关键词： 《数字图像处理》 信息与计算科学 实践教学 考核方式
信息与计算科学专业是原计算数学与应用软件、运筹与控制科学、信息科学三个专业整合而成的多学科交叉的应用型专业。《数字图像处理》是该专业一门专业核心课，内容涉及光学系统、微电子技术、计算机科学、数学等领域。随着计算机的迅猛发展，图像处理技术已在通信工程、工业控制、医疗诊断、机器视觉、虚拟现实、数字图书馆等众多领域得到广泛应用。通过学习该课程，学生很好地理解信息的内涵，知道信息与计算科学专业到底有什么用和怎么去用，以及该专业的前景。
本文通过分析信息与计算科学专业本身的特性，结合近五年来的教学实践，从教材和教学内容选取，课堂的组织和实践教学，以及考核方式等环节进行探讨，取得较好的成效。
一、信息与计算科学专业特性
信息与计算科学专业是数学、计算机科学、信息工程等广泛学科的交叉，远超越出数学学科的范畴；以信息科学与科学计算为核心方向；主要研究“信息技术的核心基础与运用现代计算工具高效求解科学与工程问题的数学理论与方法” 。该专业本科生主要学习数学、信息与计算科学的基本理论、方法和技能。因此，该专业学生具有较强的数学基础和具备一定的计算机方面的功底[1，2，3]。
我校信息与计算科学专业是从2002年开始招生。数字图像处理一直是该专业一门专业核心课。该课程一般安排在四年级上半学期。在学习数字图像处理之前，学生已经学习了矩阵计算、微分方程数值方法、概率论与数理统计等数学类的专业基础课，并且运用Matlab编写简单的程序[4，5]。
二、教材和教学内容选取
基于信息与计算科学专业的特性，教材选用冈萨雷斯版的《数字图像处理》，该教材侧重于对数字图像处理基本概念和方法的介绍，是数字图像信息处理领域的一本经典著作。主要内容包括数字图像基础、空间域和频域的图像增强、图像复原、小波变换及多分辨率处理、1图像压缩、彩色图像处理、形态学图像处理、图像分割、表示与描述和目标识别[6]。
教学中我们以灰度图像为基础，着重讲述空间域和频域的图像增强、图像复原、小波变换及多分辨率处理、图像压缩和图像分割的基本理论、典型方法和使用技术。简单介绍彩色图像处理、形态学图像处理、表示与描述和目标识别。
三、课堂的组织和实践教学
实验教学和实践是学习掌握各种数字图像处理技术的重要方法，也是巩固所学知识、培养学生创新能力和动手解决实际问题能力的重要环节。由于数字图像处理是综合性很强的边缘学科，对实验和实践教学的总体过程系统性、整体性的设计和安排要求高。虽然信息与计算科学专业学生具有较强的数学基础和具备一定的计算机方面的功底，但受原有教学模式的影响，实验和实践内容没有科学的论证和合理的规范，甚至一些至关重要的实践环节也被省略，这在某种程度上导致学生对所学理论的理解和应用能力的降低[6-12]。
实验教学主要强调理论知识和实践能力的结合。为了很好地理解和掌握数字图像处理技术，我们选择图像灰度增强、图像压缩、图像域值分割中几个最典型的算法，如图像的读取和显示、直方图均衡化、平滑和锐化滤波、膨胀和腐蚀等作为实验教学的主要内容。这些内容形象、直观、具有代表性，有助于学生通过实践掌握理论知识，提高学生的编程能力。
在实验教学期间，开展第二课堂。将学生分组，每组给出一个实际的学期项目，让学生在实践中锤炼，有助于较快地提高学生的理论认知水平和解决实际问题的能力，有效地培养学生的实际动手能力，提高学习积极性，促进对知识的综合掌握和灵活应用。
四、 考核方式的探索
数字图像处理是信息与计算科学专业的核心课，通过本课程的学习，使学生系统掌握数字图像处理的基本概念、基本原理、实现方法和使用技术，了解数字图像处理国内外的发展方向。培养学生解决实际问题的能力。课程考核主要是衡量学生对课堂所学内容的理解和掌握程度。就数字图像处理这门课程而言，如果考核结果只由期终考试的分数来定，就很难调动学生学习积极性，达到本课程的学习目的，不利于发挥学生的主观能动性培养学生的创造能力。为此，我们将期末考试成绩、实验成绩、学期项目成绩和平时成绩纳入考核，课程最终的考核成绩综合这四个部分。
经过对信息与计算科学专业多年的教学实践和探索，我们通过对数字图像处理的教学内容、教学体系、实验体系的改进，极大地提高了学生的学习积极性，有效地培养了学生创新能力和动手解决实际问题能力。
参考文献：
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图像处理 图像分析 艺术化 数字媒体技术
一、前言
浙江理工大学数字媒体技术专业旨在培养德、智、体、美全面发展，具有良好的科学艺术素养，系统地掌握数字媒体设计、制作、处理的理论知识和专业技能，精通数字媒体核心技术，具有新媒体艺术创作能力以及面向网络的、新型数字媒体综合开发能力，能够在国家机关、高等院校、电视台、电影厂、广告公司、游戏制作公司和大中型企业等从事数字媒体设计制作、兼通艺术和技术的复合型的高级人才。
“数字图像分析与艺术化处理”是一门在对传统的“数字图像处理”课程内容进行调整的基础上，针对数字媒体技术专业新开设的专业课，该课程主要讲述利用计算机对数字图像进行分析和处理的方法和技术，强调生成不同艺术效果的处理方法。
本文首先对传统“数字图像处理”课程的特点进行了分析，并结合数字媒体技术专业的需求进行了分析，提出了开设“数字图像分析与艺术化处理”课程的必要性；然后就“数字图像分析与艺术化处理”课程的课程内容、实践教学、教学方法与手段、师资队伍建设进行了讨论；也对目前存在的问题进行了分析；最后总结我们的经验与不足。
二、开设“数字图像分析与艺术化处理”课程的必要性
从教学内容上，近年来《数字图像处理》已经形成以数字图像基础、图像增强、图像复原、彩色图像处理、图像编码、形态学处理、图像分割和对象表示与描述为基本教学内容的一门信息类专业课程。而且，随着新技术在图像处理中的广泛使用，诸如小波变换、遗传算法、神经网络等新内容不断增加到课程体系中。但涉及艺术化处理的内容较少，目前，讲述图像艺术化处理的教材或者参考书基本都是讲述如何使用图像处理软件Photoshop进行制作的，而基本没有讲述对图像进行艺术化处理的理论和方法的。对旨在培养艺术和技术相结合复合型人才的数字媒体技术专业，图像作为一种重要的媒体形式，学习对图像进行艺术化处理的理论和方法是必要的，也是十分有益的。
那么，开设这门课程是否可行呢？虽然目前还没有一本数字图形艺术和处理的教材，但针对数字图像进行艺术化处理，已经有了大量的研究，特别是在图像学领域，艺术绘制的研究更是硕果累累《艺术化绘制的图形学原理与方法》一书对相关工作进行了全面地归纳总结。图形学艺术花绘制的结果基本都是以图像的形式表现出来。所以，从教学内容取材上，是完全没有问题的。
三、课程的总体设计
