時間：2023-12-26 10:40:43
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇計算機視覺基礎課程，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞：圖像處理 教學改革 研究生教學
中圖分類號：G642.4 文獻標識碼：C DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2014.05.098
《數字圖像處理》課程是計算機應用技術專業研究生的重要基礎課程，對于研究生綜合能力的培養及學術思維的訓練具有關鍵性意義。作為一個經典研究方向，數字圖像處理已經有較為悠久的研究歷史[1，2]，因此作為一門研究生課程，《數字圖像處理》有眾多關鍵性重要內容可以教授，是培養研究生科研能力的重要基石。
作為一個重要的科研方向乃至領域，數字圖像處理已經與模式識別、計算機視覺以及機器學習等學科建立起密不可分的聯系，因此該門課程可以極大地拓寬學生的學術視野，為學生將來的學習和科研鋪設道路。同時，數字圖像處理方向相關的人臉識別[3]、圖像拼接[4， 5]、輪廓提取[6]等課題，已成為計算機學科中最為熱門的科研課題之一，充分反映了該研究方向的關鍵性地位。
在本科階段相應課程的基礎上，除講授相關基礎知識之外，研究生階段的《數字圖像處理》課程應更加注重學生專業能力的培養和科研能力的積淀，以指導科研作為該門學科的靈魂。本文對如何在研究生階段的《數字圖像處理》課程中增加對科研內容的強調進行了初步研究和探索，并將相關具體實施措施總結如下。
1 對頂級期刊和會議進行介紹
在研究生的各項科研綜合能力中，具備一定科學文獻閱讀能力是不可或缺的一環，而進行文獻閱讀的前提是必須首先學會辨別文獻的質量。在各種文獻肆意泛濫的今天，缺乏這項能力，學生將很容易陷入垃圾文獻的陷阱，從而影響其對科學研究的理解，甚至徹底歪曲學生的科研精神。因此我們認為，在研究生階段的《數字圖像處理》課程中，必須對IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence、IEEE Transactions on Image Processing、International Conference on Computer Vision等相關的頂級科研期刊和會議進行適當介紹和說明，使學生明白真正的科研巔峰在何處。
2 介紹經典算法
數字圖像處理學科中，擁有眾多以Adaboost[7]為代表的經典算法，它們是構成整個學科的關鍵性支柱，也是學科發展中每個階段的里程碑。僅僅注重表面基礎知識，而忽略經典算法的講解，是舍本逐末的短視行為。
3 強調與相關學科的關聯
數字圖像處理學科發展到今天，已經與模式識別、計算機視覺、機器學習、概率統計等學科建立起了密不可分的內在聯系。在解決某一個具體任務時，已經不再是單一學科知識可以應對的，而往往需要多學科知識的綜合發揮。因此，為切合實際應用，在講解《數字圖像處理》課程時，必須同時對相關學科進行介紹。使得學生明白在何時、可以從何種學科，獲得相應幫助。
4 相關專業工具的介紹
工欲善其事必先利器，數字圖像處理是計算機學科中的上層次內容，必須依托在相關專業工具基礎上才能開展研究。如若缺乏對相關工具的了解，往往會事倍功半。以讀取圖像為例，依托相關工具可能只需要編寫一行代碼，而如果自行編寫代碼，可能需要數百行之多。因此，我們認為，必須在《數字圖像處理》課程中，對Matlab、Opencv等專業工具進行專門介紹。從而節省學生在進行相關研究時，在摸索基礎工具方面所花費的時間。
5 突出最新技術進展
發展迅速是信息學科的突出特點，作為研究熱點的數字圖像處理學科的更新更是日新月異。為相關科學研究服務，必須時時關注最新的科研熱點，使學生隨時了解最新的科研動向，為他們在將來進行科研方向選擇時，提供更多的指引和選擇。
參考文獻：
[1]Gonzalez R.C.， Richard E. W. Digital Image Processing [M]. Prentice Hall， 2007.
[2]Szeliski R. Computer Vision： Algorithms and Applications [M]. Springer， 2010.
[3]Li S.Z.， Jain A.K. Handbook of Face Recognition [M]. Springer， 2011.
[4]李月龍，封舉富.基于最小扭曲變換的正面人臉圖像合成[J].計算機輔助設計與圖形學學報，2011，23（6）：1085-1090.
[5]Li Y.， Feng J. Frontal face synthesizing according to multiple non-frontal inputs and its application in face recognition [J]. Neurocomputing， 2012，（91）：77-85.
[6]Li Y.， Feng J. Sparse representation shape model. 17th IEEE International Conference on Image Processing （ICIP） [C]. 2010：2733-2736.
