時間：2022-02-25 10:09:38
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篇數字圖像處理實驗報告，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：數字圖像處理；概念圖；CAI；實驗設計
中圖分類號：G642文獻標識碼：A文章編號：1006-4311（2012）08-0168-02
0引言
數字圖像處理技術在近20多年時間里，迅速發展成為一門集光學、微電子學、計算機科學、應用數學等學科為一體的具有強大生命力的綜合性邊緣科學。目前，數字圖像處理技術在通信工程、遙感技術、醫用圖像處理、工業生產、軍事公安、文化藝術等許多領域中發揮著越來越重要的作用。學科的快速發展決定課程教學內容改革的必要性和緊迫性。本文從教學內容、教學方法、教學手段等方面針對課程特點進行改革探討，為其他專業課教學改革提供一定的參考。
1選用教材合適，制作幻燈同步
在選用教材時緊跟學科發展的腳步，結合數字圖像處理課時較短的特點，選用了機械工業出版社出版的李朝暉主編的普通高等教育規劃教材。該教材內容精煉，突出了數字圖像處理的主要內容，包括圖像的基本知識、圖像的變換、圖像的增強、圖像的復原、圖像的壓縮編碼、圖像的分割與特征分析等基本章節，方便老師在較短的時間內將該課程的主要理論講授給學生，學生可以很快抓住數字圖像處理技術的精髓所在。該教材又不乏介紹新技術、新算法和數字圖像處理新的應用。花大量時間制作與教材完全同步的課件，便于學生深刻領會教學內容，同時又不拘泥于教材，采用課堂教學、學生自學、學生演講、上機實驗等多種教學方式，提升教學水平。
2講授概念系統，掌握基礎牢固
概念圖（Concept Map）是以綜合、分層的形式表示概念之間相互聯系的空間網絡結構圖。最初是由美國康奈爾大學教育系的Joseph D. Novak教授及同事提出來將概念圖有系統的運用于教學與學習的研究。它是一種將概念之間關系圖形化表示的技術。概念圖一目了然，對學生系統地掌握專業術語及關鍵理論非常有幫助。我在讓學生充分了解了概念圖定義及作用后，讓學生自己制訂了圖像增強一章的概念圖，大大激發了學生的創造性，同時加深了學生對基礎理論知識的學習。另一方面，概念圖可以作為學生自我評價的工具，學生在構圖時遇到困難則說明自己的知識結構存在不足；構圖不完整則說明自己的知識儲備不夠；概念圖層次不清說明自己對這部分概念的理解不透徹等等，這些都將幫助學生認識自己，并對此進行反思，以改善自身的學習，尋找完善的對策。
3培養思維能力，挖掘學生潛力
在《數學圖像處理》的教學過程中除了講清楚基本理論、基本概念外，十分注重新理論、新算法產生的原因、過程，采用啟發式教學，也就是將科學的思維過程傳給學生，培養學生的科學思維能力。如在講靜態圖像壓縮的兩種算法標準JPEG和JPEG2000時，由于JPEG是基于離散余弦變換的靜態圖像壓縮標準，而JPEG2000是基于小波變換的靜態圖像壓縮標準，因此首先給學生講授了離散余弦變換的特點，它可以將大多數的信息放到較少的系數上去，因此更能提高編碼的效率。缺點在于只要選定了需要保留的系數，則壓縮比或者說分辨率就是固定的。而小波變換恰好可以克服這一缺點，它被譽為“數學顯微鏡”，可以對函數或信號進行多尺度細化分析，為實現圖像多級分辨率提供了基礎。而小波變換又存在哪些問題，講清楚上述過程，比單講算法本身要重要的多。