计算机视觉是人工智能领域的一个重要部分,它的研究目标是使计算机具有通过二维图像认知三维环境信息的能力。计算机视觉是以图象处理技术、信号处理技术、概率统计分析、计算几何、神经网络、机器学习理论和计算机信息处理技术等为基础,通过计算机分析与处理视觉信息。 而随着计算机视觉技术的快速发展和广泛应用,研究生教育需要与时俱进,不断进行教学创新,以培养出更多具备创新能力和实践能力的优秀人才。
一、计算机视觉技术课程教学目标
计算机视觉技术课程总体目标要求掌握基本的计算机视觉理论和算法,掌握摄像机几何、摄像机标定、单视图重构、极几何以及多视图重构等概念和知识;针对实际应用项目,综合使用所学的基本知识、基本方法和基本技能,完成一至两个中等难度的设计任务。
计算机视觉技术课程蕴含着丰富的思想政治教育资源,其加强社会主义核心价值观教育以及法治思维、职业素养、生态文明理念、中华优秀传统文化教育等方面与高校思想政治教育目标具有内在统一性。本课程通过大量的模型和理论方法介绍以及实践教学应用,强化课程思政教育,给学生充分展示习近平新时代中国特色社会主义思想的前瞻性、科学性以及系统性,达到价值塑造、能力培养以及知识传授“三位一体”的教学目标。
通过学习计算机视觉技术课程,学生能够系统地掌握和理解掌握计算机视觉基本理论与方法以及计算机视觉的一些典型应用,具有一定的信息分析能力与初步的算法设计技能,具备一定的工程与系统分析素养,从而为学生进一步从事该方向的学习与研究工作打下基础。坚持立德树人,注重课程思政。在课程教学中突出科学方法和科学思维,注重介绍我国电子信息技术领域取得的科技成就,培养学生的科学精神和爱国主义情操。
二、课程内容的更新与优化
教师在讲授计算机视觉技术这门课程时,需要紧跟技术前沿。计算机视觉技术日新月异,课程内容应定期更新,及时引入最新的研究成果和技术进展,使学生了解并掌握最前沿的知识。例如,深度学习目前是计算机视觉技术的新风口,随着深度神经网络模型的发展,使得计算机视觉技术具有了更高的准确率和更广的应用范围。因此,在讲授摄像机标定相关知识点时,除了介绍传统的摄像机标定技术外,也要带着学生分析传统的标定方法的局限性,从而引入最新的基于深度学习的摄像机标定方法,展现全自动化的摄像机标定的优势。
计算机视觉技术课程教学应该将理论与实践相结合。在理论教学的基础上,加强实践环节的设计,通过项目实践、实验课程等方式,提高学生的动手能力和解决问题的能力。例如在讲授三维场景重建知识点时,在围绕Marr理论框架介绍相关原理的同时,引导学生结合工程实践,思考并实现基于阴影景物的三维场景恢复问题,培养学生缜密的思维习惯,锻炼学生动手解决实践问题的能力。
三、“以学为中心、以教为主导”的课堂教学
开展“以学为中心、以教为主导”混合式教学改革。推动启发式、讨论式、参与式教学,注重过程性考核,探索非标准化考试, 推广实践“教师主讲、学生辅讲、反转提问、专题讨论”方法。通过“线上导课-线上学习-线下面授-线下研究探讨-线下考试” 混合式教学方法改革和在线开放计算机视觉技术课程资源建设,提高学生学习兴趣。
在具体实施课堂教学中,将课堂教学时间划分为老师讲解专题的理论知识部分和学生研讨相应知识点具体应用部分。老师在讲解知识时,要将专题内容进行划分和归纳,促进学生能够快速融入到相关内容中去。例如在讲解单幅图像重构内容的教学时,将整个重构过程划分为消影点的求解、摄像机内参数的标定以及平面的重构三个子知识点。再将学生分成若干个组, 每个小组选择其中一个子知识点进行讨论,体现“协同”的原则,并和其他组进行交流,体现“分享”的原则。
四、科研促进教学
教学与科研是相互促进的,以教学为中心,科研促进教学。首先,科研可以更新教学内容,使课程更贴近实际应用和前沿技术。教师可以将最新的科研成果和进展融入课程中,使学生了解计算机视觉领域的最新动态和技术发展。这不仅可以激发学生的学习兴趣,还可以帮助他们更好地理解和应用所学知识。其次,科研可以促进教学方法的改进。教师可以通过参与科研项目,探索更有效的教学方法,如案例分析、项目驱动等。这些方法能够帮助学生更好地理解和掌握计算机视觉技术,并培养他们的实践能力和创新思维。此外,教师还可以利用科研资源,为学生提供更多的实践机会。例如,可以组织学生参与科研项目,让他们在实践中学习和应用计算机视觉技术。这不仅可以提升学生的实践能力,还可以培养他们的团队协作和解决问题的能力。同时,科研还可以促进教师自身的发展。教师可以通过参与科研项目,不断提升自己的学术水平和专业能力,从而更好地指导学生进行学习和研究。
因此,教师应该积极引导学生参与科研项目,鼓励他们发挥自己的想象力和创造力,同时也应该关注学生的反馈和意见,不断改进和完善教学方法。
五、基于学生学习成果的课程目标达成度评价机制
在课程质量评价体系优化中突出“以学生为中心、以产出为导向”。 以学生的学习成果为课程质量评价的核心,聚焦“评学”,有利于对学生的学习质量进行合理评估。评价的数据来源不再是以前的单一期末考试,注重评价过程的多元性和综合性。多元性评价包括多种评价方法的结合,以及评价主体的多元化,如教师评价、学生自评和互评等。综合性评价则强调对学生学习成果的全面考虑,不仅关注知识掌握情况,还要考察学生的能力、素质以及实际应用能力等方面。
此外,建立反馈机制也是评价机制的重要一环。引入包含学生、督导组教师、导师等多元主体共同参与的课程评价机制,“评教”和“评学”结合,组建督导组,每周安排听课小组深入课堂深入师生,同时采集教师教学数据和学生听课数据,做到“一课一反馈”。评价结果应及时反馈给学生和教师,以便他们了解学习进展和存在的问题,进而调整学习策略或教学方法。同时,鼓励学生对评价结果提出意见和建议,以便进一步完善评价机制。
最后,重视评价结果的运用。评价结果不仅用于衡量学生的学习成果和课程目标达成度,还可以为课程改进和教学决策提供有力支持。通过分析评价结果,可以发现教学中的问题和不足,进而调整教学内容和方法,提高教学质量
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