人類社會進入了一個信息的新時代，以計算機為基礎的信息技術滲透到社會的各個領域，圍繞計算機的應用與技術正在快速地發展和變化。高等院校作為輸送高素質現代人才的搖籃，面對計算機技術日新月異的變化，局限于傳統教育模式的弊端，我國高校計算機教育正在面臨巨大挑戰，需要借鑒國際上，特別是發達國家的教育經驗，以適應社會對人才的需求。
英國的高等教育歷史悠久，起源于700多年前，無論是科研還是畢業生的質量在世界上均享有盛譽。20世紀80年代后期，為了適應經濟與社會發展，迎接21世紀的挑戰，英國政府和教育界人士就高等教育的發展方向展開了激烈的討論，英國政府發表了《90年代英國高等教育的發展》綠皮書，綠皮書強調高等教育應為國民經濟服務，英國大多數大學都同業界保持著密切的聯系。
由于計算機技術的快速發展，激起了信息產業革命，為了滿足工業和科研的需求，大學計算機教育處于英國教育改革的前沿。計算機科學是一門多學科交叉的學科，具有很強的理論性和實踐性，而且，與其他學科相比，它的一個顯著特點是快速的變化性，需要不斷更新和改革大學計算機的課程、教學內容以及培養方式。在英國傳統文化的影響下，英國大學追求自治，形成了自由而嚴謹的風尚，大學有獨立的自我管理機構，有權設置不同課程和教育評估體系，為了適應就業市場對人才的需要，英國的大學計算機教育緊密反映了當今工業以及科研的需求。
盡管近年來我國大學計算機教育取得很大的發展，相對于西方發達國家，仍具有一定滯后性，需要借鑒發達國家的教育經驗，提高計算機教育質量水平。本文根據筆者在英國大學學習和工作的經歷和感受，著重從課程設置、學科建設和學生素質培養等方面，以個人的視角分析英國一些大學的計算機教育特點，并結合在國內大學計算機教育的經驗，探討計算機教育改革的一些問題。
2 自主、靈活的課程設置
2.1 英國大學計算機課程設置簡介
計算機科學是一個多學科交叉的學科，工程和數學是其根本，同時與其他學科有廣泛的聯系。例如，硬件設計與電子學和電子工程緊密相關，芯片制造與固體物理相關，而用于構造、分析和軟件驗證的形式化方法更多地與數學相關。而且，計算機及其應用的理論與實踐相關的各個課程還在繼續演化，這意味著計算機課程選擇具有較大的廣泛性，特別是當今計算機科學技術正在快速變化發展，如何選擇與當今工業和科研發展相適應的課程尤為困難。
英國大學自主性的教育體制特點使得英國計算機課程設置具有很大的靈活性和多樣性，英國的大學由于不同的教育傳統和研究特色，盡管同樣是計算機專業，而在課程設置上有很大的不同。為了了解英國大學計算機課程體系特點，下面主要以劍橋大學(University of Cambridge)、愛丁堡大學(University of Edinburgh)和利茲大學(University of Leeds)為例，主要介紹其本科的課程設置特點。因為，本科階段的教育是高等教育的基礎，本科計算機課程體系是培養高級計算機人才的核心基礎。英國的本科有3年學制和4年學制（一般英格蘭本科是3年學制，而蘇格蘭是4年），但課程涵蓋了非常廣泛的范圍。
劍橋大學的自然科學在世界上享有盛譽，它的計算機課程設置也反映它的研究特色。在劍橋大學的學生可以選擇3年的計算機課程學習，也可選擇先學習一年的計算機課程，接下來的2年學習其他自然科學，或者先學習一年的數學課程，再學習計算機課程。這一點與國內很不相同，國內學生一般不能跨專業選擇課程。劍橋大學的計算機學位課程劃分為3個部分（Part IA, Part IB 和Part II）, 不同體系體現了不同的特色。前兩個部分強調在計算機科學領域的扎實基礎，而在后一個部分是專門深入的學習。第1、2年的基礎課程涵蓋了計算機科學基礎理論和實踐課程，包括：面向對象語言Java、操作系統、離散數學、密碼學分析、算法、數字電子學、有限自動機、軟件設計和專業實踐等，其中數字電子學包括數字組件和電路基礎。同時，學生還需選擇一些面向自然科學的數學課程，以及自然科學課程，例如，化學、物理、地質學、進化與行為,以及有機生理學等。而第2年的課程主要是計算機專業核心技術與理論課程，例如，實踐課程包括計算機設計、數字通訊、編譯器構造和圖形學等；理論課程包括語義學、邏輯與證明和計算復雜性等。第3年的課程主要是專業性很強的課程，學生根據興趣和需求，選擇偏向工程、理論或者應用方面的有針對性的課程學習。劍橋大學的學生生源較好，并且由于在自然科學研究的優勢，計算機課程設置體現了多學科交叉和基礎性特色。