舊的算法也許過時，但其包含的科學思維方法并不過時，新的算法也不能解決所有問題，但其創新意識卻是解決所有問題的鑰匙。在授課過程中，為了讓學生理解各個學科在整個數字圖像處理過程中各自的作用及如何有機地結合在一起，從圖像的獲取、圖像的數字化、圖像的預處理、圖像的壓縮編碼、圖像的顯示、圖像的描述等具體過程，說明多個學科如何交叉貫穿在一起。綜合能力的提高必須掌握多學科的基礎知識，這樣才能融會貫通。理論授課結束時，讓學生分組搜集素材談談對該課程或該技術的了解，并制作PPT在課堂上演講。同學們積極踴躍，很多人講了數字圖像處理技術在日常生活中的應用，課堂效果非常好，在豐富了自己的同時也開闊了大家的視野。
4引進Photoshop，輔助教學手段
數字圖像處理技術是一門利用計算機進行圖像處理的學科，許多算法最終要在計算機上實現，因此《數字圖像處理》課程教學不能脫離計算機，開展計算機輔助教學已勢在必行。CAI是以計算機為教學媒體，通過學生與計算機之間的交互活動，充分利用計算機模擬、微觀擴大、高速處理、及時反饋、動態顯示、圖文并茂、知識密集等一系列特點，來開發人及人以外的一切學習資源，達到優化教學效果的目的。Photoshop就是一款典型的優秀數字圖像處理軟件，在《數學務圖像處理》教學中采用Photoshop作為CAI軟件，不僅可以了解計算機圖像輸入、存儲、輸出的整個過程，而且對各種圖像處理算法均有形象直觀的印象，對直方圖、圖像文件格式、調色板等數據結構有了更深的理解。理論與實踐的有機結合可使本課程的學習變得非常有趣。
5改革實驗內容，上交實驗報告
純理論教學已反映不了“數字圖像處理”課程應用性極強的時代特征，注重實踐性教學環節對培養理工科學生的創造性是極為重要的。“數字圖像處理”是以實驗為基礎的課程，主要討論用計算機對圖像進行加工和分析的方法。在開課的前一學期，完成了課程中主要實驗的編程與調試，主要包括圖像及其直方圖顯示、圖像二值化、DCT變換、圖像增強、圖像編碼等五個實驗。在該課程理論授課結束時，制定了實驗實施計劃和指導方案。要求學生用MATLAB或VC語言做實驗。實驗開始前，簡單講授該課程實驗中用到的主要的MATLAB語句，并和學生共享相關的課件，受到學生的歡迎和好評。結合學生的掌握情況，在已確定的實驗內容基礎上，又增加了圖像的邊緣檢測。課程設計結束時，要求學生上交一份完整的說明書，要求內容充實，語言簡練，能夠熟練運用相關的工具對實踐內容做出總結。通過實驗練習和指導，加深了學生對課堂教學內容的理解，提高了學生的學習興趣，大大增強了學生的實踐動手能力。
6結束語
《數字圖像處理》課程的教學任務還很艱巨，需要不斷的探索與實踐，還要在完善教學條件、提高教師自身能力和素質的過程中得到完善。課程改革的目標，是強調基礎理論的學習，突出工程意識、創新意識與綜合設計能力，使學生的信息綜合設計能力和創新能力、科學研究能力有明顯的提高，進而擴大學生的就業面。以上是我近一年在《數字圖像處理》中進行的改革與實踐，隨著教學條件的改善和教學水平的提高，還需要進一步完善教學內容，培養出越來越具有開拓精神和創新意識的現代化新人。
參考文獻：
[1]李朝暉，張弘，王京文，趙保軍.數字圖像處理及應用.北京：機械工業出版社，2007.
[2]付麗琴，桂志國，王黎明.數字信號處理原理及實現.北京：國防工業出版社，2004.
[3]阮秋琦.數字圖像處理學.北京：電子工業出版社，2008.
[4]朱虹.數字圖像處理基礎.科學出版社，2000.
