數(shù)字圖像處理實(shí)驗(yàn)報(bào)告精選(九篇)

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第1篇：數(shù)字圖像處理實(shí)驗(yàn)報(bào)告范文

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)教學(xué)；優(yōu)化實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容；實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2015）14-0260-02

遙感（Remote Sensing）應(yīng)用技術(shù)是在地理學(xué)、生態(tài)學(xué)、環(huán)境科學(xué)、城市科學(xué)以及某些社會(huì)科學(xué)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，在經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)防建設(shè)上發(fā)揮著越來(lái)越大的作用。遙感應(yīng)用技術(shù)是一門(mén)實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，要求學(xué)生在掌握基礎(chǔ)理論的基礎(chǔ)上勤思考、多動(dòng)手。本文利用ENVI軟件為平臺(tái)，對(duì)生態(tài)學(xué)專業(yè)遙感實(shí)驗(yàn)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等進(jìn)行了探討。

一、基于ENVI軟件的遙感軟件教學(xué)

ENVI（The Environment for Visualizing Images）軟件是美國(guó)ITT Visual Information Solutions公司的旗艦產(chǎn)品。ENVI軟件是由遙感領(lǐng)域的科學(xué)家采用IDL開(kāi)發(fā)的一套功能強(qiáng)大的、完整的遙感圖像處理軟件，它是快速、便捷、準(zhǔn)確地從地理空間數(shù)字圖像中提取信息的首屈一指的軟件解決方案，它提供先進(jìn)的、人性化的使用工具來(lái)方便用戶讀取、準(zhǔn)備、探測(cè)、分析和共享數(shù)字圖像中的信息。

本課程主要是使學(xué)生在掌握數(shù)字圖像處理原理的基礎(chǔ)上，學(xué)會(huì)相關(guān)數(shù)字圖像處理軟件的應(yīng)用，從而進(jìn)一步鞏固在理論課學(xué)習(xí)中所掌握的知識(shí)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用數(shù)字圖像進(jìn)行解決實(shí)際問(wèn)題的能力，通過(guò)對(duì)ENVI軟件的操作訓(xùn)練，使學(xué)生更好地理解和把握相關(guān)知識(shí)。本課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分為四個(gè)部分，分別是ENVI軟件介紹、幾何校正、圖像增強(qiáng)、數(shù)字圖像分類等。實(shí)驗(yàn)教學(xué)以教師的演示實(shí)驗(yàn)和介紹為起點(diǎn)，這一步只能使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)方法有所了解，而使學(xué)生要掌握，必須要靠他們自己的實(shí)踐。所以實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，適當(dāng)介紹實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、背景、原理和方法，主要采用1人1組，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，由學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，教師在學(xué)生有疑問(wèn)時(shí)，需要引導(dǎo)學(xué)生分析問(wèn)題來(lái)完成實(shí)驗(yàn)。同時(shí)讓學(xué)生加強(qiáng)熟悉ENVI軟件，可自行閱讀幫助文檔進(jìn)行其他工具的學(xué)習(xí)。實(shí)驗(yàn)課程考核方法避免了傳統(tǒng)期末考試形式古板的弊端，采用上機(jī)操作和編寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，成績(jī)包括平時(shí)上機(jī)考核和實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)，綜合評(píng)定學(xué)生成績(jī)，每項(xiàng)實(shí)驗(yàn)實(shí)際操作占40%，實(shí)驗(yàn)報(bào)告占60%。

二、基于ENVI軟件的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容體系建立

1.教學(xué)內(nèi)容體系建立原則。根據(jù)教學(xué)與發(fā)展的理論提出首先以高難度進(jìn)行教學(xué)原則，結(jié)合當(dāng)前學(xué)生的智力情況，教學(xué)內(nèi)容必須改革更新使學(xué)生在高難度水平上進(jìn)行。本實(shí)驗(yàn)課程以前采用加拿大的圖像處理PCI軟件，主要考慮到2007年開(kāi)始ESRI公司的全面合作，現(xiàn)采用了國(guó)際上流行的ENVI軟件，為遙感和地理信息系統(tǒng)的一體化集成提供了一個(gè)典型的解決方案。遙感是空間數(shù)據(jù)采集和分類的有效工具，地理信息系統(tǒng)是管理和分析空間數(shù)據(jù)的有效工具。兩者是空間信息的主要組成部分，有著天然的聯(lián)系。為了適應(yīng)這種新的用戶需求和未來(lái)的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，更好地為用戶提供服務(wù)，ESRI公司與美國(guó)ITT VIS公司建立了全球戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系，共同開(kāi)發(fā)和建設(shè)遙感與地理信息系統(tǒng)一體化平臺(tái)。其二以高速度進(jìn)行教學(xué)原則，教師不能講得過(guò)多過(guò)細(xì)，認(rèn)為不要過(guò)分強(qiáng)調(diào)“掌握”和技能，有些不需要練得達(dá)到純熟程度，有些也不需要有意識(shí)地記憶，通過(guò)學(xué)生無(wú)意識(shí)記憶，主張以知識(shí)的廣度達(dá)到知識(shí)的深度。特別熟悉遙感軟件，學(xué)生一定閱讀相關(guān)說(shuō)明材料擴(kuò)充學(xué)習(xí)知識(shí)，逐步、日積月累地達(dá)到知識(shí)深度。

2.教學(xué)內(nèi)容體系構(gòu)建。結(jié)合生態(tài)學(xué)專業(yè)的培養(yǎng)模式，許多內(nèi)容如數(shù)據(jù)讀取、數(shù)據(jù)預(yù)處理等須通過(guò)具體應(yīng)用在本學(xué)科相關(guān)一些問(wèn)題，才能夠真正掌握和理解。本實(shí)驗(yàn)課程以呼和浩特為例，設(shè)計(jì)了教學(xué)內(nèi)容體系。具體步驟有：第一，了解ENVI軟件及其軟件體系結(jié)構(gòu)，學(xué)習(xí)ENVI軟件文件系統(tǒng)和數(shù)字圖像的讀入與保存；其二，掌握使用ENVI進(jìn)行幾何校正，首先了解選取控制點(diǎn)的原則，然后進(jìn)行選擇控制點(diǎn)，利用ENVI軟件提供的幾何精校正功能進(jìn)行圖像校正；其三，幾種圖像增強(qiáng)方法，了解ENVI軟件的彩色合成、直方圖增強(qiáng)（反差處理）、空間濾波（平滑、銳化）、波段比值（介紹NDVI的運(yùn)算）、主成分分析（PCA）、K{T變換（穗冒變換）等；最后，進(jìn)行數(shù)字圖像分類，主要學(xué)習(xí)ENVI軟件的非監(jiān)督分類和監(jiān)督分類方法，掌握數(shù)字圖像分類技術(shù)。這樣教學(xué)使學(xué)生理解學(xué)習(xí)過(guò)程，具體說(shuō)讓學(xué)生留心怎樣進(jìn)行學(xué)習(xí)，怎樣按一定的步驟去解決問(wèn)題，使學(xué)生形成適合于自身特點(diǎn)的學(xué)習(xí)方法。

從多年的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)中，總結(jié)出的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容體系設(shè)計(jì)見(jiàn)下表：

三、課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革與探討

1.優(yōu)化遙感實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容是指國(guó)家依據(jù)基礎(chǔ)教育培養(yǎng)目標(biāo)和課程目標(biāo)所規(guī)定的，學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)課程學(xué)習(xí)有關(guān)的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，它體現(xiàn)了學(xué)生實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)發(fā)展的最基本、最重要載體。