根据数字媒体技术专业的特点，考虑到课时的限制。“数字图像分析与艺术化处理”课程的教学内容分为以下8讲：
第1讲为数字图像基本概念和图像编程，主要介绍图像概念、图像感知、获取、采样、量化，图像的基本类型和主要文件格式，以及对BMP文件的读写和DIB类介绍。
第2讲为图像信号处理基本理论，讲述几种常用变换及其应用，包括傅立叶变换、离散余弦变换、小波变换和雷登变换。
第3讲是图像特征提取，主要讲颜色、形状、纹理等特征的描述、提取及分析。
第4讲为图像处理基本操作，讲述空域和变换域图像增强，二值图像和灰度图像的形态学处理。
第5讲为图像的分割、恢复与合成，讲述基于像素、区域和辩解的分割及所属；图像降质的数学模型，以及滤波法、代数法、非线性法等恢复方法；图像的合成算法。
第6讲为彩色图像处理，讲述彩色基础、彩色模型及相互转换、伪彩色变换、颜色转移。
第7讲为数字图像的艺术化处理，讲述基于像素级运算的艺术化效果生成，基于笔画绘制的艺术技法模拟，直接借鉴参考图像中的色彩搭配和纹理效果的艺术化绘制，基于绘图样例的艺术化绘制模拟。
第8讲为图像特征降维及其应用，讲述线性和非线性降维的方法和应用。
四、实践教学的设计
“数字图像分析与艺术化处理”课程具有涉及的知识面广、理论较深澳、内容不断丰富等特点。对这样一门涉及技术与艺术，既强调处理方法的理论性，又强调实践结果的艺术性的课程。仅凭教师的课堂讲述是远远不够的，必须辅以足够的实践锻炼，让学生巩固所学理论，锻炼实际动手能力，激发学习兴趣，提高综合利用所学理论，进行设计开发和研究创新的能力。
在设计图像处理实践环节时，一方面，要保留有代表性的经典内容，同时考虑到近年来彩色图像已得到广泛应用，增加彩色图像处理的内容，以满足社会发展的需求；另一方面，针对图像的艺术化处理，设计相应的实验内容，实验结果的直观艺术效果中能有效弥补理论的枯燥乏味，提高学生的学习兴趣。
根据实践内容的不同，我们把实验分为以下四种类型：基本型、设计型、创新型和综合型。基本型实验，主要是通过实验对基本理论进行实现，加深学生对基本理论的理解；设计型实验，要求学生对所学理论进行简单应用；创新型实验主要是通过学生自由分组，通过教师提示，大脑风暴等多种形式，让学生进行创新思维，不要求实验结果的完美性，关键在于创新和创意。综合型实验，要求学生完成运用多种图像分析处理理论和方法，完成一项具体的任务。而且这门课程需要进行实践的内容较多，为了解决实验内容多与学时有限之间的矛盾，我校在设计该课程的实践环节时，采用实践作业、课内上机实验、大作业和课程设计四种实践形式。考虑到学生后续学习工作的实用性和实验的效率，在实验环境和开发工具的选择上，我校采用C++和Matlab作为主要实践教学语言，在实验类型、实践形式和开发环境之间的具体操作如下：
基本型实验，安排一次课内实验，主要是如何利用C++进行数字图像的读写及直方图统计，以便学生熟悉BMP图像的格式，掌握BMP图像文件的读写，并进行像素数据的处理，为后续实验打下基础。另外，要求学生通过实践作业的形式，学习使用Matlab进行图像读取等基本操作。其他基本型实验主要以实践作业的形式进行，建议学生使用Matlab完成。
设计型实验，主要使用C++作为开发语言，安排三次课内实验，分别是图像增强、图像的特效显示、图像的艺术化处理。图像增强选择空域图像增强、变换域图像增强；图像的特效显示可以实现图像的渐隐、图像的伪彩色处理等；图像的艺术化效果可以完成Laplican素描、马赛克效果艺术化绘制。
创新型实验，以大作业的形式布置，学生自由结合成小组，可以从参考题目中选择之一进行，也可以自己确定所作内容。如在线图像艺术化处理系统、图像艺术化显示系统等。
综合型实验，以课程设计的形式完成。要求学生完成一个简单的图像处理系统，或者图像应用系统，但必须包含图像分析、艺术化处理的内容。
五、教学方法与手段
根据“数字图像分析与艺术化处理”课程的特点、数字媒体技术专业的学生的所学课程的特点，我们在常规教学教学方法和手段的基础上，还采用了下面的教学方法和手段：
1.技术与艺术相结合、操作和理论相结合。由于学过艺术类的课程，如《色彩构成》、《绘画基础》、《平面形态设计》等；并对Photoshop和Flash等软件的使用较熟悉。所以在讲述色彩相关的内容时，对于学生熟悉的内容，简单带过；对于图像处理分析的多数理论，Photoshop中都有对应的操作，可以将理论和操作相结合。
2.先修后续课程间广泛结合。由于“数字图像分析与艺术化处理”涉及计算机、艺术、信号等多个领域的知识，广泛应用于虚拟现实、网络媒体、生物医学、工业、国防等多个方面，先修和后续课程较多。同时，增加了课程的难度，同时也可以充分利用先修和后续课程之间的联系，进行课程内容的整合、实践环节的综合。我们在先修课程面向对象程序设计和可视化编程中，以图像处理为例子进行讲述，有了图像的编程基础，在“数字图像分析与艺术化处理”课程中，实验课就更容易开展。在于后续课程衔接方面，在讲到图像特征提取时，利用“数字摄影”课程的照片，结合“虚拟现实技术”课中的全景漫游图片的拼接进行讲解，不但把这些课程的内容有机的结合起来，而其可以提高学生的兴趣，达到学有所用的目的。
3.传统教学手段与现代教学手段相结合。“数字图像分析与艺术化处理”这门课，内容多，知识面广，实践性强，可时少。在讲授时，充分利用多媒体课件节省板书时间；利用视频，展示处理过程和效果，更直观；利用网络交互式图像分析处理平台，提高学生动手的积极性，便于老师和学生就实践环节进行沟通。
当然，在教学中，我们也遇到了一些问题。首先，是教材，目前还没有完全合适的教材可供选用，所以只能使用自编讲义。其次，传统的图像处理理论多针对灰度图像进行处理，如何把图像处理理论更好地应用到彩色图像的处理中。第三，对于图像的艺术效果的评价，涉及到人的主观因素，如何客观地进行分析，还需要更多的研究成果予以支撑。
六、教学队伍建设
“数字图像分析与艺术化处理”这门课，横跨技术和艺术。而同时精通数字图像分析和处理理论，又具有较好艺术功底的老师十分难得。在实践中，我们采用校内与艺术设计学院联合教学，校外积极引进具有艺术背景的教师参与到该课程的教学中来，同时针对现有教师，组织先修后续课程的任课教师，组成教师团队，进行综合教学。
七、总结
本文基于数字媒体技术专业的培养目标，分析传统的“数字图像处理”课程对于数字媒体技术专业的不足；结合学校开课实际，就数字媒体技术专业开设“数字图像分析与艺术化处理”课程进行了探讨，希望能够对数字媒体技术专业技术和艺术复合型课程的教学和建设有所促进。
参考文献：
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[6]“数字图像处理”课程实验改革与实验系统的研究.高等理科教育，2003，(4)：100-103.