關鍵詞：圖像處理；教學改革
一、引言
“圖像處理”是我院計算機科學與技術專業和物聯網工程專業的專業選修課，該課程要求學生能夠掌握基本的圖像處理理論與算法，能夠進行簡單的程序設計來實現特定的圖像處理任務。然而，經過幾年的課程教學，我們發現學生在學習這門課的過程中出現了一些問題，具體如下：
首先，圖像處理這門課是多學科交叉，學習這門課之前要掌握微積分、線性代數、微分方程、計算方法等數學課程，同時還要掌握一種程序設計語言。然而，學生的學習積累較弱，在進行算法講解過程中往往需要結合特定的物理學、仿生學理論進行必要的數學理論推導，使學生在聽課的過程中感到乏味，這給學生的學習上帶來了不小的困難。在課下和學生交流過程中，他們普遍反映對理論推導的理解上存在不小的困難。
其次，作為一門實踐性很強的課程，在學習課程的同時還需要進行相應的編程來驗證算法的有效性，更多的時候是需要學生在吃透算法的基礎上引導學生對已有算法來進行改進。然而，由于許多學生對于這門課的作用、目標不清晰，沒有一個正確的學習方法，導致學生自己編程時普遍存在沒有思路或者無從下手的感覺。
最后，這門課是三年級下學期開設的課程，學生面臨公務員和研究生考試，同時還是選修課，學生重視程度不夠，這些不確定因素給教學帶來了一定的困擾。這樣一來，真正肯下功夫學習的學生并不是很多。
為了破解圖像處理這門課教學過程中所存在的一系列問題，提高學生對這門課的興趣，同時按照學校應用型本科人才培養的要求，我們對這門課的教學總體目標和要求、教學內容、教學方式和考核方式進行了相應的改革。
二、教學總體設計
2014年淮陰師范學院逐步開展了本科教學改革，學院的人才培養目標要逐步向應用型本科人才培養方向進行轉型。結合圖像處理這門課有著非常強的工程實用背景，根據學校的應用型本科人才培養方案要求，我們對課程的教學目標和要求、教學內容、教學方式和考核方式進行了如下改革。
（一）教學目標和要求
按照應用型本科人才培養要求，結合學生的實際情況，教學目標的制定上統籌考慮基礎理論的掌握和實踐能力的提升兩方面要求，使學生初步確立圖像工程的理論思維，具備一定的創新實踐意識，在自己的專業領域靈活應用所學知識解決實際工程問題。
（二）教學內容
盡管圖像處理是一個年輕的學科，但其所涉及的內容卻比較多而且雜。圖像處理所涉及的主要內容包括：圖像的基礎理論、圖像濾波、圖像分割、圖像增強、圖像變換（如傅里葉變換、小波變換等）、圖像形態學處理、圖像復原與重建、圖像壓縮與編碼、圖像數字水印等。同時，圖像處理也是一門不斷發展的學科，文獻[1-3]是圖像處理的經典教材。以文獻[1]為例，已經是第六版了，每一版本都比上一版本在內容上進行了不小的擴充。作為一門只有32課時的選修課，不可能面面俱到講授所有內容，因此在內容上的選擇要慎重。為了突出實踐教學以及避免枯燥的理論學習，我們采用了Matlab版本的數字圖象處理這本教材[4]。使用Matlab軟件可以對圖像處理的中間過程和結果有個直觀的接觸，使學生對課堂教學以及學生自學過程中能夠產生足夠的興趣。同時，利用Matlab自帶的圖像處理工具箱，可以很方便地調用相關函數來實現特定的圖像處理算法，這些函數對于理解書本內容有著很大的幫助作用。此外，Matlab還有非常詳盡的幫助文檔，便于學生自主學習。這里我們并沒有采用vc++作為編程軟件，主要是試驗環境的搭建比較麻煩，調試起來比較困難。但是，在課程簡介過程中，我們針對想深入學習圖像處理，尤其是涉及硬件（DSP、FPGA）編程進行圖像處理算法研究的學生，給他們推薦文獻[5]。
在具體內容的講授上，以工程應用背景為主的知識點進行講解，包括：圖像基礎理論、圖像濾波、圖像分割、圖像的傅立葉變換、圖像壓縮與編碼。在基礎理論的講解上，主要是給學生樹立圖像的數學模型和圖像處理的整體架構：用矩陣的形式來表示圖像，所有圖像處理算法都是圍繞如何使用相關方法來對這個矩陣進行處理，再把處理的結果以圖像的形式顯示。這樣使學生清楚在接下來的課程學習中如何去應對形式多樣的算法。對于圖像濾波、圖像分割等其他內容，重點突出工程應用背景來提高學生的關注度與興趣。
（三）教學方法