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課程存在的問(wèn)題主要有：首先，將培養(yǎng)遙感專門(mén)人才作為課程內(nèi)容選擇依據(jù)，不論實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)上學(xué)術(shù)化傾向都較為明顯，因此不能過(guò)分側(cè)重學(xué)科訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)，而且未必有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)；其次，過(guò)分孤立地強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)操作技能，傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容一般在教學(xué)大綱中，單獨(dú)列出教學(xué)中需要學(xué)生學(xué)習(xí)的遙感軟件實(shí)驗(yàn)基本操作，但重視基本操作并不等于過(guò)分強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)技能的熟練化，進(jìn)行專門(mén)的、刻板的技能訓(xùn)練。這些做法既枯燥，效益又不高，是需要改變的。因此實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容的選擇應(yīng)有利于學(xué)生實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)的全面發(fā)展，也就是加強(qiáng)遙感實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能，同時(shí)提倡將知識(shí)的傳授和技能的訓(xùn)練與具體的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)結(jié)合起來(lái)，盡量貼近生活、貼近社會(huì)。

2.根據(jù)遙感教學(xué)內(nèi)容采用多種實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式進(jìn)行教學(xué)。在課堂改革的實(shí)踐中我們將“遙感實(shí)驗(yàn)演示啟發(fā)引導(dǎo)形式”、“學(xué)生上機(jī)為主，演示為輔，師生結(jié)合形式”、“實(shí)驗(yàn)操作解答問(wèn)題形式”等有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，使實(shí)驗(yàn)成為課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)的主干，保證教學(xué)活動(dòng)中的學(xué)生主體、教師主導(dǎo)相互作用的充分發(fā)揮。同時(shí)教師要在教學(xué)中給學(xué)生創(chuàng)造發(fā)問(wèn)機(jī)會(huì)，依據(jù)“精講活練”的原則，對(duì)學(xué)生提問(wèn)，要堅(jiān)持有問(wèn)必答，盡可能使答案符合學(xué)生理解的水平。這樣可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，而且可以達(dá)到教與學(xué)在質(zhì)的方面提高。

3.遙感實(shí)驗(yàn)編寫(xiě)單獨(dú)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)非常有必要。實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)內(nèi)容是實(shí)驗(yàn)課程的具體化，是對(duì)實(shí)驗(yàn)課程理念和對(duì)實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容的落實(shí)，伴隨著獨(dú)立形態(tài)的實(shí)驗(yàn)課程的產(chǎn)生，出現(xiàn)相應(yīng)的遙感實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)非常有必要，將實(shí)驗(yàn)單獨(dú)作為一門(mén)實(shí)驗(yàn)課程，編寫(xiě)單獨(dú)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)很重要。對(duì)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)從內(nèi)容結(jié)構(gòu)到呈現(xiàn)方式進(jìn)行分析，以準(zhǔn)確把握“遙感實(shí)驗(yàn)”的學(xué)與教。但當(dāng)前國(guó)內(nèi)還沒(méi)有見(jiàn)到普適性較高的遙感上機(jī)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)，并且各個(gè)高校使用的實(shí)驗(yàn)教材多為自己設(shè)計(jì)、自己編寫(xiě)的。筆者針對(duì)遙感實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容中的問(wèn)題，結(jié)合課程特點(diǎn)自己編寫(xiě)遙感實(shí)驗(yàn)講義及指導(dǎo)書(shū)，設(shè)計(jì)了幾項(xiàng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，以加深學(xué)生對(duì)遙感知識(shí)的理解及應(yīng)用。

四、結(jié)束語(yǔ)

遙感應(yīng)用技術(shù)是現(xiàn)代地理學(xué)的重要研究手段之一。它能迅速有效地提供地表自然過(guò)程和現(xiàn)象的宏觀信息，有助于揭示其動(dòng)態(tài)變化規(guī)律并預(yù)測(cè)其發(fā)展趨勢(shì)。遙感技術(shù)課程是一門(mén)理論性和實(shí)踐性都較強(qiáng)的課程。在學(xué)習(xí)掌握遙感理論知識(shí)的同時(shí)，必須強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)，才能達(dá)到系統(tǒng)理解遙感理論知識(shí)，同時(shí)理解遙感實(shí)驗(yàn)在遙感中的重要性的目的。本課程采用ENVI軟件，其目的是培養(yǎng)學(xué)生較強(qiáng)的動(dòng)手能力，使其掌握不同的專業(yè)圖像處理系統(tǒng)，有助于學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的靈活運(yùn)用，為今后從事相關(guān)工作打下良好的理論與實(shí)踐基礎(chǔ)。同時(shí)積極改革新思想，積極優(yōu)化遙感實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容，根據(jù)遙感教學(xué)內(nèi)容采用多種實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式進(jìn)行教學(xué)，編寫(xiě)單獨(dú)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)等問(wèn)題非常關(guān)鍵。

參考文獻(xiàn)：

[1]梅安新，彭望綠，秦其明，等.遙感導(dǎo)論[M].北京：高等教育出版社，2001.

[2]鄭常龍.化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程與教學(xué)論[M].北京：高等教育出版社，2009.

[3]孔祥生，等.《遙感概論實(shí)驗(yàn)》課程教學(xué)改革與實(shí)踐[J].測(cè)繪科學(xué)，2013，（1）.

[4]鄧?yán)?，?《遙感原理與方法》實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索與思考[J].地理空間信息，2013，（2）.

第2篇：數(shù)字圖像處理實(shí)驗(yàn)報(bào)告范文

關(guān)鍵詞 圖像處理；圖像分析；教學(xué)改革；教學(xué)模式；CDIO

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1671-489X（2013）03-0106-02

Teaching Reform of Medical Images Processing and Analysis//Tang Min

Abstract Medical images processing and analysis is one of the major foundational courses for biomedical engineering. According to the teaching model of CDIO， several teaching reform measures of medical images processing and analysis are carried out， including combining multimedia approach with traditional teaching method； guiding students to understand knowledge points unitarily； prompting students’ enthusiasm； training practical abilities of students； and fostering thinking mode merged with science， engineering and medicine. The author’s rich practical experiences demonstrate that these teaching reform measures can foster the students’ abilities， inspire their interests and therefore improve the teaching effect greatly.

