引言
圖像是信息傳遞的一個重要載體。數字圖像處理是目前信息處理技術中發展迅速且得到廣泛應用的一個新興學科，其已經滲透到電子、通信、醫學、交通等各個學科領域甚至與人們的日常生活密不可分。數字圖像處理的主要任務是研究如何用計算機對圖像進行分析和處理，為了使學生能夠全面掌握該課程的基本原理和和經典算法，需要讓學生通過各種計算機語言進行編程實踐，即數字圖像處理是一門對學生的動手實踐能力要求極高的課程。但與此同時，該課程也有著較強的理論性。
在傳統的數字圖像處理課程教學中，一般側重理論教學，而忽視了對學生實踐能力的培養，從而導致學生在遇到實際問題時不知道如何下手去解決。在協同創新及應用型人才培養的大背景下，對傳統的《數字圖像處理》課程的教學方法進行改革，尋找滿足當前需求的應用型人才培養模式勢在必行。
為了增強學生理論應用于實際的能力，可以在教學中引入項目化教學法，通過具體的項目化教學案例把理論知識融入其中，讓學生在實踐中理解和掌握理論知識，同時也能加深學生的感性認識。教師在教學過程中，要兼顧基本理論與科研熱點的結合，充分調用各種資源，將課堂講授、編程實踐、擴展閱讀、案列教學等多種手段進行協同，提高學生的綜合素質與創新精神。
一、協同式教學
協同效應又被稱為增效作用其原本是一種物理化學現象，具體是指當兩種及以上的組分相加或調配在一起時，所產生的作用要大于各種組分單獨作用時的總和，即產生"1+1 >2 "的效果[1].德國物理學家赫爾曼·哈肯于 1971 年提出了協同的概念，并于 1976 年發表了《協同學導論》等著作，對協同理論進行了完整、系統的論述[2].根據協同理論，在整個環境中各個系統之間都存在著既相互影響同時又相互合作的關系，人類社會和自然界都存在協同，其表現是它們能夠有序運作[3]."協同創新"是在創新的過程中引入協同的基本思想，使每個創新的要素在發揮各自優勢作用的同時，產生系統疊加的非線性效用，使效率發生質變，從而帶來價值的增加和創造。
協同創新機制下的教學實踐活動是所有參與者之間協同合作的結果， 要求每個參與者都具備與其他參與者協同合作的意識。在整個教學過程中，雖然學生是學習的主體，但是教師卻起著至關重要的作用，教師要能夠對教學過程中的各個環節進行協同，充分利用各種教學資源和教學手段，完善和創新教學內容，優化對學生的考核方式，最終實現教學效果的全面提升。
二、教學手段的豐富
針對該課程理論性和實踐性較強、可視化程度較高的特點，結合現代化教育技術，在課堂教學、實驗教學、應用實踐等多個方面構建立體化教學資源。結合不同專業需求，運用MATLAB、C++,C#、Open CV 等軟件工具包搭建圖像處理實驗平臺，組建網絡化輔助教學系統，使枯燥的理論和算法直觀化、形象化，激發學生的創新思維，例如，將基本的算法和一些經典的例子進行整理，做成可執行軟件，方便給學生演示，激發其學習興趣。同時提供源代碼給學生，學生可以自己修改或者運行代碼并分析實驗結果，加深對基本算法的認識；建立標準的圖像測試庫，包括圖像去噪、圖像融合、圖像分割、特征提取、分類識別等核心內容涉及到的測試數據，方便學生對書中的已有知識或者自己的想法進行驗證；在網上搜集數字圖像處理和計算機視覺方面的多媒體課件或者經典教材，以及一些科研成果的源代碼，通過這種與外界間接交流的方式使學生拓寬自己的視野和思路創新始于實踐，實踐又是創新的源泉。對于數字圖像處理的教學而言，要將科研中的圖像處理相關部分引入到課堂教學中， 使其和理論知識相結合，讓學生在掌握基本理論知識的同時，對該學科領域的科研熱點和前沿技術有更深的了解和認識。這不管是對學生后續的學習深造和還是參加工作都有積極的引導作用，真正達到學以致用。與此同時，還實現了科研帶動教學，教學促進科研的良性循環。
三、教學內容的項目化改革
