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摘要：针对应用型本科的培养目标，结合“多媒体信息技术”的教学实践，对该课程进行了教学改革。在教学内容上，合理安排教学内容，弱化理论推导，及时补充新内容、新技术；在教学方法上，引入项目驱动的教学方法，并从课程项目设计、课堂与实验教学的组织实施等方面阐述了项目驱动教学方案。
关键词：应用型本科；多媒体信息技术；项目驱动教学法
作者简介：张亚飞（1981-），女，河南洛阳人，南京工程学院通信工程学院，讲师。（江苏?南京?211167）
基金项目：本文系南京工程学院校级科研基金项目（项目编号：YKJ200907）的研究成果。
中图分类号：G642.0?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）23-0065-02
鉴于应用型本科人才培养的需要和南京工程学院（以下简称“我校”）新一轮人才培养方案课程学时压缩的实际，通信工程学院将原有的专业课“数字图像处理”、“数字视频技术”和“数字语音处理”三门课的内容进行了整合，形成了一门新的专业课“多媒体信息技术”。
“多媒体信息技术”作为信息工程与多媒体通信专业的主干课程，内容多且较难理解，同时要求学生具备高等数学、概率统计和数字信号处理方面的知识，并掌握Matlab或C/C++编程语言。传统的教学以理论介绍为主，强调理论的体系和概念，[1]对理论知识在日常生活中的应用以及实践环节重视不够，造成学生解决实际问题的能力较差。
目前南京工程学院为应用型本科院校，旨在培养适应社会需求的应用型人才。这就决定了其教学模式必须以“应用、实践”为主旨，以能力培养为核心。[2]下面以我校“多媒体信息技术”课程的教学改革为例，从教学内容和教学方法上对应用型本科院校“多媒体信息技术”课程的教学改革进行探讨。
一、教学内容改革
我校“多媒体信息技术”课程是“数字图像处理”、“数字视频技术”和“数字语音处理”三门课整合而成的。按照教学大纲的要求，该课程的主要教学内容包括：音频、图像和视频信息处理基础、图像增强、形态学图像处理、图像分割、数字图像与视频压缩编码原理及标准、数字音频编码技术及标准、数字媒体文件格式和数字水印技术。下面针对该课程教学内容的特点，并结合应用型人才的培养目标，对教学内容提出了四点改革方案。
1.根据培养目标，合理安排教学内容
应用型本科院校的学生毕业后所从事的工作大部分是工作现场的技术支持，而不是进行科学研究或新产品的开发。[2，3]因此，“多媒体信息技术”课程的教学目标是：学生通过该课程的学习，在多媒体信息处理方面具有较强的应用能力和一定的开发能力。
该课程的教学内容涉及面广，在实际教学中根据培养目标，对教学内容进行了合理优化，做到主次分明，重点突出。
音频、图像和视频信息处理基础部分主要讲解音频信号的采样、量化和编码过程、图像的数字化过程以及数字图像的表示方法、彩色图像基础、视频信号的数字化方法、视频信号的特点等内容，有助于学生认识音频、图像和视频信号的表示方法和主要特点，为后续内容的学习打下基础。这一部分内容要求学生重点掌握。
图像增强部分是图像处理的重点。主要讲解常用的图像增强方法：图像的线性和非线性变换、直方图均衡、空域模板滤波以及频率域图像增强。介绍同态滤波的内容。
形态学图像处理部分，要求学生主要掌握二值形态学的基本运算：膨胀、腐蚀、开运算和闭运算，了解二值形态学的组合运算与灰度形态学。
图像分割部分，要求学生掌握最基本的图像分割方法：全局阈值法和区域生长法，了解局部阈值分割法。另外，基于边缘检测的图像分割和空域图像锐化的内容有重复，所以这一部分不作为重点。
数字图像和视频压缩编码原理部分，主要讲解无失真编码部分的哈夫曼编码、算术编码以及限失真编码部分的预测编码和基于DCT变换的变换编码。对于游程编码、LZW编码以及基于小波变换的编码要求学生了解即可。
数字图像和视频压缩编码标准部分，主要讲解JPEG静态图像压缩标准、MPEG-4和H.264视频编码标准，介绍JPEG2000、MPEG-1、MPEG-2以及H.261和H.263。
数字音频编码技术及标准部分，要求学生重点掌握线性预测编码和子带编码两种音频编码技术以及MPEG-2音频编码标准，了解矢量量化编码和MPEG-1音频编码标准。
