計(jì)算機(jī)視覺課程設(shè)計(jì)精選(九篇)

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第1篇：計(jì)算機(jī)視覺課程設(shè)計(jì)范文

人才培養(yǎng)是高校的一項(xiàng)核心任務(wù)，國家教育“十二五”規(guī)劃綱要第七章（高等教育）第十九條中明確指出要提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，牢固確立人才培養(yǎng)在高校工作中的中心地位，著力培養(yǎng)信念執(zhí)著、品德優(yōu)良、知識(shí)豐富、本領(lǐng)過硬的高素質(zhì)專門人才和拔尖創(chuàng)新人才，強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)Ⅲ。然而，社會(huì)仍存在“畢業(yè)生難找對(duì)口工作，用人單位難找優(yōu)秀人才”的現(xiàn)象。麥可思研究院獨(dú)家撰寫、社會(huì)科學(xué)文獻(xiàn)出版社正式出版的《2012年中國大學(xué)生就業(yè)報(bào)告》中提出，計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)連續(xù)兩年成為本科就業(yè)紅牌警告專業(yè)。究其原因，并非社會(huì)不需要大量的計(jì)算機(jī)專業(yè)人才，而是一些高校計(jì)算機(jī)專業(yè)的人才培養(yǎng)模式不夠合理，重基礎(chǔ)理論，輕實(shí)踐操作；強(qiáng)調(diào)知識(shí)學(xué)習(xí)，忽視開拓創(chuàng)新，最終導(dǎo)致畢業(yè)生與企業(yè)的需求存在很大差距，造成用人單位與學(xué)生無法有效對(duì)接的尷尬局面。

1 “DIY”培養(yǎng)理念的含義

計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)踐性要求非常強(qiáng)，高等學(xué)校的計(jì)算機(jī)教育不僅要讓學(xué)生掌握扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，還要培養(yǎng)他們的開發(fā)能力和創(chuàng)新意識(shí)，尤其是較高的專業(yè)技能和創(chuàng)新能力。杭州電子科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院提出“DIY”（Do It Yourself）的培養(yǎng)理念，強(qiáng)調(diào)學(xué)生在教學(xué)過程中的主體地位，鼓勵(lì)學(xué)生從做中學(xué)，重視學(xué)生在教學(xué)和實(shí)踐過程中動(dòng)手能力和創(chuàng)造能力的提高，在教學(xué)中始終貫穿“興趣驅(qū)動(dòng)一實(shí)踐貫通一強(qiáng)化能力”這條主線，鍛煉學(xué)生的自我學(xué)習(xí)能力；指導(dǎo)教師則根據(jù)知識(shí)更新、學(xué)術(shù)發(fā)展和社會(huì)需要的情況，對(duì)教學(xué)工作進(jìn)行改進(jìn)，以適應(yīng)情況變化。“DIY”培養(yǎng)理念改變了傳統(tǒng)的“教師講、學(xué)生聽”模式，一切以學(xué)生為中心，充分調(diào)動(dòng)他們的積極性和主動(dòng)性，學(xué)生也在不斷的實(shí)踐中提升了自身能力。

2 “DIY”特色人才培養(yǎng)模式改革方案

2.1 重建課程體系，緊跟專業(yè)前沿

計(jì)算機(jī)行業(yè)發(fā)展迅速，知識(shí)更新節(jié)奏快，學(xué)生往往對(duì)流行的技術(shù)倍感興趣。如果一直沿用陳舊的課程體系，與專業(yè)前沿技術(shù)脫節(jié)，那么人才培養(yǎng)將成為空話，因此應(yīng)結(jié)合社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)人才的需求，對(duì)課程體系進(jìn)行系統(tǒng)規(guī)劃，對(duì)現(xiàn)有課程體系中不適應(yīng)時(shí)展的部分進(jìn)行大力改革，聘請(qǐng)國內(nèi)外著名計(jì)算機(jī)教育專家為顧問，以科研一線教師、教學(xué)骨干為核心，成立課程體系建設(shè)專家組，負(fù)責(zé)課程體系的制訂與改革；選派教師參加國內(nèi)外重要教學(xué)研討會(huì)，如教育部高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)組織的系列教學(xué)改革研討會(huì)，吸收國內(nèi)外計(jì)算機(jī)教育一流高校及優(yōu)秀地方高校的成功經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合省情、校情對(duì)培養(yǎng)計(jì)劃及各課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了修訂，大力建設(shè)課程體系與配套教材；在現(xiàn)有經(jīng)典課程的基礎(chǔ)上，融合專業(yè)發(fā)展趨勢(shì)與最新前沿技術(shù)，推出具有時(shí)代特征、教學(xué)與應(yīng)用協(xié)調(diào)的課程群。

針對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生好“軟”怕“硬”、選課隨意性大、不能形成完整的知識(shí)體系等切實(shí)問題，杭州電子科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院在課程體系上進(jìn)行改革創(chuàng)新：從基礎(chǔ)課抓起，通過“DIY”教學(xué)手段，逐步培養(yǎng)和提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，將計(jì)算機(jī)新技術(shù)和新方法納入新課程體系建設(shè)，逐步形成“1個(gè)平臺(tái)、3個(gè)層次、4個(gè)方向”的立體化課程體系。

1）1個(gè)平臺(tái)。

以計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程（包括公共基礎(chǔ)課和專業(yè)基礎(chǔ)課）為平臺(tái)，學(xué)生通過基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)掌握專業(yè)必需的基礎(chǔ)知識(shí)，對(duì)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課如數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等均分別設(shè)置至少2周的課程設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題和動(dòng)手實(shí)踐的能力，為后續(xù)課程打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2）3個(gè)層次。

按照由淺入深、從基礎(chǔ)到應(yīng)用的培養(yǎng)思路，將課程設(shè)置為“3個(gè)層次”的課程群，即基礎(chǔ)應(yīng)用性課程、專業(yè)能力性課程、專業(yè)創(chuàng)新性課程。通過這些課程的教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的基本技能、新技術(shù)應(yīng)用能力、實(shí)際開發(fā)能力與綜合創(chuàng)新能力，同時(shí)結(jié)合當(dāng)前計(jì)算機(jī)技術(shù)熱點(diǎn)，將前沿技術(shù)相關(guān)課程納入培養(yǎng)計(jì)劃，開設(shè)Android操作系統(tǒng)原理及應(yīng)用開發(fā)、多核編程技術(shù)、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)與NesC編程論、物聯(lián)網(wǎng)與Web服務(wù)、腦機(jī)接口系統(tǒng)概論等多門新課程，使學(xué)生能接觸到更多的前沿和熱點(diǎn)技術(shù)。

3）4個(gè)方向。

在專業(yè)課程設(shè)置上分為4個(gè)方向，分別是嵌入式系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用、計(jì)算機(jī)視覺、認(rèn)知與計(jì)算。學(xué)生學(xué)完基礎(chǔ)課程之后，可以依據(jù)自己的興趣愛好選擇相應(yīng)的專業(yè)方向進(jìn)行系統(tǒng)學(xué)習(xí)，從而避免沒有目標(biāo)、胡亂選課的現(xiàn)象通過這種“菜單式”模塊化專業(yè)方向的學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)該專業(yè)相關(guān)知識(shí)有了全面、系統(tǒng)的了解和掌握，提高了就業(yè)競爭力，同時(shí)也為繼續(xù)學(xué)習(xí)和研究指明了方向。

（1）嵌入式系統(tǒng)，著重培養(yǎng)嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)和設(shè)計(jì)能力。

（2）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用，學(xué)習(xí)物聯(lián)網(wǎng)工程與技術(shù)方面的基本理論和基本知識(shí)，接受從事開發(fā)與應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基本訓(xùn)練，著重培養(yǎng)開發(fā)、應(yīng)用與管理物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的能力。

（3）計(jì)算機(jī)視覺，著重培養(yǎng)智能視覺處理能力以及嵌入式視覺開發(fā)和設(shè)計(jì)能力。

（4）認(rèn)知與計(jì)算，著重培養(yǎng)人工智能應(yīng)用領(lǐng)域的軟硬結(jié)合的高級(jí)復(fù)合型人才。

2.2 提供先進(jìn)平臺(tái)，加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)

實(shí)踐環(huán)節(jié)由校內(nèi)實(shí)踐與校外實(shí)踐兩個(gè)力一面有機(jī)組成。校內(nèi)實(shí)踐包括課程設(shè)計(jì)、工程訓(xùn)練與畢業(yè)設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)，校外實(shí)踐鼓勵(lì)學(xué)生到院企共建的實(shí)訓(xùn)基地完成工程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)和實(shí)訓(xùn)實(shí)習(xí)等。

1）依據(jù)“DIY”理念，構(gòu)建先進(jìn)的實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)。

