電腦編程零基礎教學精選(九篇)
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第1篇：電腦編程零基礎教學范文
關鍵詞：卓越計劃；數字圖像處理；創新能力
作者簡介：朱福珍（1978-），女，黑龍江佳木斯人，黑龍江大學電子工程學院，講師；楊自恒（1973-），男，黑龍江哈爾濱人，黑龍江大學電子工程學院，副教授。（黑龍江 哈爾濱 150080）
基金項目：本文系2013年黑龍江大學教育教學改革工程重點項目“基于‘卓越計劃’的‘數字圖像處理’課程教學改革探索”（項目編號：2013B42）的研究成果。
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）28-0128-02
“數字圖像處理”是高等學校信號與信息處理類專業的重要專業課程，是當今社會的熱門需求和科學研究的熱門方向。該課程的主要任務是通過對數字圖像處理基本概念、理論和算法的學習，培養學生對數字圖像的實踐編程處理能力，為學生從事圖像處理工程師工作奠定基礎。該課程涉及內容寬泛，課程起點高，難度大，同時與學生的畢業設計課題直接相關，要求學生具備堅實的數學基礎和信號與信息處理基礎，并且熟練掌握一種編程工具。同時，該學科學術活動活躍，算法更新快，如何教好這門課，使學生真正掌握數字圖像處理的多種算法一直是專業課教師討論的熱點問題。另外，近年來社會用人單位普遍反映：應屆高校畢業生上崗適應慢，實踐動手能力差，缺乏實踐經驗和創新能力。針對這些現實情況，2009年，教育部推出“卓越工程師教育培養計劃”（以下簡稱“卓越計劃”），將培養在企業中能切實發揮作用的優秀工程技術人才作為“卓越計劃”的人才培養目標。[1]鑒于數字圖像處理技術在當今社會各行業的廣泛需求，以及目前該課程授課中存在的亟待解決的問題，“數字圖像處理”課程教學改革已勢在必行。趁著“卓越計劃”的東風，改革該課程的教學方法，提高教學效果，借此為本專業“卓越計劃”的實施奠定基礎。筆者結合講授該課程發現的問題，對照“卓越計劃”相關要求，提出一些教學改革的看法和建議。
一、“卓越計劃”對高校課程教學的要求
“卓越計劃”是教育部2009年提出的一項重大教育改革試點項目，旨在培養造就一大批具有創新能力、動手實踐能力的高質量工程技術人才，以促進高等教育面向社會需求培養人才，全面提高我國工程教育人才培養質量。“卓越計劃”具有三個特點：[2]一是具有強化培養學生的工程能力和創新能力的特點；二是具有學校按通用標準和行業標準培養工程人才的特點；三是具有行業企業深度參與培養過程的特點。[2]
上述特點決定了高校在進行課程教學過程中，應注重教育和行業、學校和企業密切合作，同時，在課堂教學過程中，注重理論知識與工程背景應用相結合，培養學生的工程意識、實踐能力和創新精神，努力為企業造就適應其發展需要的優秀工程師。“數字圖像處理”課程的教學改革也應圍繞“卓越計劃”的目標及要求來進行。
二、“數字圖像處理”課程特點和目前教學中發現的問題
“數字圖像處理”課程具有課程起點高、難度大、理論性和實踐性強的特點。例如：該課程所涉及內容相當寬泛，每個章節或每種算法都可以作為一個研究方向；與其他課程聯系緊密，涉及計算機技術、數學物理、通信技術等；與實際應用緊密相關，如數字電視、醫學影像應用等。
傳統“數字圖像處理”課程的教學多以教師課堂講授為主，學生課后練習為輔，呈現出以下弊端：
1.選課機制及課程設置問題