数字媒体文件格式部分的内容与日常生活联系较为紧密，主要讲解BMP图像文件格式、AVI视频文件格式和WAV音频文件格式，其他类型的文件格式，如JPEG、GIF、MPEG、Real Media等，要求学生自学。
数字水印技术部分，主要要求学生了解数字水印的概念及其在现实生活中的应用。
2.弱化理论推导
“多媒体信息技术”的教学内容涉及一些较深的数学理论，如频域图像增强要用到傅里叶变换的原理及性质，变换编码部分要涉及DCT变换的内容等。应用型本科院校学生的数学基础比较薄弱，学习多媒体信息技术涉及的相关理论时，感觉较难理解，降低了其学习的积极性和兴趣。因此，对于课程中涉及的数学理论，侧重于基本思想的讲解，而具体的推导过程则一带而过或者不讲，避免让学生陷入“数学推导”的泥潭。[4]
3.具有类比性的教学内容，鼓励学生自学、自讲
“多媒体信息技术”的部分教学内容具有类比性。如空域图像增强部分的图像平滑与图像锐化，频率域的低通与高通滤波，二值形态学与灰度形态学，视频编码标准H.261、H.263与H.264以及MPEG系列的MPEG-1、MPEG-2与MPEG-4等。对于这些内容，教师在课堂上可重点讲解其中的一部分，其他的内容可要求学生自学，写出学习报告，并在课堂上讲解。对于学生讲的不完善、不准确的部分，教师可予以补充。这样不仅可以提高学生的自学能力和学习的积极性，也可以加深学生对所学内容的理解。
4.及时补充新内容、新技术 “多媒体信息技术”是一门开放性课程，新的多媒体处理方法不断涌现。[4]教师可以结合自己的科研工作，将研究成果在课堂上与学生们分享，同时鼓励学生充分利用图书馆与网络资源，查阅相关文献，写出阅读报告。
二、教学方法改革
“多媒体信息技术”是一门理论和实践紧密结合的课程。课程学习完之后学生往往不能灵活运用该课程的知识解决实际问题。因此，在教改过程中采用项目驱动的教学方法，以日常生活中常见的项目为主线来构建整个教学过程。通过分析和解决实际问题，培养学生学习本课程的积极性，从而做到理论和实际应用的融会贯通。[5]
下面从课程项目设计、课堂教学与实验教学的组织实施、实验平台方面阐述“多媒体信息技术”课程的项目驱动教学方案。
1.课程项目设计
在项目驱动教学过程中，项目的选择和设计是关键，项目的好坏直接影响到教学的效果。[6]根据“多媒体信息技术”课程的教学大纲，设计了“基于VC++的车牌识别系统”项目来组织该课程中数字图像处理部分的教学内容。图1给出了基于VC++的车牌识别系统的项目任务与相关教学知识点的关系。图1表明，“多媒体信息技术”课程中图像处理部分的教学内容均可通过这一具体的项目组织在一起。在教学过程中，以“实施项目”的方式引入有关概念，展开教学内容，将学生的“被动学习”转换为“兴趣驱动”，从而改善教学效果。[5，6]此外，还设计了“多媒体通信系统”的项目，融入了图像、视频以及语音的编码方法与编码标准等知识点。
2.课堂教学的组织实施
在项目驱动教学模式的指导下，对整个课程项目进行总体介绍，使学生理解各个知识点在整个项目中的作用。然后，结合教学大纲和教学计划，分知识点讲解。在具体知识点的讲解过程中应把握以下几点：第一，理论讲授要生动。[7]在理论讲解过程中结合课程项目中相应知识点的效果演示，给学生以直观感受，使学生了解该理论的应用场合，提高其学习兴趣。第二，算法要结合编程来讲解，以提高学生的编程能力和技巧。[7]第三，加强师生的双向互动。在课堂上，结合课程项目和日常生活中遇到的问题，引导学生主动思考，营造学生积极参与课堂教学的氛围，激发学生的学习兴趣和热情。例如，照片比较暗或者光照不均匀，具体该采用哪一种图像增强方法处理。
3.实验教学的组织
实验是“多媒体信息技术”的一个重要环节。为了提高学生的动手实践能力，在实验教学中结合项目驱动的教学方法，以课堂讲授的项目为基础，设计了人脸识别系统、医学图像处理系统等，并将每个项目按教学大纲知识点的要求，划分成不同的子任务，按不同的任务模块设计验证型和综合设计型两种类型的实验。其中，验证型实验规模较小，主要要求学生在实验课上完成。[5]综合设计型实验规模较大，主要在课程设计实验周完成。课程设计有一周的时间，学生以小组为单位开展项目。学生需要完成实验项目的分析、系统设计、编码实现以及测试分析等任务，教师主要解答学生的疑问。[6]最后，学生对课程设计进行总结，提交课程设计报告。教师对每个小组的成果进行验收、评定。
