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計算機視覺專業(yè)課程范文1
（大連東軟信息學(xué)院電子工程系，遼寧大連116023）
摘要：智能科學(xué)與技術(shù)概論課程是智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)重要的必修基礎(chǔ)課，對整個專業(yè)課程體系有概括性的引導(dǎo)作用，對學(xué)生深入學(xué)習(xí)后續(xù)課程有很大幫助。文章從智能科學(xué)與技術(shù)概論課程的教學(xué)實際出發(fā)，提出該課程的整體課程規(guī)劃，并根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況驗證其適用性。
關(guān)鍵詞 ：智能科學(xué)；專業(yè)基礎(chǔ)必修課；課程規(guī)劃
基金項目：2012年遼寧省普通高等學(xué)校本科工程人才培養(yǎng)模式改革試點項目(G2201249)。
第一作者簡介：林寶尉，男，講師，研究方向為計算機視覺、模式識別，linbaowei@neusoft．edu．cn。
0 引言
智能科學(xué)與技術(shù)概論課程是智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的必修基礎(chǔ)課。學(xué)生通過學(xué)習(xí)基礎(chǔ)課，能夠了解整個專業(yè)的知識構(gòu)成、體系結(jié)構(gòu)以及發(fā)展方向，便于將來學(xué)習(xí)必修專業(yè)課，包括模式識別、人工智能、智能機器人等課程。在這個過程中，如何讓學(xué)生順利地過渡到更高層次的專業(yè)課學(xué)習(xí)中，如何提高其學(xué)習(xí)興趣，如何幫助學(xué)生深入了解各門專業(yè)課之間的層次關(guān)系，都是該專業(yè)設(shè)置過程中需要考慮的問題。智能科學(xué)與技術(shù)概論的規(guī)劃起到了承上啟下的作用。雖然專業(yè)導(dǎo)引課也從全局對該專業(yè)的情況進行了介紹，但其內(nèi)容以學(xué)生職業(yè)引導(dǎo)、興趣培養(yǎng)為主，對專業(yè)課程的設(shè)置并無過多展開。因此，智能科學(xué)與技術(shù)概論課程的設(shè)置十分必要。
1 課程規(guī)劃設(shè)置
1.1 能力指標
課程將學(xué)生的能力體系分為5個部分：技術(shù)知識與推理能力、開發(fā)式思維與創(chuàng)新、個人職業(yè)能力、態(tài)度與習(xí)慣、時間構(gòu)思設(shè)計實現(xiàn)和社會貢獻，與其對應(yīng)的二級、三級及詳細指標見表1。每個能力指標平均對應(yīng)4個學(xué)時，共32個學(xué)時。
1.2 講授方式
(1)精講多練。通過講解智能科學(xué)的相關(guān)內(nèi)容并結(jié)合相關(guān)實驗，讓學(xué)生掌握智能科學(xué)的基礎(chǔ)知識，提高其學(xué)習(xí)興趣，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下良好基礎(chǔ)。
(2)以項目為導(dǎo)向組織教學(xué)，通過案例教學(xué)，將構(gòu)思、設(shè)計、實施和運行引入教學(xué)過程中。
(3)鼓勵學(xué)生自主學(xué)習(xí)，加強基本職業(yè)能力的訓(xùn)練。教學(xué)過程中注意互動和引導(dǎo)，運用講授教學(xué)、練習(xí)教學(xué)、實驗教學(xué)、案例教學(xué)等多種教學(xué)方法完成教學(xué)任務(wù)。
(4)教學(xué)實施過程中，提供豐富的教學(xué)資源，如多媒體課件、案例、網(wǎng)絡(luò)資源、優(yōu)秀學(xué)生作品和外文技術(shù)資料等。
(5)對學(xué)生進行多方面考核與評價。結(jié)合課程實施過程，從知識掌握、能力水平、態(tài)度表現(xiàn)等方面，對學(xué)生進行全方位的考核。
1.3 講授內(nèi)容
該課程講授內(nèi)容分為3個單元，具體內(nèi)容如下。
單元一：智能科學(xué)導(dǎo)論，主要涉及智能科學(xué)與技術(shù)的目標界定、學(xué)科分類、涉及范圍、學(xué)科定位、人類認知以及學(xué)科簡史等知識點。該單元將在2個學(xué)時中完成，并要求學(xué)生課外學(xué)習(xí)2個學(xué)時。
單元二：學(xué)科基礎(chǔ)理論知識，主要涉及機器系統(tǒng)、視覺感知、高級語言編程等知識點。該單元主要介紹支撐學(xué)科的相關(guān)課程，并在實踐課中使用高級語言編寫簡單系統(tǒng)。該單元共10個課時，其中包括4個實踐課時。
單元三：專業(yè)課介紹，主要涉及數(shù)字圖像處理介紹、模式識別介紹、計算機視覺介紹、智能機器人介紹等相關(guān)必修專業(yè)課的入門介紹，并在每次課程結(jié)束后配合實踐編程、工具使用、機器人搭建等實踐環(huán)節(jié)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使其全面認識后續(xù)專業(yè)學(xué)習(xí)。該單元共20個學(xué)時，其中包括12個實踐課時。
1.4 實驗設(shè)置
實驗課程共16個學(xué)時，包括4次實驗，詳細內(nèi)容如下。
實驗一：數(shù)字圖像處理實驗。使用課程中講授的Matlab語言，實現(xiàn)數(shù)字圖像的傅里葉變換、邊緣檢測功能。該實驗共4個課時，配合單元一以及單元二的部分知識點，使學(xué)生基本掌握Matlab編程語言，并理解數(shù)字圖像處理的基本知識。
實驗二：模式識別機器學(xué)習(xí)實驗。該實驗利用高級程序語言，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的SVM算法以及KMeans算法，讓學(xué)生理解模式識別以及機器學(xué)習(xí)等知識。該實驗共4個學(xué)時。
實驗三：計算機視覺實驗。使用圖像拼接、3D場景重建等相關(guān)專業(yè)工具，實現(xiàn)二維圖片的3D重現(xiàn)。該實驗共4個學(xué)時。
實驗四：機器人實驗。學(xué)生在機器人實驗室，實際動手組裝博創(chuàng)模塊化機器人，并編程實現(xiàn)機器人運動調(diào)試。該實驗共4個學(xué)時，實驗地點為模塊化機器人實驗室。
1.5 結(jié)課考試
在教學(xué)的各個環(huán)節(jié)，教師從出勤情況、日常表現(xiàn)、作業(yè)、實驗、結(jié)課項目及結(jié)課報告的完成情況對學(xué)生進行全方位的考核，其中結(jié)課項目、調(diào)查報告及實驗作業(yè)占最終成績的90%。結(jié)課項目為小組項目，4個學(xué)生為一個小組完成系統(tǒng)的設(shè)計、編寫、調(diào)試等步驟，并組織5名教師對每個小組進行答辯考核。
2 問題及改進
學(xué)校于2012年申請創(chuàng)辦智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)。該專業(yè)培養(yǎng)學(xué)生掌握計算機基礎(chǔ)、電子電路、控制方法、智能信息處理與識別等基本知識，使其具備信息處理、自動控制、人工智能系統(tǒng)開發(fā)等基本能力。智能科學(xué)與技術(shù)概論課程在大二下學(xué)期開設(shè)，共32學(xué)時，其中理論教學(xué)16學(xué)時，實踐教學(xué)16學(xué)時。通過理論教學(xué)和實踐教學(xué)，學(xué)生了解了智能科學(xué)的基礎(chǔ)理論知識，掌握該專業(yè)核心專業(yè)課的關(guān)系，認識相關(guān)后續(xù)課程，并能夠使用簡單的算法和工具，為日后深入學(xué)習(xí)專業(yè)課打下良好基礎(chǔ)。
2.1 教材選擇