（1）選課機制不夠合理。“數字圖像處理”是一門面向高年級同學的專業課程，要求具有信號與信息處理方面的基礎知識，需要熟練掌握至少一門編程語言（如Matlab），這些知識是學習“數字圖像處理”課程的基礎。但是，目前黑龍江大學（以下簡稱“我校”）的選課機制是不管任何年級，不管學生基礎如何，只要對此課感興趣就可以選聽此課程。很明顯這種選課機制是不科學的，會因為學生基礎差異較大造成教師授課進度難掌握、整體授課效果不理想等問題。
（2）課程設置學時數不足。“數字圖像處理”課程特性中提到該課程起點高，內容寬泛，要求學生具備一定的基礎知識，但是，目前選修此課的同學基礎參差不齊，其中零基礎的同學不在少數。目前，數字圖像課程僅為32學時，教師必須按照教學大綱來授課，但教學大綱是按照大四同學的知識結構設置的，并沒有考慮低年級同學選修此門課程的問題。因此，教師講授此門課程時根本沒有時間補充或溫習相關基礎知識，直接進入圖像算法的學習。這對有一定基礎的高年級同學而言，由于基礎知識可能有所遺忘，接受起來尚有困難，更不用說零基礎的大一、大二同學了。
2.授課內容問題
（1）授課內容重理論輕實踐。“數字圖像處理”是一門專業性、實踐性都很強的課程，真正掌握相關算法并對其進行創新，必須輔以大量的課后編程和實踐練習。但在有限的課堂教學過程中，雖然給學生布置了作業等內容，但都偏于基本算法、基本理論，更有實踐意義、稍有難度的算法已被束之高閣，算法的進一步創新沒有得到充分挖掘。這一點與“卓越計劃”對實踐型、創新型人才的培養目標不相符。
（2）授課內容對最新算法補充不及時。數字圖像處理是一門發展迅速、實用性強、應用廣泛的技術，因此，實際應用推動著數字圖像處理算法不斷推陳出新。教師授課過程中依據教學大綱，更多地側重于基本算法、基本理論的介紹和實現，而對于公開發表文獻上的新算法并沒有及時補充。這與“卓越計劃”中對適應經濟社會發展需要的人才培養目標不符。
3.教學方法問題
目前“數字圖像處理”課程教學以課堂講授為主，由于很多圖像處理算法理論性強，學生容易望而生畏，缺乏學習興趣；同時，學生自主學習性差，缺少及時的課后編程練習和實踐過程，從而影響課堂內容的消化和吸收。此外，目前教學手段以幻燈片演示授課為主，這種信息化教學方式可以增加課堂信息量，但由于速度較快，缺乏與學生的同步認知過程，也容易影響學生學習的積極性和效果。
三、“數字圖像處理”課程教學改革
針對“數字圖像處理”課程教學過程中存在的問題，為適應“卓越計劃”對培養實踐型、創新型人才的要求，對我校“數字圖像處理”課程教學改革的建議如下：
1.增加選課指導環節，調整課程設置
“數字圖像處理”課程是電子信息工程專業的模塊選修專業課，主要任務是通過課程講授和實驗教學，使學生掌握數字圖像處理的基本理論和實現方法，為今后從事圖像處理工程師等方面的工作奠定基礎。但是目前“數字圖像處理”課程只有32學時，在有限的課時內想讓學生從入門到真正掌握各種算法的確有一定難度。
此課程主要是針對大四學生開設的，因為大四學生不僅學過信號與系統課程和至少一門編程工具課程，有一定的學習基礎，很多人還將本課程的很多研究方向（如圖像增強、圖像復原、圖像識別等）選為畢業設計的課題方向，可以有目的地學習，因此，大四學生選修此門課程非常合適。因此，在學生選課時應該給予指導，建議大四同學選修此門課程，低年級同學可以具備基礎后再選。
為了使全體選擇該課程的同學都能達到預期的教學目標，真正掌握數字圖像處理算法的原理及實現方法，應該增加學時數，使老師能夠有時間補充一些必要、相關的基礎知識，可將32學時的課程調整為54學時，這樣對大四學生而言可以有足夠的時間溫習以前學過的知識，對基礎較薄弱的學生也能趁機迎頭趕上，為真正掌握算法奠定基礎。
2.教學內容及時更新