除了傳統的多媒體課件和板書外，在教學環節中引入大量的現場演示環節，通過Matlab軟件對圖像處理算法進行仿真與處理，使學生對算法有個直觀的認識。教學過程中的算法講解，主要利用Mat-lab的數字圖像處理工具箱中的對應函數，通過函數調用來教學生算法的使用，避免了復雜的數學推理，使課堂教學更有趣味性。另外，所有的課堂教學全部選擇在計算機機房，講解的過程中隨時讓學生來演練相關的算法，加深對知識點的理解。此外，當學生對圖像處理有了一個基本掌握后，給出部分開放題目供學生選擇，讓學生分組來完成相應的題目，采用小組報告的形式到講臺上來講解本組算法設計的過程，由下面的同學進行提問，凡是提問的學生都會有加分，如果臺上同學回答正確也有加分。這樣增加課堂學生的參與程度，使學生都能夠融入到課堂中來。此外，我們還積極引導學生合理利用網絡資源，選擇與課堂教學內容相關、有針對性的視頻公開課讓學生去學習，同時給學生提出相應的問題，通過這種方式使學生自己解決問題，并把答案以作業的形式遞交。
（四）考核方式
傳統的考核方式比較單一，由平時成績和期末閉卷考試成績構成。這種考核方式的弊端就是學生對于課程學習過程重視不夠，在期末時采取突擊復習的被動方式來應對考核。若是期末用一張試卷進行考核，知識點量大、面廣，學生復習困難，不利于學生對知識的掌握。考核只是一種手段，最終目的是通過考核使學生掌握知識。因此，我們采用過程化考試方法，即取消期末閉卷考試，把期末考試的比重分散到整個學期考核的各個環節。具體方案是：平時成績占總評成績的10%，主要考核學生的出勤及課堂表現情況；作業占30%，批改三次作業，每次滿分10分，批改后直接公布分數；團隊合作項目占60%，期中、期末各進行一次實驗匯報，由學生上講臺講解本組實驗過程并提交實驗報告，每次匯報滿分30分。通過這種考核方式，使學生在整個學期學習的各個階段對自己所獲得的分數有個直觀的把握，一方面能夠調動學生的積極主動性、能夠避免期末復習考試給學生帶來的額外負擔，使他們能夠把注意力集中在課堂上；同時，在教學的各個階段教師都有機會對學生的學習進行督促和總結。
三、課程設計
這里我們以圖像分割這一章的一節課的教學過程為實例，講解我們的課程設計。每節課教學內容的選擇上突出興趣主導，根據學生需求并兼顧題目的難度。以圖像分割中的邊緣檢測為例，首先給學生展示一款安裝在手機上名為“魔漫相機”的小軟件，這款軟件可以自動識別出照片中的人臉，然后嵌入到特定的場景中，如圖1所示。
圖1中，（a）為圖像處理中的標準原始圖像，在講課時，先把這幅圖像顯示給學生，然后利用手機上安裝的魔漫相機軟件對這幅圖像進行處理，得到圖（b）。此時學生的注意力都被吸引到這幅處理后的圖像，學生開始討論。此時，我會講解這個軟件所用的算法，即使用人臉識別技術定位到圖像中的面部區域，利用圖像分割算法提取出面部圖像，再嵌入到特定的場景中，就得到圖（b）。緊接著，我拋出問題，這幅圖像與素描很接近，基本勾勒出場景的線條，如果用算法實現這一處理，就是我們接下來要學習的邊緣檢測算法。通過現場編程，用普魯伊特邊緣檢測算法對（a）圖像進行處理，得到（c）圖像，然后顯示給學生看。然后提出問題，是否還有其他的邊緣檢測算法？邊緣檢測算法的原理是什么？通過對這些問題的講解，使學生掌握了邊緣檢測算法的本質就是設計模板，通過更改模板中的數據可以得到不同的檢測效果，然后學生們上機練習來對現有算法進行改進。一些學生直接把編程處理后的邊緣圖像發在自己的個人空間里，互相點贊，使學生們感到學習的趣味性。
關鍵詞：信號與系統實驗；考核方式；教學質量
中圖分類號：G642.423 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）18-0264-02
《信號與系統》是電類專業一門重要的專業基礎課，先修課程是高等數學、復變函數、電路分析。《信號與系統》這門課也為后續課程數字信號處理、數字圖像處理、通信原理、自動控制原理的學習打下基礎。隨著信息技術的不斷發展，現代社會生活已進入了信息化時代，現在很多非電類專業也開設了《信號與系統》。這門課是學生將來從事信號分析、檢測控制等領域的科研與開發工作必不可少的理論與技術基礎[1]。