由于本專業(yè)辦學(xué)時間較短，沒有足夠的針對智能科學(xué)與技術(shù)概論的教材可供選擇。現(xiàn)階段使用較多的教材為《智能科學(xué)與技術(shù)導(dǎo)論》以及《智能科學(xué)》。《智能科學(xué)與技術(shù)導(dǎo)論》是鐘義信主編、北京郵電大學(xué)出版社出版的、適合智能專業(yè)大一新生使用的專業(yè)教材，對整個專業(yè)有詳細的介紹，適合作為新生的專業(yè)導(dǎo)引課程，安排16個學(xué)時較為合適，并不適于我校智能科學(xué)與技術(shù)概論課程的要求。《智能科學(xué)》是史忠植主編、清華大學(xué)出版社出版的專業(yè)教材，該教材對整個智能專業(yè)的重要內(nèi)容都有涉及，系統(tǒng)地介紹了智能科學(xué)的概念和方法，吸收了腦科學(xué)、認知科學(xué)、人工智能、數(shù)理邏輯、社會思維學(xué)、系統(tǒng)理論、科學(xué)方法論和哲學(xué)等方面的研究成果，適合高年級學(xué)生使用，安排64個學(xué)時較為合適，也不適于我校情況。
鑒于上述原因，我們設(shè)計該課程時，前半部分理論知識介紹使用了《智能科學(xué)與技術(shù)導(dǎo)論》，后半部分專業(yè)課程介紹使用自制課件。經(jīng)過2輪的教學(xué)實踐以后，我們將根據(jù)教材使用情況編寫自用的講義教材。
2.2 內(nèi)容設(shè)計
該課程內(nèi)容會介紹智能專業(yè)的重要專業(yè)課，但要在32學(xué)時內(nèi)完成所有專業(yè)課程的介紹，并保證該課程內(nèi)容不與專業(yè)導(dǎo)引課以及智能信息處理導(dǎo)引課沖突，難度很大，因此選擇最合適的講授內(nèi)容，對于該課程的授課效果非常重要。
在授課過程中我們發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對簡單的數(shù)字圖像處理、計算機視覺的流行應(yīng)用以及動手要求強的機器人課程興趣較大，但對數(shù)學(xué)推導(dǎo)要求較高的模式識別、機器學(xué)習(xí)等課程接受程度較低。該課程的教學(xué)目的是讓學(xué)生了解相關(guān)課程的意義、歷史、發(fā)展等知識，所以，建議加大實驗動手課程的課時比例，讓學(xué)生多使用相關(guān)知識、算法和應(yīng)用，盡量避開復(fù)雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo)。
2.3 資源配置
學(xué)校的智能科學(xué)與技術(shù)專業(yè)創(chuàng)建于電子工程系，依托電子系的軟硬件實驗室，培養(yǎng)學(xué)生的軟硬件知識儲備，提高學(xué)生的實際動手能力。其中，軟件算法將配合嵌入式設(shè)備進行硬件集成，并指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計具有智能算法應(yīng)用的硬件設(shè)備。教學(xué)過程中將使用校實驗室中的模式識別嵌入式開發(fā)板、博創(chuàng)模塊化機器人平臺以及Turtlebot智能機器人平臺。該課程在實際講授時，理論課以及算法相關(guān)實驗在大班進行，硬件實踐課程在小班進行，能取得較好的授課效果。
3 實施效果
在該課程設(shè)計內(nèi)容的指導(dǎo)下，智能科學(xué)與技術(shù)概論已經(jīng)完成了2輪的課程教學(xué)，并在課程結(jié)束后組織學(xué)生填寫調(diào)查問卷。題目分兩類，第一類包括課程目標是否清晰、該課程能否提起學(xué)生對該專業(yè)課的學(xué)習(xí)興趣、該課程的實驗設(shè)計能否有效提高學(xué)生的動手能力，以及該課程的內(nèi)容相關(guān)設(shè)計是否優(yōu)秀。統(tǒng)計結(jié)果如圖1所示。除極個別學(xué)生外，大多數(shù)學(xué)生都選擇了符合以及完全符合，說明該課程設(shè)計可以滿足教學(xué)要求。第二類問題總結(jié)學(xué)生在課程中獲取的知識能力，包括編程調(diào)試、理論知識應(yīng)用、信息獲取、技術(shù)文檔寫作、自主學(xué)習(xí)、分析問題、解決問題等，為多選題。從圖2可以看出，學(xué)生對各項能力的認可率均超過50%，其中信息獲取、分析問題等能力的認可率接近80%，說明該課程設(shè)計基本滿足教學(xué)目標。
4 結(jié)語
智能科學(xué)與技術(shù)概論對智能專業(yè)學(xué)生的深入學(xué)習(xí)起到了重要的引導(dǎo)作用。我們根據(jù)自身的實際情況出發(fā)，設(shè)計出適合該專業(yè)學(xué)生的課程設(shè)計安排。經(jīng)過兩輪的實施效果證明，該課程的設(shè)計方式比較適合學(xué)生。隨著課程的持續(xù)，我們將不斷解決存在的問題，并編寫適合我校學(xué)生使用的教材。
參考文獻：
[1]鐘義信，智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論[M]．北京：北京郵電大學(xué)出版社，2007.
[2] Edward FC，Johan M，Soren O．重新認識工程教育：國際CDIO培養(yǎng)模式與方法[M]．顧佩華，沈民奮，陸小華，譯．北京：高等教育出版社，2009．
計算機視覺專業(yè)課程范文2
“高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)工程”要求高校推進素質(zhì)教育，著力培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力。機器人是跨專業(yè)、多學(xué)科理論與技術(shù)綜合的高新技術(shù)產(chǎn)品和系統(tǒng)，是進行創(chuàng)新教育改革的理想對象。我們應(yīng)以機器人技術(shù)為載體，進行人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新實驗，秉持綜合素質(zhì)高、實踐能力強的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)理念，以課程體系、教學(xué)方法改革及創(chuàng)新人才培養(yǎng)基地為支撐，建立一套完整的大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系和完善的運行機制，在創(chuàng)新實踐活動和機器人競賽的引導(dǎo)下，培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用能力、科研創(chuàng)新能力和工程實踐能力。
二、改革的目標思路
為推進機器人相關(guān)學(xué)科高等教育課程的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式改革，進一步提高教學(xué)質(zhì)量，根據(jù)高等學(xué)校教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革的總體部署，依托南京郵電大學(xué)控制理論與控制工程、模式識別與智能系統(tǒng)等高水平學(xué)科點，將在建的“網(wǎng)絡(luò)機器人控制實驗室”建成具有一定規(guī)模、體系完整、特色鮮明、開發(fā)共享的人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新實驗基地，使之成為自動化、計算機科學(xué)與技術(shù)等相關(guān)專業(yè)高層次和創(chuàng)新人才培養(yǎng)的實驗基地，以滿足新時期實施素質(zhì)教育和培養(yǎng)創(chuàng)新人才的需要。實驗平臺建設(shè)的具體目標如下。
1.建成特色鮮明的以先進機器人系統(tǒng)為載體、多學(xué)科融合的創(chuàng)新教育平臺，為自動化、計算機等相關(guān)專業(yè)的學(xué)生提供一個標準的實驗教學(xué)平臺。
2.建成一個高標準、高起點、開放的、注重創(chuàng)新能力培養(yǎng)的學(xué)生科技創(chuàng)新基地和教師創(chuàng)新教學(xué)改革研究基地。