在愛丁堡大學，計算機科學是信息科學的一個部分，涵蓋人工智能和認知科學。愛丁堡大學的計算機學位課程均由從事相關領域研究的專家執教，愛丁堡大學在計算機理論研究方面擁有很高聲譽，課程設置很大程度上反映了該校的研究特色。愛丁堡大學屬于蘇格蘭體制，本科是4年學制，在第1、2年主要學習信息科學的課程和相關數學課程，第3年選擇核心技術和理論課程，保證具有廣泛的基礎專業知識，最后一年完成畢業設計和專門課程學習。第1、2年主要包括數學、信息科學和計算機的基礎課程，如：數據結構、算法、計算機系統、軟件工程、有限自動機、語言處理和一些基礎數學課程等。第3年是一些計算機專業相關課程，學生可選課程相當廣泛，包括：算法和數據結構、可計算性和復雜性、語言語義學與實現、計算機設計、計算機體系結構、操作系統、企業計算、基于對象和組件的軟件工程、計算機安全、編譯技術、計算機通訊和數據庫系統等。而最后一年的課程是與畢業設計相關的和提高性的課程，可選的課程主要包括高級數據庫、高級編程語言、計算復雜性、計算機代數、計算機圖形、計算機網絡、分布式系統、嵌入式軟件、形式編程語言語義學、人機接口、模型與仿真、并行體系結構、并行編程語言和系統、軟件體系結構、過程和管理、系統級集成實踐、類型和編程語言和可視化等。從這些課程設置體現出愛丁堡大學很強的計算機特色，課程覆蓋面廣泛而深入，反映了當前計算機科學研究發展。
利茲大學的計算機在分布式系統和人工智能方面的研究力量較強，同時與產業界有著密切的聯系，課程設置也體現它的特色。利茲大學的計算機本科是3年學制，也可另加1年的社會實踐。第1、2年的核心基礎課體現了計算機專業性和它的研究特色，包括編程語言、計算機系統、分析與建模、計算數學、計算導論、系統工程、軟件工程、知識管理、人工智能、信息學、分布式系統構建、人與計算和專家系統等。另外，高年級的選修課程主要涵蓋具有特色的研究方向，體現出很強的專業性，如離散與優化、復雜性理論和逼近算法、計算機視覺、自然語言處理、知識表示與推理、生物計算、科學計算、高級計算機圖形學等。這些課程基本上是與計算機直接相關的課程，課程設置盡量適應產業和科研的需求。
關鍵詞： 醫學影像技術專業 校院結合 工學交替 實施方案
醫學職業教育是直接為地方衛生事業服務、融知識傳授和技能培養于一體的職業教育，承擔著健康所系、性命相托的責任，具有實踐性很強的行業特點。而影像技術專業又是一門技術性很強的學科，且該課程涉及理、工、醫等領域，課程技術種類多，學習內容抽象難懂，不易理解，因此，此項學科的實踐就顯得尤為重要。醫學影像學具有自己獨立的理論體系，是理、工、醫結合的產物。現在培養醫學影像復合型人才的問題，已經引起教育工作者、教育理論界和國家教育行政部門越來越密切的關注。
計算機技術的飛速發展使人類數據存儲與處理的硬件環境有了質的飛躍；人工智能、模式識別、計算機視覺、圖像處理、計算機圖形學和數據庫等學科的發展，又為數據處理提供了有力的軟支持。因此，借助于已有的各種計算方法，更加充分、高效和客觀地提取出醫學圖像中的有用信息，提高醫生的診斷效率己勢在必行。計算機輔助醫學圖像分析正是基于上述背景產生的一門充滿活力的交叉學科。
為了縮短教學與臨床的距離，以更好地適應臨床實踐的需要，我們對周口市市、縣、鄉各級醫院醫學影像科室進行了調查，確定臨床對中職影像人才的需要，在此基礎上，我們為使“校院結合、工學交替”教學模式順利進行，以更好地與臨床影像工作對接，特制定了符合中職教學特點的醫學影像技術人才培養方案，培養目標定位為各級醫療機構X線、CT等醫學影像技術崗位培養知識技能型人才，課程圍繞醫學影像技術崗位的醫學影像檢查技術、醫學影像診斷學及醫學影像設備學進行設置，課程改革基于影像技術崗位工作過程，突出“教、學、做”一體化，最終形成“校院結合、工學交替”的人才培養模式，即學生第一年的基礎課程教育、專業思想教育在校內進行；第二年的專業課教學在我校醫學影像實訓基地和臨床教學醫院（周口市中心醫院）交替進行，且學生利用周六、周日時間，分批次進入教學醫院完成專業課技能見習，強化訓練臨床基本技能。