关键词：生物医学图像编程实现技术；双语；教学改革
作者简介：杨春兰（1980-），女，河北石家庄人，北京工业大学生命科学与生物工程学院，副教授；吴水才（1964-），男，江西九江人，北京工业大学生命科学与生物工程学院，教授。（北京 100124）
基金项目：本文系北京工业大学2013年度研究生课程建设项目（项目编号：015000542513528）、北京工业大学教育教学研究项目（项目编号：ER2013B21）的研究成果。
中图分类号：G643.2 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）09-0105-02
“生物医学图像编程实现技术”是生物医学工程专业研究生的选修课。该课程的主要内容是分别利用Visual C++和ITK两种编程工具实现常见生物医学图像的读写、点运算、配准、分割等涉及医学图像分析基本问题的程序编制。本课程共32学时，包括7个章节：常用医学图像处理软件编程环境介绍；生物医学图像的类型及其数据表达；各种医学图像的读写方法和显示；生物医学图像处理类库的实现；医学图像配准；医学图像分割；基于医学图像的统计分析。
本课程教学方式主要采用课堂讲授和学生上机讨论同步结合的形式。教学思路围绕利用VC等编程工具实现图像处理程序的编写展开：以ITK学习作为算法理论指导的基础和主线，在学生理解具体算法的核心内容后，再利用VC完成算法的实现，进而使学生掌握VC进行生物医学图像处理的编程技巧。在课堂教学中充分发挥学生的积极性，鼓励创新思路和团队合作。本课程目前主要选用与ITK和VC图像处理紧密相关的指导书和参考书，以及笔者编写的教学讲义。
针对该课程教学内容中ITK和VC均采用英文开发平台的特点，目前英文多媒体课件已达教学内容总量的2/3以上。笔者多年从事生物医学图像处理领域的科研工作，近年来查阅并收集了大量英文文献。在各章节的教学中为学生提供了丰富的英文学习资源。此外，教学中采用英文ITK编程指导书作为程序编写的基本算法理论参考。程序设计中，示例程序英文注释占到1/2以上篇幅。鉴于目前的教学现状， 拟将该课程建设为双语课程。
一、双语教学改革的必要性
“生物医学图像编程实现技术”作为生物医学工程专业硕士生的专业选修课，目的是使学生学会利用VC和ITK等编程工具完成生物医学图像处理的程序设计和相关科研任务。目前Microsoft Visual C++6.0开发平台和ITK开发平台均为英语环境，ITK学习资料和网站亦均使用英语，因此，掌握VC和ITK程序设计中的常见专业术语，具备阅读并编写英文注释的程序代码能力是教学中的一个重要目标。前几轮教学中主要存在以下问题：
第一，学生本科阶段专业背景和英文水平存在差异，在学习以英文为主的教学内容时存在一定困难。北京工业大学（以下简称“我校”）生物医学工程专业研究生大多来自其他各地方院校，很多学生在计算机语言学习和编程操作方面基础较为薄弱，编程水平亟待提高。目前生物医学工程专业开设的研究生课程中，“医学图像处理”仅从基础理论方面论述了生物医学图像处理的内容、模式和发展趋势，学生缺乏利用计算机编程工具实现图像处理算法的技术入门和指导。本课程目前主要以ITK用户学习指导书和Visual C++图像处理参考书作为学生学习的参考资料。ITK指导书和相关学习资料为全英文编写，通常程序开发者使用的VC6.0开发平台为英文版，帮助查询信息也为英文，在一定程度上增加了学生学习编程技术的难度。双语教学的开展成为解决该问题的重要途径。
第二，已有经试用一定时期、教学效果良好的上机指导讲义，但尚无与英文学习资料配套的双语教学讲义。生物医学图像处理的基本概念和相关算法是本课程的理论基础，利用ITK和VC进行编程是学生学习本课程应掌握的基本技能。鉴于在课堂教学中，理论讲授仍是主要教学手段，笔者围绕使用ITK和VC图像编程两条主线来安排课堂教学，精选出能够提高生命科学与生物工程学院（以下简称“我院”）研究生科研水平的课程内容。
目前的课堂教学主要以ITK用户学习指导书和Visual C++图像处理参考书作为学生学习的参考资料，尚无可供使用的正式出版教材。基于前期该课程教学改革建设，笔者编写了该课程的上机编程指导讲义，教学中已试用3轮，学生普遍反映对其学习很有帮助，取得了较好的实验教学效果。然而，单独一本上机指导书或者几本相关参考书无法满足教学中的实际要求。此外，目前编写的上机指导书中缺少英文专业术语，而在实际教学中应当注重专业术语的解释和英汉对照，使学生在掌握专业知识和技能的基础上进一步学会专业词汇的运用，提高其科研能力。因此，教学中亟需使用将基础理论内容与上机操作有效紧密结合的双语教学讲义，使课堂教学中学习资料与上机指导书内容相对应，从而使教学内容系统化，能够同时满足学生理论学习和上机操作的实际需要。
第三，学生自主学习内容来源均为英文资料，尚需教师做中英对照指导。培养学生的创新意识和动手实践能力是研究生教学的基本指导思想。计算机程序设计类课程需要足够的上机操作练习和课后自主学习来巩固学习成效。只强调课堂讲授往往使学生的思路受到限制，不能达到同步跟随讲解掌握编程要点和调试技巧的目的。笔者鼓励学生在自学中利用互联网等现代学习工具，并结合自己在生物医学图像处理领域的科研工作，针对教学内容收集了大量英文文献，在各章节的教学中为学生提供了丰富的英文学习资源。但多数学生在计算机语言学习和编程操作方面基础较为薄弱，且缺乏图像处理方面的先修专业知识，在自学时遇到了较多困难，需要教师对相关专业术语和概念做中英对照解释和指导。因此，课堂讲授和课后师生答疑及作业等均宜采用双语模式。
综合以上分析，本课程在教学中需组织并精选双语教学内容，并在此基础上编写与英文学习资料配套的双语课堂教学讲义，在课堂讲授等环节亦适合采用双语教学模式。双语教学是解决前述几个教学问题的必要手段，也是增强本课程教学效果的重要途径。
二、双语教学建设的具体措施
1.教学内容建设
本课程主要以利用ITK和VC两种工具进行生物医学图像处理的程序设计展开。ITK的学习相对易于掌握和理解，可作为引导和帮助学生形成编程思路和整体框架的基础部分；针对生物医学图像的特点，在ITK对应内容学习的基础上，重点使学生掌握利用VC进行各种处理算法的程序实现。由于课时数的限制，教学内容将紧密联系目前医学图像处理领域的热点问题，参照国内外常用生物医学图像编程软件的基本功能，精选有助于学生今后开展科研工作的内容，在此基础上完成教学内容的中英对照优化。
在目前使用的英文ITK学习指导书、VC图像处理参考书和自编的上机指导讲义中，对于图像文件的读写、图像滤波等内容，是交叉重合的部分，也是教学中的重点内容。因此，可依据学习资料将上述章节的教学内容重新整合，组织成中英双语对照的形式；对于无交叉的内容，如图像配准、统计分析等，以中文参考书为主导，英文指导书相关知识点为参考，通过查阅参考资料，完善该部分的中英对照内容。
2.教学方式建设
双语教学的目的是使学生能够在专业领域进行学习和应用，使外语不再成为专业学习和交流的困难和障碍。因此，双语教学不能仅仅立足于提高学生的外语水平，更应在教学中注重专业术语的解释和英汉对照，使学生在掌握专业知识和技能的基础上进一步学会专业词汇的运用。[1-3]本课程双语教学的目标必须以掌握专业知识及技能为基础，进而培养学生的动手能力和利用编程理解各种理论算法的学习能力。
基于上述教学思想，教学方式主要采取课堂教师讲授与学生同步上机操作相结合的形式。在双语教学过程中充分发挥学生使用英语学习的主动性和创新意识，鼓励团队合作完成较复杂程序的设计。[4，5]针对课堂讲授环节，以英文多媒体课件为依据，在各章节末给出专业术语的中英文对照总结。对基本理论算法采用英语讲解，重点和难点部分用汉语加以强调。