開展創(chuàng)新教育教學(xué)，通過多學(xué)科融合的教學(xué)體系建設(shè)、教學(xué)方法和指導(dǎo)模式的改革，形成科學(xué)、系統(tǒng)、高效的高素質(zhì)創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系，進一步探索知識、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)統(tǒng)一的人才培養(yǎng)模式，培養(yǎng)在堅實的理論基礎(chǔ)上，具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)業(yè)能力強的高素質(zhì)人才。
三、創(chuàng)建平臺的建設(shè)內(nèi)容
基于機器人系統(tǒng)這一綜合平臺，以課程體系、教學(xué)方法及創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式為著眼點，建立完整的實驗平臺，具體建設(shè)內(nèi)容如下。
1.先進機器人系統(tǒng)創(chuàng)新實驗平臺。平臺的建設(shè)能夠起到培養(yǎng)具有突出創(chuàng)新精神、較高綜合素質(zhì)的高級應(yīng)用型人才的作用，同時還成為整合學(xué)校硬件資源、軟件資源、師資資源的橋梁與紐帶，為工科群的內(nèi)涵建設(shè)奠定堅實的基礎(chǔ)，形成包含工科創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式以及相關(guān)配套措施，形成教師與學(xué)生融為一體、高年級與低年級學(xué)生融合為一體、不同專業(yè)的學(xué)生融為一體，以自主學(xué)習(xí)與探索性學(xué)習(xí)為特征、以科技創(chuàng)新為重點的新型團隊公關(guān)形式，在規(guī)范化流程的實施過程中體現(xiàn)了“過程培養(yǎng)人”的教育理念。
2.智能機器人實驗平臺主要包括輪式機器人實驗系統(tǒng)和類人機器人實驗系統(tǒng)兩個主流的機器人平臺。這兩個平臺的建設(shè)能提高學(xué)生的動手及創(chuàng)新能力。依托與網(wǎng)絡(luò)機器人中央地方共建實驗室的建設(shè)，建立輪式機器人實驗系統(tǒng)，系統(tǒng)中機器人配備攝像頭、激光等傳感器，學(xué)生可以從中學(xué)習(xí)信息如何進行采集、如何進行處理及如何進行利用等多種知識，學(xué)習(xí)如何編寫程序?qū)崿F(xiàn)一系列的功能。在類人機器人實驗系統(tǒng)中，機器人各關(guān)節(jié)（如膝關(guān)節(jié)、腕關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)、頸部等）的運動及姿態(tài)由位于關(guān)節(jié)處的電機控制，依據(jù)所使用的電機個數(shù)的不同，機器人有不同的自由度，訓(xùn)練學(xué)生通過控制電機來實現(xiàn)機器人的行走、舞蹈及踢球等各種動作，將書本上的運動學(xué)及逆運動學(xué)的知識生動地再現(xiàn)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
3.進行課程體系改革。基于機器人平臺構(gòu)建專業(yè)課程群，機器人是多學(xué)科、多技術(shù)的綜合體，是生動的專業(yè)課程綜合教學(xué)實驗平臺。因此，我們將以先進的機器人系統(tǒng)為載體，為自動化、計算機相關(guān)專業(yè)構(gòu)建多學(xué)科融合的綜合實驗教學(xué)平臺，承擔自動控制技術(shù)、計算機視覺、機器人技術(shù)、運動控制、圖像處理等專業(yè)課程的創(chuàng)新實驗教學(xué)任務(wù)。
4.科技創(chuàng)新實驗平臺建設(shè)。機器人是極富挑戰(zhàn)性和趣味性的領(lǐng)域，最能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能量，本實驗平臺將建設(shè)成為學(xué)生課題研究、畢業(yè)設(shè)計、科技創(chuàng)新活動的重要基地，如組織學(xué)生參加機器人大賽、飛思卡爾智能車比賽等。機器人競賽是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神、提高學(xué)生動手能力的有效形式。參加這項競賽，可以培養(yǎng)學(xué)生查閱資料能力、自學(xué)能力、分析問題與解決問題的能力、綜合設(shè)計與調(diào)試能力、科技論文寫作能力，培養(yǎng)了學(xué)生理論聯(lián)系實際的作風(fēng)、團結(jié)協(xié)作精神和創(chuàng)新意識。為此，我們將機器人競賽作為學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的平臺。近三年來，指導(dǎo)我校學(xué)生在國際和國內(nèi)機器人比賽中斬獲多項獎勵，一個世界冠軍、一個中國冠軍、一個江蘇省機器人大賽冠軍、兩個國際比賽亞軍等。機器人競賽的全面開展對提升電類專業(yè)學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力和增強就業(yè)競爭力發(fā)揮了積極作用，也加深了對自動化類課程實踐教學(xué)重要性和必要性的認識，強化了學(xué)生動手能力的訓(xùn)練，促進了學(xué)生基本素質(zhì)的培養(yǎng)。
5.創(chuàng)新實驗教材的編寫。重視實驗教材的建設(shè)工作，組織教師以實驗教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法改革成果為基礎(chǔ)，依托實驗課程體系，修改完善現(xiàn)有實驗教材，編寫新教材，系統(tǒng)地出版了一批以培養(yǎng)綜合應(yīng)用和創(chuàng)新能力為特色的實驗教材。
6.本科教育與研究生教育相結(jié)合。充分利用研究生對本科生、高年級對低年級的傳幫帶作用，有序開展創(chuàng)新活動。支持本科學(xué)生根據(jù)自己的興趣和課題需要，跟班學(xué)習(xí)研究生課程，拓寬學(xué)生的知識面，培養(yǎng)其學(xué)生學(xué)習(xí)能力和研究能力，提高工科專業(yè)人才的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新水平。
大量的實踐表明，機器人創(chuàng)新實驗的平臺的建設(shè)，能夠使學(xué)生的創(chuàng)新能力和專業(yè)素質(zhì)得到極大的提高。
計算機視覺專業(yè)課程范文3
關(guān)鍵詞：數(shù)字圖像處理；教學(xué)軟件；VC++
中圖分類號：TP391.41-4 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9599 （2013） 09-0000-02
1 引言
數(shù)字圖像處理是指將利用計算機對二維圖像信號進行采集、處理和分析的過程。數(shù)字圖像處理課程是計算機視覺、模式識別和人工智能等專業(yè)的一門重要專業(yè)課程，涉及面廣、實用性強。數(shù)字圖像處理技術(shù)涉及的環(huán)節(jié)較多，主要包括圖像采集、圖像變換、圖像增強與復(fù)原、圖像分割等，每個圖像處理環(huán)節(jié)的方法也多種多樣，而且數(shù)字圖像處理技術(shù)的基礎(chǔ)理論和算法比較抽象，對于學(xué)生來說，在課內(nèi)時間掌握數(shù)字圖像處理課程的主要內(nèi)容有一定難度。現(xiàn)在有大量的圖像處理應(yīng)用軟件，如Photoshop，但這些軟件多是面向廣告設(shè)計、圖像修飾處理的應(yīng)用軟件，不適合數(shù)字圖像處理技術(shù)的基本知識和案例教學(xué)。