首先，程序設(shè)計(jì)類基礎(chǔ)課程依托自主研發(fā)的在線學(xué)習(xí)與測(cè)評(píng)系統(tǒng)（HD Online Judge），該系統(tǒng)全天候地向全球免費(fèi)開放，能實(shí)時(shí)評(píng)判和反饋學(xué)生提交的作業(yè)，按照一定規(guī)則根據(jù)作業(yè)完成情況自動(dòng)排名，以營造競爭性的學(xué)習(xí)氛圍，“DIY”contest功能允許學(xué)生創(chuàng)建自己的在線比賽這種“課內(nèi)課外緊密結(jié)合、學(xué)習(xí)競賽互為促進(jìn)”的教學(xué)模式廣受學(xué)生歡迎，2011年注冊(cè)用戶提交量逾180萬次，超過國內(nèi)所有高校的同類系統(tǒng)，極大地提高了杭州電子科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院學(xué)生的程序設(shè)計(jì)能力。

其次，在專業(yè)培養(yǎng)中突出硬件特色，對(duì)于計(jì)算機(jī)組成原理、系統(tǒng)可編程單片機(jī)等課程實(shí)驗(yàn)，研制多種靈活的、高性價(jià)比的學(xué)習(xí)板（如 Startkit），鼓勵(lì)學(xué)生將實(shí)驗(yàn)帶回宿舍，以彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)的不足，實(shí)現(xiàn)隨時(shí) 隨地學(xué)習(xí)。

最后對(duì)于軟件實(shí)訓(xùn)類課程，搭建一個(gè)基于云計(jì)算技術(shù)的實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，主要用于軟件工程和項(xiàng)目的實(shí)踐環(huán)節(jié)，學(xué)生可以利用各種終端設(shè)備（包括手機(jī)等）在異地運(yùn)行大型軟件，進(jìn)行大型軟件項(xiàng)目的分析、設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。

這些先進(jìn)的實(shí)踐平臺(tái)打破了時(shí)間和空間的限制，使得學(xué)生可以利用課余時(shí)間做實(shí)驗(yàn)，隨時(shí)隨地進(jìn)行協(xié)同開發(fā)，大大提高了實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

2）利用地區(qū)優(yōu)勢(shì)，加強(qiáng)校企合作，打造校外實(shí)訓(xùn)基地。

在計(jì)算機(jī)行業(yè)發(fā)展的新形勢(shì)下，學(xué)生直接參與企業(yè)實(shí)訓(xùn)能夠快速提升自身能力，為此杭州電子科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院與Sun公司、阿里巴巴、天堂軟件、浙大網(wǎng)新等15家高新企業(yè)共建實(shí)訓(xùn)基地，與美國WinRiver公司聯(lián)合建立Vxworks聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室與培訓(xùn)中心、與美國Google公司聯(lián)合建立谷歌Android實(shí)驗(yàn)室，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力與團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。此外，還開設(shè)若干校企合作課程，如與英特爾公司合作，將其先進(jìn)的嵌入式技術(shù)融入原有的嵌入式課程體系中，利用公司提供的軟硬件條件幫助學(xué)生掌握基于英特爾凌動(dòng)TM嵌入式平臺(tái)的研發(fā)技能，為培養(yǎng)出具有競爭實(shí)力、掌握先進(jìn)技術(shù)、滿足時(shí)展需求的人才打下良好基礎(chǔ)。

2.3 實(shí)施創(chuàng)新工程，鼓勵(lì)參與競賽

1）推行創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，實(shí)行創(chuàng)新能力學(xué)分制度。

鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，盡早參與教師的科研項(xiàng)目，設(shè)立本科生創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目，以立項(xiàng)并給予經(jīng)費(fèi)支持的形式鼓勵(lì)學(xué)生參加科技創(chuàng)新活動(dòng)，這些措施可以為各類學(xué)科競賽奠定廣泛的基礎(chǔ)。教師應(yīng)鼓勵(lì)有一定實(shí)踐和項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生自發(fā)組團(tuán)，參與各類省級(jí)、國家級(jí)創(chuàng)新項(xiàng)目，在學(xué)生之間形成“你追我趕”的良好氛圍，在項(xiàng)目的帶動(dòng)下促進(jìn)學(xué)生提升整體能力。

杭州電子科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院2010年起將創(chuàng)新能力學(xué)分納入人才培養(yǎng)體系，推出《創(chuàng)新能力學(xué)分實(shí)施細(xì)則》。本科生參加院系及校級(jí)以上的一系列具有創(chuàng)新性的活動(dòng)，包括科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)、發(fā)明創(chuàng)造、學(xué)科競賽、撰寫學(xué)術(shù)論文等，若取得標(biāo)志性的科技成果、獲得各類資格等級(jí)證書或競賽獎(jiǎng)勵(lì)，均可得到一定的創(chuàng)新能力學(xué)分。

2）構(gòu)建各類競賽體系，引導(dǎo)激勵(lì)多管齊下。

作為創(chuàng)新教育的重要內(nèi)容，大學(xué)生科技競賽對(duì)于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，提高分析和解決問題的能力有著極為重要的作用，因此科技競賽是創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的有效手段。杭州電子科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院以科技競賽為抓手，建立各種競賽組織、集訓(xùn)、選拔的長效機(jī)制，開設(shè)與競賽配套的全校性任選課，組建ACM協(xié)會(huì)、電腦硬件協(xié)會(huì)，擴(kuò)大競賽的影響面，激發(fā)學(xué)生學(xué)以致用的興趣，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，帶動(dòng)整個(gè)專業(yè)人才培養(yǎng)良性發(fā)展。

根據(jù)各項(xiàng)競賽激勵(lì)政策，對(duì)獲得國家和省級(jí)各類學(xué)科競賽等級(jí)的學(xué)生給予成績、學(xué)分和物質(zhì)3種獎(jiǎng)勵(lì)，對(duì)指導(dǎo)教師給予績效獎(jiǎng)勵(lì)和課時(shí)補(bǔ)貼，調(diào)動(dòng)廣大師生的參與熱情，在全院范圍內(nèi)形成師生共同備戰(zhàn)、積極參賽的良好氛圍。

2.4 嚴(yán)把教學(xué)環(huán)節(jié)，保障教學(xué)質(zhì)量

教學(xué)過程管理是創(chuàng)新應(yīng)用型人才培養(yǎng)的保障。杭州電子科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院引入IS09000質(zhì)量管理體系標(biāo)準(zhǔn)，借鑒其過程化管理、按要素評(píng)估的思想，建立了一套完善的計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)質(zhì)量控制和保障體系，形成了組織機(jī)構(gòu)健全、職責(zé)分工明確、教學(xué)目標(biāo)清晰、考核手段健全、過程管理嚴(yán)格、檔案記錄詳實(shí)、定期總結(jié)講評(píng)的專業(yè)管理模式，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)管理從經(jīng)驗(yàn)型向科學(xué)化的轉(zhuǎn)變。

1）教學(xué)質(zhì)量環(huán)節(jié)控制。

教學(xué)質(zhì)量環(huán)節(jié)控制通過3個(gè)方面實(shí)現(xiàn)：制訂嚴(yán)格的教學(xué)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，如開課制度、新教師培養(yǎng)制度、教學(xué)事故認(rèn)定制度等，每門課程均按照課程大綱規(guī)定作業(yè)批改量、自學(xué)課時(shí)數(shù)、答疑次數(shù)，重視實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的指導(dǎo)和考核；每門課程的考試成績按照平時(shí)成績、期中成績和期終成績綜合給出；期末由教師上交學(xué)生成績冊(cè)、課程小結(jié)表和試卷分析表并由教務(wù)部門做好收集整理工作。

2）教學(xué)質(zhì)量過程控制。

除了教務(wù)處的相關(guān)規(guī)定外，作為過程控制的相關(guān)制度必不可少，包括設(shè)立教學(xué)督察與指導(dǎo)制度，按課程領(lǐng)域?qū)λ姓n程進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤，在新教師的崗前培訓(xùn)、課程組教學(xué)研討、專業(yè)班主任配備等方面均有相關(guān)的教學(xué)管理文件。在畢業(yè)設(shè)計(jì)從開題到答辯結(jié)束的全過程，學(xué)院學(xué)術(shù)委員會(huì)均參與指導(dǎo)、審核、檢查，指導(dǎo)教師負(fù)責(zé)每個(gè)學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)整體質(zhì)量，各答辯小組負(fù)責(zé)論文評(píng)閱、系統(tǒng)驗(yàn)收和演講答辯打分，保證畢業(yè)調(diào)設(shè)計(jì)質(zhì)量。

