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摘要：隨著“新工科”的發(fā)展，需要培養(yǎng)一批卓越的工程技術(shù)人才。本文主要闡述《多媒體處理技術(shù)》教學(xué)過程中的教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容等方面的探索。通過實(shí)踐和總結(jié)進(jìn)一步完善和優(yōu)化教育方式，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)效率，培養(yǎng)學(xué)生解決多媒體信息傳輸和處理的能力。

關(guān)鍵詞：多媒體；教學(xué)方法；實(shí)踐

0研究背景

按照產(chǎn)業(yè)變革的發(fā)展規(guī)律，根據(jù)產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展的趨勢，未來需要將以學(xué)科為導(dǎo)向轉(zhuǎn)變?yōu)橐援a(chǎn)業(yè)為導(dǎo)向，打破專業(yè)間的壁壘，進(jìn)行跨專業(yè)的融合，從而將適應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)橐I(lǐng)；與此同時(shí)，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，大力推進(jìn)低能耗、高附加值的技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，由資源主導(dǎo)轉(zhuǎn)變?yōu)榧夹g(shù)主導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)從低端產(chǎn)業(yè)向高端產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型，將中國制造升級為中國創(chuàng)造。當(dāng)前，世界已邁入一個(gè)深度信息化的時(shí)代。人工智能在全球得到了飛速的發(fā)展，涌現(xiàn)出很多深度學(xué)習(xí)的算法，并在工業(yè)、醫(yī)療、生活等社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛而深入的應(yīng)用。新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)正在逐步發(fā)展壯大，相應(yīng)的市場需求也在不斷擴(kuò)大。隨著“新工科”的逐步發(fā)展，未來需不斷培養(yǎng)一大批卓越的工程技術(shù)人才，為我國的現(xiàn)代化建設(shè)和發(fā)展提供強(qiáng)有力的人才隊(duì)伍支撐。在傳統(tǒng)工科教育的基礎(chǔ)上對新工科教育的模式進(jìn)行探索，已成為新工科建設(shè)中不可或缺的重要環(huán)節(jié)和重要組成部分。新工科的建設(shè)通過分析當(dāng)前產(chǎn)業(yè)與行業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r，并結(jié)合未來的發(fā)展趨勢和環(huán)境，對相關(guān)學(xué)科專業(yè)結(jié)構(gòu)和專業(yè)建設(shè)的方向進(jìn)行及時(shí)調(diào)整。通過新工科的建設(shè)，一方面可逐步培養(yǎng)一大批卓越的工程科技人才，從而大力推動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展；另一方面，通過新工科的建設(shè)，可將多個(gè)學(xué)科進(jìn)行交叉融合，從而產(chǎn)生新的工科專業(yè)，并培養(yǎng)相應(yīng)的工程技術(shù)人才，形成新興的產(chǎn)業(yè)，并有效地促進(jìn)新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[1-3]。針對當(dāng)前高校電子信息類專業(yè)的教學(xué)與培養(yǎng)，新工科教育思想和工程專業(yè)認(rèn)證規(guī)范對電子信息類專業(yè)提出了“具備創(chuàng)新實(shí)踐意識、團(tuán)隊(duì)合作精神和組織管理能力，解決電子通信領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的能力。”以達(dá)到人才培養(yǎng)的目標(biāo)。

1教學(xué)過程設(shè)計(jì)

多媒體處理技術(shù)是信息工程的專業(yè)必修課、以及通信工程和電子信息工程的專業(yè)選修課程，也是信號與線性系統(tǒng)、數(shù)字信號處理等課程的后續(xù)課程[4-5]。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能掌握語音、音頻、圖像以及視頻等媒體的基本概念以及利用計(jì)算機(jī)對語音、音頻、圖像以及視頻進(jìn)行綜合處理和分析的基本技術(shù)，了解多媒體信息處理技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展概況，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生解決多媒體信息傳輸和處理的能力。

1.1教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)實(shí)施的目標(biāo)

學(xué)生通過教育過程最后所取得的學(xué)習(xí)成果。圍繞學(xué)生的培養(yǎng)、根據(jù)對學(xué)生的期望來設(shè)計(jì)。將適應(yīng)變化作為質(zhì)量改進(jìn)的基準(zhǔn)點(diǎn)、將質(zhì)量的持續(xù)改進(jìn)過程作為高質(zhì)量控制的著力點(diǎn)。本課程的畢業(yè)要求及指標(biāo)點(diǎn)對應(yīng)關(guān)系如下表1所示：