本文設(shè)計并實現(xiàn)了基于VC++開發(fā)環(huán)境下的數(shù)字圖像處理課程的教學(xué)輔助軟件，可以提供數(shù)字圖像處理系統(tǒng)各處理環(huán)節(jié)相關(guān)算法實現(xiàn)過程的演示，形象生動地完成該課程的各教學(xué)單元的授課內(nèi)容，較好地幫助學(xué)生熟悉并消化數(shù)字圖像處理技術(shù)涉及的理論和技術(shù)方法。
2 教學(xué)輔助軟件設(shè)計
VC++是在Windows平臺下的專業(yè)軟件開發(fā)平臺，廣泛用于各種軟件的開發(fā)。MFC是Microsoft公司提供的一套類庫，以C++類的形式封裝了Windows的API，是一套面向?qū)ο蟮暮瘮?shù)庫，方便用戶編程。MFC是Win API和C++的結(jié)合，提供了MFC AppWizard自動生成框架，利用MFC中提供的各種類，可以簡單地構(gòu)建一個應(yīng)用程序框架。OpenCV是一個基于C/C++語言的開源圖像處理函數(shù)庫，包含實現(xiàn)圖像處理和計算機視覺方面的很多通用算法[1]，其代碼具有很好的移植性。在安裝好VC++的Windows系統(tǒng)下安裝好OpenCV庫，并對軟件進行配置，在工程中配置好所需要包含的庫文件的路徑等，即可方便的調(diào)用OpenCV庫中的函數(shù)。
2.1 軟件設(shè)計總體結(jié)構(gòu)
本文所設(shè)計的軟件主要圍繞數(shù)字圖像處理課程的基本知識和圖像處理技術(shù)涉及的各種方法進行架構(gòu)的。軟件基于MFC的AppWizard多文檔應(yīng)用程序框架，并結(jié)合OpenCV庫中的一些圖像處理函數(shù)和設(shè)備無關(guān)位圖DIB的一些操作函數(shù)實現(xiàn)了多種圖像處理功能，如圖1所示。
2.2 軟件功能設(shè)計與實現(xiàn)
數(shù)字圖像處理技術(shù)包含很多環(huán)節(jié)，根據(jù)軟件的總體架構(gòu)，本軟件主要設(shè)計了文件操作、圖像變換、圖像增強與復(fù)原、圖像分割和數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)模塊，每個模塊還設(shè)計了不同功能塊。各模塊的圖像處理功能均可以對讀入的圖像進行連續(xù)處理，本節(jié)展示了部分功能塊的處理過程。
2.2.1 文件操作
文件操作模塊能夠?qū)崿F(xiàn)對圖像等文件的常規(guī)操作，如打開、保存、另存為、打印等功能。本軟件主要處理BMP位圖格式的灰度圖像，通過此模塊可將待處理的圖像讀入到內(nèi)存，以供其他模塊調(diào)用，用于進一步圖像處理。對于圖像處理的每個步驟所得的結(jié)果圖像均可以單獨顯示，并可進行保存等操作。
2.2.2 圖像變換
圖像變換模塊可以實現(xiàn)位圖的幾何變換和圖像的點運算，如圖像平移，水平鏡像，垂直鏡像，圖像縮放，圖像旋轉(zhuǎn)，分段線性拉伸，圖像反色，二值化，閾值變換，窗口變換等功能。圖像變換過程中需要設(shè)定的參數(shù)可以通過彈出對話框的方式進行設(shè)定，完成人機交互。
圖2為利用圖像反色和圖像閾值變換處理圖像的效果展示，其中左側(cè)圖為原始lena圖像，中間的圖為對原始lena圖像進行反色后得到的圖像，右側(cè)圖為對原始lena圖像進行閾值（參數(shù)值設(shè)為200）變換后的圖像。
圖1 數(shù)字圖像處理教學(xué)輔助軟件總體結(jié)構(gòu)圖
圖2 圖像變換處理示意圖
2.2.3 圖像增強與復(fù)原
圖像增強與復(fù)原模塊可以實現(xiàn)圖像濾波、圖像對比度增強、圖像恢復(fù)等功能，如對圖像添加噪聲、圖像平滑、直方圖均衡化、圖像銳化處理、傅里葉變換、低通濾波、高通濾波、小波變換等處理。在添加噪聲可以選擇高斯噪聲或椒鹽噪聲，圖像平滑可以選擇3*3、5*5、7*7等不同大小的模板進行鄰域平均處理和中值濾波處理。圖像直方圖均衡化可以將直方圖分布不均的圖像進行調(diào)整，使整幅圖像視覺效果更好。圖像銳化可以實現(xiàn)梯度銳化和拉普拉斯銳化，能夠提高圖像的對比度。低通濾波可實現(xiàn)理想低通濾波和巴特沃斯低通濾波，高通濾波可實現(xiàn)理想高通濾波和巴特沃斯高通濾波。傅里葉變換可以實現(xiàn)圖像從空間域到頻率域的變換，可以對圖像進行一些頻域處理后再進行反變換。小波變換可以將圖像分解成一個低頻概貌子圖像和一系列高頻細節(jié)子圖像，在變換域?qū)@些子圖像進行處理后進行反變換可實現(xiàn)對原圖的修改。
圖3為利用噪聲添加和鄰域平均法的效果展示圖，首先，讀取原始lena圖像（左側(cè)圖像），然后對原始lena圖像添加高斯噪聲（中間圖像），最后利用鄰域平均法（ 窗口）對含噪圖像進行平滑處理（右側(cè)圖像）。
圖3 圖像平滑處理示意圖
圖4為對圖像進行傅里葉變換和低通濾波處理的效果展示圖，左側(cè)圖像為一幅黑色正方形圖像，中間圖像為其傅里葉變換頻譜圖，右側(cè)圖像為進行理想低通濾波后的結(jié)果圖。
圖4 圖像濾波處理示意圖
2.2.4 圖像分割
圖像分割模塊可以實現(xiàn)圖像目標分割功能，如圖像邊緣檢測和區(qū)域分割等處理。在圖像邊緣檢測處理中，可以選擇Roberts、Sobel、Prewitt、Laplacian和Canny算子進行邊緣檢測。區(qū)域分割處理中可以采用直方圖閾值分割、自適應(yīng)閾值分割和區(qū)域增長的方法，其中直方圖閾值分割的閾值可以通過彈出對話框進行參數(shù)選擇。除了上述功能外，此模塊還可以完成邊界跟蹤、Hough直線檢測等功能。邊界跟蹤模塊可以實現(xiàn)對白色背景的二值圖像中黑色目標的邊界跟蹤，對輪廓進行提取。Hough直線檢測根據(jù)Hough變換點-線對偶性原理，利用OpenCV中Hough線變換函數(shù)，可實現(xiàn)標準Hough變換和累計統(tǒng)計概率Hough變換，將檢測出的直線進行標注。
圖5為圖像邊緣檢測和直線檢測示意圖，其中左上圖為原始圖像，右上圖為利用Roberts算子進行的邊緣檢測結(jié)果圖，左下圖為利用Canny算子進行的邊緣檢測結(jié)果圖，右下圖為利用Hough變換檢測直線的結(jié)果圖，檢測出的直線標注成紅色。
2.2.5 數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)
數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)模塊可以對圖像進行腐蝕、膨脹、開運算、閉運算，這四個運算是數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的四個基本運算。數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的基本思想是用具有一定形態(tài)的結(jié)構(gòu)元素去度量和提取圖像中的對應(yīng)形狀以達到對圖像分析和識別的目的[1]。利用這些運算并結(jié)合圖像分割模塊可以實現(xiàn)圖像的邊緣檢測與分割、特征提取、圖像形狀識別與修改等處理。此外，該模塊還包含擊中擊不中和細化處理，利用擊中擊不中變換可以進行目標檢測與定位。
圖6為一個利用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)進行膨脹的示意圖。首先讀入原始圖像（左側(cè)圖像），然后對其進行二值化處理（中間圖像），最后對二值化處理后的圖像進行膨脹處理（右側(cè)圖像）。
圖5 圖像邊緣檢測及直線檢測示意圖
圖6 數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)膨脹處理示意圖
3 結(jié)束語
本文所介紹的數(shù)字圖像處理課程教學(xué)輔助軟件可以實現(xiàn)對圖像的文件操作、圖像變換、圖像增強與復(fù)原、圖像分割和數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)功能。本軟件的開發(fā)可有效地展示數(shù)字圖像處理課程中各種基本算法的實現(xiàn)過程和處理結(jié)果，有利于加深學(xué)生對該課程理論知識和實現(xiàn)技術(shù)的理解與掌握，能夠提高該課程的教學(xué)效果。
參考文獻：
[1]陳勝勇，劉勝等.基于opencv的計算機視覺技術(shù)實現(xiàn)[M].北京：科學(xué)出版社，2008.