3）教學(xué)評(píng)估檢查控制。

通過社會(huì)評(píng)價(jià)、教師之間互評(píng)、督導(dǎo)小組不定期檢查、學(xué)評(píng)教4個(gè)方面綜合展開，多方面完善教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系，體現(xiàn)全面、公平、公正的原則。

4）質(zhì)量信息反饋控制。

杭州電子科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院為了提升教學(xué)質(zhì)量，定期調(diào)查學(xué)生、家長以及用人單位對(duì)學(xué)院教學(xué)工作的滿意度，尤其對(duì)于用人單位，學(xué)院通常會(huì)請(qǐng)企業(yè)對(duì)畢業(yè)生進(jìn)行評(píng)價(jià)并給出建議，然后采用一些企業(yè)提出的培養(yǎng)方案，提高學(xué)生的就業(yè)競爭力。

3 改革成效

杭州電子科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院依據(jù)創(chuàng)新教育的理念大膽探索，扎實(shí)推進(jìn)計(jì)算機(jī)專業(yè)“DIY”特色人才培養(yǎng)模式改革，取得了顯著成果。

（1）改革成果受益面廣、影響力大，已經(jīng)輻射到全省眾多高校，起到了顯著的示范作用。計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心是國家級(jí)10個(gè)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心之一；計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)為國家級(jí)教學(xué)團(tuán)隊(duì)；計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)成為國家特色專業(yè)，現(xiàn)又成為教育部專業(yè)綜合改革試點(diǎn)工程項(xiàng)目；計(jì)算機(jī)組成原理為國家級(jí)精品課程，獲得2項(xiàng)國家級(jí)教學(xué)成果獎(jiǎng)和5項(xiàng)省級(jí)教學(xué)成果獎(jiǎng)。

（2）學(xué)生在ACM程序設(shè)計(jì)、電子設(shè)計(jì)、數(shù)學(xué)建模、智能汽車等各類學(xué)科競賽中屢獲佳績2011年院代表隊(duì)成功進(jìn)入ACM國際大學(xué)生程序設(shè)計(jì)大賽全球總決賽，與哈佛、麻省理工、斯坦福等國際一流學(xué)校的學(xué)生同場(chǎng)競技，并且憑借全場(chǎng)最快解出E題的優(yōu)異表現(xiàn)獲得UPE單項(xiàng)獎(jiǎng)；在國際大學(xué)生程序設(shè)計(jì)競賽亞洲區(qū)預(yù)選賽（第34屆、35屆）中獲得各類獎(jiǎng)項(xiàng)72個(gè)；在2009年全國大學(xué)生“飛思卡爾”杯智能汽車競賽中獲得4項(xiàng)二等獎(jiǎng)；2010年英特爾杯大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽嵌入式系統(tǒng)專題邀請(qǐng)賽中獲得3項(xiàng)全國二等獎(jiǎng)：在2010年浙江省第五屆大學(xué)生電子商務(wù)競賽中獲得1項(xiàng)二等獎(jiǎng)；在2010年浙江省大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽中獲得3項(xiàng)二等獎(jiǎng)；在2011年全國大學(xué)生“挑 戰(zhàn)杯”學(xué)術(shù)科技作品競賽中獲得3項(xiàng)個(gè)國三等獎(jiǎng)，17項(xiàng)省級(jí)獎(jiǎng)；省新苗計(jì)劃立項(xiàng)10項(xiàng)

（3）畢業(yè)生具有扎實(shí)肯干的工作作風(fēng)和持續(xù)創(chuàng)新的能力，就業(yè)率連年達(dá)到97%以上。畢業(yè)生被眾多知名IT企業(yè)錄用，如阿里巴巴、百度、網(wǎng)易、騰訊、華為、華三、思科、網(wǎng)訊等，有著廣闊的發(fā)展空間。杭州電子科技大學(xué)榮獲“全國普通高等學(xué)校畢業(yè)生就業(yè)工作先進(jìn)集體50強(qiáng)”稱號(hào)

4 結(jié)語

第2篇：計(jì)算機(jī)視覺課程設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)學(xué)科；軟件學(xué)院；克萊門森大學(xué)；中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)

文章編號(hào)：1672-5913（2013）18-0073-05

中圖分類號(hào)：G642

0 引言

為促進(jìn)國家新型軟件工程的成長，教育部在中國內(nèi)地37所大學(xué)建立國家示范性軟件學(xué)院。軟件學(xué)院的建立對(duì)國家經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略性調(diào)整起到了重要的促進(jìn)作用，其辦學(xué)模式、管理體制和運(yùn)行機(jī)制也是我國高等教育改革和創(chuàng)新的一種有益嘗試。張堯?qū)W院士曾指出：“軟件學(xué)院是一個(gè)連接學(xué)校與產(chǎn)業(yè)的開放式平臺(tái)”，軟件學(xué)院應(yīng)“以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，培養(yǎng)具有國際競爭能力的多層次實(shí)用型人才”。

克萊門森大學(xué)創(chuàng)建于1898年，位于美國南卡羅來納州的同名城市，是一所歷史悠久的公立大學(xué)，2011年U.S.News&World Report的排名為全美公立大學(xué)25名。中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)軟件學(xué)院（以下簡稱科大軟院）每年會(huì)聘請(qǐng)克萊門森大學(xué)的教授進(jìn)行授課，軟件學(xué)院的教師也可前往克萊門森大學(xué)進(jìn)修，同時(shí)學(xué)院的優(yōu)秀學(xué)生可申請(qǐng)赴克萊門森大學(xué)攻讀碩士及博士學(xué)位。筆者于2012年1～7月在該校計(jì)算機(jī)學(xué)院進(jìn)行了為期半年的訪問學(xué)習(xí)，體驗(yàn)和學(xué)習(xí)了克萊門森大學(xué)在教學(xué)、管理和科研方面的優(yōu)點(diǎn)和先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，在軟件學(xué)院課程建設(shè)、人才培養(yǎng)方面進(jìn)行了一些思考與探索。

1 克萊門森大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院教育體系

1.1 培養(yǎng)方案

克萊門森大學(xué)的計(jì)算機(jī)學(xué)院分為3個(gè)專業(yè)：計(jì)算機(jī)科學(xué)（Computer Science）、可視計(jì)算（Visual Computing）和人本計(jì)算（Human-CenteredComputing）。這3個(gè)專業(yè)中，計(jì)算機(jī)科學(xué)覆蓋的領(lǐng)域包括計(jì)算理論、算法、軟件工程、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；可視計(jì)算的重點(diǎn)是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、可視化、計(jì)算機(jī)視覺和圖像處理、電子游戲設(shè)計(jì)、特效和動(dòng)畫藝術(shù)；人本計(jì)算則是一個(gè)較新的領(lǐng)域，專注于如何使用計(jì)算技術(shù)更好地影響社會(huì)。

克萊門森大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院的碩士研究生學(xué)位專業(yè)方向分為計(jì)算機(jī)應(yīng)用、計(jì)算基礎(chǔ)、圖形學(xué)和可視化、交互式計(jì)算、軟件工程以及系統(tǒng)和實(shí)現(xiàn)。碩士學(xué)位分為學(xué)分學(xué)位和論文學(xué)位。學(xué)分學(xué)位要求學(xué)生完成10門（30學(xué)分）認(rèn)可課程的學(xué)習(xí)，為完善學(xué)生知識(shí)體系，每個(gè)專業(yè)方向的學(xué)生除了完成專業(yè)必修課之外，必須選修其他專業(yè)的一門必修課，且GPA不低于3.0。論文學(xué)位則適用于對(duì)研究感興趣的學(xué)生，除獲得足夠的學(xué)分外，還要求學(xué)生原創(chuàng)性地完成具有創(chuàng)新性的項(xiàng)目，研究成果在期刊或者會(huì)議上發(fā)表，同時(shí)論文需通過院指導(dǎo)委員會(huì)的答辯。

克萊門森大學(xué)的學(xué)期分為秋季學(xué)期（8月底～12月底）、春季學(xué)期（1月初～5月初）以及可以自由選修的暑期小學(xué)期。2012年度Clemson計(jì)算機(jī)學(xué)院在春季和秋季學(xué)期分別開設(shè)了50門左右的課程，包括計(jì)算機(jī)語言、操作系統(tǒng)、算法、編譯、網(wǎng)絡(luò)、圖形學(xué)、GPU、虛擬現(xiàn)實(shí)、軟件工程、數(shù)據(jù)挖掘、生物信息等多個(gè)領(lǐng)域。從課程編號(hào)即可了解課程的適用范圍。課程從100～999編號(hào)，其中，100-499為本科課程，以教師講解為主，主要是理論和基礎(chǔ)課程，都有相應(yīng)配套的實(shí)驗(yàn)課；500～699為高年級(jí)本科生和低年級(jí)研究生課程；700～799則是碩士研究生課程；800及以后則適用于博士生，偏向研究，授課特點(diǎn)是教師提出研究問題，學(xué)生課后實(shí)踐，上課討論；900之后的為Seminar講座課程，一般由教師和學(xué)生對(duì)自己的研究課題進(jìn)行講解。