醫院臨床指導教師一對一地對學生開展真實病例教學，學生直接接觸患者進行臨床實踐，這使見習效果明顯得到增強，既縮短了學生進入醫院實習的適應期，又為其臨床頂崗實習打下了扎實的基礎。并且通過讓學生早期接觸臨床，將課堂教學改為臨床真實教學環境，利用先進齊全的儀器、設備，加上醫學影像技術人員豐富的工作經驗和充足的臨床病例資源，師生共同參與教學和臨床實踐，以增強教學效果。第三學年的頂崗實習在實習醫院進行，由實習醫院實訓指導老師帶教，按照實習的教學大綱，明確實習操作項目，強化學生對專業技術的實踐，指導學生把專業知識與技能應用于臨床工作中，并接受醫院和學校的雙向考核。實習結束以后，由各科帶教教師按照項目操作給出各科成績，醫院根據學生的操行表現評出優秀、良好、合格、不合格的等級。實習返校后參加畢業綜合考試，這樣培養的學生能適應醫學影像崗位的工作。
同時注重理論教學與臨床實踐的結合。理論教學應為臨床實踐服務，學好該課程的根本目的是更好地為臨床診斷奠定基礎。教學和臨床實踐相結合是醫學教育的總趨勢和最終目標，應將目前醫院檢驗科常規應用的檢驗技術與開展的檢驗項目作為檢驗崗位需求的技能標準，做到教學內容與臨床崗位需求的接軌，使理論教學更好地適應當代臨床的發展。
醫學影像領域作為一個完整的體系，其教學課程的設置應遵循連續性和系統性。例如，應先讓學生掌握信號分析基礎理論知識，然后進一步提高專業技能。在硬件方面，完成各種電子技術知識的學習之后，重點掌握醫學成像設備的特點與成像原理；軟件方面，完成計算機應用和基本語言程序設計的學習后，結合醫學圖像處理技術重點培養醫學圖像分析技能。因此，要合理安排以上相關課程的順序，使學生循序漸進地掌握較為熟練的操作技能和應用能力，達到在具有較廣知識面的同時具備一定專業深度的水平。
現代醫學影像技術學借助各種不同的成像原理與方法，使醫生能觀察到肉眼不及的人體內部器官結構，并了解其生理功能和病理變化，在影像監視下采集活體標本，達到活體診斷和介入治療的目的。因此，基礎專業理論和臨床相關學科知識及專業本身各內容如何合理安排教學和突出重點至關重要。以理論聯系實際、教學與臨床相結合為重點，在教學過程中盡量采用多媒體教學，其獲取的豐富影像資料、體現計算機強大后處理和圖像重建能力都是傳統放射學無法比擬的。多媒體影視資料可以更直觀地顯示設備的檢查過程，部分甚至可代替現場實習，緩解教學實習與臨床工作的矛盾，在臨床教學過程中取得良好的效果。
為了真正做到“校院結合、工學交替”，我校特指定了本學年的實施方案，我們將組織2011級學生進行階段培養，通過理論教授，實驗室練習，到實習醫院實地操作演示及練習，醫院實地操作考試等途徑，使學生學習興趣提高，理論知識易于理解。
總體框架如下：
第一步：2012年9月～2012年10月15日
進行理論教授與實驗室實踐練習
第二步：2012年10月15日～11月15日
到周口市中心醫院進行現場教授與獨立操作
第三步：2012年11月15日～12月15日
到周口市中心醫院進行現場操作考試
第四步：2012年12月15日～2013年1月
關鍵詞：機器視覺；CDIO；教學改革；研究生教學
我國的研究生教育經過擴招后，質量出現了嚴重下滑的現象，研究生教育改革勢在必行。為提高研究生教育質量，課程體系改革是中心工作。傳統的教育模式主要是教師主動傳授，學生被動接受。這種教育方式已不適應當前人才培養需要，因此必須逐步改變傳統教育模式，探索適合中國教育特色的研究生培養路線，實踐證明CDIO是培養創新型人才的可行之路。本文以研究生機器視覺課程為試點，探索CDIO模型下的研究生教學改革方案。
1.機器視覺課程特點
隨著數字圖像處理、人工智能技術的快速發展，機器視覺應用越來越廣泛。機器視覺成為了信息相關專業研究生的一門重要選修課，該課程涉及信息處理、計算機、機器人、人工智能等眾多領域。機器視覺從信息處理的層次研究視覺信息的認知過程，包括視覺處理中的方法、理論及信息描述等。該課程具有以下兩個特點。
1）理論抽象，內容廣泛。
機器視覺涉及圖像處理、模式識別、機器學習等多個學科領域，所涉及的內容數學表達抽象、內容廣泛、算法繁多，學生難以理解。
2）與工程應用結合緊密，實踐性強。