Key words image processing； image analysis； teaching reform； teaching model； CDIO

醫(yī)學(xué)圖像處理與分析是研究圖像處理的基本理論及其在生物醫(yī)學(xué)工程中的應(yīng)用的一門(mén)學(xué)科，是生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的專業(yè)必修課。該課程的任務(wù)是：系統(tǒng)介紹圖像處理與分析的基本理論和基本方法，側(cè)重使學(xué)生掌握其在生物科學(xué)領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用，目的是使學(xué)生系統(tǒng)掌握數(shù)字圖像處理的基礎(chǔ)概念、基本原理和實(shí)現(xiàn)方法，學(xué)習(xí)圖像分析的基本理論、典型方法和實(shí)用技術(shù)，為在生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域從事研究與開(kāi)發(fā)打下扎實(shí)基礎(chǔ)。

醫(yī)學(xué)圖像處理與分析課程理論抽象，涉及醫(yī)學(xué)、計(jì)算機(jī)、數(shù)學(xué)、物理、信號(hào)處理等多個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)，學(xué)科之間高度交叉、滲透，學(xué)生很難理解其中的相關(guān)知識(shí)和技術(shù)，因此課程起點(diǎn)高，教學(xué)難度大[1-2]。筆者在教學(xué)方法上也與時(shí)俱進(jìn)，摒棄傳統(tǒng)教學(xué)方法的弊端，引入新的教學(xué)模式和教學(xué)方法，實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)高質(zhì)量人才的目標(biāo)。

本文提出筆者基于CDIO教學(xué)模式的醫(yī)學(xué)圖像處理與分析課程教學(xué)改革方面的一些經(jīng)驗(yàn)?？傮w說(shuō)來(lái)，該課程教學(xué)改革的主要思路是：以全新的教學(xué)理念為指導(dǎo)，以先進(jìn)的教學(xué)手段和方法為橋梁，以學(xué)科交叉的眼光有機(jī)結(jié)合課程教學(xué)與課外教學(xué)、理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)、系統(tǒng)講授與學(xué)生自學(xué)等多種方式，實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的完整性、前沿性、理論性與實(shí)踐性，使學(xué)生掌握本門(mén)課程的理論框架與思維方法，掌握生物圖像處理與分析的相關(guān)技能，能夠采取合適的處理方法實(shí)現(xiàn)特定的醫(yī)學(xué)圖像處理目的。

1 CDIO教學(xué)模式

CDIO教學(xué)模式是近年來(lái)國(guó)外工程教育改革的最新成果，其中C代表構(gòu)思（Conceive），D代表設(shè)計(jì)（Design），I代表實(shí)現(xiàn)（Implement），O代表運(yùn)作（Operate）。CDIO模式是以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運(yùn)行的生命周期為載體，強(qiáng)調(diào)讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式來(lái)學(xué)習(xí)工程，并以綜合培養(yǎng)的方式使學(xué)生在多方面達(dá)到工程師的預(yù)定目標(biāo)。實(shí)踐證明，CDIO教學(xué)模式比傳統(tǒng)教學(xué)模式適應(yīng)面更寬，更有助于提高教學(xué)質(zhì)量，尤為重要的是CDIO模式中的新評(píng)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，為工程教育的系統(tǒng)化發(fā)展奠定了基礎(chǔ)[3]。

2 醫(yī)學(xué)圖像處理與分析教改措施

2.1 融合多媒體教學(xué)和傳統(tǒng)教學(xué)手段

目前高校授課中普遍存在兩種極端：

一種是只板書(shū)授課，形式單調(diào)，內(nèi)容枯燥，課堂時(shí)間無(wú)法有效利用，知識(shí)容量小；

另一種則完全采用多媒體授課，課堂教學(xué)變成單純地播放幻燈片，缺乏學(xué)生參與互動(dòng)的空間和可能。

筆者強(qiáng)調(diào)打造“多媒體+板書(shū)”的高質(zhì)量精品課堂：

一方面，優(yōu)秀的教學(xué)課件能提升和精煉教材內(nèi)容，通過(guò)利用圖像、聲音和動(dòng)畫(huà)等多媒體技術(shù)將教材中相關(guān)概念、算法、原理及應(yīng)用轉(zhuǎn)化成形象逼真的影像展示給學(xué)生，介紹和比較不同的圖像處理方法應(yīng)用于醫(yī)學(xué)圖像的不同效果，為學(xué)生提供生動(dòng)的感性認(rèn)識(shí)；

另一方面，將板書(shū)穿插于多媒體教學(xué)中，對(duì)圖像處理算法的關(guān)鍵步驟進(jìn)行推導(dǎo)和演算，同時(shí)展示教學(xué)進(jìn)度、層次和重點(diǎn)，有利于學(xué)生對(duì)重要知識(shí)點(diǎn)的系統(tǒng)把握，有效避免知識(shí)講授過(guò)程中的“碎片化”現(xiàn)象。

2.2 引導(dǎo)學(xué)生整體把握知識(shí)點(diǎn)

在教學(xué)過(guò)程中，引導(dǎo)學(xué)生從整體上把握學(xué)習(xí)的總體要求，理清教學(xué)知識(shí)點(diǎn)、學(xué)習(xí)難點(diǎn)以及學(xué)習(xí)技巧，對(duì)于落實(shí)課程的知識(shí)點(diǎn)非常關(guān)鍵。每一章教學(xué)伊始，首先提出本章主線，即要解決什么問(wèn)題，以什么樣的方法和步驟來(lái)解決問(wèn)題，所介紹方法對(duì)于解決問(wèn)題的優(yōu)點(diǎn)何在。當(dāng)教學(xué)內(nèi)容章節(jié)較多，分成多次講授時(shí)，這個(gè)主線將會(huì)反復(fù)強(qiáng)調(diào)，從而不斷加強(qiáng)學(xué)生對(duì)有關(guān)內(nèi)容學(xué)習(xí)目的性的認(rèn)識(shí)，開(kāi)展針對(duì)性的學(xué)習(xí)。

2.3 調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性

德國(guó)教育學(xué)家第斯多惠認(rèn)為：“教育的藝術(shù)不在于教授的本領(lǐng)，而在于激勵(lì)、喚醒和鼓舞?！盵4]心理學(xué)研究也表明，學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)與學(xué)習(xí)效果之間的關(guān)系十分密切，不同性質(zhì)的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)對(duì)于學(xué)習(xí)效果有不同的影響。學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)直接制約他們的學(xué)習(xí)積極性，影響學(xué)習(xí)效果。筆者在課堂教學(xué)中經(jīng)常采用問(wèn)題學(xué)習(xí)法（problem based learning，PBL），以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，促進(jìn)學(xué)生參與教學(xué)。學(xué)生通過(guò)圖書(shū)館以及網(wǎng)絡(luò)等資源，查閱資料，系統(tǒng)分析，形成讀書(shū)報(bào)告，再到課堂上討論和交流，教師則主要起到布置任務(wù)和經(jīng)典總結(jié)的作用[2，5]。這種啟發(fā)式、互動(dòng)式、討論式、研究性等教學(xué)方法，能夠充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和研究能力。另外，還可以通過(guò)課程網(wǎng)站、在線聊天等現(xiàn)代交流手段，將課堂教學(xué)和課后輔導(dǎo)有機(jī)結(jié)合，建立多渠道的教學(xué)互動(dòng)模式，使學(xué)生得到及時(shí)的指導(dǎo)，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

2.4 培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力

本課程是一門(mén)以實(shí)踐為基礎(chǔ)的課程，必須十分注重學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)和開(kāi)發(fā)，使學(xué)生熟悉醫(yī)學(xué)圖像處理課程基本理論的同時(shí)，掌握如何通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)這些算法，能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識(shí)和設(shè)計(jì)的算法應(yīng)用于醫(yī)學(xué)圖像處理和分析，能夠根據(jù)具體臨床需要對(duì)算法進(jìn)行設(shè)計(jì)、改進(jìn)和優(yōu)化，使處理后的圖像符合臨床要求。為此，本課程設(shè)置了相關(guān)的課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，兩周時(shí)間內(nèi)要求學(xué)生完成5～6個(gè)實(shí)驗(yàn)，檢驗(yàn)算法效果，最終形成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