[2]印月.基于VC++6.0的數(shù)字圖像處理綜合性設(shè)計實驗[J].實驗科學(xué)與技術(shù)，2011，Vol.9（3）：10-11.
[3]黎寧，徐曉波，牛征.MATLAB平臺下圖像處理實驗教學(xué)軟件的實現(xiàn)[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報，2001，Vol.23（5）：55-58.
[4]張華，展曉凱.基于VC++的數(shù)字圖像處理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].濰坊學(xué)院學(xué)報，2011，Vol.11（2）：15-21.
計算機視覺專業(yè)課程范文4
關(guān)鍵詞：編程思想; 考核體系; 團隊作業(yè); 教學(xué)改革
中圖分類號：G642文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2011)31-
Discussion on C Language Teaching Methods for Non-specialized Computer in Electrical Information
WU Jia-zhou, HUANG Hua, LAI Wei
(School of Information Engineering, Nanchang Hangkong University, Nanchang 330063, China)
Abstract: A new methods are discussed on C language teaching, Combined with the characteristics of electrical engineering. According to the teaching reform and practice experience, C language teaching problems are pointed out , The solutions are given; Teaching practice shows that it can bring good teaching effect using the methods mentioned in the paper.
Key words: programming ideas; examining system; teamwork; teaching reform
根據(jù)高等教育對于學(xué)科的劃分，電氣信息類專業(yè)一般包括：電氣工程及其自動化、自動化、電子信息工程、通信工程和計算機科學(xué)與技術(shù)等；現(xiàn)代社會是一個信息化社會，信息的獲取、處理和傳輸?shù)榷继貏e重要，而信息化實現(xiàn)離不開軟件，電子信息類專業(yè)的人才是促進信息化發(fā)展的主要動力；C系列語言和JAVA，是實現(xiàn)算法的兩種主流編程語言；但是，C語言具有知識點多而雜的特點，且初學(xué)者往往不具備編程能力，但信息類非計算機專業(yè)又急需C語言知識，比如嵌入式系統(tǒng)、通信協(xié)議和手機游戲開發(fā)等，問題在于非計算機專業(yè)學(xué)生不會專門開設(shè)計算機專業(yè)像數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、編譯系統(tǒng)等重要課程，編程思維得不到培養(yǎng)；根據(jù)本人多年的教學(xué)，談?wù)勱P(guān)于C語言學(xué)習(xí)的幾點看法。
1 C語言教學(xué)中存在的問題
1.1 理論教學(xué)方法不足
理論教學(xué)中，上課內(nèi)容主要來源教材上的知識點，由于這是一門語言類的課程，所以涉及很多的語法，這樣使得學(xué)生上課感到乏味，并且互動效果不是很好；課時安排也是一個原因，一般C語言理論56學(xué)時，實驗20學(xué)時，教師沒有太多的時間去補充額外的知識，不能和學(xué)生有一個良好的互動，不能及時了解學(xué)生是否真正的理解所學(xué)的內(nèi)容，要不然沒法完成教學(xué)計劃；C語言是理論和實際結(jié)合性很強的課程，師生之間的交流比其他課程更重要；雖然安排了上機課，但效果并不理想，有的同學(xué)能很快寫出老師布置的程序代碼，但有的同學(xué)根本無法下手。
1.2 課程考核體系不足
考試是教學(xué)過程的一個重要環(huán)節(jié)，衡量學(xué)生學(xué)習(xí)的好壞還是通過課程結(jié)業(yè)考試來體現(xiàn)；在一般高等院校，C語言的考試總成績評定比例：理論占70%、上機占20%、平時占10%；但像C語言這樣的課程，理論分數(shù)并不能很好的反應(yīng)學(xué)生實際水平，有的學(xué)生只是為考試而考試，根本就不具備編程能力，典型的“高分低能”；更有甚者，平時根本不怎么學(xué)習(xí)，考試前幾周就狂看書，連怎樣進入VC++的界面都不會也都能及格，對于動手能力要求比較高的課程，應(yīng)考慮采用靈活的考核方式。
1.3 編程思想缺乏
大多數(shù)學(xué)生上課能認真聽講，但是沒有能力去思考蘊藏在知識點后面的深層次問題；主要是因為C語言的課堂教學(xué)講授的基本上是語法知識和一些簡單的程序，但要寫好一個C語言程序，必須熟悉Visual C++編譯系統(tǒng)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法、MFC、編譯系統(tǒng)和計算機操作系統(tǒng)等知識，掌握面向?qū)ο缶幊趟枷耄粋€初學(xué)者很難短時間掌握；而且，非計算機專業(yè)一般只開C語言和面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計兩門課程，其他的像數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法等重要的計算機基礎(chǔ)課不開，這樣就客觀上使得學(xué)生缺乏編程思想的培養(yǎng)；同樣一個問題，掌握知識點不同的人理解是不同的，只有通過思考，善于總結(jié)，才能靈活掌握和運用知識，提高編程能力。
1.4 興趣問題
C語言課程一般安排在大一下學(xué)期或者大二上學(xué)期，與這個階段其他課程相比，它是一門全新的課程，具有完全不同的特點：其一，上大學(xué)之前根本就沒有學(xué)習(xí)語言編程，特別是在某些農(nóng)村的學(xué)校；其二，與高中和大學(xué)所學(xué)的其他課程基本上沒有聯(lián)系，自成體系，要求不一樣；例如，在大一期間所學(xué)的高等數(shù)學(xué)，大學(xué)物理和英語等基礎(chǔ)課程基本上都是高中課程的延續(xù)，至少學(xué)習(xí)方法相同，只要多看書多做題，一般學(xué)生學(xué)習(xí)都沒有問題；但C語言不一樣，不能沿用以前的學(xué)習(xí)方法來學(xué)習(xí)C語言，如果學(xué)生一開始就感到這門課很難，而且程序編寫無法下手，這樣學(xué)生就會失去學(xué)習(xí)興趣，沒有興趣就沒有學(xué)習(xí)的動力，嚴重影響后面的教學(xué)。
2 解決方法
2.1 積極主動的學(xué)習(xí)