1.2 授課特點(diǎn)

筆者在克萊門森大學(xué)旁聽了操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)編程語言翻譯、算法設(shè)計(jì)與分析等多門課程，其中體會(huì)最深刻的是克萊門森大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院在授課中體現(xiàn)的理論聯(lián)系實(shí)際、強(qiáng)調(diào)動(dòng)手能力的特點(diǎn)。這點(diǎn)也在和赴美學(xué)習(xí)的科大軟院的學(xué)生交流時(shí)得到印證，也是美國工程教育回歸工程、服務(wù)社會(huì)的一個(gè)例子。

克萊門森大學(xué)的授課非常注重學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手實(shí)踐。教師課堂上的理論講解與課后的作業(yè)及項(xiàng)目要求結(jié)合緊密，充分體現(xiàn)學(xué)以致用。以計(jì)算機(jī)編程語言翻譯課程為例，課堂上教師的講授從詞法分析、語法分析到代碼生成和優(yōu)化，逐步實(shí)現(xiàn)編譯器的各項(xiàng)功能，在課程最后實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的編譯器。面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)課程的目標(biāo)是介紹C++語言，教師基于SGL圖形庫，在課堂上由簡到難，一步步完成一個(gè)游戲的設(shè)計(jì)。課堂上，教師主要進(jìn)行代碼編寫和演示，在發(fā)現(xiàn)和解決問題的過程中引入傳參、指針和引用等重要的概念。在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)課程中，不同于國內(nèi)大量的公式和算法的鋪陳，學(xué)生在了解基本概念后，馬上開始學(xué)習(xí)使用程序?qū)崿F(xiàn)一些簡單的圖形，然后不斷編程實(shí)現(xiàn)圖形，進(jìn)行色彩、形狀等方面的美化。在課程的后半段學(xué)習(xí)使用瑪雅這樣的大型軟件。最終學(xué)生可以設(shè)計(jì)出以假亂真、媲美動(dòng)畫電影的圖片。

克萊門森大學(xué)授課的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是課程內(nèi)容變化和更新快。計(jì)算機(jī)行業(yè)發(fā)展迅速，知識(shí)更新快，相應(yīng)地，授課內(nèi)容也需要隨之調(diào)整。在筆者旁聽的幾門課程中，教師基本沒有指定教材，而是給出參考資料或查詢網(wǎng)址。在操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程中，教師要求學(xué)生在硬件設(shè)備上實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)，課程主要內(nèi)容便是相應(yīng)的代碼設(shè)計(jì)，隨著軟硬件的發(fā)展和更新，每年的具體實(shí)現(xiàn)都不相同。另外，不少教師所承擔(dān)的課程與他們的研究領(lǐng)域密切相關(guān)，科研和教學(xué)結(jié)合得比較緊密，可以自行組織授課材料。以算法導(dǎo)論課程為例，授課教師本人的研究方向是算法，上課所用的教材也是教師自己編寫，且隨著研究進(jìn)展和深入不斷更新。

最后在旁聽過程印象深刻的是大多數(shù)的課程中課堂氣氛極為活躍。因?yàn)閲鴥?nèi)外文化的差異，學(xué)生習(xí)慣于隨時(shí)舉手打斷教師的授課進(jìn)行提問，教師也會(huì)隨時(shí)停下，詢問學(xué)生是否有不解之處。教師還會(huì)在教授新內(nèi)容之前，對(duì)學(xué)生在課后任務(wù)中遇到的問題進(jìn)行講解。師生關(guān)系融洽的另一表現(xiàn)是課堂上允許適當(dāng)?shù)娘嬍?，有教師也?huì)帶上自己做的甜點(diǎn)分發(fā)給學(xué)生。嚴(yán)格的成績管理和寬松的氛圍相輔相成，帶來更好的教學(xué)效果。

1.3 程管理和考核

克萊門森大學(xué)的教學(xué)非常注重過程管理，課程考核嚴(yán)格，學(xué)生的最終成績?nèi)Q于期中和期末考試成績、課程項(xiàng)目、到課率、課堂測(cè)試成績以及作業(yè)成績等多方面。嚴(yán)格的考核制度的另一個(gè)體現(xiàn)便是課程難度大。在克萊門森大學(xué)，碩士研究生1個(gè)學(xué)期一般只能完成3～4門課程。

不同于國內(nèi)的研究生課程主要由期末考試成績決定，克萊門森大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院在授課過程中基本每月都有課堂測(cè)試，每次的考試成績都會(huì)影響到最終得分。因此學(xué)生在1個(gè)學(xué)期4個(gè)月中，基本時(shí)刻處于緊張狀態(tài)，在每一階段都需要掌握好相應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)，而不是靠考前突擊。

另一個(gè)影響成績的主要因素是課程項(xiàng)目。課程項(xiàng)目一般從課程早期便開始，要求代碼量大，實(shí)用價(jià)值高，因此難度也很大。課程項(xiàng)目通常設(shè)立若干時(shí)間節(jié)點(diǎn)，若過了提交的截止時(shí)間，該段的成績便記為0分。

教師還通過提供office hour進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的管理。部分課程的教師要求學(xué)生在指定的時(shí)間段進(jìn)行當(dāng)面交流，還會(huì)針對(duì)課程內(nèi)容和學(xué)生的作業(yè)及項(xiàng)目進(jìn)行提問。這種做法一方面可以有效甄別學(xué)生是否獨(dú)立完成作業(yè)以及學(xué)生對(duì)課程的掌握程度，另一方面可以檢查授課效果，對(duì)教師的授課也起到促進(jìn)作用。

另外，和很多西方大學(xué)一樣，克萊門森大學(xué)強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生溝通能力和表達(dá)能力的培養(yǎng)。如課程項(xiàng)目的最終檢查方式是由項(xiàng)目組成員進(jìn)行演講和匯報(bào)，每人分別對(duì)自己的工作進(jìn)行介紹，教師和其他學(xué)生可以隨時(shí)打斷，提出問題。小組合作以及匯報(bào)演講可以鍛煉學(xué)生的表達(dá)和組織能力、分工協(xié)作能力以及增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)精神。

1.4 科研情況

在大學(xué)高等學(xué)府中，科研和教學(xué)相互促進(jìn)，相輔相成。積極開展科研活動(dòng)不僅可以提高教師本身能力和教學(xué)水平，同時(shí)可以通過引導(dǎo)學(xué)生參與，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和科研能力。

克萊門森大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院學(xué)術(shù)氛圍濃厚，學(xué)院下設(shè)20個(gè)實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目組。計(jì)算機(jī)學(xué)院基本每周都有其他大學(xué)的教授前來作學(xué)術(shù)報(bào)告，進(jìn)行交流。筆者參加過的幾場(chǎng)，幾乎每次都座無虛席。學(xué)術(shù)交流對(duì)于了解業(yè)內(nèi)的最新進(jìn)展、拓展思路、促進(jìn)個(gè)人研究都很有幫助。

在促進(jìn)學(xué)生科研方面，除帶領(lǐng)本校學(xué)生進(jìn)行科研外，克萊門森大學(xué)會(huì)提供暑期的學(xué)生交流崗位，由教師提供崗位和研究經(jīng)費(fèi)，供外校學(xué)生申請(qǐng)。在暑期科研交流結(jié)束之際，學(xué)生負(fù)責(zé)將自己的工作制成海報(bào)，每人在自己的海報(bào)前，向全院的教師和學(xué)生做展示。聽取了部分學(xué)生的匯報(bào)后發(fā)現(xiàn)，很多學(xué)生在暑期中完成的工作量大，質(zhì)量高，而且具有來源于應(yīng)用、服務(wù)應(yīng)用的特點(diǎn)。同時(shí)，學(xué)生思路開放，涉及多領(lǐng)域合作，橫跨化學(xué)、生物基因、氣象科學(xué)計(jì)算等眾多應(yīng)用領(lǐng)域。

2 對(duì)中國科技大學(xué)軟件學(xué)院教育改進(jìn)的啟示

中國的軟件學(xué)院經(jīng)過10年的發(fā)展，在培養(yǎng)學(xué)生人數(shù)、學(xué)生就業(yè)率、實(shí)驗(yàn)室和實(shí)習(xí)基地建設(shè)以及企業(yè)對(duì)學(xué)生滿意度等各方面都取得了很大的進(jìn)步。