2.5 形成理工醫(yī)結(jié)合的思維方式

現(xiàn)代生物科學(xué)已經(jīng)呈現(xiàn)高度綜合和高度分化的發(fā)展趨勢(shì)，作為生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域的本科生，需要具備豐富扎實(shí)的理工科知識(shí)和一定基礎(chǔ)的醫(yī)學(xué)專業(yè)知識(shí)，才能在今后的工作中有所發(fā)展和創(chuàng)新。南通大學(xué)的生物醫(yī)學(xué)工程本科專業(yè)設(shè)置于電子信息學(xué)院，隸屬工科范疇，而學(xué)生的醫(yī)學(xué)知識(shí)背景相對(duì)較弱。因此，本課程講授時(shí)要注重與醫(yī)學(xué)成像技術(shù)、醫(yī)學(xué)電子學(xué)等課程的銜接和交叉，不僅在講授某一種圖像處理方法時(shí)突出重點(diǎn)、分化難點(diǎn)，更要將醫(yī)學(xué)實(shí)例的處理融合于各章節(jié)，體現(xiàn)出理、工、醫(yī)三者結(jié)合，對(duì)從方法論和認(rèn)識(shí)論的較高層次上形成新的研究思維起到指導(dǎo)作用[2]。

3 結(jié)論

本文結(jié)合筆者多年來(lái)的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，在簡(jiǎn)要介紹CDIO教學(xué)模式的基礎(chǔ)上，針對(duì)醫(yī)學(xué)圖像處理與分析理論教學(xué)方面提出一些改革措施。實(shí)踐表明，醫(yī)學(xué)圖像處理與分析課程教學(xué)應(yīng)緊密結(jié)合醫(yī)學(xué)實(shí)踐，注重圖像處理方法與具體醫(yī)學(xué)應(yīng)用的有機(jī)結(jié)合和交叉，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和創(chuàng)新思維能力。筆者今后還將圍繞實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的改革開(kāi)展一些有益的探索。

參考文獻(xiàn)

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79-81.

[3]中國(guó)CDIO網(wǎng)站[EB/OL].http：//.

第3篇：數(shù)字圖像處理實(shí)驗(yàn)報(bào)告范文

關(guān)鍵詞:大類招生;計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè);改革與研究

1我校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的歷史沿革

我國(guó)的計(jì)算機(jī)本科專業(yè)從1956年開(kāi)始開(kāi)辦,目前已經(jīng)從1956年的2所高校、2個(gè)專業(yè)點(diǎn)發(fā)展到現(xiàn)在的598所高校、847個(gè)專業(yè)點(diǎn),在校本科生人數(shù)大約增長(zhǎng)了一萬(wàn)倍[1]。我校于1981年開(kāi)始招收計(jì)算機(jī)應(yīng)用專業(yè)本科生。1988年成立計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系,并由原來(lái)的一個(gè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用專業(yè)發(fā)展為計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)和計(jì)算機(jī)軟件兩個(gè)專業(yè),招生規(guī)模逐年擴(kuò)大。1998年根據(jù)國(guó)家教育部對(duì)專業(yè)調(diào)整的要求,調(diào)整為寬口徑專業(yè)――計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè),涵蓋計(jì)算機(jī)硬件、計(jì)算機(jī)軟件和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)三個(gè)專業(yè)方向。2005年12月,隨著我校院系調(diào)整,成立電子與計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)學(xué)院,下設(shè)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系,計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)。經(jīng)過(guò)二十余年來(lái)的不斷建設(shè),我系于2006年獲得了“計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)”一級(jí)學(xué)科碩士學(xué)位授予權(quán)。

隨著計(jì)算機(jī)學(xué)科的發(fā)展,招生規(guī)模也在逐年增長(zhǎng),帶來(lái)的就業(yè)壓力于日劇增,對(duì)學(xué)生的培養(yǎng)要求也提高到一個(gè)新的層面上,為了提高就業(yè)率,更好地適應(yīng)社會(huì)需求,計(jì)算機(jī)專業(yè)課程體系也要不斷地更新,課程體系改革成為熱點(diǎn),這個(gè)問(wèn)題不僅在我校存在的問(wèn)題,其他高校也有這樣一個(gè)難點(diǎn),需要攻破。

2在大類招生下尋求突破點(diǎn)

全國(guó)很多重點(diǎn)大學(xué)已經(jīng)開(kāi)始實(shí)行大類招生,成為

今年高考招生的一個(gè)新趨勢(shì)。大類招生指的是同一類的幾個(gè)專業(yè)都濃縮到一個(gè)大的學(xué)科大類里,比如:電類、機(jī)械類、化學(xué)類、經(jīng)濟(jì)類、數(shù)學(xué)類等,招收的學(xué)生先不細(xì)分專業(yè),先選擇一個(gè)大類,其實(shí)就相當(dāng)于選擇了幾個(gè)專業(yè),等到學(xué)生上到大學(xué)三年級(jí)的時(shí)候,才根據(jù)學(xué)生的興趣愛(ài)好、學(xué)習(xí)成績(jī)等進(jìn)行分專業(yè),這樣學(xué)生自我選擇專業(yè)的機(jī)會(huì)就比較大,尤其是經(jīng)過(guò)兩年的學(xué)習(xí),對(duì)所要學(xué)習(xí)的專業(yè)有了一定的認(rèn)識(shí),并且有了一定的專業(yè)取向,這樣再分專業(yè),對(duì)學(xué)生的專業(yè)課學(xué)習(xí)、以后的就業(yè)都是非常好的選擇[2-3]。

在這種大的環(huán)境下,怎樣修改培養(yǎng)方案,尋找突破點(diǎn)是我們一直在做得工作。首先,我們對(duì)大一到大四的學(xué)生展開(kāi)問(wèn)卷調(diào)查和座談,了解學(xué)生對(duì)培養(yǎng)計(jì)劃的意見(jiàn)和建議,并對(duì)其進(jìn)行匯總。其次,專業(yè)老師出去調(diào)研,到同類學(xué)校進(jìn)行座談,學(xué)習(xí)別人的長(zhǎng)處。最后,對(duì)我專業(yè)的畢業(yè)生進(jìn)行就業(yè)調(diào)研,詢問(wèn)一些培養(yǎng)方案中他們認(rèn)為存在的弊端,不科學(xué)的地方,并利用他們的工作經(jīng)驗(yàn),對(duì)本專業(yè)在第四學(xué)年應(yīng)開(kāi)設(shè)怎樣的選修課程提出一些建設(shè)性的意見(jiàn)?？偨Y(jié)上面的意見(jiàn)和建議,我們認(rèn)為在大類招生下,怎樣能夠保證本專業(yè)招收的學(xué)生數(shù)量與質(zhì)量,怎樣才能使學(xué)生畢業(yè)后立于不敗之地,成為我們修訂培養(yǎng)方案的重心所在,也是我們需要突破舊的教學(xué)觀念,創(chuàng)造新的課程體系的依據(jù),本著這樣一個(gè)目的,我們對(duì)本專業(yè)的課程體系進(jìn)行了改革。

基金項(xiàng)目:中北大學(xué)校級(jí)基金項(xiàng)目(2008-10-12)。

作者簡(jiǎn)介:靳雁霞(1973-),女,副教授,碩士,研究方向?yàn)樘摂M現(xiàn)實(shí)、優(yōu)化理論;藺淑珍(1964-),女,副教授,碩士,研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)。

3改革的過(guò)程與研究

專業(yè)的培養(yǎng)方案應(yīng)隨著大環(huán)境的變化而進(jìn)行調(diào)整,為了實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)類的大類招生計(jì)劃,本專業(yè)的培養(yǎng)方案作了如下改進(jìn)與調(diào)整。

