十年磨一“课”
彭真明  |  2015-04-09  |  科学网  |  394次阅读

2006年学院首开《光电图像处理》这门课程,迄今为止,我已独立承当该课程的教学整整十个年头。从最初的专业选修课,到后来划定为专业核心课,选课人数从起初的20来号人,到后来几年的100余人大课,再到现在的几十人(见图1)。哪怕只有几个学生选课,我还是会认认真真、完完整整地备好每一次课,讲好每一堂课,辅导好每一次实验。


图1 学生选课人数分布图

2016年起,该课程已被我院设置为“光信息科学与工程”的专业核心课,将有340人左右的同学学习该课程。这也意味着,明年将打破本人独立承担该课程的局面,至少需要3-4位教师共同授课。

该课程的难点在于,我院大部分学生仅有线性代数、概率与数理统计及信号与系统的学科基础及专业基础,缺少数字信号处理等一些重要的先修课程。因此,学生学起来比较吃力,必须在课程中去及时补充这部分知识做铺垫。

全国高校基本都会开设《数字图像处理》课程,但开设《光电图像处理》课程的高校相对较少,可参考的教材和课件也就相对较少。

十年里,自编教材,自设实验,自写代码,一路摸索,一路艰辛。然而,付出了总有回报,2009年该课程被评为四川省精品课程。如今已由原来的选修课逐渐发展成为学院主干课程和核心课程。担心没人选课的年代已经成为过去式,如今已经成为学院名副其实的热门课程之一。

来学院的余年里,给本科生上课,除了一门《数字视频技术》过渡外,就上了这一门课,教授的学生估计超过800余人,这其中的感情自然是深厚的。

从刚开始战战兢兢地走上讲台,到现在完全脱离教材,授课自如,都是该门课程的教学实践伴随着我逐渐成长的。要上好一门课的体会总结如下:

一、熟悉课程内容

“给学生一碗水,教师应有一桶水”,这对老师讲好一门课是很重要的。如果自己对该门课程及覆盖的知识面都不是很熟悉,那么课堂上就只能是照本宣科了。结果就是,PPT满是文字叙述,学生不知道看PPT好呢,还是听老师讲好了。这会造成视觉与听觉的严重相互干扰,从而影响教学效果。

二、站在学生知识坐标系

课程太熟悉了,也有坏处。那就是,老师往往会站在自己的知识坐标系下看待问题,认为这也简单,那也好懂。这样容易忽视学生的实质水平,而把一些不好理解的知识点和细节漏掉。最好的办法,就是想想当初你学习这门课时,哪些是自己曾经的障碍,那么你就会刻意在这些问题上多花一点时间,讲的更加细一些。

三、花时间认真备课

有人说,老师上课,只要是教同一门课,其实就是年年炒剩饭。一门课的教案或PPT可以重复使用,甚至可以用一辈子,直到退休。其实,这是一种曲解。除了一些数理基础课外,专业课的教案和PPT是需要实时更新的。


图2 周末给6位本科生开小灶——尝试讨论式教学

首先,上一年授课完了,要去坐下来想一想,哪些知识点学生理解有困难。那些自认为讲的不满意,知识点之间的先后顺序及逻辑衔接不合理等,都需要课后思考,形成教学后记。另外,平时的课堂提问、作业、实验环节中频繁出现的问题,课后答疑中学生问的最多的问题等,都是需要一一备案和记录的。这样,可以在下一年的课堂教学中进行相应调整和完善。

其次,知识本身也是不断发展的。

四、去公式化授课

工科类的专业课,一般都涉及很多的数学公式。特别是信号处理、图像处理类课程,原理描述中是少不了大版大版的数学公式的。如果一堂课,全部用于推导公式,那么很难想象,一堂课能有什么样的效果。本来学生在大一、大二阶段就学了不少像数理方程、线性代数、概率与数理统计、偏微分方程等,学生只知道学了怎么解题,尝到了可以应付考试拿高分的甜头外,就想像不了这些东东到底有什么用。因此,专业课堂上,一般是直接亮出结论性公式,然后,对公式的每一个量对应物理意义进行解释的过程。使得抽象的数学符号变得有意义,才有助于对知识的理解,也正是专业课老师教会学生如何将理论与应用相结合的最佳方式。

五、趣味性与实用性

趣味性不代表低俗,而是需要从课程本身去挖掘。比如,辅助一些喜闻乐见的音、视频以及一些贴近生活的实例等。只要老师用心去思考,这些都是容易办到的。另外,课程知识点的实用性点拨也是很重要的。因为,本科生往往还站不到学术的高度,授课中应尽量以日常生活为铺垫,把每一个知识点、每一种方法有什么用,一一对应进行列举和讲解。这样的效果,学生才有兴趣。不少同学反映,很多课上完了,到底有什么用,一直不是很清楚。往往都是毕业后,才发现以前的课在工作中其实都很有用。虽然,这需要经历和实践中去体会。既然老师作为过来人,是可以提前预知的,那就可以在课堂中提前去启发。

为了这门课的直观教学,十年时间里,我自行编写了100余个课堂演示程序,设计了20多个学生实验以及大量的网上很难直接搜到答案的练习题。另外,还针对课程内容设计了10余个综合课程设计题目。

十年磨一,我的付出还是值得的。很多同学从课堂认识了我,也有的后来成了我实验室的研究生一员。

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