科大軟院是國家教育部和國家計(jì)委首批批準(zhǔn)建立的示范性軟件學(xué)院之一，秉承中科大優(yōu)良的教風(fēng)和學(xué)風(fēng)，一方面依托學(xué)?，F(xiàn)有的基礎(chǔ)及專業(yè)師資力量和教學(xué)資源進(jìn)行辦學(xué)；另一方面，聘請(qǐng)海內(nèi)外著名企業(yè)和大學(xué)的專家、教授授課，課程設(shè)置與國際接軌，課程內(nèi)容面向軟件市場(chǎng)和企業(yè)需求，強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)。學(xué)院一直致力于不斷提高教學(xué)質(zhì)量，為了適應(yīng)教育國際化的需要，學(xué)院與美國克萊門森大學(xué)合作，創(chuàng)立了碩士聯(lián)合培養(yǎng)項(xiàng)目，旨在培養(yǎng)一批具有高技術(shù)和英語水平，滿足IT業(yè)界需求的高素質(zhì)人才。

科大軟院在培養(yǎng)懂技術(shù)、熟練進(jìn)行外語溝通，以及具有國際化的思維方式和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力的人才上做出了不懈的努力。在課程設(shè)置方面非常注重教育的國際化，借鑒了國外著名大學(xué)的課程設(shè)計(jì)，并隨著軟件行業(yè)的發(fā)展和行業(yè)人才需要不斷優(yōu)化課程設(shè)置和教學(xué)內(nèi)容。學(xué)院的外語教學(xué)受到重視，英語教學(xué)改革方面已經(jīng)取得了一定的成績?？拼筌浽好磕甓寄茌斔投嗝麑W(xué)生前往日本富士施樂公司等國外公司實(shí)習(xí)。但不可否認(rèn)，和國內(nèi)相比，美國的教育體系在課程安排和師資力量等方面都有較大優(yōu)勢(shì)。軟件學(xué)院教育是一個(gè)較新的嘗試，軟件學(xué)院也需要學(xué)習(xí)和吸取已有的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，不斷提升教育水平和國際化程度。從Clemson大學(xué)計(jì)算機(jī)系的教學(xué)中，國內(nèi)軟件學(xué)院可以從中汲取經(jīng)驗(yàn)，從以下幾方面進(jìn)行改進(jìn)：

（1）嚴(yán)格教學(xué)，規(guī)范課程管理。國內(nèi)部分課程考察存在盲點(diǎn)，考核體系不完善，導(dǎo)致學(xué)生平常松懈、考前突擊，依靠死記硬背得高分。與國外的教育相比，國內(nèi)學(xué)生在知識(shí)掌握程度、實(shí)踐和動(dòng)手方面的能力亟須提高。通過加強(qiáng)對(duì)課程的過程管理，包括增加作業(yè)、實(shí)驗(yàn)、測(cè)驗(yàn)等對(duì)課程成績的影響比重，有效檢測(cè)學(xué)生的真實(shí)水平和能力，促進(jìn)學(xué)生認(rèn)真學(xué)習(xí)。規(guī)范考核系統(tǒng)的一個(gè)挑戰(zhàn)是國外的課程課堂規(guī)模一般較小，教師可以和每個(gè)學(xué)生進(jìn)行足夠的交流。例如克萊門森大學(xué)的計(jì)算機(jī)課程大多數(shù)都是小班授課，1個(gè)班級(jí)一般在20人左右，Seminar課程的人數(shù)則更少。但充分的師生交流在國內(nèi)實(shí)行起來就困難得多，軟件學(xué)院教師需要在教學(xué)過程中不斷摸索，不斷提高課程設(shè)計(jì)，完善檢查機(jī)制，平衡選課人數(shù)，以達(dá)到最優(yōu)授課效果。

（2）開展課程改革，強(qiáng)調(diào)因材施教。軟件學(xué)院當(dāng)前招生的明顯特點(diǎn)是學(xué)生人數(shù)多、跨專業(yè)背景，教育機(jī)制是1年理論課學(xué)習(xí)、1年企業(yè)實(shí)踐。學(xué)生只有1年在校時(shí)間，要在獲得足夠?qū)W分的情況下提高學(xué)習(xí)質(zhì)量，對(duì)于教師的課程內(nèi)容安排和課程設(shè)計(jì)方面提出了較高的要求。在學(xué)生背景知識(shí)和水平差別較大的情況下，教師要能夠找到平衡點(diǎn)，積極聽取其他教師和學(xué)生的意見，不斷改進(jìn)教學(xué)水平。同時(shí)需要規(guī)范課程大綱，詳細(xì)介紹課程內(nèi)容，保證學(xué)生在選課之前了解課程難度和深度，選擇適合自己專業(yè)和能力的課程。

（3）強(qiáng)調(diào)溝通和交流能力的培養(yǎng)，全面提高學(xué)生“軟實(shí)力”。筆者在參加克萊門森的課程項(xiàng)目答辯時(shí)發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)學(xué)生的英語演講和表達(dá)能力仍然存在一定程度的欠缺。計(jì)算機(jī)從業(yè)人員，除了專業(yè)技能和知識(shí)等硬技能之外，交流和合作等“軟技能”非常重要，國外不少大學(xué)（如普渡大學(xué)的理工學(xué)院）都會(huì)設(shè)置包括寫作和演講、團(tuán)隊(duì)合作、語言文化等文科類模塊，全面培養(yǎng)學(xué)生的能力。國內(nèi)在這方面則有所不足，學(xué)生在專業(yè)技能方面可能已經(jīng)達(dá)到一定的水平，但在交流、論文、演講等方面存在較大的短板，不利于學(xué)生的長期發(fā)展。譬如，數(shù)據(jù)挖掘課程的最后答辯中，中國學(xué)生的項(xiàng)目完成情況并非不好，但臺(tái)上的表達(dá)能力和演講效果比美國、甚至印度學(xué)生存在很大差距。語言表達(dá)和溝通能力是立足社會(huì)的最基本能力，良好的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神、國際化的思維方式更是企業(yè)看重的能力。軟件學(xué)院在課程整體設(shè)置、課程設(shè)計(jì)中應(yīng)該將軟實(shí)力的培養(yǎng)作為目標(biāo)。

（4）推動(dòng)教師科研工作，積極開展校企項(xiàng)目合作。與克萊門森大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院相比較，科大軟院的專職教師相對(duì)年輕，參與科研活動(dòng)還不夠，科研能力還有待增強(qiáng)，在科研促進(jìn)教學(xué)，教學(xué)輔助科研，帶領(lǐng)學(xué)生科研等各方面還需要進(jìn)一步探索。同時(shí)，為了更好地適應(yīng)軟件學(xué)院學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)，教師應(yīng)該具有更多的實(shí)際項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，學(xué)院應(yīng)積極支持和鼓勵(lì)教師和企業(yè)開展項(xiàng)目合作。

3 結(jié)語

了解和借鑒國外大學(xué)的培養(yǎng)制度和經(jīng)驗(yàn)，可以促進(jìn)和改善國內(nèi)教育的發(fā)展，同時(shí)也需要結(jié)合我國教育的實(shí)情和學(xué)生的特點(diǎn)，因材施教。我國軟件學(xué)院學(xué)生眾多，教學(xué)資源相對(duì)緊張，學(xué)生背景不同，全面提高教學(xué)水平，提高學(xué)生能力存在著不少困難。他山之石，可以攻玉，如何把國外大學(xué)先進(jìn)的教育理念和方法融入到我國教育的培養(yǎng)體系中，借鑒他山之玉，積極促進(jìn)我國教育的國際化進(jìn)程，是需要我們不斷探討和研究的問題。

參考文獻(xiàn)：

[1]張堯?qū)W，吳愛華，關(guān)于我國信息化教育的幾點(diǎn)看法[J]，計(jì)算機(jī)教育，2008（5）：3-7

第3篇：計(jì)算機(jī)視覺課程設(shè)計(jì)范文

在長期的實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐中，浙江師范大學(xué)教育技術(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室與全國大多數(shù)師范院校一樣，從無到有，從小到大，從常規(guī)媒體到多媒體，從黑板到網(wǎng)絡(luò)，再從真情實(shí)景到虛擬現(xiàn)實(shí)，教育技術(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室的建立和發(fā)展走過了一條健康成長的道路，先后投資一千多萬元，改造了常規(guī)媒體實(shí)驗(yàn)室，新建了多媒體實(shí)驗(yàn)室，是我國師范院校規(guī)模最大、項(xiàng)目最全、設(shè)施最完善的教育技術(shù)學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室之一。目前，這些實(shí)驗(yàn)室分別為全校各學(xué)科本科生、教育技術(shù)專業(yè)本科生、研究生、教育碩士、函授生、繼續(xù)教育教師等開設(shè)200余個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。這些實(shí)驗(yàn)除了教育技術(shù)學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程，還包括全校教育技術(shù)學(xué)公共課的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，全省基礎(chǔ)教育師資的函授、進(jìn)修、培訓(xùn)等各類繼續(xù)教育活動(dòng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，并為基礎(chǔ)教育教學(xué)改革和學(xué)生課外活動(dòng)提供指導(dǎo)和相關(guān)服務(wù)。