《信號與系統》課的特點是：公式多，概念抽象，數學推導繁瑣。這樣造成教師難以講解清楚，學生難以聽懂，在理論課堂上許多理論、概念和公式學生都是一知半解。所以《信號與系統》實驗課開設的初衷是讓學生進一步鞏固課堂基本概念和基本原理，掌握基本的實驗技能和實際動手能力，最終提高學生獨立思考和實踐創新能力。結合多年的教學實踐經驗，筆者提出了一些提高《信號與系統》實驗教學質量的方法。
一、強調實驗預習的重要性，避免學生盲目做實驗
以往的實驗課都是學生沒有課前預習就直接拿著實驗教材進實驗室，實驗室輔導老師按部就班地講解實驗目的、實驗原理、實驗內容、實驗步驟和實驗注意事項。學生就機械地照搬老師的講解內容做實驗。有些時候老師還把實驗的過程演示一遍給學生看，這樣學生就依照老師的做法比葫蘆畫瓢地操作。這樣學生做實驗很順利，實驗結果也很快得出，但學生的獨立思考能力和創新能力得不到培養，以后學生就業就是一個大問題。
所以，學生的課前預習尤為重要，學生要適應當今強大的就業壓力，就要掌握科學的學習方法，只有具備了較強的自學能力，才能獨立地探究新的科學領域，獲取新的知識，具備獨立思考能力、自學能力和科學探索精神。為了達到這樣的目的，我們的做法是：要求每一位學生在上每一個實驗之前都要預習這次實驗的內容，并撰寫本次實驗的預習報告，沒有預習報告者不得進入實驗室做實驗。此外，我們還在校園網上傳大量的實驗室實驗儀器設備的使用說明及學習資料，還有很多有關儀器設備的操作的演示視頻供學生參考，這樣學生在上實驗課之前已經對要做的實驗心中有數，避免盲目做實驗。
二、采用多種教學手段和教學平臺
鑒于《信號與系統》這門課的特點，實驗課總是滯后于理論課。我們在上實驗課時首先是講解實驗的原理，實驗原理的講解要求精煉，通俗易懂，注重物理概念的講解，一般講解七八分鐘。我們在講解實驗原理的時候最好采用多媒體教學手段，加上一些動畫演示，使復雜的公式理論形象化，更有利于復習理論課講過的內容，有利于實驗課的順利開展。
傳統的實驗課都是在試驗箱上做一些驗證性的實驗。試驗箱的特點是，實驗原理電路已經給出，學生只需根據實驗要求連線搭電路就可以了，而且連線往往很簡單。這樣的實驗，學生只需用信號源送給電路一個輸入，再把輸出送入示波器觀察實驗結果，最后分析實驗數據就可以了。這樣會造成學生機械地做實驗，實際操作能力和綜合分析問題的能力沒有提高。
我們把Multisim和Matlab引入到實驗當中來，Multisim是加拿大簡稱IIT公司推出的以Windows為基礎的從電路仿真設計到版圖生產全過程的電子設計工作平臺，是一套功能完善、操作界面友好、方便使用的EDA（ElectronicDesign Automation電子設計自動化）工具。它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語言輸入方式，具有豐富的仿真分析能力，是電子技術界廣為應用的一種計算機仿真設計軟件。Multisim提供了方便友好的操作界面、相當廣泛的元器件、種類齊全的電子設備、全面的電路分析工具。由于軟件操作是在計算機環境下進行的，不是真實實際的元器件和儀器設備的連接，故稱虛擬電子實驗室。例如對于信號的分解與合成，很多同學感到概念抽象，不容易理解，我們讓同學們自己運用Multisim軟件設計一個濾波電路來觀察信號的分解與合成，這樣直觀形象，學生能深刻理解這個概念，而且是學生自己設計的電路，也培養了學生獨立思考、獨立解決問題的能力，同時也提高了學生綜合分析問題的能力。
Matlab俗稱“矩陣實驗室”，是Matrix Laboratory的縮寫。1984年由美國MathWorks公司研制開發，以矩陣計算為基礎的交互式的功能強大的科學及工程計算軟件。Matlab將高性能的數值計算和可視化集成在一塊，并提供了大量的內置函數，從而使其廣泛應用于數學計算和分析、自動控制、系統仿真、數字信號處理、圖形圖像分析、數理統計、人工智能、虛擬現實技術、通訊工程、金融系統等領域。時至今日，經過MathWorks公司的不斷完善，Matlab已經發展成為適合多學科、多種工作平臺的功能強大的大型軟件，也是當代大學生應該掌握的一項基本技能。我們把Matlab軟件應用在《信號與系統》實驗當中可以把課程當中抽象的概念和理論形象化，使學生更容易掌握這些難以理解的內容。