目前教材上內容僅適合學生掌握基本概念、基本算法，已經遠遠跟不上日新月異的應用需要。因此，按照“卓越計劃”培養在企業中能切實發揮作用的工程師型人才的要求，可從教材和文獻追蹤兩方面更新教學內容。
（1）選取權威的、最新出版的、適合初學者學習的書籍作為教材，同時不拘泥于一本教材。目前，“數字圖像處理”課程最權威的教材是Rafael C. Gonzalez 編著的《Digital Image Processing （3rd Edition）》，同時，Tamal·Bose編著的《Digital Signal and Image Processing》，國內朱虹教授編著的《數字圖像處理基礎》也非常經典。每本教材都各具特色，側重點也有所不同。教師授課時，應依據章節的重點和關鍵，從不同教材中攝取精華，以增強學生對知識的系統理解。
（2）追蹤文獻，提煉最新算法，補充授課內容。在對教材內容進行基本理論和基本算法講解的同時，參閱大量文獻，追蹤學科最新發展動向，將近年圖像處理領域的新成果和新的發展前景問題及時補充到課程教學中，能夠從大量資料文獻篩選、提煉出與學生接受程度相符的新算法和新應用，以保證課程內容的時效性與先進性。
教學內容與時俱進才能使學生的知識更新速度緊跟時代腳步，這就對教師素質提出了更高要求。教師不僅應具有緊跟學術前沿、刻苦鉆研的科研精神，更應該有培養社會所需人才的社會責任感，同時，教師應該講究教學方法，合理組織教學內容，詳略得當，重點突出。
3.教學思路循序漸進
改變以往生硬的教學思路，擬從導課、課堂教學兩方面加以改進。
（1）重視導課的必要性和科學性。導課是非常必要和重要的，是學生接受新知識的基礎，也是教師引入授課內容的鋪墊，該過程組織得好可以增強學生學習興趣，提高課堂授課效果。可引入圖像處理的實際應用使導課內容生動有趣。例如，講到圖像超分辨問題時，可以先講述我國目前航空航天領域取得的重大成績，如“天宮一號”與“神舟八號”和“神州九號”的順利交會對接，其中涉及到的影像處理和分析等問題就用到了圖像超分辨技術。學生明確了各種圖像處理算法的重要應用后，學習興趣也就引發了，為進一步深入學習奠定了基礎。此外，還可將授課內容與科學技術前沿有機結合起來，加強對課堂內容的重視。如講到用圖像處理技術實現電子沙盤時，可以介紹其中涉及的多種先進圖像處理技術，如三維仿真、全息成像、虛擬現實、大屏幕仿真、互動觸控等。這些先進技術不僅能使學生產生學習興趣，而且能拓展學生知識面，開闊眼界，幫助學生認識圖像處理技術的最新發展狀況和應用前景。
（2）課堂教學的改進。采取“教師主講重點難點，學生輔以泛讀講解”的教學模式，使學生從以往“被動的知識接受者”成為一個“主動的知識自主學習者”，培養學生的自主學習能力、歸納總結能力和實踐表達能力。老師根據教學大綱，將重點、難點章節著重講解，然后以布置大作業的形式讓學生分組討論一個具體內容，同時，為每組學生指明學習目標，并專門抽出一定時間讓學生們站在講臺上分別講解，鼓勵學生自主學習，積極思考討論，以培養學生的自主學習性，提高學習能力和交流能力。
4.教學方法多樣、生動
教師在課程教學過程中采用的方法直接影響著學生的學習興趣和效果。目前，此課程以PPT講課為主，PPT授課的優點是直觀生動，內容豐富，節省板書時間，但據統計，PPT授課吸引同學集中注意講授內容的時間僅為15分鐘。[3]這就要求教師以改善教學方法為切入點，提高教學質量，可從以下幾方面加以改進：
（1）增加課件制作的元素，加強動態課件的展示。平時課件大多是靜態文本配以相應的圖示，教師只是對照圖示講解，容易造成學生注意力疲勞。若根據教學內容，適當地每隔20分鐘插入一些動態視頻，就可以起到緩解學生視疲勞、吸引注意力的效果。當然，這需要教師下功夫掌握動態課件制作的本領和技能，成功地制作出高質量PPT課件。