每个专题内容的教学中，首先由教师给出具体的设计任务，以ITK示例程序作为基础理论指导，利用VC演示经典程序的编写调试过程，重点强调编程中的技术要点和中英对照专业术语，并对易错点进行提示。根据设计任务，鼓励学生在实现程序的基本功能基础上，加入自己对算法的理解和功能扩展，并请学生在课堂上对程序设计思路用英语进行讲解和交流。课后程序作业要求学生在程序编写时给出各种函数功能和关键语句的英文注释。
在医学图像配准、分割专题的教学中，让学生分析查阅中英文献资料，结合自己今后的科研方向制作简单的软件实现配准、分割的常用算法。在这些专题中组织学生进行英文口头报告和学术讨论。对于功能模块较复杂的程序，让学生自由分组，注重培养学生团队协作精神和个性特长的发挥。
3.教材建设
目前该课程没有指定的正式出版教材，在实践教学中主要采用自编的上机指导讲义《上机指导说明书》，课堂教学环节中主要从ITK和VC实现图像处理两个方面为学生提供了相应的英文学习资料和参考书。
结合该课程的专业特色和注重上机操作环节的特点，在优化中英对照教学内容的基础上，编写本课程双语教学讲义。讲义内容涉及中英对照的医学图像处理相关基本概念和术语、ITK程序运行步骤及结果分析中文注释、ITK专业术语中英对照详解、VC图像编程技巧要点等。由于该课程实践性强，在编写讲义的同时，对重要的教学内容和教学难点可以制作视频讲解的VCD光盘予以辅助。
三、双语课程建设的可行性
本课程教学内容是在了解学生知识水平和专业背景的前提下，结合我院生物医学工程中心各研究室的研究方向和主要工作而安排的。针对VC开发平台和ITK教学示例程序及注解均为英语的特点，后续教学中可以做到对双语教学内容结构的进一步完善和调整，从而达到提高教学效果的目的。
尽管目前本课程尚无可供使用的正式出版教材，但已有适应学生学习水平的相关中英文参考资料和申请者编写的学生上机实验指导书和讲义，后续建设中编写与中文对照的英文讲义是完全可行的。
选修该课程的生物医学工程专业学生人数相对固定，课堂教学过程便于控制。授课对象具备良好的英语基础和专业知识，具备双语教学的接受水平和理解能力。因此可以探索更为合理的双语教学模式，从而充分发挥学生学习的积极性，培养研究生利用英语查阅文献和学习的研究能力，提高其国际交流水平。充分发挥本课程教学内容和参考资料为英文的优势，让学生在该课程的学习中对利用英语进行科研的训练得以实现。
本课程教学团队的师资力量和业务素质达到了对“生物医学图像编程实现技术”进行双语课程建设的基本要求。笔者曾赴英国华威大学参加了校青年骨干教师出国培训，口语流利，专业基础知识扎实；为生物医学工程专业本科生主讲“Visual Basic程序设计”（双语）课程，具有为该专业学生讲授计算机类课程的双语教学经验，了解该专业学生在学习计算机类课程时的知识水平和心理特点；多年从事生物医学图像处理领域的科研工作，查阅并收集了大量英文文献，在各章节的教学中为学生提供了丰富的英文学习资源。
本课程隶属生物医学工程专业硕士生计算机类选修课。我院设有生物医学工程一级学科博士学位、硕士学位授权点，该学科是北京市重点建设学科。生物医学工程中心下设2个生物电子与仪器研究室，1个生物力学与仿真工程研究室。生物医学图像处理是生物医学工程领域的主要研究方向之一，上述研究室均开展了涉及生物医学图像处理的研究工作，可为本课程的实践教学环节提供科研实践训练环境；此外，产学研基地还可吸纳学生进行与图像处理相关课题的编程创新训练。我院与美国桑利尼亚州立大学签订了联合培养协议，为开展双语教学提供了有利的国际学习和交流条件。
四、展望
为推进国际化教育进程，研究生课程建设应积极做到与国际化接轨。“生物医学图像编程实现技术”以提高学生图像处理的编程水平为基本出发点，结合当前该课程的教学现状，在教学内容和教学方式等方面都有望实现双语化。通过借鉴相关计算机类课程双语教学的宝贵经验，不断进行总结，从而实现预期教学目标，切实提高研究生的实践能力和研究水平。
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关键词：遥感图像处理 课程体系 模块化 教学实践
中图分类号：G421 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）05（b）-0185-02
遥感作为一种高效的探测、获取、分析和处理空间信息的先进技术手段，已广泛应用于各个领域。高等院校是我国遥感专业人才培养的主战场，它提供了一个综合性高、专业性强的平台[1]。在该平台上，可以针对社会的应用需求，塑造学生不同的个体特征，培养出适于不同岗位的研究型、应用型人才。因而，构建旨在培养学生综合素养，并突出其个体特征的课程体系具有举足轻重的作用。特色鲜明的体系可以在提升学生的综合素养的同时，也能够突出学生个体，因而可以更好地满足我国遥感专业人才培养的需求。
现阶段我国为遥感专业人才培养设置的本科专业主要有摄影测量与遥感、遥感科学与技术、地理信息科学等，在这些专业的培养方案中，《遥感导论》和《遥感图像处理》在多数高等院校中都有开设，并为专业核心课程之一，有的高等院校还开设了《数字图像处理》。《遥感导论》和《数字图像处理》两门课程可以视为《遥感图像处理》的前期基础课，因而在课程学期安排上应该提前。
《遥感图像处理》以地理学、测绘学、数理统计、计算机技术等为背景，在学习了遥感技术、图像处理技术的原理和理论基础上，着重介绍遥感信息处理的原理、过程与方法，并掌握遥感图像处理技术的发展动态与实际应用。由于《遥感图像处理》是多学科的交叉，与很多专业都有很密切的联系，而且发展速度较快，在遥感图像处理的教学中，一方面要求不同对象的学生掌握、理解或了解图像处理技术的基本原理；另一方面，还要求不同对象的学生理解或了解遥感图像的成像机理、处理技术和流程等。同时，图像处理技术和遥感技术具有技术更新快的特点，因而还需要学生掌握现阶段的状态以及最新发展情况。除了教学内容和教学方法外，实验教学也是《遥感图像处理》课程的重要的环节，传统的课程教学大都偏重于理论，一些已有的实验也主要是针对特定图像处理的一些应用，缺乏图像处理技术应用与遥感图像特征无缝结合和系统组织。
总的来说，目前的《遥感图像处理》课程体系主要存在以下几个方面的问题[2]：（1）传统的课程体系多注重经典理论，轻实验和实践[3]。除了应该重视理论教学外，有效地利用实践教学环节，有利于学生理解和掌握该课程内容，取得事半功倍的教学效果；（2）传统课程体系脱胎于数字图像处理，和遥感处理关键技术之间存在断裂面，遥感处理知识体系不够完善。
本文以我国高等师范院校开设的遥感科学与技术、地理信息科学专业为例，针对《遥感图像处理》课程的教学目标，提出了适合高等师范院校本专业领域学生的课程体系的构建方案，并就其实践教学的效果和课程体系特色进行介绍。
1 课程体系的建立
内容的模块化设计是目前课程体系建设的主要方案，在很多高等院校的专业教学中得到了较好地应用[4]。为适于高等师范院校开设的遥感科学与技术、地理信息科学专业教学需求，通过近10年左右的实践教学，我们将《遥感图像处理》的课程体系结构分为7个模块，如图1所示。
（1）图像基础模块：这一部分主要介绍遥感数字图像的基础知识，主要包括遥感数字图像、遥感数字图像的计算机存储、遥感数字图像的计算机视图与表达等内容，让学生了解遥感数字图像的基本概念和特点，并从计算机存储和显示的角度，定性了解数字遥感图像，引导学生建立遥感图像处理研究和实践的兴趣。