1.2優(yōu)化改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)的方法和內(nèi)容

實(shí)驗(yàn)教學(xué)圍繞教學(xué)目標(biāo)這個(gè)中心，包含系統(tǒng)分析、算法與軟件設(shè)計(jì)、調(diào)試、匯報(bào)等環(huán)節(jié)。在完成實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)上可達(dá)到提升解決復(fù)雜工程問題的目標(biāo)。學(xué)生要針對系統(tǒng)的基本功能、性能指標(biāo)、使用場景等相關(guān)的因素進(jìn)行充分的考慮和分析，對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)考核主要圍繞算法與軟件設(shè)計(jì)能力、調(diào)試能力、綜合分析能力、表達(dá)能力等若干個(gè)方面。在學(xué)生的培養(yǎng)過程中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)其實(shí)非常重要，對學(xué)生的能力培養(yǎng)起到很關(guān)鍵的作用。為此，需要進(jìn)一步提升綜合性實(shí)驗(yàn)在整個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中的占比，從而有效提升學(xué)生的綜合實(shí)踐能力和綜合素養(yǎng)。在以往的多媒體實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，通常將語音模塊和圖像視頻模塊作為兩個(gè)相互獨(dú)立的模塊而分離開來，單獨(dú)開展各個(gè)模塊的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。這樣容易導(dǎo)致缺少實(shí)驗(yàn)教學(xué)的綜合性和系統(tǒng)性，而且也不利于培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析能力、協(xié)調(diào)能力和解決問題的能力。例如，圖像模塊實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容包括圖像分割、圖像增強(qiáng)等，語音模塊實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容通常是語音基音檢測及應(yīng)用等。獨(dú)立模塊實(shí)驗(yàn)的作用主要體現(xiàn)在對相應(yīng)模塊的功能進(jìn)行訓(xùn)練，適用于一些簡單的系統(tǒng)。為此，可考慮將語音模塊和圖像視頻模塊結(jié)合起來，構(gòu)成一個(gè)更加完整、更加全面的綜合性系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)上開展綜合性實(shí)驗(yàn)任務(wù)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，從而充分地提升學(xué)生的綜合實(shí)踐能力以及解決復(fù)雜工程問題的能力。例如在垃圾智能分類系統(tǒng)中，可將語音模塊和圖像模塊結(jié)合起來，一方面可通過對說話人語音的識別來判斷屬于哪一種垃圾，然后進(jìn)行分類；另一方面，可根據(jù)攝像頭抓取的垃圾外形，利用圖像預(yù)處理、圖像分割、特征提取、模式識別等方法對圖像進(jìn)行識別分類，從而達(dá)到基于多媒體處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)垃圾智能分類的目的；此外，在智能車系統(tǒng)中，也可綜合利用語音模塊和圖像視頻模塊。根據(jù)攝像頭抓取的路況信息判斷行動(dòng)方向，同時(shí)結(jié)合控制者的語音信息確定前行的路線和方向。通過這些綜合案例的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，一方面有助于培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)踐能力；與此同時(shí)，也可促進(jìn)學(xué)生在學(xué)科競賽、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目等方面的表現(xiàn)和成績。使課程、競賽、科研這三者達(dá)到互相促進(jìn)，共同提升的目的。教學(xué)過程由教學(xué)團(tuán)隊(duì)聯(lián)合指導(dǎo)。團(tuán)隊(duì)成員由課程負(fù)責(zé)人，語音模塊指導(dǎo)教師、圖像視頻模塊指導(dǎo)教師和助教等人組成。通過課程負(fù)責(zé)人的主持引導(dǎo)和整個(gè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)成員分工協(xié)作，完成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的各個(gè)階段，以相關(guān)的指導(dǎo)教師為主，其他成員作為輔助。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，各個(gè)指導(dǎo)教師首先對實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中相應(yīng)的理論基礎(chǔ)知識和方法進(jìn)行講解和分析，接下來安排相應(yīng)的任務(wù)。學(xué)生以五人左右為一組進(jìn)行組隊(duì)。各個(gè)小組通過前期的文獻(xiàn)查閱和調(diào)研產(chǎn)生相應(yīng)的設(shè)計(jì)方案，主要包括系統(tǒng)組成、系統(tǒng)功能、性能指標(biāo)、計(jì)劃安排等內(nèi)容。等到通過設(shè)計(jì)方案的論證后，展開具體的實(shí)施。在方案的實(shí)施環(huán)節(jié)中，學(xué)生要能針對系統(tǒng)的性能指標(biāo)與系統(tǒng)復(fù)雜度、系統(tǒng)的綜合功能與使用場景等多個(gè)方面間的相互制約因素進(jìn)行充分考慮和分析。