這門課程知識體系的構建源自各種特色專業應用領域。在工業中，特別是在各種生產線上，視覺產品應用非常廣泛。只有讓研究生經歷大量的工程項目設計與實現，才能深切體會各種機器視覺算法和技術的功能及作用。
2.CDIO教育模式
隨著經濟、科技高速發展，全球面臨工程人才短缺和工程教育質量問題。為了培養符合企業需求的人才，麻省理工學院、瑞典皇家工學院等4所大學經過多年探索、研究，創立了CDIO工程教育模式，并成立了CDIO國際合作組織。CDl0教育模式是構思（conceive）、設計（Design）、實現（Implement）、運作（Operate）4個英文單詞的縮寫。
（1）構思要求學生根據所掌握的專業知識基本原理，確定個人未來的發展方向。
（2）設計是以產品規劃與設計為核心，通過產品研發，解決某個具體問題。
（3）實現是以制造或建造為核心，鞏固學生所掌握的專業知識，提高實踐能力，形成一體化的課程實踐。
（4）運作是產品應用的各個環節。該環節將學生能力培養貫穿于從產品研發到運行的整個生命周期中。通過系統的產品設計與研發，提高學生的專業技術水平，培養學生個人能力、職業能力、態度、團隊工作和交流能力等。
CDIO代表了一種工程教育理念，它是“基于項目教育和學習”及“做的過程中學習”的抽象表達和集中概括，強調通過密切聯系產業培養學生的綜合能力。燕山大學、清華大學、汕頭大學等多所高校進行了CDIO教育模式試點改革，并取得較好的成效。
3.基于CDIO的“機器視覺”教學改革
本課題組借鑒國內外高校在CDIO教學改革方面的經驗，重新審視了江蘇科技大學研究生教學中機器視覺課程的不足之處，參照CDIO教育模式，結合江蘇科技大學特點制定了基于CDIO的機器視覺教學改革方案。江蘇科技大學研究生來自全國各地，部分學生是非計算機專業出身，知識水平及應用能力差距較大；同時，該課程內容涉及廣泛、綜合性強，需注重實踐能力的培養，這些都給教學帶來了困難。
3.1加強教師素質培養與團隊建設
CDIO模式的實施需要教師深刻理解CDIO模式的理念，具備豐富的工程實踐經驗，并能長期與企業在各個工業領域開展合作，因此，江蘇科技大學作出關于培育CDIO模式師資力量的計劃。首先，讓青年教師到企業掛職鍛煉，了解企業實際需求及工業的相關技術發展；其次，與企業簽訂合同，讓教師參與企業產品研發，提高教師工程實踐能力；再次，將教師企業掛職經歷、參與企業合作研發產生的效益等作為晉職的考核指標之一。
本次教學改革打破傳統系、教研室的觀念，組建復合型“機器視覺”教學科研團隊。該團隊以機器視覺課程為主線，吸收數學、計算機語言、軟件工程等基礎課，工業控制、機器人學、人工智能、模式識別、機器學習等專業課，實現機器視覺課程和相關專業課程的融合，促進機器視覺與相關專業知識的互相滲透和有機結合，實現教師及實驗資源的合理使用。
同時，學校要求本課題中從事機器視覺教學的教師，不僅從事機器視覺課堂教學，而且必須參與相關項目，從事實際項目設計、開發、測試等工作。目前，江蘇科技大學的機器視覺教學科研團隊，已與企業合作承擔了若干與機器視覺相關的項目。通過參與項目的實際開發，提高了教師的教學科研能力，同時為CDIO模式的有效實施創造了有利條件。
3.2開展講座式、討論式、實踐式教學
本次教學改革將機器視覺的教學內容分割成濾波器、特征提取與匹配、圖像分割、圖像匹配、目標跟蹤、光流、三維重建、缺陷檢測等若干研究主題。針對每個主題設計項目，教師圍繞項目進行講授，讓學生理解每個項目的目標、任務、所涉及的基礎知識、開發項目的基本過程。
在課堂教學中，教師采用提問式教學方法，激發學生的討論熱情，鼓勵學生自發的討論問題。
項目實施過程中，將3-5名學生分為1組，每組同學選擇并完成不同的項目，達到將所學理論融入科研實踐的目的。學校鼓勵學生完善所做項目，積極參加大學生“挑戰杯”、機器人大賽、電子設計競賽等各種科技競賽，增強學生就業創新能力。
最后，組織學生進行課題討論，提煉總結創新成果，并要求學生提交計劃、分析、設計、開發、測試等創作文檔。通過項目創新設計思路的描述和分析討論，使學生將機器視覺課程與專業課程體系有機地結合起來，深入消化、吸收所學知識，理解、掌握科研創新的方法及過程，激發實踐創新興趣。