（2）定量遥感处理模块：遥感定量化是当前技术发展的重要方向之一，其分析和处理过程涉及到物理、大气等学科；本科生由于前期所开课程较少，感觉定量遥感处理的难度较大，因而我们主张在本科阶段掌握定量遥感的基础理论和图像处理，深层次处理设置在后续的研究生课程开设。
该模块的主要内容涵盖辐射定标、大气校正、热红外地面温度反演等，以Landsat TM图像为例，了解遥感图像的辐射校正和定量反演的技术方法：辐射定标结合Landsat TM的0级、1级产品，介绍遥感图像数字值（digital number，DN）转换为光谱辐射亮度的方法；大气校正主要讲述基于辐射传输方程的校正方法，结合6S和MOTRAN辐射传输软件包，完成遥感图像的大气校正；热红外图像地表温度反演以Landsat TM6为例，介绍单波段热红外图像的地表温度反演方法和技术流程。
（3）几何遥感处理模块：该模块针对遥感成像的纯中心投影、多中心投影、侧视雷达等不同构像方式，解释它们的几何纠正方法和技术流程；对于多项式纠正方法重点介绍，强度多项式的构建、地面控制点的选择、最小二乘法拟合等相关内容。
（4）数字图像增强模块：数字图像增强模块按照彩色增强、辐射增强、空间域增强、频率域增强、多光谱增强等顺序进行讲解。在这一部分，我们遵循系统深入的原则，基于遥感数字图像处理的实例，帮助学生系统复结并领会各种理论方法之间的逻辑顺序与本质。由于图像处理具有理论性和可视化强的特点，在这个部分教学中，我们希望加强学生对前置基础课程（如《遥感导论》和《数字图像处理》）所学基本理论和方法的深入理解，使其充分认识遥感机理理论知识在遥感图像增强应用中的指导意义，并体会理论本身的魅力。
（5）遥感图像融合模块：该模块从遥感图像融合的目的出发，介绍图像融合的主要方法和技术流程、图像融合结果的性能评估等；联系数字图像增强模块的多光谱增强子模块，以HIS变换、主成份分析、傅里叶变换和小波变换等为基础，阐述遥感图像融合的主要技术方法，并对其方法的缺点进行分析，提出改进的遥感图像融合方案。
（6）遥感图像分类模块：该模块主要包括计算机分类的基本原理、非监督分类、监督分类、计算机分类的新方法、分类结果后处理、精度评估等内容。在这一部分教学中，我们充分发挥图像处理应用性强的特点，选择最小距离法、ISODATA、最大似然分类法等，重点讲述其基础理论和技术方法，激发学生学习兴趣。
（7）变化检测模块：该模块是对前面所学模块的综合运用，向学生展示《遥感图像处理》立体而丰富的专业内容。在介绍遥感图像变化检测意义和技术流程的基础上，重点论述变化检测的分类后比较法和直接比较法；将变化向量分析法（CVA）作为典型算法进行讲述，通过土地覆被变化检测的应用实例，综合遥感图像辐射校正、几何纠正等知识，重点论述变化强度和变化方向的确定方法，并利用图像处理实践提升学生的研究性思维，初步培养学生的创新能力。
2 课程教学实践及其特色
2.1 加强实践教学环节，注重动手能力的培养
本课程主要教学目的是使学生了解和掌握遥感信息处理的基本知识、方法、基本技能和发展动态，初步掌握应用遥感信息处理技术分析和解决实际问题的能力。因而，实践教学能力培养是我们课程建设的核心部分。我们在每个模块中设置了多个实践环节，多角度、多目标的提升学生动手操作能力。
通过理论学习、实践处理等环节，增强学生对本课程的理解，并在此基础上使学生进一步掌握遥感图像成像的基本原理、基本理论和这些理论在遥感图像处理中的应用。近10年的教学实践证明，该课程的实践教学环节较好地调动了学生专业学习的积极性，取得了较好的学习效果。
2.2 内容延伸模块化，形成分层次课程体系
我们依据课程教学内容，构建了授课内容的基本框架，按照教学内容分块设置，根据学生学习阶段、课时安排、专业特色延伸等可以灵活变化，因而给授课内容带来了较大的机动性。
在每个教学模块中首先确定知识体系和拓展专题内容，将这些拓展专题分为偏应用型和偏理论型。每个专题中设置基本内容和扩展内容，形成模块化分层次的课程体系。
例如：在数字图像增强模块中，目前的大多数教材中存在直方图均衡化的内容，然而随着图像处理技术的发展和应用的拓展，人们发现在绝大多数遥感图像增强处理中不适合直方图均衡化处理，因此这部分内容可以不讲或让学生自学。图像增强部分的内容非常多，使学生清楚掌握第一节内容介绍的关键词，课程的延伸内容就会更易理解。根据学科特色和学习层次，可以有意识地引入偏应用专题或偏理论专题，更好地满足不同目标、不同层次的学生的需求。
通过遥感图像处理课程教学内容的分块划分，形成了层次化、模块化课程体系，在确保授课内容体系完整情况下，使内容选择更具条理和可操作性，便于培养不同目标导向的学生，更适于我国高等师范院校相关专业的教学设计。
2.3 多目标人才及其创新能力培养
社会对人才可以从不同的角度加以分类，从生产或工作活动的目的来分析，现代社会的人才可分为学术型（理论型）、技术型、工程型和技能型等。多目标人才就是多功能人才，其特点是多才多艺，能够在很多领域大显身手。当今社会的重大特征是学科交叉，知识融合，技术集成。因而，《遥感图像处理》多目标人才培养是培养学生在各个方面都有一定能力，同时在某一个具体的方面要能出类拔萃。
在高等师范院校地理学背景创办遥感科学与技术、地理信息科学等本科专业的情况下，不同层次、不同培养目标导向，可以让学生针对自己的发展方向选择应用型还是研究型，因而该课程体系更加具有灵活度。我们课程体系中设置的定量遥感模块，可以满足学生在应用型《遥感图像处理》课程中学习到研究型知识，丰富和完善学生的有关遥感处理的知识结构，提升学生的创新能力。实践教学证明，我们的本科生经过该模块的学习，也能够独立完成研究方案构思和具体研究路线设计，并在老师的指导下撰写科学论文。
3 结语
卫星遥感、图像处理技术的迅猛发展，其应用领域愈来愈广泛，该领域受到很多学生的垂青，激发了他们的学习热情。目前很多高等院校都开设了《遥感图像处理》这门课程。如何根据各个高等院校的学科特色、学生特点构建适合自己的课程教学体系、安排好授课内容、提高教学方法和教学手段的有效性是很多高等院校主讲教师最关注的，同时对于提高学生学习兴趣、加强实践应用能力以及培养信息技术时代的创新型人才具有重要意义。
笔者结合多年《遥感图像处理》课程的教学经验，设计了一个课程内容模块化、专题内容可延伸、分层次的课程体系，它采用专题框架，在保证授课体系完整性的前提下，授课教师可以依据人才培养目标、专业特色、学时要求引入模块化延伸内容，有机地将课程教学内容联合在一起，形成多层次、多目标的授课内容。实践证明，该课程体系设置达到了我们高等师范院校相关专业的课程教学预期效果，可以为我国其他高等师范院校的相关专业的《遥感图像处理》课程教学提供参考。
参考文献
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[2] 赵珊，刘静.数字图像处理课程实践教学的改革与设计[J].中国科技信息，2009（23）：226-227.
随着经济的快速发展，摄影的商业功能日益凸显。各行各业对摄影图像的需求不断增长，从而带来对职业化摄影人才的广泛需求。社会的需求变化和和互联网经济飞速发展等实际情况，促使摄影摄像技术人才培养方向的主动调整:①从单一地拍摄人才培养扩展到图像素材采集、图像处理、图片编辑、影视后期制作、影视包装等综合性制作人才培养。②学生就业从单纯面向商业影楼扩展到传统媒体、网络媒体、广告公司、电子商务平台等企事业单位。同时，摄影摄像技术专业毕业生的就业范围和工作岗位也由传统媒体和商业影楼扩展到影视文化机构、电子商务平台、商业影楼、广告公司、杂志社、报社、企业策划部、事业单位组织宣传部和专门的电子商务企划和包装机构。就业岗位出现了网店摄影师、微电影摄像师、摄影记者、图片编辑、数码设计师、影视编辑及企事业单位策划、组织宣传人员等。