（2）實時演示算法的實現過程。“數字圖像處理”課程教學過程中，教師要始終以培養學生獨立實現圖像處理算法為目的。針對多種圖像處理算法，在介紹完算法原理后，可在計算機上進一步演示該算法的實現程序，并對算法實現的關鍵加以解釋和強調。這樣學生可以提高對算法的實現能力，進一步提高編程能力。
5.考核方式上的改革
目前，“數字圖像處理”課程的考核方式是閉卷考試。本課程最終目的是希望學生具備多種圖像處理算法的實現能力，因此，應該更側重于學生實踐能力的考核，而閉卷考核方式遠遠達不到實踐能力測評的要求。全面考慮學生的具體情況，可以采取“平時成績（50%）+期末上機考核（50%）=總成績”的方式，這種成績分配方式，加大了對學生平時學習過程的監控。平時成績可以包括出勤（占10%）、作業（占20%）、讀書報告（占20%）等內容；期末上機考核（占50%）是指學生在學校機房的計算機上完成期末考試，可根據教學內容制定學生必須掌握的算法程序庫，同時制定詳細的評分程序，學生上機考試時以電腦隨機抽取的兩種算法作為考核內容，學生提交后馬上給出上機考試成績。這種考核方式就兼顧了大多數學生的實際情況，學生只要肯努力，真正在平時學習過程中下功夫，就一定能取得好成績，同時也達到了使學生注重平時學習過程，重視編程實踐能力的目的。
四、結束語
“數字圖像處理”作為一門實踐應用廣泛的學科有著光明的應用前景。為了更好適應“卓越計劃”對工程師人才培養的要求，“數字圖像處理”課程的講授應該更加重視實踐能力的培養，提高學生的學習能力、實際動手能力和創新能力，以適應當今社會對卓越型工程人才的迫切需求。
參考文獻：
[1]林健.構建工程實踐教育體系 培養造就卓越工程師[J].中國高等教育，2012，（Z2）：15-30.
第2篇：電腦編程零基礎教學范文
[關鍵詞]培訓機構；教學模式；高校計算機教育
[中圖分類號]G424 [文獻標識碼]A [文章編號]2095-3712（2013）28-0018-02
[作者簡介]黃莉（1981―），女，碩士，寶雞文理學院計算機科學系講師。
一、背景
當前，計算機類培訓市場呈現出繁榮態勢，一方面彌補了當前高校計算機教育的不足，提升了學生的就業能力，另一方面也對高校計算機教育的存在價值提出了挑戰。在高等教育轉型為大眾教育[1]的背景下，高校計算機教育應重新理解國家、市場和學生的需求，定位自身的培養目標，調整目標知識結構和相應課程體系，改善教學過程，提高教育質量，適應時展。
二、培訓機構教學模式的優勢與局限性
（一）培訓機構教學模式的優勢
培訓機構市場化生存的地位使其教學模式呈現出以下特點：1.教學目標能緊扣市場需求，對技術熱點轉換和用人需求反應敏捷，課程調整迅速。2.教學目標具體、明確，學生能清楚、直接地了解到自己所能獲取的知識和所能達到的效果，從而產生良好的學習心理預期。3.教學內容圍繞具體案例、實際應用進行選擇和設計，可操作性較強，知識關聯度高，能在教學中循序漸進，持續深入。4.教學過程符合學生的學習心理特點：通過課時密集的教學安排，維持學生的專注程度，通過不斷產生可見的階段化結果，滿足學生的成就感，維持其學習興趣和主動性。
（二）培訓機構教學模式的局限性
無可否認，培訓機構由于其市場化生存的處境，在教學模式上具有上述優勢，符合學生的需求，對學生有較強吸引力，能產生很好的教學效果。但是，同樣是由于這種處境，此種教學模式也不可避免地具有一定的局限性，如下：1.參與培訓的學生基本都具有了一定的專業基礎知識，比如參加J2EE培訓的學生在校期間都已完成了一定課時的Java語言學習與編程實踐，如果面對零基礎的學生，此種教學模式如何開展，效果如何還無法確定。2.教學內容設計具體，可操作性強，適合早期模仿學習階段，[2]內容的深度和廣度均存在很大局限，所能提供的知識結構相對單一，學生的后期發展會遭遇瓶頸。3.教學過程強調產生結果，缺乏對問題的探究，可能會導致學生知其然，不知其所以然，不能支持長期發展。4.通過高強度的課程安排，無疑能維持學生專注度和興趣度，產生較好的學習效果，但在較長的時間內，此種安排不易實施。