3.13+1的教學(xué)模式的調(diào)整

經(jīng)過(guò)多年的教學(xué),筆者感覺(jué)到學(xué)生到了大四以后,就沒(méi)有更多的精力來(lái)學(xué)習(xí),主要原因是忙于就業(yè)或考研,所排的專業(yè)課幾乎沒(méi)有學(xué)生聽(tīng),使得講課的老師很郁悶,在大四開(kāi)設(shè)的專業(yè)課程就形同虛設(shè),沒(méi)有任何意義。要徹底改變這種局面,就需把所有必修專業(yè)課程、專業(yè)基礎(chǔ)課程全部壓縮到前三年上完,到第四學(xué)年時(shí),開(kāi)設(shè)一些短學(xué)時(shí)的選修課程,既可以增加學(xué)生的知識(shí)面,有利于學(xué)生就業(yè),又可以使學(xué)生在沒(méi)有壓力的情況下學(xué)習(xí),同時(shí),對(duì)于考研的同學(xué)也不影響。這種教學(xué)模式的改變,受到學(xué)生的一致好評(píng)。

3.2課程體系的調(diào)整

由于計(jì)算機(jī)類相關(guān)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程不是很一致,為了配合大類招生計(jì)劃,要求專業(yè)基礎(chǔ)課程必

須一樣,在這種前提下,對(duì)我專業(yè)的課程體系做了一些改進(jìn)和變化,來(lái)更好地實(shí)現(xiàn)專業(yè)改革。

首先,明確培養(yǎng)目標(biāo)――培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算機(jī)軟件、硬件的程序設(shè)計(jì)能力,同時(shí)給學(xué)生打下堅(jiān)實(shí)的計(jì)算機(jī)理論基礎(chǔ)。其次,加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié),保證每學(xué)期學(xué)習(xí)思路不斷線。要培養(yǎng)學(xué)生的程序設(shè)計(jì)能力,就要保證學(xué)生在每學(xué)期都要有相應(yīng)的實(shí)踐環(huán)節(jié)作為訓(xùn)練,讓學(xué)生的編程思想在每學(xué)期都能得到鞏固和加深,從大一第二學(xué)期的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)到大二的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)、算法程序設(shè)計(jì)與分析、匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)驗(yàn)周,再到大三的軟、硬大型實(shí)驗(yàn)周、微機(jī)原理實(shí)驗(yàn)周,在每次的實(shí)踐環(huán)節(jié)中要求需求分析,實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求完全按照軟件工程的思想來(lái)書(shū)寫(xiě),這樣對(duì)學(xué)生是一個(gè)很好的實(shí)踐過(guò)程。最后,為了配合其他專業(yè),我專業(yè)對(duì)前兩年的課程體系做了調(diào)整,如表1所示。

專業(yè)課程全部安排在大三修完,開(kāi)設(shè)的課程有微機(jī)原理、匯編語(yǔ)言、算法分析與設(shè)計(jì)、單片機(jī)原理及應(yīng)用、Java高級(jí)程序設(shè)計(jì),更好地鍛煉學(xué)生軟硬件編程能力。同時(shí)還開(kāi)有計(jì)算機(jī)專業(yè)必修的一些專業(yè)基礎(chǔ)課程,如:操作系統(tǒng)、編譯原理、計(jì)算機(jī)組成與體系結(jié)構(gòu)等。

表1對(duì)前兩年專業(yè)基礎(chǔ)課課程體系的調(diào)整

課程名學(xué)期學(xué)時(shí)理論學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)

計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論第一學(xué)期16學(xué)時(shí)8學(xué)時(shí)講座8學(xué)時(shí)授課

C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)第一學(xué)期80學(xué)時(shí)52學(xué)時(shí)授課28學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)

離散數(shù)學(xué)第一學(xué)期40學(xué)時(shí)分為兩學(xué)期上課,緩解學(xué)生對(duì)專業(yè)的學(xué)習(xí)壓力

離散數(shù)學(xué)第二學(xué)期40學(xué)時(shí)

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)第二學(xué)期64學(xué)時(shí)56學(xué)時(shí)授課8學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)

軟件工程第三學(xué)期48學(xué)時(shí)48學(xué)時(shí)授課

面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)(C++)第三學(xué)期56學(xué)時(shí)40學(xué)時(shí)授課16學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第四學(xué)期72學(xué)時(shí)56學(xué)時(shí)授課16學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)

數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用第四學(xué)期64學(xué)時(shí)44學(xué)時(shí)授課20學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)

Java程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第四學(xué)期48學(xué)時(shí)40學(xué)時(shí)授課8學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)

課程體系的調(diào)整,更好地突出了在學(xué)校大類招生下我專業(yè)應(yīng)有的特色,同時(shí)也使得我專業(yè)的學(xué)生在前三年時(shí)間能夠充分學(xué)習(xí)專業(yè)基礎(chǔ)課程、專業(yè)課程,留出大四時(shí)間可以拓展自己的知識(shí)領(lǐng)域,為就業(yè)打基礎(chǔ),或者更好地備戰(zhàn)考研。

3.3專業(yè)選修課程的制定

在專業(yè)培養(yǎng)方案中,專業(yè)選修課占8個(gè)學(xué)分,128學(xué)時(shí),調(diào)整后的培養(yǎng)計(jì)劃把這部分內(nèi)容放在大四第一學(xué)期中,希望學(xué)生能夠拓展視野,增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣,認(rèn)清當(dāng)前的就業(yè)取向,選擇哪些課程才更具有意義,是我們制定課程體系的依據(jù)。課程納入當(dāng)前最新的計(jì)算機(jī)技術(shù),把所有的課程按方向分成幾部分,第一部分:計(jì)算機(jī)理論。所開(kāi)設(shè)的課程有:并行算法導(dǎo)論、形式語(yǔ)言與自動(dòng)機(jī)、復(fù)變函數(shù)與積分變換、運(yùn)籌學(xué)基礎(chǔ)。第二部分:嵌入式系統(tǒng)。所開(kāi)課程:計(jì)算機(jī)控制、嵌入式體系結(jié)構(gòu)、嵌入式應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)。第三部分:圖像處理。所開(kāi)課程有:數(shù)字圖像處理、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、數(shù)字信號(hào)處理、虛擬現(xiàn)實(shí)及應(yīng)用。第四部分:計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)。所開(kāi)課程有:人工智能,多媒體技術(shù)、電子商務(wù)、數(shù)據(jù)挖掘等。這樣,學(xué)生可以根據(jù)興趣愛(ài)好或就業(yè)趨勢(shì)選擇任意一個(gè)方向進(jìn)行選修。讓學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí),這是我們教學(xué)的根本。

3.4畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)行2+1模式

為了使學(xué)生能夠更好地學(xué)習(xí)本專業(yè)知識(shí),為了更好地保證大類招生下我專業(yè)學(xué)生的質(zhì)量與素質(zhì),我專業(yè)從大三一開(kāi)學(xué),就先讓學(xué)生進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)題目的選題,學(xué)生在大三所作的課程設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)都是圍繞這個(gè)內(nèi)容,這樣學(xué)生到大四畢業(yè)時(shí),就能完成畢業(yè)設(shè)計(jì),當(dāng)學(xué)生回首兩年時(shí)間,會(huì)看到這個(gè)課題在他學(xué)專業(yè)課的過(guò)程中,內(nèi)容不斷更新,功能不斷完善,最終實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整、完善地畢業(yè)設(shè)計(jì),學(xué)生從中受益匪淺,由淺入深地對(duì)專業(yè)知識(shí)有了一個(gè)翔實(shí)的了解。