通过实践环节的实施，学生在完成任务的过程中能充分理解学科知识，有利于其对知识的融会贯通。
4.实验平台
在实验课和课程设计两个实践环节，给学生提供了Matlab和VC++两种实验平台。对于毕业后打算继续深造和从事软件开发工作的学生，推荐其选用VC++平台，要求重点掌握具体算法的软件实现以及C/C++编程的技巧，通过本课程的学习进一步提高编程能力，为以后的学习和工作打下基础。对于其他学生，要求将学习的重点放在算法的验证上，推荐其选用Matlab实验平台。在Matlab中提供了大量图像处理的函数，对于具体算法的实现，可以通过调用Matlab函数来完成。[6]
三、结束语
为了更好地培养社会需求的应用型人才，结合“多媒体信息技术”的教学实践，对该课程的教学内容和教学方法进行了相应的改革。教学内容上注重加强学生对基础知识的掌握，弱化理论推导，培养学生的自学能力，同时，及时补充新内容、新技术，使学生及时了解学科发展的方向和水平。教学方法上引入项目驱动教学法，以具体的项目为线索组织教学大纲中的知识点，并在项目驱动模式下组织课堂与实验教学。“多媒体信息技术”课程在教学内容和教学方法上的改革，为培养应用型人才奠定了基础。
参考文献：
[1]杨淑莹,张桦.“数字图像处理”理论与实践相结合的教学模式[J].计算机教育,2009,(24):84-86.
[2]张亚飞.应用型本科“信息论与编码”教学改革探讨[J].中国电力教育,2010,(28):59-60.
[3]康乃真.应用型本科人才培养模式探究[J].广东白云学院学刊,2006,
(1):10-13.
[4]赵峰,安志勇,孙述和,等.《数字图像处理》教学改革探析[J].现代计算机(专业版),2011,(30):23-24.
[5]金炜,周亚训.“数字图像处理”课程项目驱动教学模式的实践[J].中国电力教育,2010,(7):82-83.
[6]陈静,李文鑫.项目驱动教学在数字图像处理课程教学中的应用[J].中国教育技术装备,2011,(3):38-39.
[7]沈晓晶,王艳,赵慧娟.应用型院校数字图像处理本科教学探索[J].计算机教育,2012,(1):86-88.
（责任编辑：宋秀丽）
关键词：应用型本科；多媒体信息技术；项目驱动教学法
作者简介：张亚飞（1981-），女，河南洛阳人，南京工程学院通信工程学院，讲师。（江苏?南京?211167）
基金项目：本文系南京工程学院校级科研基金项目（项目编号：YKJ200907）的研究成果。
中图分类号：G642.0?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）23-0065-02
鉴于应用型本科人才培养的需要和南京工程学院（以下简称“我校”）新一轮人才培养方案课程学时压缩的实际，通信工程学院将原有的专业课“数字图像处理”、“数字视频技术”和“数字语音处理”三门课的内容进行了整合，形成了一门新的专业课“多媒体信息技术”。
“多媒体信息技术”作为信息工程与多媒体通信专业的主干课程，内容多且较难理解，同时要求学生具备高等数学、概率统计和数字信号处理方面的知识，并掌握Matlab或C/C++编程语言。传统的教学以理论介绍为主，强调理论的体系和概念，[1]对理论知识在日常生活中的应用以及实践环节重视不够，造成学生解决实际问题的能力较差。
目前南京工程学院为应用型本科院校，旨在培养适应社会需求的应用型人才。这就决定了其教学模式必须以“应用、实践”为主旨，以能力培养为核心。[2]下面以我校“多媒体信息技术”课程的教学改革为例，从教学内容和教学方法上对应用型本科院校“多媒体信息技术”课程的教学改革进行探讨。
一、教学内容改革
我校“多媒体信息技术”课程是“数字图像处理”、“数字视频技术”和“数字语音处理”三门课整合而成的。按照教学大纲的要求，该课程的主要教学内容包括：音频、图像和视频信息处理基础、图像增强、形态学图像处理、图像分割、数字图像与视频压缩编码原理及标准、数字音频编码技术及标准、数字媒体文件格式和数字水印技术。下面针对该课程教学内容的特点，并结合应用型人才的培养目标，对教学内容提出了四点改革方案。
