谈多媒体处理技术教学过程的设计

谈多媒体处理技术教学过程的设计

摘要:随着“新工科”的发展,需要培养一批卓越的工程技术人才。本文主要阐述《多媒体处理技术》教学过程中的教学方法和教学内容等方面的探索。通过实践和总结进一步完善和优化教育方式,提升学生的学习积极性和学习效率,培养学生解决多媒体信息传输和处理的能力。

关键词:多媒体;教学方法;实践

0研究背景

按照产业变革的发展规律,根据产业技术发展的趋势,未来需要将以学科为导向转变为以产业为导向,打破专业间的壁垒,进行跨专业的融合,从而将适应转变为引领;与此同时,调整产业结构,大力推进低能耗、高附加值的技术产业的发展,由资源主导转变为技术主导,实现从低端产业向高端产业的转型,将中国制造升级为中国创造。当前,世界已迈入一个深度信息化的时代。人工智能在全球得到了飞速的发展,涌现出很多深度学习的算法,并在工业、医疗、生活等社会各个领域得到广泛而深入的应用。新一代信息技术产业正在逐步发展壮大,相应的市场需求也在不断扩大。随着“新工科”的逐步发展,未来需不断培养一大批卓越的工程技术人才,为我国的现代化建设和发展提供强有力的人才队伍支撑。在传统工科教育的基础上对新工科教育的模式进行探索,已成为新工科建设中不可或缺的重要环节和重要组成部分。新工科的建设通过分析当前产业与行业的发展状况,并结合未来的发展趋势和环境,对相关学科专业结构和专业建设的方向进行及时调整。通过新工科的建设,一方面可逐步培养一大批卓越的工程科技人才,从而大力推动相关产业的飞速发展;另一方面,通过新工科的建设,可将多个学科进行交叉融合,从而产生新的工科专业,并培养相应的工程技术人才,形成新兴的产业,并有效地促进新兴产业的发展[1-3]。针对当前高校电子信息类专业的教学与培养,新工科教育思想和工程专业认证规范对电子信息类专业提出了“具备创新实践意识、团队合作精神和组织管理能力,解决电子通信领域复杂工程问题的能力。”以达到人才培养的目标。

1教学过程设计

多媒体处理技术是信息工程的专业必修课、以及通信工程和电子信息工程的专业选修课程,也是信号与线性系统、数字信号处理等课程的后续课程[4-5]。通过本课程的学习,使学生能掌握语音、音频、图像以及视频等媒体的基本概念以及利用计算机对语音、音频、图像以及视频进行综合处理和分析的基本技术,了解多媒体信息处理技术的应用和发展概况,进一步培养学生解决多媒体信息传输和处理的能力。

1.1教学设计和教学实施的目标

学生通过教育过程最后所取得的学习成果。围绕学生的培养、根据对学生的期望来设计。将适应变化作为质量改进的基准点、将质量的持续改进过程作为高质量控制的着力点。本课程的毕业要求及指标点对应关系如下表1所示:

1.2优化改革实验教学环节的方法和内容

实验教学围绕教学目标这个中心,包含系统分析、算法与软件设计、调试、汇报等环节。在完成实验环节的基础上可达到提升解决复杂工程问题的目标。学生要针对系统的基本功能、性能指标、使用场景等相关的因素进行充分的考虑和分析,对学生的实验考核主要围绕算法与软件设计能力、调试能力、综合分析能力、表达能力等若干个方面。在学生的培养过程中,实验教学环节其实非常重要,对学生的能力培养起到很关键的作用。为此,需要进一步提升综合性实验在整个实验环节中的占比,从而有效提升学生的综合实践能力和综合素养。在以往的多媒体实验教学中,通常将语音模块和图像视频模块作为两个相互独立的模块而分离开来,单独开展各个模块的实验教学。这样容易导致缺少实验教学的综合性和系统性,而且也不利于培养学生的综合分析能力、协调能力和解决问题的能力。例如,图像模块实验的内容包括图像分割、图像增强等,语音模块实验的内容通常是语音基音检测及应用等。独立模块实验的作用主要体现在对相应模块的功能进行训练,适用于一些简单的系统。为此,可考虑将语音模块和图像视频模块结合起来,构成一个更加完整、更加全面的综合性系统。在此基础上开展综合性实验任务的设计和实现,从而充分地提升学生的综合实践能力以及解决复杂工程问题的能力。例如在垃圾智能分类系统中,可将语音模块和图像模块结合起来,一方面可通过对说话人语音的识别来判断属于哪一种垃圾,然后进行分类;另一方面,可根据摄像头抓取的垃圾外形,利用图像预处理、图像分割、特征提取、模式识别等方法对图像进行识别分类,从而达到基于多媒体处理技术实现垃圾智能分类的目的;此外,在智能车系统中,也可综合利用语音模块和图像视频模块。根据摄像头抓取的路况信息判断行动方向,同时结合控制者的语音信息确定前行的路线和方向。通过这些综合案例的实验环节,一方面有助于培养学生的综合实践能力;与此同时,也可促进学生在学科竞赛、大学生创新创业项目等方面的表现和成绩。使课程、竞赛、科研这三者达到互相促进,共同提升的目的。教学过程由教学团队联合指导。团队成员由课程负责人,语音模块指导教师、图像视频模块指导教师和助教等人组成。通过课程负责人的主持引导和整个教学团队成员分工协作,完成相应的实验教学环节。在实验教学的各个阶段,以相关的指导教师为主,其他成员作为辅助。在实验教学过程中,各个指导教师首先对实验环节中相应的理论基础知识和方法进行讲解和分析,接下来安排相应的任务。学生以五人左右为一组进行组队。各个小组通过前期的文献查阅和调研产生相应的设计方案,主要包括系统组成、系统功能、性能指标、计划安排等内容。等到通过设计方案的论证后,展开具体的实施。在方案的实施环节中,学生要能针对系统的性能指标与系统复杂度、系统的综合功能与使用场景等多个方面间的相互制约因素进行充分考虑和分析。

1.3课程考核

在实验教学过程中,设置若干个考核环节。对语音模块和图像视频模块,在实验的中期阶段进行模块的独立考核,也就是单独考核语音模块和图像视频模块的功能和性能指标等。在实验结束阶段,对整个大系统进行综合考核,包括系统的整体功能和综合性能指标等。通过面向多媒体处理技术领域复杂工程问题的实验教学环节,以及调研、分析、设计、调试、改进、运行等模拟解决工程问题的环节,可有效培养学生解决复杂工程问题的能力。使学生的知识、能力和素养得到进一步的提升。以往的课程考核模式往往有可能导致学生平时在学习上不抓紧,而到临考试阶段就临时抱佛脚式的复习,不利于学生综合能力的培养。为此,采用过程化考核机制来调整学生的整个学习过程。过程化考核的核心是分类型考核和目标驱动。通过整个教学过程的考核,促使学生提高平时的学习效率和学习积极性,从而提升相应的能力,打好学科基础。当然,过程化考核也并非单纯的月考,因为单纯的月考不利于提升学生的学习积极性,反而可能会使学生产生一种厌学情绪和抵触心理。所以,在过程化考核的形式上,可设计得更加丰富些,通过笔试、上机、读书报告、方案设计等多种灵活的形式和渠道来展开。这样,一方面可进一步激励学生,提高学生的学习积极性和学习兴趣;另一方面,也可实现对学生综合能力的全方位考察。在考试结束后,对试卷目标达成情况和课程目标达成情况进行分析,并对试卷整体情况进行综合分析,包括与教学大纲要求及教学目标的相符性、分数分配是否合理、试题要求及叙述的明确性和严谨性,成绩分布的具体情况、针对具体教学目标、分析具体试题内容与得分结果;同时对试卷课程目标达成情况评价分析结果给出持续改进措施与建议。结合过程化考核机制,使学生的学习积极性和学习效率得到充分而有效地提升,使学生的整个学习过程更加充实,为学生能力的培养提供充分而有效的保障。

2小结

新工科的建设是当前时代的发展需要,也符合当前世界的发展趋势。实践应用是工科学生学以致用,从起步到激发创造能力的重要孵化过程。因此,优化改革实验教学环节的设置方法和教学内容是新工科教育中的一个重要内容。通过实践和总结,进一步完善和优化教育方式,推动专业建设和人才培养的不断发展。

作者:邹玮 王加俊 胡丹峰 单位:苏州大学 电子信息学院