4結(jié)語(yǔ)

我專業(yè)老式的培養(yǎng)方案確實(shí)存在很多不足,專業(yè)

特色不明顯,課程體系的構(gòu)建不能很好地結(jié)合學(xué)生的實(shí)際需求,上課時(shí)間過(guò)長(zhǎng),導(dǎo)致學(xué)生沒(méi)有充足的時(shí)間為自己的就業(yè)、考研做準(zhǔn)備;畢業(yè)設(shè)計(jì)在第七學(xué)期才開(kāi)始,不能很好地貫穿整個(gè)大學(xué)四年的各個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié),導(dǎo)致學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)理解不深;專業(yè)選修課程定位不準(zhǔn),不能很好地引導(dǎo)學(xué)生向?qū)I(yè)方向發(fā)展。為了更好地適應(yīng)全國(guó)大類招生的形式,培養(yǎng)學(xué)生的整體素質(zhì),以便適應(yīng)社會(huì)的需求,我專業(yè)對(duì)本科培養(yǎng)方案進(jìn)行了徹底地改革,經(jīng)過(guò)一段時(shí)期的試行,學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)有了明顯地提高,學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)課程的積極性明顯增強(qiáng),畢業(yè)設(shè)計(jì)的效果明顯改善,學(xué)生對(duì)專業(yè)發(fā)展的定位、目標(biāo)明確,從而促使學(xué)生自己在大學(xué)四年里能夠更好地發(fā)展自我,樹(shù)立正確地人生觀、價(jià)值觀,把自己塑造成對(duì)社會(huì)、國(guó)家有用的人。

參考文獻(xiàn):

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Research on Course System Reform of Computer Science and Technology

Speciality in Large Class Enrollment

JIN Yan-xia, LIN Shu-zhen

(Dept. of Computer Science and Technology, North University of China, Taiyuan 030051, China)

第4篇：數(shù)字圖像處理實(shí)驗(yàn)報(bào)告范文

關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng)；軟件設(shè)計(jì)；教學(xué)；資源與環(huán)境

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2013）36-0192-03

教育部于1998年頒布的《普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄和專業(yè)介紹》，將原土壤與農(nóng)業(yè)化學(xué)、農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)、漁業(yè)資源與漁政管理以及農(nóng)業(yè)氣象合并為農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境，屬于環(huán)境生態(tài)類[1，2]。按照專業(yè)規(guī)范的要求，農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境專業(yè)的業(yè)務(wù)培養(yǎng)目標(biāo)是：培養(yǎng)具備農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境方面的基本理論、基本知識(shí)和基本技能，能在農(nóng)業(yè)、土地、環(huán)保、農(nóng)資等部門(mén)或單位從事農(nóng)業(yè)資源管理及利用、農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)、生態(tài)農(nóng)業(yè)、資源遙感與信息技術(shù)的教學(xué)、科研、管理等工作的高級(jí)科學(xué)技術(shù)人才[3]。隨著本科專業(yè)目錄的調(diào)整，農(nóng)業(yè)院校的土壤與農(nóng)業(yè)化學(xué)專業(yè)更名為農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境專業(yè)，其課程設(shè)置和教學(xué)計(jì)劃也有較大的變化。各學(xué)校根據(jù)自身的實(shí)際情況，對(duì)有關(guān)課程設(shè)置的調(diào)整變化很大[4]。人類80%的信息都和空間位置有關(guān)，因此地理信息系統(tǒng)作為資源調(diào)查和評(píng)價(jià)過(guò)程中的重要工具，在資源環(huán)境專業(yè)中得到了充分的重視，因此越來(lái)越多的資源環(huán)境專業(yè)開(kāi)設(shè)了地理信息系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)相關(guān)課程。

從20世紀(jì)90年代開(kāi)始，地理信息系統(tǒng)貫穿在數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、處理、管理、分析及決策中，為越來(lái)越多的領(lǐng)域提供動(dòng)態(tài)模擬、統(tǒng)計(jì)分析、預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、決策支持等服務(wù)[5]。在資源與環(huán)境專業(yè)的教學(xué)過(guò)程中以培養(yǎng)學(xué)生的GIS軟件的應(yīng)用能力為基礎(chǔ)上，更加側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生的GIS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用開(kāi)發(fā)能力，以提高學(xué)生解決不同實(shí)際問(wèn)題的能力[6]。基于此，在本科教學(xué)方案中增設(shè)“GIS設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)”這門(mén)課程。目前“GIS設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)”作為資源與環(huán)境專業(yè)一門(mén)專業(yè)基礎(chǔ)課，具有較強(qiáng)實(shí)踐性、跨學(xué)科和領(lǐng)域等特點(diǎn)。針對(duì)資源與環(huán)境專業(yè)發(fā)展特點(diǎn)，本文討論了“GIS設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)”課程設(shè)置目標(biāo)的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式和考核形式及其特殊性，先修課程調(diào)整、綜合實(shí)習(xí)內(nèi)容以及學(xué)生綜合能力培養(yǎng)上給出教學(xué)意見(jiàn)，提高教學(xué)質(zhì)量。

一、教學(xué)目標(biāo)

如何實(shí)現(xiàn)專題GIS應(yīng)用系統(tǒng)，提高GIS應(yīng)用水平和效益，本課程就是在這樣一個(gè)環(huán)境背景下產(chǎn)生的?！癎IS設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)”是資源與環(huán)境專業(yè)學(xué)生的一門(mén)應(yīng)用性很強(qiáng)的課程。該課程是在完成地理信息系統(tǒng)原理、遙感導(dǎo)論、數(shù)字圖像處理、GPS原理、地圖學(xué)、C語(yǔ)言、Windows程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)原理等基礎(chǔ)課程之后，綜合GIS、RS和GPS理論與計(jì)算機(jī)科學(xué)理論，以滿足特定的應(yīng)用要求。遵循地理信息標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)用軟件工程思想和方法，結(jié)合地理信息自身和相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)具有明確目標(biāo)的信息系統(tǒng)。學(xué)生通過(guò)這門(mén)課的學(xué)習(xí)，掌握GIS設(shè)計(jì)與二次開(kāi)發(fā)的基本原理、方法和工具，使學(xué)生具備地理信息系統(tǒng)二次開(kāi)發(fā)的能力，熟悉空間數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的基本原理和方法，了解應(yīng)用項(xiàng)目開(kāi)發(fā)中組織和管理涉及到的基本概念和策略，提高運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決資源與環(huán)境專業(yè)方面實(shí)際問(wèn)題的水平，為畢業(yè)設(shè)計(jì)和后續(xù)其它課程的學(xué)習(xí)夯實(shí)基礎(chǔ)。