1 實(shí)驗(yàn)室建設(shè)

1.1 實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)原則

（1）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容追求綜合性、新穎性、示范性及學(xué)生的參與性；

（2）實(shí)驗(yàn)對(duì)象追求真實(shí)、有直接的應(yīng)用背景；

（3）實(shí)驗(yàn)室建設(shè)目標(biāo)是面向不同層次的基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)、提高型實(shí)驗(yàn)、研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)；

（4）實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開設(shè)密切結(jié)合教育技術(shù)學(xué)的學(xué)科建設(shè)，突出本校、本學(xué)科特色。

各實(shí)驗(yàn)室按照新的實(shí)驗(yàn)體系設(shè)置，力求做到科學(xué)與規(guī)范，打破了按課程設(shè)立實(shí)驗(yàn)室的傳統(tǒng)做法。

1.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

針對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一般規(guī)律和教育技術(shù)學(xué)科的基本特點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容劃分為三個(gè)層次：

（1）基本實(shí)驗(yàn)，或稱基本共性實(shí)驗(yàn)。由各門實(shí)驗(yàn)課程規(guī)定所必須完成的基礎(chǔ)技能訓(xùn)練內(nèi)容，要求每個(gè)學(xué)生都必須熟練掌握。它是整個(gè)實(shí)驗(yàn)室所開設(shè)實(shí)驗(yàn)的主體，占所開設(shè)實(shí)驗(yàn)全部內(nèi)容的60％以上，如全校公共課《現(xiàn)代教育技術(shù)》課程實(shí)驗(yàn)中的“常規(guī)媒體使用”以及“課件制作”就屬于基本實(shí)驗(yàn)。

（2）提高型實(shí)驗(yàn)。這是供學(xué)生進(jìn)行選做的實(shí)驗(yàn)，主要包括那些綜合性、設(shè)計(jì)性和應(yīng)用性較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。旨在因材施教，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情并從中發(fā)現(xiàn)人才。這類實(shí)驗(yàn)除一些課程內(nèi)的實(shí)驗(yàn)外，還有大量由學(xué)生自主申請(qǐng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，如學(xué)生畢業(yè)論文、課程設(shè)計(jì)以及為參加各類競賽需要進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

（3）研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)。是為優(yōu)秀學(xué)生開設(shè)的高層次的加深部分實(shí)驗(yàn)，由導(dǎo)師推薦或?qū)W生科研社團(tuán)提出申請(qǐng)，由實(shí)驗(yàn)室給予安排進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、科研或開發(fā)。這類實(shí)驗(yàn)主要集中在學(xué)生參與教師的研究課題以及學(xué)生申請(qǐng)的學(xué)校社團(tuán)課題。每學(xué)期由實(shí)驗(yàn)教師及實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員申請(qǐng)?jiān)O(shè)立的十幾項(xiàng)實(shí)驗(yàn)室技術(shù)開發(fā)項(xiàng)目屬于此類實(shí)驗(yàn)。

在完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)的同時(shí)，我們還承擔(dān)了社會(huì)和學(xué)校的其它工作。例如，對(duì)全校中青年教師進(jìn)行的多媒體課件輪訓(xùn)，對(duì)全校師生的微軟授權(quán)培訓(xùn)與考試（與微軟中國公司合作）（2000-2002）共培訓(xùn)600余人次，通過考試獲得微軟證書337人次，為學(xué)校電視臺(tái)每周的校園新聞等欄目的拍攝與制作提供設(shè)備共享，浙江省首屆和第二屆大學(xué)生多媒體作品設(shè)計(jì)競賽，全省中小學(xué)校園網(wǎng)絡(luò)管理講習(xí)班，全省中小學(xué)教師多媒體課件制作培訓(xùn)班，全省電教系統(tǒng)現(xiàn)代教育技術(shù)研究生課程班，全省小教自考實(shí)踐性環(huán)節(jié)培訓(xùn)、考試，教育類課程教學(xué)網(wǎng)站開發(fā)，自考多媒體課件開發(fā)，與金華市電視臺(tái)合作制作的周末版欄目，《現(xiàn)代教育技術(shù)》網(wǎng)絡(luò)課程開發(fā)等。同時(shí)還依托校園寬帶網(wǎng)，開發(fā)建設(shè)了“浙江教師遠(yuǎn)程教育”網(wǎng)站、“現(xiàn)代教育技術(shù)中心”網(wǎng)站和“教育類公共課教學(xué)”網(wǎng)站，為全省參加繼續(xù)教育的教師、全校學(xué)生提供課程網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)，目前上網(wǎng)課程已有十門，同時(shí)提供各類資源庫、課程視頻點(diǎn)播等教育信息。

1.3 實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)情況

中國的教育技術(shù)學(xué)大都脫胎于物理學(xué)。在最早的教育技術(shù)學(xué)（那時(shí)稱之為電化教育）實(shí)驗(yàn)中，以電子線路、電視機(jī)、錄音機(jī)為主，然后逐漸開展了攝錄像實(shí)驗(yàn)、攝影實(shí)驗(yàn)和幻燈投影實(shí)驗(yàn)。1989年，第一次東南八省（市）（現(xiàn)在已經(jīng)擴(kuò)大為十一?。ㄊ校煼对盒ｋ娀逃抵魅螘?huì)議在華南師范大學(xué)舉行。在討論了電化教育的辦學(xué)方向、培養(yǎng)目標(biāo)、課程設(shè)置的同時(shí)，提出了如何建立電化教育實(shí)驗(yàn)室問題。當(dāng)時(shí)的專業(yè)實(shí)驗(yàn)室包括幻燈、投影（后來改名為光學(xué)媒體）實(shí)驗(yàn)室、攝影實(shí)驗(yàn)室（包括暗室）、廣播錄音教學(xué)（后來改名為電聲媒體）實(shí)驗(yàn)室、攝錄編（又稱教育電視）實(shí)驗(yàn)室和語言（音）實(shí)驗(yàn)室。教育技術(shù)學(xué)科課程設(shè)置不斷完善以及社會(huì)對(duì)教育技術(shù)的需求不斷增強(qiáng)，作為一門以技術(shù)在教育中的運(yùn)用為核心內(nèi)容的學(xué)科，教育技術(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室的建立亦隨著現(xiàn)代教育技術(shù)的不斷發(fā)展而發(fā)展。目前浙江師范大學(xué)現(xiàn)代教育技術(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)情況如下各表所示：

類型

實(shí)驗(yàn)室名稱

作用或?qū)嶒?yàn)課程名稱

常

規(guī)

媒

體

實(shí)

驗(yàn)

室

常規(guī)媒體實(shí)驗(yàn)室

現(xiàn)代教育技術(shù)公共課光學(xué)投影媒體實(shí)驗(yàn)、視聽媒體實(shí)驗(yàn)，專業(yè)課光學(xué)投影媒體教學(xué)實(shí)驗(yàn)、現(xiàn)代教學(xué)媒體的原理與維修

電聲實(shí)驗(yàn)室

模擬電路實(shí)驗(yàn)、數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)、教育電聲系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

非線性音頻編輯實(shí)驗(yàn)室

電視教材編導(dǎo)與制作配音實(shí)驗(yàn)、其他專題片、記錄片、教學(xué)片配音

數(shù)字實(shí)驗(yàn)室

數(shù)字?jǐn)z影實(shí)驗(yàn)、電視教材編導(dǎo)與制作實(shí)驗(yàn)（數(shù)字）、特技動(dòng)畫實(shí)驗(yàn)

布光實(shí)驗(yàn)室

室內(nèi)攝影、攝像實(shí)驗(yàn)

電視編輯實(shí)驗(yàn)室

攝像機(jī)實(shí)驗(yàn)、電視教材編導(dǎo)與制作實(shí)驗(yàn)（模擬）

電視演播室

承擔(dān)全校閉路電視系統(tǒng)的室內(nèi)節(jié)目、新聞節(jié)目、訪談節(jié)目的拍攝與制作；承擔(dān)遠(yuǎn)程教學(xué)節(jié)目、學(xué)術(shù)講座以及教學(xué)活動(dòng)的拍攝與制作；教育技術(shù)學(xué)專業(yè)學(xué)生參觀、學(xué)習(xí)、實(shí)習(xí)

電視播控室

接收衛(wèi)星電視節(jié)目并向全校發(fā)送有線電視節(jié)目，雙向閉路電視系統(tǒng)提供互動(dòng)教學(xué)與節(jié)目點(diǎn)播

