索。

（一）课程教师思想政治教育能力提升

全面推进课程思政建设，教师是关键［2］。教师通过广泛阅读经典，不断探讨、发掘思政元素，并及时整理、更新对应的教学设计。同时，教师积极参加中国地质大学（北京）课程思政研究中心举办的课程思政示范课建设与教学设计专题研修班、北京卓越国培教育科技发展中心举办的全国高校课程思政内涵建设与教师课程思政教学能力提升研修班等相关培训活动，通过多位资深专家分享的课程思政经验，学习到一些思政元素融入的技巧与手段，也反思了课程教学中存在的一些问题。通过不断学习与积累，教师积极努力地提升自身的思想政治教育意识与能力。

（二）课程知识点思政元素融入

通过分析本课程的特点，思政元素适合在讲解相关知识点时作为辅助材料融入课程，尤其是在进行理论课第二部分具体应用部分的相关讲解时，引入与数字图像实际应用相关的案例。具体章节的几个相关案例如下所示。

第5章《图像复原与重建》，通过对嫦娥五号回传影像的展示与分析，引入嫦娥探月，并由此拓展到神舟逐梦、天宫遨游、天问问天、北斗环宇等大家耳熟能详的重大中国航天成就，后续介绍航天精神，虽然经历了无数的研发困境和阻碍，但凭借中国航天人的不断坚持和努力，攻克一个个难题。由此增强学生的民族自豪感与自信心，激发学生科技报国的家国情怀和使命担当。

第6章《彩色图像处理》，引入为中国留住“色彩”的邹竞院士的科学精神。邹竞院士秉承以国家召唤为先，以专业急需为本的态度，积极投身于彩色胶卷研制。本着中国人一定能依靠自己的力量研制生产出能与世界名牌相媲美的彩色胶卷的信念，邹竞院士先后成功研制开发了三代感光度为ISO100的乐凯彩色胶卷，实现了国产彩色胶卷的从无到有。通过邹竞院士的科学精神培养学生探索未知、勇攀科学高峰的责任感和使命感，引导学生敢于担当、不懈奋斗。

第8章《图像压缩》，主要分析图像压缩在遥感领域内的应用，重点介绍遥感应用领域中的芯片“雅芯-天图”，在卫星获取高质量遥感图像方面，该芯片提供了重要技术支撑。这款芯片的特别之处在于它是由中国自主研制的首颗宇航级高速图像压缩处理芯片，它研发及应用的成功使中国星上图像压缩系统摆脱了之前对外国芯片的依赖局面。由此引导学生珍惜韶华、脚踏实地、努力学习，利用自身专业知识，为建设社会主义现代化强国、实现中华民族伟大复兴添砖加瓦。

第9章《形态学图像处理》，通过利用遥感图像进行基于形态学处理结果的展示与分析，引入我国遥感的发展，由此介绍我国遥感领域专家李小文院士。李小文院士当年拒绝国外丰厚的条件毅然回国，在遥感领域默默奉献，为祖国培养了大批人才，带领中国遥感不断进步。通过李小文院士淡泊名利、追求真理的精神，引导学生珍惜学习时光，心无旁骛，求知问学，要有家国情怀，要立志扎根人民、奉献国家，成为有大爱大德大情怀的人。

第10章《图像分割》，通过日常生活中的具体医学影像分割示例展示，介绍可以进行机器智能辅助阅片的深度学习技术，引入深度学习技术漫长且曲折的发展历史。尽管目前深度学习技术在各行各业得到广泛应用，但发展几经寒冬，最终是在众多科学研究人员不断坚持探索下迎来了如今的爆发阶段。通过深度学习技术的曲折发展和科学研究人员的坚持，引导学生要有不懈奋斗的精神，乐观向上的人生态度，要能在艰苦奋斗中锤炼意志品质。

（三）课程实验环节设计

针对16学时的实验环节，将实验分为基础理论实验和小项目实验两部分。其中小项目实验由学生自由分组，以团队协作方式来完成，通过布置如指纹识别、人脸识别等小项目课题任务，学生分工进行文献资料查找、编程实现、报告提交，最终请每组派代表走上讲台进行项目汇报与展示，锻炼学生的表达能力。通过这种实验方式引导学生独立分析问题、思考问题，同时培养了学生的综合素质，锻炼了实践能力。

（四）课程考核诚信宣传

课程的考核主要由平时成绩的40%和闭卷考试卷面成绩的60%组成。平时成绩主要由课堂考勤、作业情况及平时表现构成，引导学生端正学习态度。在最后一节课进行闭卷考试诚信宣传，提醒学生注意考风考纪，营造公平公正的考试环境。通过诚信考试引导学生做到诚实守信、有堂堂正正的人格，不断提升学生的思想水平与道德品质，让学生成为德才兼备、全面发展的人。

结语

以价值塑造、能力培养、知识传授“三位一体”的教学理念为指引，结合课程自身特点，进行了“数字图像处理”课程思政的初步探索，主要从课程教师思想政治教育能力提升、课程知识点思政元素融入、课程实验环节设计、课程考核诚信宣传四个方面展开。而如何将思政元素有机融入专业课教学，达到润物无声的育人效果，仍是需要长期深入探索的一项重要工作。