根据对石家庄以及周边地区婚纱摄影行业和儿童摄影机构的实地调研。虽然极具商业色彩的婚纱摄影行业进入中国已有30年之久，但河北省在该行业上的发展仍远远落后于京沪广深等一线城市和东南沿海地区，甚至也不能和西安、成都、武汉等历史文化底蕴深厚的中西部城市相提并论。加之京津两大直辖市对人才的吸引，导致河北省包括省会石家庄和其他地级市该行业人才的大量流失，专门的摄影摄像人才和熟悉商业摄影机构运作的技术人员缺口很大。目前，该行业在河北省仍旧以国际婚纱摄影集团的直营店或连锁店为主要载体，具有原创性的本地影楼虽然数量巨大.但人才储备完全依赖于教学和师资、生源相对脆弱的培训机构。近年互联网商业的蓬勃发展催生了一系列新的职业岗位，如淘宝摄影师、网店图片编辑与产品包装等。于是，摄影摄像技术专业的人才培养目标与能力结构成为各院校或培训机构研究的重要课题。
摄影摄像技术专业培养具有摄影美学修养和摄影摄像技术、影像后期处理技术等影像制作行业必备的基础理论知识，掌握摄影摄像基本技术和影像后期制作的基本技能，能从事艺术人像摄影、广告摄影、图片编辑、策划宣传、数字影像的前期拍摄与后期制作等工作的高素质、高技能专门人才。需要掌握素描人像写生、色彩风景写生等基本知识，具有一定造型能力;掌握摄影摄像设备的基本理论知识和摄影构图、摄影用光等摄影基础知识;掌握一定的人文社科知识和政治理论知识;掌握摄影摄像相关专业的基本知识，了解本专业发展方向。能力结构包含了独立进行摄影摄像的能力、从事影像后期制作的能力、从事图片编辑与制作的能力、从事影视广告短片制作的能力、自主创业和可持续发展的能力。立足商业影像技术前沿，数字技术与影像制作结合，实践与理论并重;着力拓展技能素质，兼顾影像艺术感觉与专题意识培养 。
这门课程长期以来都是以理论教学为主，辅以少量的实验教学。内容的抽象化是学生掌握知识的瓶颈，教学效果很难达到较为理想的水平。1.教学方法不够灵活。多数情况下，教师进行的是“灌输式”的教学，即按照概念—原理—工艺过程—成形过程中缺陷及控制的思路一步一步地讲解，学生看课件或者看书或者记笔记。这种方式对于爱学习的学生来说是可以的，但是对于那些平时不爱学习，又对专业课没有兴趣的学生就有点强迫性质了。教学过程中很少能实现教师和学生的互动过程，多数是教师充当了主角，而学生是被动地接收知识，师生之间的互动性不强。因此，不注重教学方法会使学生逐步对该门课程失去兴趣。2.教学过程多是用静态的文字表达方式传授讲课内容。教学过程中举例枯燥乏味，而且教材内容更新比较慢，新的知识及该门课程的研究热门及前沿知识教材中没有。对于专业前沿知识可以用图片加文字的内容展示的学生，既可以扩大学生的专业知识，又开阔了眼界，有利于培养学生的创新性思维模式。3.学生对讲课内容掌握困难，难于记忆。如讲解埋弧焊原理及工艺时，单纯的文字叙述显得非常啰唆，容易产生学后跟没学一样的效果，不利于学生掌握知识。
二、图像化教学的优点
在教学过程中适当地插入图像，以图像或者图像的方式向学生展示专业理论知识，既可以提高学生的学习兴趣，又可以更好地帮助学生理解课程内容，达到教与学的较高的境界，使枯燥的专业知识内容变得容易接受，易于记忆，学习效率大大提高，教学效果良好。1.有利于把庞大的文字内容直观化和可视化。工科类专业知识，尤其是冶金类的专业知识，给学生的印象是枯燥化、理论化，并且主动学习的兴趣不大。因此对于像焊接成形类的专业课程，单纯的教师讲解和灌输，学生很难快速理解和记忆教师所讲述的知识，很多学生还没有真正理解该门课程内容的体系时已经失去了学习的兴趣，因此不能以正确的态度对待这门课程的学习，这种现象反作用于教师，使得教师的讲解兴趣也大打折扣。但是在利用图像化教学方式后，教师可以把枯燥复杂的理论及工艺用图像形式形象地展现给学生，讲解与演示兼具，这使得教师讲授专业知识更加方便。而且图像能够把很大篇幅的文字用简单易懂的形式表现出来，利用图像这种直观化和可视化的效果，刺激学生的主动学习性，使得难记忆的专业知识变得简单化，有利于学生掌握知识内容。2.有利于提高学生的学习兴趣。如讲解焊接变形时，把图像做成可用flas播放演示的形式；讲解控制焊接变形的措施的时候同样也可以用flas的形式来表达。这样通过图像及动画的形式，可以使学生更好地对专业知识的学习入门，不再是单纯地学习枯燥的文字知识，可以更深入系统地观察焊接变形的真正变形过程。所以这种动画演示的教学方式直观易懂，对于学生的学习过程来说也是一种很愉快的过程，把学习过程变得轻松，在轻松的气氛中愉快地接收和掌握知识，这也是作为教师应该追求的教学效果，这种教学模式改变了传统的灌输式教学，使得教和学两方面都得到改善。再如讲焊接熔滴的过渡方式时，插入用高速摄影装置拍摄与熔滴过渡方式相对应的动画一起讲解，从视觉、感官的效果刺激学生的学习兴趣，既提高了学习兴趣，又掌握了专业理论知识，一举两得。
三、《材料成形原理》课程图像化教学的实现
关键词：图像处理；专业素养：培养策略
一、关于图像处理教学的概述
目前，图像处理被广泛应用于各行各业，例如平面设计、网页设计、建筑设计、室内装潢效果图设计、摄影后期处理等领域，在这些领域里发挥着不可忽视的作用。图像处理教学是基于Photoshop图像处理软件的学习活动。Photoshop软件的实践性和操作性强，被认为是目前应用最广泛的图像处理软件。
二、图像处理教学中的问题分析
1.教学方法单一，不利于学生专业技能的学习。目前，受传统教学方法的影响，部分本科院校的图像处理教学一般采用教师示范、学生模拟的方式，这种方法虽然对图像基础理论知识的传授没有什么问题，但对学生的创新思维能力和团队合作能力的培养及提高却有很大影响。传统教学中，学生独立实践的机会较少，因而缺乏大胆创新设计的魄力和勇气，专业技能的掌握也不够熟练。
2.教师的专业水平不够，教学质量有待提高。教师在教学活动中占主导地位，教师水平的高低决定着教学活动开展效果与教学质量的好坏，所以，教师在教学中的作用是十分重要的。目前，一些本科院校不重视教师的培训工作，导致教学质量提升效果不明显。
3.理论与实践脱节，学生的实践机会不多。图像处理教学中一个很重要的问题是，理论知识与实践分离，教师在安排教学活动时偏理论轻实践，学生眼高手低，动手实践能力较为薄弱，不能够灵活运用所学的知识解决实际生活或学习中遇到的问题。
此外，本科院校图像处理专业与企业的沟通与合作不够深入，学生进入企业进行实践的机会少，不能够熟练掌握软件的操作，导致应用能力培养受到一定的局限。
三、教学对于培养学生专业素养的重要性
专业素养的培养有利于学生综合能力的提高，有助于其毕业后顺利就业。本科院校的教育目标在于向国家和社会输送拥有专业技能和综合素质的人才，保证企业的人才需求。图像处理作为一项专业技能，在本科院校的教学中越来越受到重视。科技信息时代，计算机软件被广泛应用于各个领域，图像处理软件在各类设计中应用广泛，例如平面设计、建筑设计、网页设计等。提升本科院校图像处理教学质量，有利于学生图像处理专业能力的提高。
四、图像处理教学中提高学生专业素养的有效策略
1.高校要转变观念，树立先进教学理念。图像处理教学要以提高学生创新思维和实践能力为出发点，加强学生基础知识、专业技能以及团队合作能力的培养，优化学科结构和课程设置，积极组织安排学习内容，改善教学方式方法，构建教师与学生良性互动的课堂，提高图像处理教学的质量。为此，本科院校要树立先进的教学理念，以培养学生能力为主线，创新教学手段和方法，坚持理论联系实际，激发学生的学习热情，开拓学生思维，提高教学效果。