興趣是最好的老師，有興趣就有動力，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，是提高教學(xué)效果的重要途徑；C語言教學(xué)最初的內(nèi)容，主要是語法的講解，這樣極容易讓學(xué)生產(chǎn)生消極狀態(tài)；教師上課不要太主重語法的講解，特別是像i++、優(yōu)先級這方面的內(nèi)容極其繁瑣，實際上在程序設(shè)計中又沒有多大的用處，要結(jié)合專業(yè)背景，多講講程序在本專業(yè)的應(yīng)用，比如：第一堂課就可以演示已經(jīng)編輯好的源代碼程序，例如指尖檢測的演示，如圖1所示；這既讓學(xué)生了解C語言的應(yīng)用，也加強學(xué)生對于所學(xué)專業(yè)的認識。
圖1 指尖檢測操作界面
師生互動的教學(xué)方式可以很好的提高教學(xué)效果，要讓更多的同學(xué)參與進來，教師對學(xué)生的關(guān)注和肯定，能大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；每次上課前，增加一個提問環(huán)節(jié)，提問的內(nèi)容是針對上堂課所講的知識點，對于同學(xué)的回答，作為平時成績的一個考核指標。
2.2 靈活的課程考核體系
不可否認，學(xué)生通過考試獲得學(xué)分，是學(xué)生學(xué)習(xí)課程的重要動力；像C語言這種對動手能力要求比較高的課程，不一定要采用普通考試方式，成績評定比例中理論占70%就不盡合理，當然這并不是否認理論考試的重要性，但要加大上機考試的比率，這一點在國家大學(xué)計算機等級考試中得到充分體現(xiàn)；理論分數(shù)占50%，上機考核占40%更能反映學(xué)生的實際情況，可以完全采用國家大學(xué)計算機等級考試中機試的方式來衡量學(xué)生的編程能力，試卷主要考察學(xué)生的語法知識，兩者相輔相成，互為補充，通過考試方式的變化來改變學(xué)生學(xué)習(xí)方式，不注重上機編程，試卷考滿分也不能及格。
2.3 團隊作業(yè)和個人作業(yè)結(jié)合
課外作業(yè)是課堂教學(xué)的重要補充，是學(xué)生鞏固和消化課堂知識的重要環(huán)節(jié)；像C語言這樣的課程，可以結(jié)合電氣類專業(yè)的一些特點布置作業(yè)，采用個人作業(yè)和項目團體作業(yè)相結(jié)合的方式；個人作業(yè)就是平常意義上的課外作業(yè)，其內(nèi)容主要來自于教材，鞏固課堂上所學(xué)的內(nèi)容；項目作業(yè)內(nèi)容，主要與專業(yè)相關(guān)；首先將學(xué)生分成多個小組，每個小組大概5至6人，每小組有一定基礎(chǔ)的人任小組長；各個小組從教師處抽簽獲得項目要求，團體合作完成，在固定的時間由各小組成員做一個不超過5分鐘的匯報；通過這種方式，學(xué)生之間能相互交流，共同提高。
2.4 提高編程思想，先模仿再創(chuàng)新
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法，是提高編程思想的核心課程；電氣類專業(yè)在不學(xué)習(xí)該課程的情況下，要推薦學(xué)生自己先去看看這方面的教材；其次，C語言的學(xué)習(xí)，不能太注重語法，抓應(yīng)用，剛開始學(xué)習(xí)主要以模仿別人的程序為主，先不要去想“為什么”，先想“怎樣做出來”，學(xué)習(xí)一個月之后再去想“為什么”，怎樣做才能寫的更好，分析自己的程序和別人寫的程序有什么差別，對一個題目舉一反三，先模仿再創(chuàng)新，逐步形成自己的編程思想。
3 結(jié)論
C語言是電子信息類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，對以后專業(yè)課程的學(xué)習(xí)非常重要；積極主動的學(xué)習(xí)是學(xué)好這門課程的關(guān)鍵，靈活的課程考核體系有利于加強學(xué)生動手能力的鍛煉，項目作業(yè)的形式可以起到“傳幫帶”的作用，使學(xué)生共同進步；先模仿別人的程序，再自己寫代碼的方法有利于學(xué)生克服為難情緒，逐步提高編程思想；根據(jù)學(xué)生的實際情況，因材施教，提高學(xué)生的程序設(shè)計能力。
參考文獻：
[1] 朱利娜.注重加強非計算機專業(yè)大學(xué)生計算機應(yīng)用能力的培養(yǎng)[J].高等教育研究學(xué)報,2007(6).
[2] 孫華峰.計算機課程機房教學(xué)規(guī)律探究[J].高等教育研究學(xué)報,2007(8).
[3] 張瑞,舒虹.高校非計算機專業(yè)計算機教學(xué)的幾點思考[J].貴陽學(xué)院學(xué)報:自然科學(xué)版,2010(9).
收稿日期：2011-09-15
計算機視覺專業(yè)課程范文5
【關(guān)鍵詞】精確施藥；測距裝置
1.研究背景
本課題來源于農(nóng)藥精確施用的機械智能測距控制系統(tǒng)的研究項目，以及基于自動化專業(yè)職業(yè)技能培養(yǎng)的化工儀表課程改革的研究項目。
在化工生產(chǎn)過程中，物料的物位等距離信號的檢測工作很重要，要求實時性、精確性。考慮其實效性及研制成本，為準確的檢測出距離，可采用多種化工自動化儀表，其中超聲波測距裝置在各類企業(yè)中使用廣泛。而對于化工儀表課程，改革的意義在于降低理論學(xué)習(xí)的難度，增強該課程的直觀性，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，并且使之契合現(xiàn)代實用技術(shù)的發(fā)展，拉近課堂教學(xué)和生產(chǎn)實踐的距離，使學(xué)生在校期間就能掌握先進的技術(shù)手段和方法，為培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生的分析和解決問題能力打下基礎(chǔ)。將具有測距功能的自動化儀表用于林業(yè)精確施藥，不但能保證所測距離準確，而且還能提高農(nóng)藥防治的實效性，減少環(huán)境污染。研制農(nóng)藥精確施用機械智能測距裝置，作為化工儀表課程的項目任務(wù)之一，擯除以往的純理論吸收式教學(xué)模式，而是引導(dǎo)設(shè)計者運用自動化專業(yè)理論知識去設(shè)計、調(diào)試系統(tǒng)，分析解決實際問題，以積累專職技能，體現(xiàn)課程改革的目的，從而研究出職業(yè)技能培養(yǎng)的最有力方案。
農(nóng)林病蟲草害是農(nóng)林生產(chǎn)的主要災(zāi)害之一，被稱為“無煙的火災(zāi)”。農(nóng)藥防治的高效性、速效性、經(jīng)濟性、快捷性，使得農(nóng)藥防治在相當長的一段時間內(nèi)仍是防治農(nóng)林病蟲草害的最主要方法。但是常規(guī)的施藥方法，只有微乎其微的農(nóng)藥起到防治作用，而大部分農(nóng)藥沒有能夠發(fā)揮作用，流失到環(huán)境中。農(nóng)藥的大量流失不僅造成了對環(huán)境的污染和對生態(tài)系統(tǒng)的破壞，也在多方面制約了我國農(nóng)林生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。
針對我國農(nóng)藥用量逐年增加、藥效逐年下降、農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥加重等問題，研究發(fā)展作物病蟲草害精確施藥技術(shù)，大幅度降低農(nóng)藥施用量和其對環(huán)境的影響是當前施藥控制系統(tǒng)研究的重點。
2.測距裝置在林業(yè)中的研究現(xiàn)狀
2.1 農(nóng)藥精確施用技術(shù)研究現(xiàn)狀