項目化教學法是針對課程的教學大綱設計出一系列項目案例對學生進行施教.所設計的每個項目圍繞著教材中具有典型性、啟發性的關鍵問題進行設計，這樣保證每個項目所涉及的知識具有很強的針對性，能夠將教學大綱中規定的知識點的學習融入到整個項目實踐中。學生經過分組后，以小組成員的身份參與整個項目，在項目實施過程中對課程內容進行全面的學習和掌握。項目化教學法實現了理論學習與動手實踐的緊密結合，能夠真正以學生和教學目標為中心，使培養出的學生既有扎實的理論基礎，又具備實踐創新能力，滿足社會對應用型人才的需求。
項目化教學法在數字圖像處理課程教學中實施的步驟如下：（1） 確定項目內容；（2）確定項目小組；（3）教師操作示范；（4）學生分組討論；（5）教師指導，師生相互交流。其中至關重要的一步就是確定項目內容。根據《數字圖像處理》這門課程的教學大綱，以"人臉識別系統"這個項目來組織該課程的教學內容。"人臉識別系統"分為圖像采集、圖像預處理、圖像校正、人臉檢測、人臉分割和人臉識別等部分，系統的這幾部分內容與《數字圖像處理》課程的相關知識點基本上是一一對應的，將它們作為子項目分別進行教學，這樣"人臉識別系統"項目就能夠貫穿到《數字圖像處理》這門課程中。每個子項目與課程知識點的對應關系如表 1 所示。
從表 1 中可以看出，《數字圖像處理》的教學內容基本上可以通過"人臉識別系統"這一項目組織起來。除此之外，在這門課程的項目化教學中也可以根據教師自己的研究方向和課題結合學生的學習興趣，把"人臉識別系統"替換為"指紋識別系統"、"遙感圖像分類系統"等案例。
學生對于一個項目的完成，一般需要經歷下面四個階段：（1）項目的分析及論證；（2）項目實施步驟的確定；（3）具體的實踐操作；（4）項目結果匯報與總結。學生在每個階段都應該撰寫和提交學習報告，在前兩個階段，學生通過對項目的原理進行分析，確定出項目實施的具體步驟，在這個過程中要對《數字圖像處理》課程的基本理論知識點進行學習和掌握，對于有疑問的地方要及時查閱相關資料和求助老師。在后兩個階段，教師需要根據每個學生的學習報告和分析總結查找存在的問題，然后進行有針對性的指導，幫助學生真正理解和掌握所涉及的知識點。
在項目化教學的實施過程中，對項目的選擇與設計要綜合考慮，克服一些項目無法全部覆蓋教學大綱上知識點的局限，把各個知識點都串聯起來，使學生能夠掌握完整的知識體系，同時進一步提高學生的興趣及動手解決實際問題的能力。
四、課程考核方式的改革
傳統的對該課程的考核是采用筆試加上機測試相結合的方式，通過筆試成績檢驗學生對理論知識的掌握程度，通過上機實驗和撰寫實驗報告考核學生的實踐動手能力。最后教師結合筆試成績和上機成績給予學生一定的分數來對學生完成考核。在協同創新機制下的教學方式改革中，這種考核方式顯然滿足不了對學生綜合素質的全面評價。在這種協同創新、協同教學、協同學習的環境下，需要對學生的學習能力、資料查閱能力、實踐動手能力、互助合作能力、分析總結能力、思維創新能力進行全面的考核，同時要將這種考核貫穿到每個子項目的實施過程中。為此可以設計多個考核指標，每個指標采用百分制進行打分，然后結合學生的實際情況對每個指標賦予一定的權值，最終用所有指標的加權成績之和來衡量一個學生對該門課程的掌握情況。該考核方式可用下面公式來表示：
五、結束語
通過對《數字圖像處理》課程教學手段的豐富、教學內容的改革、評價方式的優化，采用項目化教學方法結合各種教學手段進行協同教學，實現了從傳統教學模式向協同創新教學模式的轉變，實際結果表明，學生的綜合素質得到明顯提高，創新協同能力顯著增強。
參考文獻：
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[3]王海建?；趨f同創新思想的大學生協同創新能力培養[J].中國石油大學學報：社會科學版，2012,28（3）：105-108.
[4]何楚，馮倩，楊芳，等。數字圖像處理課程實驗教學過程設計[J].計算機教育，2011（18）：74-77.