3.3創建實習實驗室，設計真實的教學環境
CDIO教育體系旨在培養高素質的工程技術人員，注重將教學項目的全過程放在真實的產品開發環境中。江蘇科技大學非常注重教學工廠型實習基地建設，課題組抓住洽談機器視覺項目的契機，與符合專業發展方向的機器視覺企業建立了校企合作機制，創建了符合教學要求的產品研發實習實驗室。產品研發實習實驗室既是教室又是實驗室，真正做到“教學和實踐合一”。課程教學時，讓學生在實驗室中產品開發的實際環境下進行實訓、研究。學生在實踐中學習，學習中實踐，有利于其構建扎實的“機器視覺”知識體系。
在產品研發實習實驗室中，要求學生嚴格按照企業規定進行實際產品研發，例如產品開發中的需求分析、概要設計、詳細設計、軟件編碼、測試等工作要嚴格按照需求執行，要有相應的技術文檔。這樣有利于學生在真實的產品研發過程中掌握技術規范、工程化研發思想及相應的專業技能。
教師參與產品開發，可將教師的最新研究成果應用于企業，也可通過企業的實際需求帶動教師的科研工作。在此過程中教師能更好地指導學生，與學生形成默契的合作關系。
另外，課題組將公司的企業文化及管理思想引入實習實驗室教學環節中，讓學生在企業環境下掌握管理知識、學習管理經驗、養成良好的職業素養，做到企業運營與教學管理的真正融合。通過這樣的教學形式，培養真正適合企業需要的人才。
3.4培養學生合作精神，增強學生團隊意識
“合作精神”與“團隊意識”是CDIO教育理念精髓所在。社會的進步與現代企業發展的趨勢都對高校人才“合作精神”與“團隊意識”的培養提出了迫切要求。但中國人內斂的傳統自我意識使學生之間缺乏交流與合作，以考試為中心的應試教育忽略了對學生“合作精神”與“團隊意識”的培養，獨生子女問題導致部分學生自我思想較重，缺乏相互理解、寬容、謙讓的精神。
因此，為了培養學生的“合作精神”與“團隊意識”需要學生將所學的專業知識運用到團隊課題中，在課題中實踐合作精神，培養團隊意識。實踐教學作為研究生教學環節中重要的組成部分，是培養學生實踐及創新能力的重要途徑，更能將“團隊意識”的培養落到實處。
在機器視覺課程中，安排4～5名學生組成小組，完成項目作業，每人承擔項目的不同部分，最后以組為單位提交設計、開發報告，讓學生逐一匯報自己的工作，進行項目總結交流與經驗分享。這種方式即拓展了學生的知識，又培養了學生的語言表達、溝通協調等能力。
機器視覺類項目以算法為主，需要通過軟件編程實現，在實際項目開發中通常采用VSS（Visual Source Safe）源碼版本控制軟件進行團隊開發管理。教學中，學生的項目計劃文檔、需求分析文檔、軟件設計文檔、算法源代碼、測試文檔等均通過VSS服務器實現共享管理，以便學生從項目中學會計劃、協調、溝通，提高學生的組織和團隊合作能力。
學生最終的成績以小組共同開發的軟件為評分依據，同組組員得分相同。通過項目調動學生的主觀能動性，增強與他人的合作精神，培養團隊意識。
4.教學效果評價體系
為了客觀地評價CDIO教育模式的教學效果，發現教學過程中的問題，制定教學完善措施，需要建立一套科學的教學效果評價體系。在CDIO模式中，除了評估學科基礎知識、基本技能之外，也要評估學生個人的人際交往技能以及產品研發過程控制和系統構建技能。
本課題組使用以下方法衡量學生是否達到預期學習效果。
（1）筆試。評價學科基礎知識、基本技能的掌握程度。
（2）口試。項目完成后，每個學生都要闡述產品的計劃、分析、設計、編碼、測試等產品開發過程，以評價學生創新、思維、表達、團隊協作等綜合能力。
（3）軟件演示。將每個項目小組開發的軟件進行展示，由多名教師聯合評估打分，并提出反饋意見，以便后期改進。
通過測評，評估學生的綜合能力，并發現教學過程中的問題，以便在下個教學階段進行完善。
5.結語
本課題通過CDIO教育模式與機器視覺課程相結合，將教師、學生與企業緊密聯系在一起，將教學項目的全過程置于真實的產品開發環境中，提出針對機器視覺課程的具體措施和建議。實踐證明，采用這種教學方式提高了研究生的教育質量，是對今后培養符合社會需要的高素質工程技術人員的一次有益嘗試。
參考文獻：
[1]楊頡，對研究生教育的擴招以及發展的若干恩考[J]，中國高等教育，2004（5）：40-43.