三、合理調整實驗性質的比重，注重學生能力培養
以往的實驗課都是做基礎驗證性實驗，它的特點是實驗過程簡單，實驗結果容易得到，這些實驗基本上是在實驗箱上完成。學生做過這樣的實驗印象不深，很快就遺忘，得不到實際的收獲，教學質量很差。我們教研室經過多年的努力，大力改革調整實驗內容，適當增加綜合設計性實驗和創新性實驗的比重。調整后的比例是基礎驗證性實驗占30%，綜合設計性實驗占40%，創新性實驗占30%。綜合性實驗是指實驗內容涉及本課程的綜合知識或與本課程相關課程知識的實驗。綜合設計性實驗的特點是，給定實驗目的要求和實驗條件，由學生自行設計實驗方案并加以實現的實驗，實驗內容涉及本課程的綜合知識或涉及本課程部分知識的實驗。創新性實驗，以學生為主體，調動學生的主動性、積極性和創造性，激發學生的創新思維和創新意識，全面提升學生的創新實驗能力。
四、采用多重考核方式，注重教學質量的提高
實驗總成績我們分兩個部分：平時實驗成績和期末實驗考試。平時實驗成績占總成績的60%，期末實驗考試成績占總成績的40%。總成績我們又采用五級制評價，90分以上為A，80～90分為B，70～80分為C，60～70分為D，不及格為E。平時成績我們又細分成三個部分，實驗預習成績、實驗過程成績和實驗報告成績。實驗過程我們又從實驗操作和實驗數據兩個方面來考核，實驗得出的數據當場有老師簽字，沒有老師簽字的實驗數據不合格，要重新做實驗。
五、總結
我們教研室一直在努力探索《信號與系統》實驗課教學方法。本文通過強調實驗預習的重要性，采用多種教學手段和多種教學平臺，合理調整實驗的比重，改革考核方式，初步摸索出一套良好的教學方法。經過一年多的實踐表明這些方法都受到學生的好評，學生的學習興趣、實際動手能力、獨立解決問題的能力和創新能力都得到明顯的提高。學生素質提高了，表明我們的教學質量提高了。
參考文獻：
關鍵詞：獨立學院；C++程序設計；教學；任務驅動
中圖分類號：G642文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2008)25-1484-02
Teaching Researches on the C++ Programming Course to Students Major CS in Independent Colleges
LUO Ai-jun
(Computer Science College of Yangtze University, Jingzhou 434023, China)
Abstract: Programming is a very important basic course to students major computer science, and the point is much more important in those independent colleges which pay more attention to training the students' practice ability. The paper aims at lots of problems exposed during the C++ Programming teaching in independent college, analyzes these problems and brings up some corresponding proposals.
Key words: Independent College; C++ Programming; Teaching; Task_driven
1 引言
隨著社會的飛速發展，在高等教育日漸大眾化的今天，用人單位對人才的要求也越來越高。各大專院校也因此紛紛即時根據社會的需求調整其人才培養目標，其中的獨立學院把其辦學思想定位于培養大批社會急需的應用型人才，非常強調學生動手實踐能力的培養。