世界各國對農(nóng)藥精確施用技術(shù)的發(fā)展?jié)摿皯?yīng)用前景有著廣泛共識，并將其作為發(fā)展農(nóng)業(yè)高新技術(shù)應(yīng)用的重要內(nèi)容。從20世紀90年代開始，美國開始研究農(nóng)藥精確施用技術(shù)，如戴維斯加洲大學(xué)研制的基于視覺傳感器對成行作物實施精確施藥系統(tǒng)；Durand-Wayland公司研制的Smartspary果樹智能噴霧系統(tǒng)。在國內(nèi)，南京林業(yè)大學(xué)鄭加強等人從20世紀90年代末開始研究基于計算機視覺的農(nóng)藥精確對靶施用系統(tǒng)和農(nóng)藥實時精確對靶施用方法。
2.2 測距方法
目前一般測距的技術(shù)有激光測距、紅外測距、微波雷達測距和超聲波測距等。
（1）激光測距
典型激光測距的方法有脈沖法、相位法、干涉法等，這些方法各有特點，分別應(yīng)用于不同的測量環(huán)境和測量領(lǐng)域。激光測量系統(tǒng)具有高單色性，高方向性和相干性好等特點，因此激光波束近似直線，很少擴散，波束能量集中，傳輸距離遠，具有反應(yīng)快、有效測量距離大、分辨率高、誤差小等優(yōu)點。激光鏡頭易受灰塵、雨雪、風(fēng)沙的污蝕而影響其工作性能。
（2）紅外測距
紅外線測距和激光、超聲波測距在原理上基本相同，均是根據(jù)發(fā)射波和反射波時間差來判斷目標的距離。紅外線介于可見光和微波之間的一種電磁波，它不僅具有可見光的直線傳播、反射、折射等特性，還具有微波的某些特性，如較強的穿透力和能貫穿某些不透明的物質(zhì)等。紅外線測距在技術(shù)上難度不大，系統(tǒng)成本低廉，但是在惡劣天氣下和稍長距離探測時不夠及時、精確。
（3）微波雷達測距
微波是指頻率300MHz～300GHz范圍內(nèi)極高頻電磁波。微波探測技術(shù)是利用電磁波對目標的反射特性進行目標探測和定位，能夠精確地測定目標的方向、距離和速度。微波探測技術(shù)特點十分明確，其不受熱、噪音、溫度、氣流、塵埃等因素影響，能夠適應(yīng)惡劣環(huán)境，抗干擾能力強。然而控制技術(shù)較復(fù)雜，成本相對較高，多用于軍事用途，并且在近距離測距中反而精度不高。
（4）超聲波測距
超聲波是指頻率大于20kHz的在彈性介質(zhì)中產(chǎn)生的機械震蕩波，具有聲波傳輸?shù)幕疚锢硖匦匀绶瓷洹⒄凵洹⒏缮娴取３暡y速測距的基本原理是利用其反射特性。超聲波發(fā)生器發(fā)射40kHz超聲波遇到障礙物后產(chǎn)生反射波，當超聲波接收器收到反射信號后，并將其轉(zhuǎn)換成電信號，測出發(fā)射波和回波之間的時間間隔，根據(jù)聲速即可求出距離。由于超聲波頻率較高，穿透力強，指向性強，傳輸過程中衰減少，能量消耗緩慢，在介質(zhì)中傳播的距離較遠，遇到雜質(zhì)或分界面時會產(chǎn)生反射波，因此常被用于非接觸式測距。另外，超聲波具備激發(fā)容易、檢測工藝簡單、操作方便、價格便宜等優(yōu)點，并且對光線、色彩和電磁場不敏感，因此超聲波測距對環(huán)境有較好的適應(yīng)能力。
在近距離農(nóng)藥噴灑中，只要對其溫度和濕度進行適當?shù)难a償，其測距精度將高于微波雷達測距，達到農(nóng)藥精確施用的目的。
2.3 近距離測距技術(shù)研究現(xiàn)狀
隨著計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)的應(yīng)用，在許多民用領(lǐng)域中開始需要近目標、無接觸、無損傷的目標檢測系統(tǒng)，2003年德國學(xué)者Thomas Musch采用N分頻鎖相環(huán)發(fā)生器設(shè)計了24GHz FMCW雷達，由于高線性度、大帶寬且采用了相位斜率算法使得測距絕對誤差小于±0.8mm。
國內(nèi)學(xué)者對近距目標探測技術(shù)的研究主要集中在W波段的系統(tǒng)設(shè)計，2001年，南京理工大學(xué)婁國偉、李興國、吳文等研制了3mm波段FMCW近程雷達。
3.測距裝置在林業(yè)中的應(yīng)用
從目前世界上精確施藥技術(shù)的發(fā)展情況來看，在當前相當長的一段時間內(nèi)，精確施藥需要解決的核心問題是減少施藥液量和藥劑量，提高農(nóng)藥在作物上的附著率、減少農(nóng)藥在地面的沉降，提高噴施質(zhì)量和減少農(nóng)藥對環(huán)境的污染等。
解決上述問題的有效途徑之一就是把自動化技術(shù)與噴霧技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)對靶噴藥，達到只對目標物噴藥的目的。在農(nóng)藥精確施用研究中，準確測量施藥機械與靶標的距離是保證農(nóng)藥精確施藥系統(tǒng)有效運行的關(guān)鍵技術(shù)。
將測距系統(tǒng)應(yīng)用于林業(yè)，精確測量施藥機械與靶標的距離，從而可以通過農(nóng)藥精確施用機械智能決策支持系統(tǒng)確定施藥參數(shù)，并自動控制可變量噴頭，從而實現(xiàn)農(nóng)藥精確施用。
4.結(jié)論
我國目前銷售使用制劑農(nóng)藥數(shù)量巨大，如果采用合適測距系統(tǒng)，應(yīng)用于農(nóng)藥精確施用機械，將節(jié)省極為可觀的農(nóng)藥使用量，產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。同時，可大大提高農(nóng)藥附著率，減少農(nóng)藥漂移和地面無效沉淀，改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境，具有重要的環(huán)保意義。
在農(nóng)藥精確施用的過程中，比如行道樹的農(nóng)藥噴灑，環(huán)境因素對施藥精度的影響最大，且為近距離施藥。在近距離農(nóng)藥噴灑中，超聲波測距方法對溫濕度的要求最低，只要對其溫度和濕度進行適當?shù)难a償，超聲波測距精度將高于微波雷達測距，滿足農(nóng)藥精確施用的目的。即使再從經(jīng)濟成本的角度來考慮，超聲波測距方法無疑為首選。其優(yōu)勢所在，為高效智能的農(nóng)藥精確施用機械提供有效、實用的測距手段和方法，在林業(yè)中的應(yīng)用前景廣泛。
超聲波測距裝置的研制過程，也是化工儀表課程改革的試驗田。研制該裝置需要詳細設(shè)計出系統(tǒng)硬軟件，再對裝置進行調(diào)試，分析解決實際工程問題，該過程基于自動化專業(yè)課程理論，有利于職業(yè)技能的培養(yǎng)。
參考文獻
計算機視覺專業(yè)課程范文6
關(guān)鍵詞 模擬電子技術(shù)；案例式教學(xué)；創(chuàng)新能力
中圖分類號：G642 文獻標識碼：B
文章編號：1671-489X（2016）24-0094-02
Practice and Application of Case Teaching Mode to Analog Electronic Technology//LI Wen
Abstract Combined with Analog Electronic Technology course teaching， interacting mode between teachers and students was discussed， the existing problems and corresponding solutions were summarized. It has some inspiration for case teaching of other courses.