2.提高教师教学的专业性和创新性。首先，提升教学水平。教师的专业水平是影响教学质量的关键因素，本科院校要定期组织教师进行岗位培训，加强校企合作，派遣部分教师到企业进行实训，掌握图像处理专业技能，构建“双师型”的教师队伍。还可以聘用企业一线优秀技师到学校兼职或做讲座，提高学生对实际工作的认知。其次，教师要转变以往的教学方式，创新教学手段，学习内容设置要有趣，有吸引力，问题设置要贴近学生生活，有层次、梯度。教师和学生要加强互动与沟通，建立良好的师生关系，促进学生学习的积极性。
3.重视学生的实践能力提升，加强校企合作。校企合作是目前很多本科院校学生提高专业技能和实践能力的重要途径，图像处理教学也可以考虑使用这样的方法强化学生的动手实践能力。根据企业对于图像处理相关人才的需要，教师要以服务行业为出发点安排课程内容，为学生毕业后就业做好铺垫，打下基础。
4.调整教学策略与内容，完善评价体系。教师要根据学生的认知规律调整教学策略与内容，紧密结合教学大纲的要求，对学生的实际学习和日常表现进行考核评估，完善学生评价体系，提高学生学习的动力，强化学生的专业能力。
综上，提高学生的综合素质与专业素养是有效促进学生就业的重要途径，是我国人才培养战略的重要体现。通过提高教师专业水平、创新教学手段、与企业密切合作等措施，构建起图像处理教学的新模式，是科技信息时展的需要。
参考文献：
摘要：医学超声影像学在教学方法、教学效果、教学模式、师资队伍等方面还存在不足，本文针对这些问题提出从改善教学方法、提高教学效果、转变教学模式、加强师资建设四方面进行教学改革。
关键词：医学；超声影像学；教学改革
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）21-0131-02
随着医学超声影像技术不断的发展，超声造影、三维超声、弹性成像、腔内超声、介入超声、超声靶向诊断与治疗等新技术的不断涌现，使超声影像成为一种全新的诊疗学科，与外科学、肿瘤学、微创医学等学科联系越来越紧密，在临床诊断及治疗中发挥着日益重要的作用。由于临床对超声检查的依赖性越来越高，以及诊断范畴拓宽，导致社会对该专业人才的需求在大幅上升。用什么样的思维方式才能更好地适应医学超声影像技术发展和专业学科的发展，用什么样的教学方式才能很好地达到教学目的，这是从事超声影像学教育工作者所面临的课题。
一、改善超声影像学教学方法
医学超声影像学的教学方法是教师与学生为了实现共同教学目标，完成共同教学任务，在教学过程中运用的方式与手段，可采用教授法、谈论法、演示法、练习法、实验启发、实习等多种方法，以便开展丰富多彩的教学活动。过去多采用教师教授为主的方法，教学方法比较单一，超声影像学内容学生不易接受难于理解，学习兴趣不高；当前以案例教学、研讨互动、情景模拟等方法更加容易激发学生的学习兴趣。
医学超声影像学的主要学习内容包含各系统、器官的理论基础和超声图像的识别，掌握基本概念和原理，了解其内在联系，不能认为课程标准要求什么教师就教什么，这种认识是片面的。学生初次接触超声图像，很难把超声图像与解剖图像之间进行联系，可视化超声教学可以帮助学生将超声图像与解剖图像之间进行概念转换，建立人体器官解剖断面图像与超声图像间的立体思维概念，改变单纯平面思维概念，帮助学生加强实践能力，促使学生从理性认识到感性认识转变。为了真正体现医学超声影像学的教学特点，不断的丰富超声影像图库，插入大量的典型超声声像图、对比结构解剖图，根据教学内容适当插入简短的三维超声动态图像。因此利用文字、图像、声音等多种媒体向学生传递信息，可以化抽象为形象，变静态为动态，变复杂为简单，变枯燥为生动，使抽象的、枯燥的学习内容转化为直观的、形象的、图文并茂、生动有趣的内容。
医学超声影像学是一门实践性很强的学科，除了要有扎实的理论基础，还必须具有丰富临床实践能力。在实践教学中采用学生一对一互动操作练习，通过自身练习来体会和学习正常声像图。对于异常超声声像图的学习，我们建立了超声图像库和可视化超声实践教学软件系统，组成超声诊断典型病例的声像图资料库，所选病例图片均按疾病分为心脏及血管、腹部、妇产、小器官等，充分利用学生第3年学习的时机，由带教老师指导学生通过软件系统调阅并查获感兴趣的病例，用于W生示教。
二、改进超声影像学教学效果的评价
对教学效果的评价可以从老师和学生两方面入手来评价，首先我们应明确评价目的是为了提高教学质量和检验教学效果，制定评判标准，结合影响因素（包括性别、年龄、教龄、学历、职称、成果），按照教学内容与教学设计，通过学生评价、同事评价、教师自评、专家评价、领导评价等多种方式，采用纸笔评价或网络评价。对于医学超声影像学课程学生学习成效的评价，过去多采用理论课考核成绩占100%，现使用考核形式为期末理论笔试考核成绩占70%，实践能力考核成绩占30%，包括上机动手操作、典型病例思考与分析、以及检查报告的书写完整性和规范性。
三、转变教学模式
常见教学模式类型有以教师讲授为中心的高度集中型、以教育教学民主为中心的温和型、以学生为中心的松散放任型、以程序模式为主的管理型。医学超声影像学理论课内容抽象，学生不容易听懂，对超声图片的理解难度大，所以需要将超声图像与解剖图像之间进行概念转换，建立人体器官解剖断面图像与超声图像间的立体思维概念，我们通常采取以教师讲授为中心的高度集中型结合以教育教学民主为中心的温和型融合教学模式。
过去采取“4+1”的教学模式，即前四年公共课、基础课以及专业课的教学，最后一年进行实习。为了深化教育教学改革，提高教学质量，结合学校总体培养方案，为使医学超声影像学教学方案更加科学、合理，依据教育教学规律及本学科教学实践，安排第七学期学生在接受理论课学习的同时，穿插性的在实践教学基地进行实践教学，并专门配置超声诊断仪用于教学，老师可以一对一的进行教学演示和指导，学生可以随时亲自动手操作，从而使理论教学与实践教学联系更加密切。
在第八、期实践教学实习，比传统实践教学安排提前一个学期，不仅体现了早期接触专业、早期接触临床的理念，又避免了学生考研、就业等社会因素对实习的影响，第十学期采取个性化强化培养，使学生能力和素质进一步提高。
四、加强师资建设
要培养高素质的人才，师资是关键。师资力量建设应满足学科发展建设的需要；满足专业和专业特色凝练的需要；满足科研工作上水平的需要；满足提升教学质量的需要，师资力量在教学中占有举足轻重的地位。过去我们师资力量薄弱，仅2―3名理论课教师，现师资队伍不断强大、结构更加完善合理。
1.加强理论课教学师资队伍的建设。理论课教师队伍的建设，需进一步优化教师队伍的年龄结构、学历结构和学缘结构，积极引进超声医学高学历人才，建立一支稳定的教师队伍，积极加强对教师的知识和技能培训，使其不仅具有扎实的超声医学知识，及时掌握超声医学的新技术、新方法，还要鼓励教师开展教学研究和改革，提高教学水平和教育质量。同时要加强师风师德建设，乐于奉献、忠于职守、严谨求实、率先垂范，创造性地做好教学工作，充当教育教学改革的中流砥柱。
2.加强实践教学基地师资队伍建设。实践教学基地分实验室和医院，医院工作的重点仍然是临床工作，加强与实践教学基地沟通和交流，提高实践教学基地对教学工作的重要性，充分利用国家住院医师规范化培训基地资源，努力提高实践教学基地教学的效果。
总之，医学超声影像学现按照各系统疾病来介绍相关影像检查技术。医学超声影像学科已开始按照系统划分亚专业组，这不仅可提高临床诊断水平，还将为医学影像学教学取得良好的教学效果。
参考文献：
[1]游岚岚，朱小虎，查晓霞，等.医学影像专业超声医学教学改革探索[J].教育论坛，2011，8（11）.
[2]李颖嘉，文戈，严静东，等.网络环境下超声影像学教学改革探讨[J].山西医科大学学报，2010，12（5）.