轉(zhuǎn)貼于 類型

實(shí)驗(yàn)室名稱

作用或?qū)嶒?yàn)課程名稱

多

媒

體

實(shí)

驗(yàn)

室

平面設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室

特技動(dòng)畫、平面設(shè)計(jì)、電腦美術(shù)、平面廣告設(shè)計(jì)、電腦動(dòng)畫設(shè)計(jì)、字體設(shè)計(jì)與創(chuàng)意、電視廣告

網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室

網(wǎng)絡(luò)教育概論、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)、組網(wǎng)、WEB/FTP服務(wù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊等

計(jì)算機(jī)多媒體實(shí)驗(yàn)室（1）

數(shù)字?jǐn)z影圖片處理、教育統(tǒng)計(jì)SPSS軟件應(yīng)用、課件制作、多媒體技術(shù)、計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)

計(jì)算機(jī)多媒體實(shí)驗(yàn)室（2）

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與應(yīng)用（通識(shí)課） Internet及網(wǎng)絡(luò)教育應(yīng)用（通識(shí)課）INTERNET網(wǎng)絡(luò)資源學(xué)習(xí)

計(jì)算機(jī)多媒體實(shí)驗(yàn)室（3）

計(jì)算機(jī)音樂制作、多媒體課件制作、現(xiàn)代教育技術(shù)公共課、教育軟件制作

類型

實(shí)驗(yàn)室名稱

作用或?qū)嶒?yàn)課程名稱

其

他

實(shí)

驗(yàn)

室

微格教學(xué)實(shí)驗(yàn)室

師范生專業(yè)教學(xué)技能訓(xùn)練、實(shí)習(xí)前微格教學(xué)訓(xùn)練、新教師教學(xué)試講

遠(yuǎn)程教育實(shí)驗(yàn)室

多媒體教學(xué)及實(shí)時(shí)交互教學(xué)

數(shù)字化信息資料室

為全校師生提供教學(xué)過程中常用的數(shù)字化資源和計(jì)算機(jī)軟件

實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究室

師生進(jìn)行創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)研究

虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室

虛擬現(xiàn)實(shí)創(chuàng)作工具的使用、網(wǎng)絡(luò)虛擬課堂的構(gòu)建、虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的構(gòu)建

智能技術(shù)實(shí)驗(yàn)室

先進(jìn)人工智能和智能信息處理的基本原理、基本方法研究；與人工智能相關(guān)的應(yīng)用技術(shù)和系統(tǒng)集成技術(shù)研究，包括新一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、人機(jī)（計(jì)算機(jī)）交互技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)、計(jì)算機(jī)視覺、專用集成電路自動(dòng)化設(shè)計(jì)、分布式智能系統(tǒng)技術(shù)等

由上表所示表明，目前現(xiàn)代教育技術(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室正隨著學(xué)科的發(fā)展逐步完善了多媒體、虛擬現(xiàn)實(shí)、智能技術(shù)等實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)。

2 實(shí)驗(yàn)室管理

在實(shí)驗(yàn)室管理上我們的原則是：為教學(xué)服務(wù)的、為學(xué)生學(xué)習(xí)服務(wù)，努力創(chuàng)造條件24小時(shí)對(duì)學(xué)生開放。只有在學(xué)生過多、實(shí)驗(yàn)室（機(jī)器、儀器）供不應(yīng)求情況下才設(shè)訂時(shí)間表，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)對(duì)規(guī)定的學(xué)生開放。一個(gè)實(shí)驗(yàn)室的使用率是衡量其作用和效率的重要指標(biāo)。要最大限度的發(fā)揮其在教學(xué)中的作用，使其真正為教學(xué)服務(wù)，就要堅(jiān)持對(duì)學(xué)生開放。因此，合理安排教學(xué)計(jì)劃內(nèi)、外實(shí)驗(yàn)使用實(shí)驗(yàn)室的時(shí)間段，盡量擠出較多的時(shí)間開放實(shí)驗(yàn)室。對(duì)于學(xué)生課題、社團(tuán)活動(dòng)、興趣小組等需用實(shí)驗(yàn)設(shè)備或?qū)嶒?yàn)室，只要有利于學(xué)生的能力培養(yǎng)，實(shí)驗(yàn)室盡一切努力提供實(shí)驗(yàn)條件，簡化實(shí)驗(yàn)室審批手續(xù)，根據(jù)學(xué)生需求、某課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的性質(zhì)，采取不同的管理模式。

2.1 主講教師管理模式

教育技術(shù)學(xué)課程的多樣性使得其教學(xué)方法發(fā)生了巨大變化。多媒體實(shí)驗(yàn)室有時(shí)變成了多媒體教室，教師可以帶領(lǐng)學(xué)生邊講邊練。還有一些課程要進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐、教學(xué)設(shè)計(jì)，鞏固課堂教學(xué)效果，提高學(xué)生的動(dòng)手能力。在任課教師的指導(dǎo)下，通過這樣的實(shí)驗(yàn)更有利于教學(xué)質(zhì)量的提高。

2.2 實(shí)驗(yàn)教師管理模式

目前，除了教育技術(shù)學(xué)專業(yè)的實(shí)驗(yàn)課，全校教育技術(shù)學(xué)公共課以及部分培訓(xùn)性課程全部由實(shí)驗(yàn)室管理人員承擔(dān)。從儀器設(shè)備的準(zhǔn)備到管理維修，從實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容到實(shí)驗(yàn)方法，我們建立了一整套的規(guī)章制度。既讓學(xué)生放開手腳，大膽實(shí)驗(yàn)，又嚴(yán)格管理，強(qiáng)調(diào)愛護(hù)儀器設(shè)備。特別是貴重物品，如攝像機(jī)、照相機(jī)等，一定要有嚴(yán)格的檢查制度。

2.3 研究生管理模式

在目前情況下，我們還不能為每一位研究生提供一臺(tái)計(jì)算機(jī)。但是，如果將實(shí)驗(yàn)室作為研究生學(xué)習(xí)室可以一舉兩得：研究生在實(shí)驗(yàn)室里研究生可以有固定的計(jì)算機(jī)。除了本科生上課實(shí)驗(yàn)以外，大多數(shù)時(shí)間研究生使用管理實(shí)驗(yàn)室，同時(shí)承擔(dān)實(shí)驗(yàn)室的日常管理和一般性維修。這樣一來，既不用配備專職實(shí)驗(yàn)室管理人員，又給研究生提供了學(xué)習(xí)、實(shí)踐的機(jī)會(huì)。特別優(yōu)秀的研究生還可以承擔(dān)一部分實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)，得到了極大的鍛煉。

2.4 本科生管理模式

這一管理模式由實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員指導(dǎo)、組織學(xué)生管理員加學(xué)生助理員組成。由實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員負(fù)責(zé)技術(shù)及總體管理，由學(xué)生管理員負(fù)責(zé)具體設(shè)備維護(hù)及管理，助理員協(xié)助管理，且各類人員崗位職責(zé)明確。這種管理模式不但解決了工作量超時(shí)問題，培養(yǎng)了一批學(xué)生管理和技術(shù)能手，同時(shí)還給學(xué)生提供一個(gè)勤工儉學(xué)的場(chǎng)所。因此，每學(xué)期招聘管理員時(shí)，報(bào)名學(xué)生都很踴躍，經(jīng)過幾年鍛煉。各方面能力出色的學(xué)生管理員，畢業(yè)后近一半留在學(xué)校，其余的也在各自的崗位上很快成為業(yè)務(wù)熟練的骨干力量。

2.5 計(jì)算機(jī)智能管理模式

在三個(gè)多媒體實(shí)驗(yàn)室，我們采用了先進(jìn)的計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)管理手段、電視監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行無人值守開放式實(shí)驗(yàn)管理，學(xué)生可以在校內(nèi)任何地方，通過校園網(wǎng)絡(luò)對(duì)示范中心所有的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行預(yù)約、登錄或查詢。實(shí)驗(yàn)室中所有計(jì)算機(jī)設(shè)備均可根據(jù)管理系統(tǒng)中的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃自動(dòng)開機(jī)或關(guān)機(jī)，并對(duì)用戶上機(jī)情況進(jìn)行自動(dòng)登記。計(jì)費(fèi)系統(tǒng)我們使用的是北京泰利德科技有限公司的射頻卡機(jī)房自動(dòng)管理系統(tǒng)，其不依賴于任何硬件，采用底層登陸技術(shù)，與操作系統(tǒng)無關(guān)，安全性好，維護(hù)量小。