三、對高校計算機教育的啟迪
培訓市場的繁榮從一個側面反映出當前高校計算機教育存在不足，急需改革。與培訓機構不同的是，高校教育需要兼顧國家、市場和個人的訴求，兼顧專業訓練和思想育化，兼顧知識傳授和能力塑造。這些目標從根本上來說是一致的，但在實施過程中又會表現出各種沖突，誰先誰后，孰強孰弱，都需要根據當前時代的大背景和高校教育現狀做出適度調整，尋求新的平衡。參照培訓機構的教學模式，可以采取如下措施：
1.在培養目標上，面對市場化的就業形勢，應提供層次化、多元化的教育，讓學生根據自身的稟賦、環境和生活理想做出選擇，當前尤其緊迫的是，應當注意提升學生的工程能力和職業素養。
2.在目標知識結構上，應重新對科學和工程進行平衡，處理好學科基礎和技術熱點之間的矛盾，尤其需要注意的是，隨著計算機學科迅猛發展，學科基礎和技術應用發生了很大變化，作為一門應用型的學科，應當根據當前的技術應用現狀，重新提取、整理必要的學科基礎知識，確立學科核心知識結構，在保持核心穩定的情況下，捕捉技術熱點轉換，提供多元化的課程。
3.在課程體系上，應圍繞核心知識結構，重新整合課程內容，調整開設順序，保證知識點的關聯度和持續性，尤其要注意結合學科基礎和技術應用，做到學科基礎知識能夠解釋技術應用，技術應用能夠反映學科基礎知識，縮短兩者之間的距離。
4.隨著學科發展、市場需求的變化，課程的知識價值和實踐價值都會隨之變化，這一方面需要調整課程體系結構，另一方面，也要調整課程的教學內容。傳統的教學內容設計存在以下問題：（1）脫離工程實踐，內容空洞化，不生動；（2）內容脫離當前真實的應用需求；（3）重理論，輕實踐；（4）課程間內容銜接不足。針對問題（1）（2），可以重新提煉當前真實應用需求，以問題為導向，設計教學內容，通過解決問題，使學生掌握課程的主要思想，方法，訓練學生的工程能力。[3]針對問題（3），可以加強實驗課建設，和理論課教學相互銜接，工程能力的根本還是要在實驗環節中獲得。針對問題（4），可以從課程群的高度，協作研究、設計課程教學內容，避免重復，加強銜接，從而在一個向度上使知識得以深化。
5.在教學過程上，傳統的自底向上的模式，強調先基礎、后應用，這導致較長的學習周期，很難產生階段性的可見成果，無法滿足學生的成就感，產生持久的學習驅動力，[4]不符合當前學生的心理特點。可以考慮采取自頂向下的模式，[5]由外及內，從學生能最直觀認知到的表象開始。比如，教授軟件設計，可以從界面設計開始，理解軟件開始，這種分析式的思維更符合認知規律，按照這種思路，一些課程可以提前到低年級開設，有利于較快把知識轉換成生產力，提高學生學習的主動性。
面對培訓機構等其他類型的教育機構提出的挑戰，高校計算機教育應積極變革，借鑒其優點，根據當前情勢，主動調整自身的培養目標、目標知識結構、課程體系和教學過程，找到新的平衡，證明自身的存在價值。
參考文獻：
[1]高等教育系統中大眾教育與精英教育有機結合的研究[J].南京理工大學學報，2009（2）.
[2]淺談模仿學習在計算機教學中的應用[J].電腦知識與技術，2009（10）.
[3]羅代忠，羅萬成，李瑞.應用型本科院校軟件工程專業人才培養模式改革與實踐[J].計算機教育，2010（4）.