[2]郭小勤，曹廣忠，計算機視覺課程的CDIO教學改革實踐[J]，理工高教研，2010，29（5）：98-100.
[3]查建中，工程教育改革戰略“CDIO”與產學合作和國際化[J]，中國大學教學，2008（5）：16-19.
[4]郭長虹，趙炳利，李興東，等，面向CDIO的工程圖學教學改革[J]，工程圖學學報，2011（5）：56-60.
關鍵詞:C語言程序設計;運算符;優先級;二維數組
中圖分類號:G642 文獻標識碼:B
1引言
“C語言程序設計”課程對理工科專業學生來說,是一門非常重要的基礎課程,但初學起來十分困難。其主要原因是:(1) C語言的數據類型和運算符多、表達式復雜;(2) 初學者在學習過程中必須暫時保留人的思維形式,使用計算機的程序模式工作。為了使學生學習好“C語言程序設計”這門課程,許多教育工作者對教學方法進行了深入的探索,積累了豐富的教學經驗。例如:文獻[1]介紹了C語言程序設計的案例教學方法,文獻[2]討論了C語言程序設計中關于自增和自減運算符的理解和編程要點。盡管如此,如何使學生能更好地掌握C語言程序設計仍然值得教育工作者進一步探索。本文將自增和自減運算符分為優先級不同的前綴++(前綴--)與后綴++(后綴--)兩種運算符,給出若干程序設計和調試的技巧,使學生更好地掌握C語言程序設計。
2關于自增和自減運算符
如果C語言表達式存在自增或自減運算符,則其值的計算和表達式中變量值的改變很容易弄錯。文獻[3～5]規定前綴自增(自減)和后綴自增(自減)運算符的優先級相同,都大于算術運算符,結合方向是自右向左。它們的區別是:前綴自增(自減)是在使用前增加或自減少1,而后綴自增(自減)是在使用后增加或自減少1。作者在教學實踐中發現:學生按上述規則并不容易讀懂程序和編寫程序。本文把前綴自增(自減)和后綴自增(自減)運算符看成兩種運算符,且規定前綴自增(自減)運算符的優先級大于算術運算符,后綴自增(自減)運算符的優先級低于賦值運算符,僅高于逗號運算符。本文的這一規則比較適合我們常常使用的Turbo C編譯系統,也容易被學生理解和掌握。
例1:若i=3,則執行賦值語句j=++i;時是將i的值先變為4,再賦值給j,j的值變為4;而執行賦值語句j=i++;時是先將i的值賦給j,j的值為3,然后i的值先變為4。
例2:若i=3,則執行賦值語句j=(i++)+(i++)+(i++);時是將三個i的值先加得12賦給j,j的值變12,然后i的值再三次增1變為6;而執行賦值語句j=(++i)+(++i)+(++i);時是先將i的值再三次增1變為6,然后將三個i的值相加得18賦給j,j的值為18。
例3:若i=3,則執行賦值語句printf(“%d”, -i++);時是將先輸出i的相反數-3,然后i的值再增1變為4;而執行賦值語句printf(“%d”, -++i);時根據優先級相同的負號與前綴自增運算符為自右向左的結合方向,則是先將i的值增1變為4,然后再輸出i的相反數-4。
值得注意的兩個問題:
(1) 當一個變量出現在一個函數的多個參數中時,不能將自增或自減運算符作用于該變量,否則用本文規則不能正確計算表達式的值和輸出結果。例如:若i=3,則執行賦值語句printf(“%d, %d”, i,i*i++);時其輸出結果為(4,12);而執行賦值語句printf(“%d ,%d”, i*i++,i);時其輸出結果為(12,3)。
(2) 當自增或自減運算符出現在邏輯表達式中時,自增或自減運算可能不被計算。例如:
若i=1,j=1,k=1,在計算表達式++i||++j&&++k時,因++i非0,不再計算++j&&++k部分,直接得到整個表達式的值為1,因此,計算表達式后,變量i的值為2,而j和k沒有執行自增加運算,其值都為1。
基金項目:2006年湘潭大學校級精品課程基金(湘大教發[2007]20)。
作者簡介:黎自強(1963-),男,教授,博士,研究方向為計算機圖形學,計算機視覺,智能計算。羅翠英(1966-),女,湖南益陽人,湖南工業大學講師,研究方向為計算機圖形學。
3關于scanf()函數和實型二維數組
在C語言程序設計中,常常利用scanf()函數對二維實型數組賦值,例如:下面的程序段是從鍵盤輸入10個數到二維實型數組x中。
voidmain()
{ int i,j;
float x[5][2];
for(i=1;i
for(j=1;j
scanf(“%f”,&x[i][j]);
for(i=1;i
for(j=1;j
printf(“%f”,x[i][j]);
}
上述程序在Turbo C2.0集成開發環境下編譯和連接是沒有錯誤的,但運行時出現如下錯誤信息:
scanf:floating point formats not linked
