基于农业信息技术专业的数字图像处理课程设计

【摘 要】本文依据农业信息技术专业学生的培养目标及要求，结合数字图像处理课程的特点，提出该门课程教学内容的重新设计整合、创新教学方法及教学手段，并提出在课程设计建设过程中应注意的问题。

【关键词】农业信息技术 数字图像处理 教学模式

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810（2014）35-0065-02

随着现代农业向精准化、信息化、智能化的不断发展，信息技术及图像处理技术在现代农业中的应用日益广泛，这就要求从事现代农业的技术型人才要具备农业信息处理的相关知识和技能，并对发展趋势有一定的掌握，以适应现代农业发展的人才需求。数字图像处理课程是在掌握工程数学、线性代数及编程语言的基础上，将上述知识应用到农业信息的采集和处理中，体现了农业信息技术专业的专业课程特征，实现了“农非贯通”的专业形态的形成，以及对农业信息化复合型特色人才的培养。

一 数字图像处理课程设计的思路

数字图像处理是农业信息技术专业的专业课程，是一门综合性学科，内容多、跨度大、覆盖面广，本课程以培养能力和拓展专业素养为课程内容的定位和目标，课程内容的选择以专业知识拓展为依托，要求学生掌握数字图像处理的基本概念、基础理论、典型方法，掌握一定的编程实践技能。结合由易到难、循序渐进的原则进行教学内容和教学组织模式的设计，以此促进学生对知识的掌握和应用能力的提高。教师通过企业调研等形式总结归纳现今数字图像处理技术在农业应用中的实际案例，从而提高学生的专业知识修养。多元化学生的考核方式，形成一个全面的考核标准。

二 数字图像处理课程设计的实施

1.教学内容的设计

本课程以“农非贯通”的专业形态为出发点，采用项目化教学和任务驱动的方式组织教学内容，使学生在掌握数字图像处理知识的基础上，了解此项技术在农业中的广泛应用。本课程的教学内容主要划分为六个项目。

项目一：图像的预处理，包括图像平滑、图像锐化、图像复原等知识点。

项目二：单目标果实识别，以机器人采摘苹果中单个苹果目标识别模块为例，根据单个目标识别的分析思路，将颜色特征的分析及提取、阈值分割方法、去噪处理、果实的形状特征提取等知识点划分成多个小任务，每个任务之间相互承接，逐一完成才能实现单个苹果的目标识别。

项目三：多目标果实识别，承接项目二，不同的是以多个苹果果实为识别目标，增加了hough变换、边缘检测、分水岭算法等知识点，此项目是对项目二的补充。

以上三个项目使学生能在完成具体任务的同时，掌握数字图像处理的基础知识。

项目四：纹理特征识别，以黄瓜识别为例，项目二和项目三中的目标识别都是基于目标与背景色差大的原理进行分析实施，对于目标与背景颜色相近的情况并不适用，因此，关于纹理特征的知识点，将在此项目中补充。

项目五：综合实训，此项目的设计是对以上内容掌握程度进行整合并测试，给出两个选题：柑橘、棉花的自动识别技术及特征提取，农间杂草识别。两个选题分析思路与前面项目的分析思路方法相似，但是操作对象不同，需要做一些调整，因此，此项目既可以锻炼学生的思维能力及举一反三的能力，又能测试出学生对基础知识的掌握程度。

项目六：专业知识拓展，数字图像处理应用广泛，在此模块中以讲座的形式向学生讲授数字图像处理技术在现代农业及其他行业中的应用，提升学生的学习兴趣、拓展专业知识、提升专业素养。

2.教学组织模式的实施

本门课程具有理论性强、实际应用性较弱的特点，结合该特点将本门课程划分为三大主要模块，分别为理论基础、综合实训、知识拓展。根据这三个模块的不同特点，本门课将结合项目化教学、任务驱动、角色体验法、讨论式教学方法进行教学。

对于本门课程的基础知识和算法，采用“小任务为引导，大项目为目标”的教学方法，将每个知识点作为小任务，每个小任务之间能承接并结合成大项目，实现学生对基础知识的掌握。

综合实训是考验学生对本门课程知识的掌握程度，此模块以任务驱动为主要教学方法，先提出问题，引起学生的学习兴趣，培养学生的自学能力和逻辑思考能力，以小组为单位，通过团队合作选择合适的算法实现最终目标，并以答辩的方式汇报。

知识拓展是结合本门课程的特点，向学生拓展数字图像处理技术在现代农业中的应用案例，这需要大量地收集资料和文献整理，但是专业性较弱，因此本模块可采用角色体验、讨论教学法等教学方法，培养学生的自学能力。

3.考核方式

考核过程中要注意学生的学习态度、动手能力，培养学生的自我评价能力，增强自主学习意识。根据本门课程的内容设置，考核主要分为三个方面：过程考核、能力素质考核、汇报考核。具体见下图：考核方式及所占比重

三 数字图像处理课程设计应注意的问题

1.加强师资队伍建设

教师的知识结构、知识创新能力和师德风貌直接决定着课程的质量和水平，要培养出高科技的应用型人才，必须建立一支综合素质强的“双师型”教师队伍。要根据课程改革和建设要求，有目的，按计划地加强对教师的培训，鼓励教师通过各种实践活动，提高教学水平和教学质量。

2.加强教材建设

围绕培养目标，按照教学计划和教学大纲的要求，由主讲教师自行编写、制作相关教材，并保持教材的先进性和前沿性。

3.重视校企合作

校企合作是解决时间教育缺失的根本途径。企业参与到高校实践教学过程中，可以在教学计划和教学内容上广泛征

询及适当采纳相关业内专家的意见；另外增加学生在企业进行专业技能训练和专业拓展的学习机会，使理论联系实际，开阔视野，拓宽思路，促进学生的创新意识与创新灵感，为课程设计与建设提供强有力的实践平台。与相关企业建立长期合作关系，校企可以培养“适销对路”的应用型人才。

四 结束语

课程设计是一项涉及师资、学生、教材、教学思想、教学内容、教学方式、教学手段等多方面的综合系统工程，建设工程中要明确目标、遵守课程内在的逻辑与规律，才能提高教学质量。

参考文献

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