1.根据培养目标，合理安排教学内容
应用型本科院校的学生毕业后所从事的工作大部分是工作现场的技术支持，而不是进行科学研究或新产品的开发。[2，3]因此，“多媒体信息技术”课程的教学目标是：学生通过该课程的学习，在多媒体信息处理方面具有较强的应用能力和一定的开发能力。
该课程的教学内容涉及面广，在实际教学中根据培养目标，对教学内容进行了合理优化，做到主次分明，重点突出。
音频、图像和视频信息处理基础部分主要讲解音频信号的采样、量化和编码过程、图像的数字化过程以及数字图像的表示方法、彩色图像基础、视频信号的数字化方法、视频信号的特点等内容，有助于学生认识音频、图像和视频信号的表示方法和主要特点，为后续内容的学习打下基础。这一部分内容要求学生重点掌握。
图像增强部分是图像处理的重点。主要讲解常用的图像增强方法：图像的线性和非线性变换、直方图均衡、空域模板滤波以及频率域图像增强。介绍同态滤波的内容。
形态学图像处理部分，要求学生主要掌握二值形态学的基本运算：膨胀、腐蚀、开运算和闭运算，了解二值形态学的组合运算与灰度形态学。
图像分割部分，要求学生掌握最基本的图像分割方法：全局阈值法和区域生长法，了解局部阈值分割法。另外，基于边缘检测的图像分割和空域图像锐化的内容有重复，所以这一部分不作为重点。
数字图像和视频压缩编码原理部分，主要讲解无失真编码部分的哈夫曼编码、算术编码以及限失真编码部分的预测编码和基于DCT变换的变换编码。对于游程编码、LZW编码以及基于小波变换的编码要求学生了解即可。
数字图像和视频压缩编码标准部分，主要讲解JPEG静态图像压缩标准、MPEG-4和H.264视频编码标准，介绍JPEG2000、MPEG-1、MPEG-2以及H.261和H.263。
数字音频编码技术及标准部分，要求学生重点掌握线性预测编码和子带编码两种音频编码技术以及MPEG-2音频编码标准，了解矢量量化编码和MPEG-1音频编码标准。
数字媒体文件格式部分的内容与日常生活联系较为紧密，主要讲解BMP图像文件格式、AVI视频文件格式和WAV音频文件格式，其他类型的文件格式，如JPEG、GIF、MPEG、Real Media等，要求学生自学。
数字水印技术部分，主要要求学生了解数字水印的概念及其在现实生活中的应用。
2.弱化理论推导
“多媒体信息技术”的教学内容涉及一些较深的数学理论，如频域图像增强要用到傅里叶变换的原理及性质，变换编码部分要涉及DCT变换的内容等。应用型本科院校学生的数学基础比较薄弱，学习多媒体信息技术涉及的相关理论时，感觉较难理解，降低了其学习的积极性和兴趣。因此，对于课程中涉及的数学理论，侧重于基本思想的讲解，而具体的推导过程则一带而过或者不讲，避免让学生陷入“数学推导”的泥潭。[4]
3.具有类比性的教学内容，鼓励学生自学、自讲
“多媒体信息技术”的部分教学内容具有类比性。如空域图像增强部分的图像平滑与图像锐化，频率域的低通与高通滤波，二值形态学与灰度形态学，视频编码标准H.261、H.263与H.264以及MPEG系列的MPEG-1、MPEG-2与MPEG-4等。对于这些内容，教师在课堂上可重点讲解其中的一部分，其他的内容可要求学生自学，写出学习报告，并在课堂上讲解。对于学生讲的不完善、不准确的部分，教师可予以补充。这样不仅可以提高学生的自学能力和学习的积极性，也可以加深学生对所学内容的理解。
4.及时补充新内容、新技术 “多媒体信息技术”是一门开放性课程，新的多媒体处理方法不断涌现。[4]教师可以结合自己的科研工作，将研究成果在课堂上与学生们分享，同时鼓励学生充分利用图书馆与网络资源，查阅相关文献，写出阅读报告。
二、教学方法改革
“多媒体信息技术”是一门理论和实践紧密结合的课程。课程学习完之后学生往往不能灵活运用该课程的知识解决实际问题。因此，在教改过程中采用项目驱动的教学方法，以日常生活中常见的项目为主线来构建整个教学过程。通过分析和解决实际问题，培养学生学习本课程的积极性，从而做到理论和实际应用的融会贯通。[5]
下面从课程项目设计、课堂教学与实验教学的组织实施、实验平台方面阐述“多媒体信息技术”课程的项目驱动教学方案。
1.课程项目设计