1.3課程考核

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，設(shè)置若干個(gè)考核環(huán)節(jié)。對語音模塊和圖像視頻模塊，在實(shí)驗(yàn)的中期階段進(jìn)行模塊的獨(dú)立考核，也就是單獨(dú)考核語音模塊和圖像視頻模塊的功能和性能指標(biāo)等。在實(shí)驗(yàn)結(jié)束階段，對整個(gè)大系統(tǒng)進(jìn)行綜合考核，包括系統(tǒng)的整體功能和綜合性能指標(biāo)等。通過面向多媒體處理技術(shù)領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，以及調(diào)研、分析、設(shè)計(jì)、調(diào)試、改進(jìn)、運(yùn)行等模擬解決工程問題的環(huán)節(jié)，可有效培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力。使學(xué)生的知識、能力和素養(yǎng)得到進(jìn)一步的提升。以往的課程考核模式往往有可能導(dǎo)致學(xué)生平時(shí)在學(xué)習(xí)上不抓緊，而到臨考試階段就臨時(shí)抱佛腳式的復(fù)習(xí)，不利于學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)。為此，采用過程化考核機(jī)制來調(diào)整學(xué)生的整個(gè)學(xué)習(xí)過程。過程化考核的核心是分類型考核和目標(biāo)驅(qū)動(dòng)。通過整個(gè)教學(xué)過程的考核，促使學(xué)生提高平時(shí)的學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)積極性，從而提升相應(yīng)的能力，打好學(xué)科基礎(chǔ)。當(dāng)然，過程化考核也并非單純的月考，因?yàn)閱渭兊脑驴疾焕谔嵘龑W(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，反而可能會(huì)使學(xué)生產(chǎn)生一種厭學(xué)情緒和抵觸心理。所以，在過程化考核的形式上，可設(shè)計(jì)得更加豐富些，通過筆試、上機(jī)、讀書報(bào)告、方案設(shè)計(jì)等多種靈活的形式和渠道來展開。這樣，一方面可進(jìn)一步激勵(lì)學(xué)生，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)興趣；另一方面，也可實(shí)現(xiàn)對學(xué)生綜合能力的全方位考察。在考試結(jié)束后，對試卷目標(biāo)達(dá)成情況和課程目標(biāo)達(dá)成情況進(jìn)行分析，并對試卷整體情況進(jìn)行綜合分析，包括與教學(xué)大綱要求及教學(xué)目標(biāo)的相符性、分?jǐn)?shù)分配是否合理、試題要求及敘述的明確性和嚴(yán)謹(jǐn)性，成績分布的具體情況、針對具體教學(xué)目標(biāo)、分析具體試題內(nèi)容與得分結(jié)果；同時(shí)對試卷課程目標(biāo)達(dá)成情況評價(jià)分析結(jié)果給出持續(xù)改進(jìn)措施與建議。結(jié)合過程化考核機(jī)制，使學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)效率得到充分而有效地提升，使學(xué)生的整個(gè)學(xué)習(xí)過程更加充實(shí)，為學(xué)生能力的培養(yǎng)提供充分而有效的保障。

2小結(jié)

新工科的建設(shè)是當(dāng)前時(shí)代的發(fā)展需要，也符合當(dāng)前世界的發(fā)展趨勢。實(shí)踐應(yīng)用是工科學(xué)生學(xué)以致用，從起步到激發(fā)創(chuàng)造能力的重要孵化過程。因此，優(yōu)化改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)置方法和教學(xué)內(nèi)容是新工科教育中的一個(gè)重要內(nèi)容。通過實(shí)踐和總結(jié)，進(jìn)一步完善和優(yōu)化教育方式，推動(dòng)專業(yè)建設(shè)和人才培養(yǎng)的不斷發(fā)展。

作者：鄒瑋 王加俊 胡丹峰 單位：蘇州大學(xué) 電子信息學(xué)院