程序設計長期以來一直是大學工科各專業的一門必修課程。尤其對于計算機相關專業而言，程序設計學習情況的好壞，對計算機相關專業后續課程的學習將會產生較大的影響。目前，無論是搞開發還是搞研究，對使用的程序設計語言有同樣高的要求：要求能有較好的可靠性，高效率，可以在不同平臺上移植，有盡可能多的標準化語言內容，支持數據一致性，支持程序描述的簡潔與清晰，風格自然[1]。這些都是C++的外在特點，高校計算機相關專業大多采用C++作為程序設計教學語言，全國計算機等級考試也把C++作為考試的主要語種，因此做好這門課程的教學工作具有較大的現實意義。但目前教學工作中普遍存在教師覺得不好教，學生覺得不好學的問題，本文針對教學中出現的問題進行思考分析，并提出了相應的解決方案。
2 存在的問題
目前在教學過程當中主要存在以下幾個方面的問題：
(1)教學目的與學生的需求存在偏差，學生學習興趣較大，但信心不足。
C++程序設計教學的目的是向學生介紹計算機程序設計的基本知識。讓學生掌握C++基本語法及面向對象程序設計的基本方法與編程技巧；讓學生了解常用的算法和數據結構知識，能根據給定的算法，選擇合適的數據結構并編制出相應的程序。同時也為本專業后續其他課程的學習打下堅實的基礎。
對此學生們的需求又是什么呢？博客上的調查結果反映：約75%同學希望通過學習本課程能開發出一款實用小軟件。而我們課堂程序設計教學中甚至沒有涉及到WINDOWS編程，學生學完了以后還是不能動手寫程序。學生的需求與上述教學目的存在一定的偏差。
大部分同學對本課程興趣大，學習積極性高。但在學習一段時間后，隨著內容的深入，難度的增大，便有同學出現了畏難情緒，甚至認為C比C++簡單，明顯地缺失信心。
(2)教師教學內容和方法單一，師生互動不明顯。
教師教學停留在傳統的傳授課堂知識，對“師者，傳道、授業、解惑者也”的理解和認識尚未進一步更新。師生在課下的溝通互動不明顯，導致學生在學習過程中遇到的問題不能夠及時地得到解決，這在很大程度上，也影響到學生學習的主動性。隨著科技創新和知識更新速度的加快，我們的教學內容和教學方法也不能停留在課堂教學45分鐘“老師講學生聽”這一舊的模式和舊的層次上。同時，我們面對的每一個學生基礎不盡一樣，學習理解知識的能力也不同，如果采用單一的教學方法，很顯然是違背“因材施教”的原則的。
(3)沒有充分發揮實驗教學的優勢。
現在各高校大部分機房都已連入INTERNET，而互聯網絡對學生是一柄雙刃劍。如果上課合理利用網絡檢索所需資源，則有利于學習和掌握知識；反之，如果上課時間利用網絡看電影、聽MP3、玩小游戲，或者甚至相互拷貝作業，則不僅沒有任何優勢可言，反而是極有害于教學的。同時“互聯網”和“程序設計”二者誰對學生們的吸引力更大，這一點是不言而喻的，每次上機人數眾多，實驗指導教師監控管理措施不易實施。
教師在實驗課上把精力放在指導學生調試程序上。作為初學者，學生們在程序調試中的問題層出不窮，只能被動地等待老師幫忙解決。有時教師還不得不重復解決相同的問題，課堂效率低下。傳統的“一問一答”的方式，已經不再適合目前的實驗教學。
因此，在網絡技術越來越發達的今天，如何重新讓機房、讓實驗課發揮其應有的作用是擺在每一位計算機教育者面前殛待解決的問題。
3 解決的對策
3.1 選擇一本合適學生閱讀的經典教材
要選擇一本好的教材，這看起來是一件很簡單的事情，似乎也不那么重要，因為現行各作者各出版社的教材上的內容大多相差不大。的確，這是事實。然而，不光授課教師需要認真咀嚼教材，學生們也要認真閱讀教材。教師在講臺上講授，同時還要求學生能夠課下自己閱讀教材上的相關內容。國內引進的許多多影印版教材，在每一章節的課后都列出若干的參考文獻，引導有余力有興趣的學生去閱讀[5]，既加深了學生對教材的理解，也拓展了學生的視野。一本好的教材，不一定是通俗讀物，需要有一定的難度。過高的難度可能讓學生望而生畏，但適當難度則可能激發學生更大的探索的興趣。
3.2 加大學生的興趣，增強學習的信心
興趣是最好的老師！如何培養學生對程序設計的興趣？當他們親自感受到計算機程序設計的對當今社會的巨大影響力，便可能對之產生濃厚的興趣。此外，還要讓他們認識到學習程序設計目的在于培養學生用計算機解決生產生活中的一些問題，當然首要就是本專業后續其他課程學習過程中的實際問題的能力。