在项目驱动教学过程中，项目的选择和设计是关键，项目的好坏直接影响到教学的效果。[6]根据“多媒体信息技术”课程的教学大纲，设计了“基于VC++的车牌识别系统”项目来组织该课程中数字图像处理部分的教学内容。图1给出了基于VC++的车牌识别系统的项目任务与相关教学知识点的关系。图1表明，“多媒体信息技术”课程中图像处理部分的教学内容均可通过这一具体的项目组织在一起。在教学过程中，以“实施项目”的方式引入有关概念，展开教学内容，将学生的“被动学习”转换为“兴趣驱动”，从而改善教学效果。[5，6]此外，还设计了“多媒体通信系统”的项目，融入了图像、视频以及语音的编码方法与编码标准等知识点。
2.课堂教学的组织实施
在项目驱动教学模式的指导下，对整个课程项目进行总体介绍，使学生理解各个知识点在整个项目中的作用。然后，结合教学大纲和教学计划，分知识点讲解。在具体知识点的讲解过程中应把握以下几点：第一，理论讲授要生动。[7]在理论讲解过程中结合课程项目中相应知识点的效果演示，给学生以直观感受，使学生了解该理论的应用场合，提高其学习兴趣。第二，算法要结合编程来讲解，以提高学生的编程能力和技巧。[7]第三，加强师生的双向互动。在课堂上，结合课程项目和日常生活中遇到的问题，引导学生主动思考，营造学生积极参与课堂教学的氛围，激发学生的学习兴趣和热情。例如，照片比较暗或者光照不均匀，具体该采用哪一种图像增强方法处理。
3.实验教学的组织
实验是“多媒体信息技术”的一个重要环节。为了提高学生的动手实践能力，在实验教学中结合项目驱动的教学方法，以课堂讲授的项目为基础，设计了人脸识别系统、医学图像处理系统等，并将每个项目按教学大纲知识点的要求，划分成不同的子任务，按不同的任务模块设计验证型和综合设计型两种类型的实验。其中，验证型实验规模较小，主要要求学生在实验课上完成。[5]综合设计型实验规模较大，主要在课程设计实验周完成。课程设计有一周的时间，学生以小组为单位开展项目。学生需要完成实验项目的分析、系统设计、编码实现以及测试分析等任务，教师主要解答学生的疑问。[6]最后，学生对课程设计进行总结，提交课程设计报告。教师对每个小组的成果进行验收、评定。
通过实践环节的实施，学生在完成任务的过程中能充分理解学科知识，有利于其对知识的融会贯通。
4.实验平台
在实验课和课程设计两个实践环节，给学生提供了Matlab和VC++两种实验平台。对于毕业后打算继续深造和从事软件开发工作的学生，推荐其选用VC++平台，要求重点掌握具体算法的软件实现以及C/C++编程的技巧，通过本课程的学习进一步提高编程能力，为以后的学习和工作打下基础。对于其他学生，要求将学习的重点放在算法的验证上，推荐其选用Matlab实验平台。在Matlab中提供了大量图像处理的函数，对于具体算法的实现，可以通过调用Matlab函数来完成。[6]
三、结束语
为了更好地培养社会需求的应用型人才，结合“多媒体信息技术”的教学实践，对该课程的教学内容和教学方法进行了相应的改革。教学内容上注重加强学生对基础知识的掌握，弱化理论推导，培养学生的自学能力，同时，及时补充新内容、新技术，使学生及时了解学科发展的方向和水平。教学方法上引入项目驱动教学法，以具体的项目为线索组织教学大纲中的知识点，并在项目驱动模式下组织课堂与实验教学。“多媒体信息技术”课程在教学内容和教学方法上的改革，为培养应用型人才奠定了基础。
参考文献：
[1]杨淑莹,张桦.“数字图像处理”理论与实践相结合的教学模式[J].计算机教育,2009,(24):84-86.
[2]张亚飞.应用型本科“信息论与编码”教学改革探讨[J].中国电力教育,2010,(28):59-60.
[3]康乃真.应用型本科人才培养模式探究[J].广东白云学院学刊,2006,
(1):10-13.
[4]赵峰,安志勇,孙述和,等.《数字图像处理》教学改革探析[J].现代计算机(专业版),2011,(30):23-24.
[5]金炜,周亚训.“数字图像处理”课程项目驱动教学模式的实践[J].中国电力教育,2010,(7):82-83.
[6]陈静,李文鑫.项目驱动教学在数字图像处理课程教学中的应用[J].中国教育技术装备,2011,(3):38-39.
[7]沈晓晶,王艳,赵慧娟.应用型院校数字图像处理本科教学探索[J].计算机教育,2012,(1):86-88.
（责任编辑：宋秀丽）