二、課程特點(diǎn)與基本要求

1.課程特點(diǎn)。（1）“GIS設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)”是一門(mén)具有學(xué)科交叉性特征的課程。該課程本身涉及到地理信息系統(tǒng)原理、地圖學(xué)、遙感原理、軟件工程、數(shù)據(jù)庫(kù)原理、Windows程序設(shè)計(jì)、數(shù)學(xué)建模等多個(gè)學(xué)科的內(nèi)容，具有較為明顯的學(xué)科交叉性。就資源與環(huán)境專業(yè)而言，設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)更加側(cè)重?cái)?shù)據(jù)的分析、處理和表達(dá)，因此在課程中更加側(cè)重?cái)?shù)據(jù)的分析和制圖表達(dá)上，但是對(duì)一些基本的功能的要求也必不可少。故此，資源與環(huán)境專業(yè)在“地理信息軟件設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)”上應(yīng)該兼顧所有的基礎(chǔ)學(xué)科，同時(shí)對(duì)數(shù)學(xué)建模相關(guān)課程有深入了解。（2）“GIS設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)”是一門(mén)不斷發(fā)展的課程。GIS基礎(chǔ)軟件與應(yīng)用軟件受到計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的更新而不斷發(fā)展的，這也對(duì)GIS軟件設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)也提出了更高的要求。在教學(xué)中要不斷吸收新興技術(shù)，在教學(xué)過(guò)程中指導(dǎo)學(xué)生查閱與GIS軟件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)有關(guān)的新興資料，把握GIS的前沿動(dòng)態(tài)。在教學(xué)過(guò)程中，適當(dāng)?shù)奶岢鰡?wèn)題，調(diào)動(dòng)學(xué)生積極查閱圖書(shū)文獻(xiàn)資料，培養(yǎng)學(xué)生積極學(xué)習(xí)態(tài)度和自學(xué)能力。（3）“GIS設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)”是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的課程。要進(jìn)行GIS軟件設(shè)計(jì)必須在軟件設(shè)計(jì)模式、集成開(kāi)發(fā)環(huán)境的運(yùn)用、軟件編碼等方面都較好的基礎(chǔ)，強(qiáng)調(diào)理論和實(shí)際應(yīng)用的結(jié)合，根據(jù)具體情況解決具體問(wèn)題。要求將設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)的理論與方式用于具體實(shí)踐工作中。在教學(xué)過(guò)程中設(shè)計(jì)了單獨(dú)的“地理信息軟件設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)”的實(shí)驗(yàn)課程。實(shí)驗(yàn)課程采用分解知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行訓(xùn)練和綜合訓(xùn)練解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

2.基本要求。學(xué)生較好地掌握地理信息系統(tǒng)項(xiàng)目組織和管理的特殊性和相關(guān)理論，學(xué)習(xí)GIS軟件設(shè)計(jì)的方法，理解其特殊性，為地理信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)奠定基礎(chǔ)。能熟練運(yùn)用一種程序語(yǔ)言和地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)平臺(tái)進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。掌握GIS軟件的二次開(kāi)發(fā)的基本原理，熟悉組件式GIS軟件開(kāi)發(fā)的基本架構(gòu)，了解目前主流組件庫(kù)的基本特征，具備開(kāi)發(fā)GIS基本功能的能力。能使用C#和ArcEngine進(jìn)行GIS組件式二次開(kāi)發(fā)。掌握如何將地理信息系統(tǒng)與應(yīng)用模型及其他系統(tǒng)集成綜合解決和處理問(wèn)題的基本方法，達(dá)到會(huì)設(shè)計(jì)與應(yīng)用的目的。

三、教學(xué)設(shè)計(jì)

1.參考書(shū)選擇。由于“地理信息軟件設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)”這方面的教材比較少。教學(xué)過(guò)程中涉及到軟件設(shè)計(jì)的基本原理與方法，在教學(xué)過(guò)程中選擇Ian Sommerville編寫(xiě)的《軟件工程》部分內(nèi)容為指定閱讀材料；同時(shí)考慮到GIS軟件設(shè)計(jì)過(guò)程中的共性和特性，理論教學(xué)選擇吳信才等編寫(xiě)的《地理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)（第二版）》為參考書(shū)；課程是實(shí)驗(yàn)采用ArcEngine進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，因此參考相關(guān)的二次開(kāi)發(fā)教材，主要包括ArcEngine開(kāi)發(fā)幫助、類圖等。同時(shí)給出部分圖書(shū)清單，要求學(xué)生自學(xué)完成C#程序設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)模式等相關(guān)知識(shí)。

2.開(kāi)發(fā)環(huán)境。學(xué)生的先修課程包含C語(yǔ)言、數(shù)學(xué)建模及Matlab等課程。然而除了個(gè)別學(xué)生自學(xué)了VC程序設(shè)計(jì)之外，大部分不具備VC的開(kāi)發(fā)能力。如果為了可視化編程選擇VC，則在有限的課時(shí)內(nèi)，學(xué)生將投入大量精力來(lái)學(xué)習(xí)VC及MFC的基本開(kāi)發(fā)技能。Matlab軟件是國(guó)際公認(rèn)的最優(yōu)秀的科技應(yīng)用軟件。考慮到資源與環(huán)境專業(yè)背景，Matlab能在GIS開(kāi)發(fā)中能夠很好的挖掘和分析資源環(huán)境數(shù)據(jù)。但是考慮到GIS需要管理海量的空間數(shù)據(jù)，然而常見(jiàn)的空間數(shù)據(jù)Matlab不能進(jìn)行直接的支持。因此Matlab不能作為本課程的主要開(kāi)發(fā)環(huán)境。結(jié)合學(xué)生現(xiàn)有的開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)，以及.NET在界面設(shè)計(jì)和面向?qū)ο蟮膬?yōu)勢(shì)，因此本課程選擇C#.NET作為高級(jí)語(yǔ)言開(kāi)發(fā)環(huán)境。Visual Studio作為一個(gè)強(qiáng)大的開(kāi)發(fā)環(huán)境，直接對(duì)C#等.NET原生語(yǔ)言支持。在Visual Studio 2010中對(duì)UML進(jìn)行了支持，能夠創(chuàng)建UML類圖、活動(dòng)圖、序列圖、用例圖和組建圖。利用對(duì)UML的支持，能夠很好的支持在課程中的設(shè)計(jì)和建模。

在二次開(kāi)發(fā)控件主要選擇目前主流的ArcEngine提供的基本控件和類庫(kù)。利用ArcEngine來(lái)開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)GIS相關(guān)功能，而其他關(guān)于資源與環(huán)境的信息挖掘則采用Matlab來(lái)實(shí)現(xiàn)，并通過(guò)Matlab Builder將Matlab代碼成為.NET程序集實(shí)現(xiàn)Matlab和.NET之間的互操作。

3.教學(xué)課程結(jié)構(gòu)?！暗乩硇畔⑾到y(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)”是我校資源與環(huán)境專業(yè)一門(mén)重要專業(yè)基礎(chǔ)課。總學(xué)時(shí)為48，其中理論課程為32學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)課程為16學(xué)時(shí)?？紤]到培養(yǎng)學(xué)生對(duì)GIS的實(shí)踐能力，理論課程和實(shí)驗(yàn)課程比例達(dá)到了2：1，課程的教學(xué)內(nèi)容如下表。

全部課程安排了16課時(shí)的實(shí)驗(yàn)，其中C#開(kāi)發(fā)4個(gè)課時(shí)，基于UML的GIS系統(tǒng)設(shè)計(jì)4個(gè)課時(shí)，最后還有8個(gè)課時(shí)進(jìn)行ArcEngine的二次開(kāi)發(fā)內(nèi)容。每次實(shí)驗(yàn)提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告及相關(guān)的源代碼和對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)文檔，用以檢查教學(xué)效果，及時(shí)調(diào)整教學(xué)方案。