Abnormal program termination
解決的方法有兩種,方法一:
(1) float x[10][2]―>float x[10][2], t;
(2) scanf(“%f”,&x[i][j]);―>{scanf (“%f ”, &t);x[i][j]=t;}
方法二:在scanf()函數的%f前面保留一個空格,即:scanf(“_%f”,&x[i][j]);
4關于getch()的妙用
4.1查看顯示結果
一般,在Turbo C2.0集成開發環境下,運行C程序后即刻返回到編輯狀態。如果想看到程序執行的結果,就必須按Alt+F5鍵。如果在程序的結束行前加一個語句getch();則程序運行暫停在顯示結果的界面,按任意鍵才返回編輯狀態。這樣能讓程序員更簡捷地查看結果。
4.2調試程序
一個能夠編譯、連接和運行的C程序,只有在沒有結構上的錯誤的前提下才能保證其結果正確。這一步是靠調試程序來完成。對于初學C語言程序設計的學生來說,迅速找出程序結構上的錯誤是一個至關重要的問題。一個簡單、可行方法就是利用printf()和getch()的組合語句在關鍵點跟蹤程序的執行。
例如:程序段1-14是求1+2+3+…+n的和(正整數n由文件輸入)。
1#include
2main()
3{
4int i=0,n=0;
5long sum=0;
6FILE *fp=NULL;
7fp=fopen("in2.txt","r");
8if(fp!=NULL)
9 fscanf(fp,"%d",&n);
10 for(i=1;i
11 sum=sum+i;
12printf("%ld\n",sum);
13fclose(fp);
14}
當文件in2.txt中的數據為10時,運行程序得到的結果為11,不正確。為了迅速找到錯誤所在,在9行與10行之間插入兩行語句:
printf("n=%d\n",n);
getch();
再次運行程序,若屏幕上沒有顯示n=10,則就檢查1-9行程序,直到屏幕上顯示n=10為止;否則程序的錯誤是在10-13行,這時去掉在9行與10行之間插入的兩行語句并將11行語句改成:
{ sum=sum+i;
printf("%ld\n",sum);
getch();
}
再次運行程序,結果發現只要擊一次鍵就會返回編輯狀態,這就說明循環語句沒有起到循環作用。檢查出第10行末尾多了個“;”,去掉“;”并運行程序得正確值55。
4.3用于菜單選擇
getchar()和getch()都可以從鍵盤接收字符,它們的區別是:(1)前者是一個函數,后者是一個宏名;(2)前者接收字符時,會將鍵入的字符回顯到屏幕上;后者則不會將鍵入的字符回顯,很適合于在菜單中進行選擇。下面的程序段引自文獻[2],它是判斷某年是否為潤年,但在標號語句處有一個結構錯誤,文獻[2]是將標號為error 的語句改為getchar(),ch=getchar();,本文給出一種不同的修改方法:將標號為error 的語句改為getch()。
# include
main( )
{
int ch;
int year;
do {
printf("please input year:\n");
scanf("%d", &year);
if(year%4 ==0 && year% 100!=0||year%400== 0)
printf("YES %d\n",year);
else
printf("NO%d\n", year);
printf("Y--continue, any key--exit\ ");
error: ch=getchar ( ) ;
} while (ch = = ‘Y’ || ch = = ‘y’);
}
4結束語
C語言程序的編寫和調試是初學者學習“C語言程序設計”課程中遇到的難點中的兩個。掌握C語言運算符的優先級和結合方向是初學者正確編寫C語言程序代碼的前
提。本文通過把前綴++(前綴--)與后綴++(后綴--)運算符理解為優先級不同的兩個運算符,能使初學者,尤其是非計算機專業的學生,更好地掌握其表達式的計算,進而正確設計出高效的C程序。同時,介紹的幾點C程序調試技巧能在一定程度上提高初學者的程序調試能力。
參考文獻:
[1] 徐萍,宮麗華. “C語言程序設計”課程教學改革的實踐和探討[J]. 電腦知識與技術,2008,4(1):160-162.
[2] 陳仲民. 關于C語言教學方法和程序設計的探討[J]. 計算機教育[J]. 2007(6):3-6.
[3] Kernighan B W, Ritchie D M. The C Programming Language[M]. 2nd ed. Pearson Educatin,2006.8.