Key words analog electronic technology； case teaching； innova-tive ability
1 前言
隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，創(chuàng)新意識已經(jīng)深入人心。總理提出的“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”理念促使創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)成為高等教育的一個焦點[1-2]。案例式教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的有效途徑，是由20世紀20年代美國哈佛商學(xué)院（Harvard Business School）所倡導(dǎo)的一種區(qū)別于傳統(tǒng)教學(xué)方法的獨特教學(xué)模式。這種教學(xué)方法把商業(yè)管理的真實情境或事件引入教學(xué)，激發(fā)學(xué)生興趣，培養(yǎng)和引導(dǎo)學(xué)生主動參與課堂討論，實施之后的效果表明該方法頗具成效。該教學(xué)方法于20世紀90年代開始引入我國教育界并引起重視，在探究案例式教學(xué)過程中不斷豐富和發(fā)展[3]。本文結(jié)合模擬電子技術(shù)課程的教學(xué)體會，從準備、實施等幾個重要環(huán)節(jié)闡述案例式教學(xué)經(jīng)驗。
2 課前準備
明確課程特點 模擬電子技術(shù)是高等院校電子信息及自動化類的專業(yè)基礎(chǔ)課，具有較強的理論性和實踐性。以內(nèi)容多、難度大、工程性強的特點成為學(xué)生學(xué)習(xí)困難的課程之一。其內(nèi)容主線是以半導(dǎo)體（二極管、三極管）器件為基礎(chǔ)，以模擬信號的放大為核心，研究典型放大電路（基本放大電路、反饋放大電路、功率放大電路、集成運算放大電路等）、信號產(chǎn)生與處理電路和直流穩(wěn)壓電源等。二極管和三極管的非線性是其顯著特點，放大電路由于交、直流信號并存增加了分析的復(fù)雜性。器件參數(shù)分散性大，電路調(diào)試困難。在整個課程體系中，模擬電子技術(shù)起著承前啟后的重要作用，成為許多院校的考研課程。
選擇典型案例 選取課程中應(yīng)用廣泛、學(xué)生易于接受的內(nèi)容作為教學(xué)案例。在課程開始前，教師需要統(tǒng)籌安排好每次課的專題，使學(xué)生一開始對整個案例有整體了解，方便學(xué)生選擇課堂研討的題目和內(nèi)容，有利于把握各個專題之間的承接關(guān)系。如放大電路、穩(wěn)壓電源、信號發(fā)生電路等，起到以線帶面的作用。如電壓比較器分為單限比較器、滯回比較器和窗口比較器，學(xué)生需要掌握三種比較器的特點和電路原理，可以和冰箱自動制冷保溫這一實際問題相聯(lián)系。引導(dǎo)學(xué)生分別使用三種比較器作對比，重點體會滯回比較器的應(yīng)用場合，同時對比使用窗口比較器的異同。通過這種案例分析對比，學(xué)生可以充分理解三種比較器的優(yōu)缺點。
設(shè)計環(huán)節(jié)與任務(wù) 確定案例內(nèi)容后，如何逐步引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題？需要精心設(shè)計教學(xué)環(huán)節(jié)，明確學(xué)生的任務(wù)。仍以電壓比較器為例，首先要求學(xué)生通過查閱資料，以冰箱壓縮機制冷為例，設(shè)計溫度控制系統(tǒng)，使冷藏室溫度保持在0～5 ℃。學(xué)生自愿結(jié)成小組，選用不同的比較器分別設(shè)計方案，并討論各種方案的優(yōu)缺點。教師課件要精美簡潔，主要是對內(nèi)容分好層次，對方法進行分類比較，力圖讓學(xué)生在較短的時間內(nèi)理清思路，認識到位。這樣既可以盡可能涉及更廣闊的領(lǐng)域，又可以提高講解效率。
3 實施過程
適當?shù)囊龑?dǎo)與提示 課堂以學(xué)生為主，增強師生之間、組組之間的互動，調(diào)動學(xué)生的積極主動性和參與性。教師需要提高教學(xué)技能和技巧，寫出部分案例內(nèi)容。學(xué)生要充分了解案例內(nèi)容和要求，并使之具有實用性和可操作性。在開始部分可以使用5～8分鐘或回顧上一堂課的內(nèi)容，或介紹本節(jié)課的主要意圖。這一環(huán)節(jié)雖然短暫，卻必不可少，有助于學(xué)生回憶所學(xué)相關(guān)知識，解決新問題或者理解新知識。由于講解時間有限，要求教師講解效率高，形式可以多樣化，采取多種方式綜合使用，既增加學(xué)生興趣，又突出課堂內(nèi)容特色。在學(xué)生討論過程中，教師進一步引導(dǎo)學(xué)生的研究思路，或啟發(fā)，或設(shè)問，或留出懸念，鼓勵學(xué)生一步步深入下去。
聯(lián)系實際問題，激發(fā)學(xué)生興趣 案例式教學(xué)的出發(fā)點就是聯(lián)系實際，因此，在教學(xué)中注重工程應(yīng)用型人才的培養(yǎng)是目前本科教學(xué)改革的方向，更是社會用人單位對學(xué)生綜合素質(zhì)考核的重要方面。其實踐能力的培養(yǎng)就是通過教學(xué)中緊密聯(lián)系實際來實現(xiàn)的。但是大多數(shù)院校受到教學(xué)資源和教學(xué)環(huán)境的限制，實驗課程的內(nèi)容無法突出學(xué)生自身專業(yè)學(xué)科的相關(guān)應(yīng)用，由于學(xué)習(xí)目的缺失，學(xué)生逐漸失去學(xué)習(xí)興趣。
因此，案例式教學(xué)增加了學(xué)生自身思考的時間，由被動變?yōu)橹鲃樱ㄟ^工程化應(yīng)用的講解和實際操作，使學(xué)生了解所學(xué)領(lǐng)域的行業(yè)特點和發(fā)展動向，通過實際問題認識所學(xué)理論及專業(yè)知識是如何關(guān)聯(lián)的。例如：使用窗口比較器能夠?qū)崿F(xiàn)冰箱保溫嗎？在滯回比較器中，滯回壓差代表什么含義？單限比較器可用來控制冰箱的自動保溫嗎？這些問題在聯(lián)系實際時都具有重要的物理含義，學(xué)生可以體會得更深刻。
借助現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)，延伸教學(xué)范圍 模擬電子技術(shù)是一門綜合性課程，實踐環(huán)節(jié)包含儀器使用、器件應(yīng)用和工程實踐常識等。僅憑借實驗室往往達不到目的，借助現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)，引入多媒體、軟件仿真、局域網(wǎng)教學(xué)等多種教學(xué)手段，可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)效率與質(zhì)量，是保證案例式教學(xué)順利進行的有力手段。大力開展計算機輔助教學(xué)，開發(fā)并完善實驗課件，鼓勵學(xué)生將自己的想法和設(shè)計方案進行模擬和仿真，以便S時發(fā)現(xiàn)設(shè)計思路和設(shè)計方案等方面存在的錯誤，可以避免造成不必要的資源浪費。如在課堂教學(xué)中引入仿真軟件EWB，既可以在課堂上隨時仿真出動態(tài)的結(jié)果，又可以活躍課堂氣氛，給學(xué)生留下深刻印象。
重視課后總結(jié)，培養(yǎng)科研意識 隨著時代的發(fā)展和科技的進步，相當多的本科學(xué)生需要進一步深造，因此，在本科學(xué)習(xí)階段有意識地培養(yǎng)學(xué)生的科研意識具有重要意義。即使學(xué)生本科畢業(yè)后直接就業(yè)，這種主動思考、獨立學(xué)習(xí)的能力對培養(yǎng)他們的工作作風(fēng)也是非常有益的。案例式教學(xué)完成以后，要求學(xué)生規(guī)范而詳細地寫出總結(jié)報告，既是整理學(xué)習(xí)思路的過程，也是培養(yǎng)細致耐心的科研精神的過程。
4 結(jié)語
筆者結(jié)合長期從事模擬電子技術(shù)課程教學(xué)的體會，對案例式教學(xué)的特點及重要環(huán)節(jié)的實施經(jīng)驗進行梳理和分析。總之，對處速發(fā)展的電子技術(shù)而言，教師需要思考教學(xué)工作如何適應(yīng)現(xiàn)代化教育，要求改變傳統(tǒng)的教學(xué)思維模式和教學(xué)方式，緊密聯(lián)系實際問題，充分了解專業(yè)領(lǐng)域的前沿知識，充分利用現(xiàn)代教學(xué)手段，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的專業(yè)技能和綜合能力。
參考文獻
[1]陳芳林，周宗潭.研討式教學(xué)在“計算機視覺”課中的應(yīng)用探索[J].中國電力教育，2013（26）：65-66.