4.教學(xué)方法?！癎IS設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)”教學(xué)主要借助多媒體等現(xiàn)代教學(xué)方法，理論教學(xué)配合對(duì)應(yīng)內(nèi)容演示，融合其它課程內(nèi)容的方式?？梢葬槍?duì)不同的教學(xué)內(nèi)容采用不同的教學(xué)方式。例如，在講解GIS軟件設(shè)計(jì)的相關(guān)理論基礎(chǔ)時(shí)，進(jìn)行啟發(fā)式教學(xué)，鼓勵(lì)學(xué)生提出問(wèn)題，誘導(dǎo)學(xué)生思考并解決問(wèn)題?；?dòng)式教學(xué)是課程講授的一種有效的教學(xué)方法，通過(guò)師生之間對(duì)同一問(wèn)題的分析，促進(jìn)對(duì)理論理解，對(duì)問(wèn)題的分析方法理解，能營(yíng)造良好的課堂氣氛，提高了教學(xué)效果。研究式教學(xué)方法也很重要，采用研究的方式與激勵(lì)學(xué)生查閱資料，了解未來(lái)的發(fā)展方向并闡述觀點(diǎn)。

5.考核形式。為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維、動(dòng)手能力和綜合素質(zhì)，側(cè)重應(yīng)用開(kāi)發(fā)的角度來(lái)對(duì)學(xué)生進(jìn)行綜合考察。本課程主要采用平時(shí)考核、最終試卷考試和實(shí)驗(yàn)考查三方面相結(jié)合的方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核。由于沒(méi)有較完整的教材，教學(xué)過(guò)程中也采用了較多的新興資料，因此在課程學(xué)習(xí)過(guò)程中要求學(xué)生查閱指定內(nèi)容的文獻(xiàn)資料，學(xué)生提交相關(guān)的讀書(shū)報(bào)告，以此作為平時(shí)成績(jī)考核標(biāo)準(zhǔn)之一；平時(shí)的出勤率和隨堂提問(wèn)也作為平時(shí)成績(jī)一部分。實(shí)驗(yàn)課程考核包含實(shí)驗(yàn)完成代碼、設(shè)計(jì)文檔和實(shí)驗(yàn)報(bào)告三個(gè)部分，能較好提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力。考試內(nèi)容包含了對(duì)學(xué)生對(duì)基本知識(shí)掌握程度的考察，還增加系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)討論題。該類題目有較大的靈活性，能夠考察學(xué)生綜合素質(zhì)，同時(shí)能體現(xiàn)教學(xué)效果。學(xué)生最終的成績(jī)由3個(gè)部分組成：平時(shí)作業(yè)和出勤率占30%，實(shí)驗(yàn)占30%，期末考試占40%。

四、教學(xué)建議

1.調(diào)整先修課程。任何一門(mén)專業(yè)課的開(kāi)設(shè)都建立在先修課程基礎(chǔ)之上的。資源與環(huán)境專業(yè)在先修課程中雖然學(xué)習(xí)了“地理信息系統(tǒng)”、“遙感導(dǎo)論”、“數(shù)學(xué)建?！钡日n程。然而在理論教學(xué)課程中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對(duì)GIS的基礎(chǔ)知識(shí)理解不夠深入。如在簡(jiǎn)介空間查詢時(shí)，需要先講解空間拓?fù)涞南嚓P(guān)知識(shí)，才能進(jìn)一步簡(jiǎn)介基于空間的查詢方式。其次，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課程中動(dòng)手能力表明，通識(shí)教育的高級(jí)程序語(yǔ)言現(xiàn)在還是側(cè)重基本語(yǔ)法，導(dǎo)致學(xué)生的應(yīng)用開(kāi)發(fā)能力難以滿足GIS開(kāi)發(fā)的基本要求。因此，在通識(shí)教育過(guò)程中改變課程教學(xué)側(cè)重點(diǎn)，使之更加符合資源與環(huán)境專業(yè)的學(xué)習(xí)，便于后續(xù)課程的開(kāi)展。

2.增加綜合實(shí)習(xí)?！暗乩硇畔⑾到y(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)”是一門(mén)應(yīng)用和實(shí)踐較強(qiáng)的課程，同時(shí)其中的軟件過(guò)程管理的內(nèi)容又過(guò)于抽象，學(xué)生很難同時(shí)掌握基本的開(kāi)發(fā)方法和軟件過(guò)程管理。因此增加2周（80課時(shí)）的課程實(shí)習(xí)。集中時(shí)間讓學(xué)生完整完成從設(shè)計(jì)到開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)的過(guò)程，讓學(xué)生鞏固學(xué)習(xí)的GIS軟件的設(shè)計(jì)方法，理解軟件過(guò)程管理，同時(shí)強(qiáng)化學(xué)生的開(kāi)發(fā)能力。在實(shí)驗(yàn)課程中學(xué)生掌握了基本的設(shè)計(jì)理論知識(shí)和程序開(kāi)發(fā)技能。通過(guò)綜合實(shí)習(xí)，能將學(xué)過(guò)的知識(shí)綜合起來(lái)加以應(yīng)用，既培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力又加強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。實(shí)習(xí)將學(xué)生分為2個(gè)實(shí)習(xí)目標(biāo)，每個(gè)內(nèi)容約30人，其中包含5個(gè)實(shí)習(xí)小組，每個(gè)小組5～6人，每個(gè)小組圍繞實(shí)習(xí)目標(biāo)完成不同的任務(wù)目標(biāo)，由組長(zhǎng)控制整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程協(xié)調(diào)組員之間工作，在80課時(shí)內(nèi)完成小型的GIS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與原型系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)任務(wù)。通過(guò)實(shí)習(xí)使得學(xué)生將基本的理論與應(yīng)用開(kāi)發(fā)聯(lián)系在一起。

3.培養(yǎng)綜合應(yīng)用能力。本校的資源與環(huán)境專業(yè)主要研究方向有土地利用規(guī)劃、流域管理、土壤與環(huán)境污染評(píng)價(jià)、防治與規(guī)劃，耕地肥力管理、專家系統(tǒng)開(kāi)發(fā)等。學(xué)生在畢業(yè)后，有很大一部分就轉(zhuǎn)到了相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域工作，把GIS作為處理該領(lǐng)域的一種工具。在先修課程中主要是利用Matlab、SPSS等軟件對(duì)資源環(huán)境信息進(jìn)行挖掘，同時(shí)也采用ArcGIS中的ArcTool工具包進(jìn)行空間分析。因此在課程培養(yǎng)中需要結(jié)合上述的內(nèi)容，需要培養(yǎng)學(xué)生綜合統(tǒng)計(jì)和空間分析知識(shí)來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，使得學(xué)生能夠?yàn)榻窈蟮墓ぷ骱屠^續(xù)深造打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

五、結(jié)束語(yǔ)

GIS的發(fā)展為資源與環(huán)境的飛速發(fā)展注入了新鮮的血液，提供了新的契機(jī)。在資源與環(huán)境專業(yè)設(shè)置地理信息課程是順應(yīng)時(shí)展趨勢(shì)的?！癎IS設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)”是資源與環(huán)境專業(yè)的一門(mén)重要課程，具有理論抽象和實(shí)踐較強(qiáng)的特點(diǎn)。因此，要改變傳統(tǒng)教學(xué)觀念，不斷改進(jìn)教學(xué)方法，適時(shí)的調(diào)整和更新教學(xué)內(nèi)容，充分調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，提高學(xué)生的綜合運(yùn)用能力，力爭(zhēng)培養(yǎng)出具有良好專業(yè)基礎(chǔ)的地理信息應(yīng)用人才。

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