收稿日期：2016-12-01
关键词 图像与视频处理；教学方法改革；MATLAB
中图分类号：G642.0 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2016）10-0089-03
1 引言
数字图像与视频处理技术是当前学术界与产业界的研究热点，与国民经济的发展联系紧密，如视频监控、图像增强处理、数字电视、三网融合等。国内外重点高校也都为通信、电子、信息工程类相关专业的本科生和研究生专门开设图像与视频处理的类似课程，希望通过本课程的学习，使学生掌握其基础理论、原理和实现方法，并在图像与视频处理领域具有一定的开发与应用能力，为以后从事图像与视频信号处理、广播电视工程等领域的研究打下坚实的基础。但由于本课程研究内容发展迅速，且具有涉及基础理论较多、知识面大、理论深度与实践能力要求并重等特点，学生不易看清本课程在专业培养中的地位，不易抓住课程内容的重点，也不知应该采取怎样的学习方法来学习本课程；同时给教师教学也提出很大的挑战。
针对这些问题，本文在全面调研的基础上，提出兼顾经典理论与最新进展的不定期教学内容改革机制，以及结合课堂讲授与实验验证的教学方法改革策略，希望能够提高学生对本课程的认识程度，提升学生的学习兴趣，增强教师课程教学效果。
2 学生与课程信息的全面调研
要想使学生学好、教师教好一门涉及专业知识面广的专业课程，必须使学生和教师相互沟通和了解，充分认识本课程在整个培养计划中的地位，进行创新性教学。项目组首先针对本课程教学做了大量而全面的调研工作，通过统计分析，分别从学生、教师和教学内容方面得出具体的调研结果。
1）从学生的角度，学生对本课程在整个培养计划中的作用以及本课程与相关课程的拓扑关系认识不够清晰，导致学生学习时有些茫然，不知道学习本课程后对后续研究生阶段的学习有何帮助，也不知道进入企业工作后是否能用得上。对本课程缺乏认识是学习主动性不高的主要原因，进而影响了学习效果。
2）从教师的角度，教师对本课程在培养计划中的地位以及脉络关系比较清楚，但可能在教学过程中向学生传递得不够。因为本课程教学内容较多、涉及知识面广，有可能使教师专注于具体知识点细节上的讲解，而没有从大局上给学生以清晰的分析。如何均衡整体脉络和具体模块的讲解，是教师讲授本课程的一大挑战。
3）本课程具体教学内容具有以下特点，需要在“教”与“学”的过程给予充分注意。
①学科交叉性强且涉及的基础理论面广。目前电子信息技术各专业相互渗透、交叉融合是大趋势，本课程基础理论与应用开发涉及很多相关专业，比如计算机、通信、电子、信息等，但不同专业对本课程内容要求掌握的程度又不尽相同，如何针对不同专业基础的学生选择合适的教学内容和方法是一个值得研究的问题。
②与相近课程的区别与联系：为了培养图像领域的专门人才，整个培养方案会设置相近的课程群（如电视原理、移动数字视频技术、图像通信等）以提高学生的整体专业素养，本课程与这些课程在教学内容上各有侧重，但学生往往认识不到相近课程的区别，从而产生某块教学内容不再需要学习的错觉。
③技术发展与知识更新速度快，经典理论与最新进展并重。本课程涉及很多经典理念，比如数字信号处理、最优化等，同时其技术发展与知识更新迅速，如目前机器学习、稀疏编码等在图像处理中得到极大的应用，形成了新的研究分支。如何在教学时既让学生打下坚实的经典理论基础，又让学生了解最新的前沿技术与发展趋势，这是一个教学难点。
④理论知识与实际应用并重。由于目前图像与视频处理技术飞速发展，在国民经济各个领域的实际运用越来越广泛，比如Photoshop与美图软件中的图像增强处理、监控视频通信与智能分析处理等，因此，本课程的最终培养目标是让学生具有进行理论研究与实际开发的双重能力。这就需要本课程在教学时能够达到培养学生这两方面能力的要求。
3 兼顾经典理论与最新进展的教学内容改革
目前本课程主要讲授的知识模块包括图像信号处理基础、图像与视频文件格式、图像增强、图像复原、图像分割、形态学图像处理、数字水印、基于内容的图像与视频检索等内容。这些内容是图像与视频处理领域已经研究多年的经典问题，也是当前和以后将要继续研究的热点问题，在产业界也有广泛的应用前景。据此，图像与视频处理技术的发展主要体现在两方面：
一是针对新问题提出的新理论新方法，如最近热门的三维图像与视频处理技术；
二是针对经典问题提出的新工具与解决方法，如机器学习在图像处理中的应用。
教学内容需要在紧扣经典理论的同时，体现技术发展的最新趋势，使学生能够接触到最新的前沿技术。为此，建议在教学内容上可做以下几点改革。
1）对必须掌握的经典基础理论知识要分配足够的课时，比如图像数字化的原理，图像增强中的线性变换、直方图均衡化、图像滤波、边缘检测原理，图像复原中的降质模型和最小二乘方算法、图像变换、图像特征提取等知识点。因为基础理论是知识发展的根基，只有把基础理论学深学透了，以后遇到新的问题或学习新的技术时才可以做到举一反三。
2）区分本课程与相近课程在教学内容上的异同点，对本课程中不太重要而在相近课程中会深入讲解的内容进行精简。比如：音频信息处理与音频编码标准会在数字音频技术课程中讲解，图像编码标准中的JPEG压缩标准与H.264视频编码标准会在图像编码或图像通信课程中讲解，镜头切换与场景检测技术会在广播电视测量与视频编辑课程中讲解，等等。另外，由于课时所限，还可以对学生通过自学或课下查阅资料即可掌握的介绍性或常识性内容进行压缩，比如多媒体的概念、图像处理的历史概括、图像文件的格式等内容。
3）结合最新应用场景增加前沿技术的介绍，比如机器学习或稀疏编码在图像去噪中的应用、神经网络在图像特征提取与描述中的应用等。这样可使学生紧跟国内外图像处理技术研究的前沿，了解现在及以后的发展趋势，对于开阔学生的学术视野非常有益。
4）结合重要知识模块的原理增加MATLAB实验验证或演示性内容，比如图像灰度变换、直方图均衡化、中值与均值滤波的MATLAB实现等。因为图像处理是一门理论与实践并重的学科，其最终目的还是要根据知识原理来解决实际的图像处理问题，而且通过MATLAB实验还可以反过来加深对原理的理解。
4 结合课程讲授和实验验证的教学方法改革
由上述分析，本课程教学内容的不同部分既相互依赖和联系，又相对独立、各成体系，因此，教学方法也应该体现基于内容的自适应性和创新性。根据与学生的交流和教学实践经验，建议在教学方法上做以下几点改革。
1）在对教学内容认真梳理的基础上，在课堂讲授时分清主次，将教师讲授关键知识与学生自学扩展知识有机结合，充分调动学生的学习兴趣和积极性，而不是在整堂课上机械地采用教师灌输的方式。一方面，本课程内容众多，在有限的课时内要详细讲解所有内容难度较大；另一方面，从科学的学习方式上来讲，学生在接受教师讲授知识的同时，需要有时间对接收到的知识进行消化理解。因此在教学实践中尝试把课堂教学与学生课下自学相结合，得到很好的教学效果。
2）把理论教学与实验验证更紧密地结合。以往本课程大多以理论教学为主，实验验证较少，且理论教学与实验验证常被分隔开来，影响了实验验证在教学中的作用。尝试在教学过程中借助MATLAB强大的图像处理工具箱和可视化技术，将理论教学的内容实时地进行实验验证和可视化。这样一方面给学生以更直观的理论解释，使他们对原理的理解更为深刻；另一方面也提高了学生读程序、进行程序开发的能力。
3）结合具体应用场景和教师的科研项目进行案例教学。本课程教学的最终目的是培养学生应用理论知识解决实际工程问题的能力，但在以往教学中，往往注重理论教学而忽视应用能力的培养。建议教师结合自己的科研项目和具体应用场景，思考如何进行相关知识的讲解，比如：实际问题用到了哪些基础知识？如何使用相关的基础知识来解决实际问题？另外，教师也可以将科研项目中的小模块划分出来，交给学生进行思考。教师与学生之间针对问题相互交流反馈，可有效促进“教”与“学”的效果。教师也可以了解学生看问题的角度，或许能产生新的解决思路，这是一个双赢的结果。
4）采用原理总体框架与具体模块细节相结合的教学方式。本课程有些算法原理较为复杂，在讲解时先对总体框架进行讲解，给学生以总体认识，提高学生分析问题与解决问题的大局观，再对具体模块的技术细节进行详细讲解，让学生洞察技术的巧妙之处。这样学生在学习复杂问题时不至于无所适从，甚至出现害怕心理。根据教学实践，这种方式对于复杂内容的教学具有很好的效果。
5 结束语
图像与视频处理技术涉及多个学科中的基础理论知识，在国民经济与生产生活中的应用越来越广泛，产业界对图像处理领域的工程开发人才的需求也越来越大。这就要求高校教师在进行教学与人才培养时，能够根据本课程的特点进行教学内容的优化改革和教学方法的实践创新。笔者在对学生全面调研的基础上，通过总结多年的实践教学经验，提出了兼顾经典理论与最新进展的教学内容改革机制和结合课程讲授与实验验证的教学方法改革策略，增强了本课程的教学效果，对于本课程与相近课程的教学具有一定的指导性意义。
参考文献
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[2]吕琼，李锐.SPOC环境下图形图像处理翻转课堂教学改革与对策[J]，中国教育技术装备，2016（2）：148-150.