不是說興趣高就意味著會編程了。眼高手低是學習過程中常出現的問題：他們對老師演示的內容都認為很簡單，但讓自己做卻無從下手。有意識地鍛煉學生動手編程能力，并引導他們取得成功，從成功中獲取更大的成就感和自信心，這將是他們在程序設計道路上繼續前進的巨大動力。例如，引導學生利用已學過的知識，編程實現簡單的數字圖像處理過程。雖然開始時會讓大家覺得有困難，比如其中大量陌生的庫函數讓人望而生畏，有時可能自己還要寫一些自定義函數。但只要做好指導工作并給予適當地鼓勵，則不僅能激發學生的興趣，還能鞏固所學的知識，而且可以在實踐中讓他們的思維能力得到提高、編程能力得到鍛煉、創新能力得到增強。
教師要付出足夠的耐心，想方設法提高學生的興趣和學習熱情，培養和提高他們的創新能力，增強學生們對學好本課程的信心。
3.3 把握教學重點，靈活采用教學方法，加大師生互動
算法設計是程序設計的核心。我們要將教學重點從C++基本語法轉移到算法設計上。有針對性地設計能綜合運用已學和將學相關知識點的實例，課程上多采用案例教學。即使是同一本教材，同一個算法案例，只要我們善于挖掘，也可以推陳出新，找出更易于學生理解和接受的講授方法。
針對不同的教學內容，更要靈活采用教學方法。常用的教學方法有：類比教學法、啟發教學法、分步教學法、任務驅動法[4]等。而其中任務驅動法在C語言程序設計教學中運用較多、效果較好的一種。
除了傳統的師生互動方式外，我們還可以采用其他更靈活有效的方式。考慮到學生們課外在網絡上花費的時間較多，我們就可以充分利用學校的精品課程網站的網上答疑論壇子系統，還可以利用各大門戶網站提供的免費博客系統，二者都可以較好地解決課堂45分鐘以外的師生互動問題。在實際教學中，我們利用TOM BLOG進行師生溝通，也取得了很明顯的效果。
3.4 加強上機實驗指導，制訂上機任務，保證上機效果
(1) 程序設計課程本身實踐性較強，必須安排足夠的上機學時。同時還要精心設計每一次實驗內容，讓學生每一次實驗都有明確的上機目的。
(2) 學生明確任務以后，應首先仔細思考，形成思路，再將思路描述成為C++代碼寫到實驗報告紙上，待形成完整的程序以后再輸入計算機中進行編譯。而不是一邊想，一邊輸入代碼。這樣既提高了效率，同時也提高學生思考問題的能力。
(3) 針對學生在編譯，鏈接過程中出現的錯誤或警告，教會學生使用調試工具。學生在調試中遇到的疑點和難點，及時給予必要的適當指導，主要是教給學生科學有效的調試方法，例如等價類劃分法、邊界值分析法、安插測試語句等。
(4) 實驗課結束時，每名學生必須上交比較規范的紙質實驗報告（其中除包括程序的源代碼，輸入數據，程序輸出結果外，還應重點包含程序調試過程，以及本次實驗體會），通過以上舉措來保證學生完成實驗任務。課程結業考試也必須包括學生上機編程能力考核。
(5) 課程結束以后，分組安排2周的課程設計。題目要具有一定的綜合性和較強的實用性，如學生信息管理系統等。要求學生經過需求分析，軟件設計，編碼，測試等軟件開發的各階段，最后提交一個軟件原型及相關文檔。通過課程設計實踐，提高學生的軟件開發水平和合作能力，同時，還可使學生在以后的學習過程中，自覺將計算機技術應用到生產和研究過程中，真正做到學有所用。
在上機實驗環節，教師要認真做好指導和督促，減少互聯網絡等對學生注意力的不良干擾，讓學生在規定時間內完成指定任務，從而保證實驗教學效果。
4 結束語
本文提出了近幾年在獨立學院計算機專業《C++程序設計》教學過程中出現的問題，進行了思考和探索。對提出的方案在獨立2006，2007級計科、網絡專業本科學生中實施，較好地激發了學生的興趣，調動了學生的學習積極性，增強了學生的自信心，日常教學和計算機等級考試都取得了很好的效果。以上事實證明，只要教師教學目的明確，教材理解深入，教學方法靈活得當，師生加大互動，學生是可以輕松學好C++程序設計的。
參考文獻：
[1] 錢能. C++程序設計[M]. 北京：清華大學出版社，2005.
[2] 劉曉鋒, 吳亞娟. 計算機專業《C語言程序設計》教學與教學改革[J]. 四川師范學院學報, 2003(24):34-36.
[3] 孔垂柳,田地. 基于程序設計思想的C語言教學方案[J]. 吉林大學學報(信息科學版) , 2005,(S2):2.