浙江師大現(xiàn)代教育技術(shù)實(shí)驗(yàn)室邊建設(shè)邊使用，目前已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)、項(xiàng)目研究與開發(fā)、校內(nèi)外師資培訓(xùn)、多媒體設(shè)計(jì)競賽等方面做了大量工作，取得了良好的社會(huì)效益。在2003年召開的東南十一?。ㄊ校煼对盒＝逃夹g(shù)系主任會(huì)議上，來自全國各地的80多名專家學(xué)者參觀了我們的實(shí)驗(yàn)室并給予了高度評(píng)價(jià)。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 劉雍潛．教育技術(shù)學(xué)科研究現(xiàn)狀與發(fā)展的調(diào)查報(bào)告[J] ．中國電化教育，2001，（1）：5—9．

[2] 顧清紅，祝智庭．教育技術(shù)的后現(xiàn)代觀[J] ．電化教育研究，2001，（7）：3—7．

[3] 趙時(shí)亮．虛擬實(shí)驗(yàn)：從思想實(shí)驗(yàn)到虛擬現(xiàn)實(shí)[J]．科學(xué)技術(shù)與辯證法 1999，(6)：21—25．

第4篇：計(jì)算機(jī)視覺課程設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：圖像分割； 參數(shù)活動(dòng)輪廓； 幾何活動(dòng)輪廓； 能量泛函； 蛇模型

中圖分類號(hào)：TP3914 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2095-2163（2013）02-0082-04

0引言

蛇（Snake）模型，即活動(dòng)輪廓模型（Active Contour Model），一度曾被國內(nèi)學(xué)者譯成主動(dòng)輪廓模型，最早由Kass等人提出，能利用圖像高層信息能量泛函來解決圖像分割問題，2000年左右引入國內(nèi)。國內(nèi)，較早關(guān)注此模型的有哈工大李培華教授，當(dāng)時(shí)將國外最新的蛇模型技術(shù)進(jìn)行了綜述[1]。文中闡述了Snake的數(shù)學(xué)模型，提到了Snake的算法實(shí)現(xiàn)，主要有計(jì)算復(fù)雜度為O（nm3）的Amimi動(dòng)態(tài)規(guī)劃法，和算法復(fù)雜度為O （nm） 的Williams的貪婪算法。接著又介紹了Snake的改進(jìn)模型，如Cohen的氣球模型，Storvik的基于貝葉斯概率統(tǒng)計(jì)的Snake模型，及用于運(yùn)動(dòng)跟蹤的可變形模板（Deformable Templates）模型。另外一位長期深入研究Snake模型、且造詣深厚的學(xué)者是美籍華人徐成陽，首先提出了GVF-Snake模型[2]。該模型在圖像分割或輪廓提取時(shí)，能雙向驅(qū)動(dòng)初始曲線的演化，使其進(jìn)入圖像的深凹輪廓，同時(shí)，在更大程度上降低了對(duì)初始化曲線位置需有嚴(yán)格限制的要求。

早期的Snake模型在圖像分割或輪廓提取時(shí)，因驅(qū)動(dòng)外力不夠，要求初始化曲線須設(shè)定在圖像真實(shí)輪廓的附近，否則較難收斂于圖像真實(shí)輪廓，得不到較好分割效果。

在此期間，國內(nèi)則少有學(xué)者開展Snake研究，可見的發(fā)表成果為：周彥博結(jié)合變分法處理醫(yī)學(xué)圖像，成功提取紅細(xì)胞。賈春光結(jié)合遺傳算法研究MR圖像，提取大腦皮層外輪廓和左腦室，但并未取得滿意效果[1]。

國內(nèi)其他學(xué)者，鑒于Snake方法的新穎，于2001年左右對(duì)Snake算法進(jìn)行了系統(tǒng)研究，課題多會(huì)涉及國家自然基金項(xiàng)目。研究活動(dòng)多是集中于對(duì)Snake算法的各種改進(jìn)，并得到改進(jìn)的GVF-snake模型，再后來，即是采用水平集方法，所得研究成果多為幾何活動(dòng)輪廓模型。

在Snake模型的研究期間內(nèi)，因多種原因所致，如學(xué)術(shù)名詞的翻譯等，Snake模型，曾被冠以多種名稱，如蛇模型[1]、Snake算法[3]、主動(dòng)輪廓模型[1，4]、活動(dòng)輪廓模型[5，6]、幾何主動(dòng)輪廓模型[4，7]、可變形模板Snake模型[1，5] 、基于角點(diǎn)的Snake模型[8]，隨著研究的進(jìn)一步深入，又出現(xiàn)了結(jié)合區(qū)域信息、邊界信息的改進(jìn)的新蛇模型，但這些新數(shù)學(xué)模型已經(jīng)與當(dāng)年Kass的原始Snake有較大區(qū)別，本文依然將其歸納為蛇模型家族。為了統(tǒng)一起見，將蛇模型分為參數(shù)式活動(dòng)輪廓模型、幾何式活動(dòng)輪廓模型、融合其他信息的混合蛇模型。

（1）基于參數(shù)的經(jīng)典蛇模型有Snake；Balloon-Snake；距離勢(shì)能Snake；GVF-Snake；GGVF-Snake；虛擬電場(chǎng)Snake（Virtual Electric Field），簡稱VEF；改進(jìn)的虛擬電場(chǎng)Snake（External Force Using Vector Field Convolution）簡稱VFC。

（2）幾何式蛇模型。采用水平集方法，包括了測(cè)地線蛇模型（Geodesic Active Contour Model） 簡稱GAC；測(cè)地線活動(dòng)區(qū)域模型（Geodesic Active Region），簡稱GAR；分段常數(shù)模型（Chan-Vese）簡稱C-V；此外，還有雙向Chan-Vese。第2期王成杰：基于蛇模型圖像分割研究綜述智能計(jì)算機(jī)與應(yīng)用第3卷

（3）混合蛇。兩種模型結(jié)合的Snake，融合了邊界或區(qū)域信息，由此得到了對(duì)Snake改進(jìn)后的新方法，如，2006年，Lie等人提出了基于區(qū)域的二值水平集。Tai提出了基于邊界的二值水平集。2007年，尚巖峰提出自適應(yīng)的Balloon-GVF Snake。此后一些學(xué)者，又結(jié)合其他方法，研究了參數(shù)蛇模型進(jìn)行多目標(biāo)分割的算法，此算法打破了參數(shù)蛇模型不能解決拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化的問題。還另有一批學(xué)者，結(jié)合邊界信息，通過演化曲線方式，實(shí)現(xiàn)了水平集。

1Snake模型的思想

圖像分割（Image Segemention）可將給定的圖像分割成一系列感興趣的區(qū)域，因而是圖像分析、圖像理解的基礎(chǔ)。

Marr的傳統(tǒng)視覺將信息處理分為底層視覺、中層視覺和高層視覺三個(gè)階段，只是底層視覺是無法利用高層信息。而Kass提出的Snake模型，將圖像的灰度信息、梯度信息等特征當(dāng)做能量，先驗(yàn)知識(shí)如目標(biāo)的大致情況也可等同為能量，并以其為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)一個(gè)可供高層視覺選擇的能量函數(shù)[2]（具體的能量函數(shù)可參見朱國普的博士論文），用以處理低層視覺中的圖像分割問題。該模型的實(shí)現(xiàn)原理為：

在待分割的圖像中放置一條自由曲線，曲線自身具有內(nèi)部能量，能約束自身的形狀，能抗拉伸，抗彎曲，圖像的外部能量，能驅(qū)動(dòng)曲線運(yùn)動(dòng)，在內(nèi)外能量形成的內(nèi)、外力場(chǎng)綜合作用下，曲線達(dá)到能量最小化，收斂于圖像的顯著特征或局部極值處，達(dá)到圖像分割的目的。

由此可知，Snake模型的突出優(yōu)點(diǎn)是：

（1）突破了由Marr提出的傳統(tǒng)視覺理論局限，為計(jì)算機(jī)視覺理論引入了新的思維思路。圖像分割中，有效地利用了圖像高層信息，并對(duì)底層視覺信息的加工進(jìn)行指導(dǎo)和修正，為信息處理提供了更多的方便。其處理方法與人類的視覺系統(tǒng)已存在更多的類似。

（2）可將圖像數(shù)據(jù)、初始估計(jì)、目標(biāo)輪廓及先驗(yàn)知識(shí)集成于同一個(gè)特征提取過程中。一旦啟動(dòng)初始化，將能自主地收斂于能量極小值狀態(tài)，且無需人工干預(yù)，就能捕捉到連續(xù)、完整的目標(biāo)輪廓。

當(dāng)然，該模型也有一些缺點(diǎn)：

（1）分割結(jié)果對(duì)于初始曲線的選定位置非常敏感。

（2）因外力不足，曲線通常不能被驅(qū)動(dòng)到深凹圖像的內(nèi)部。

（3）原始的蛇模型無法控制曲線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的自適應(yīng)變化。因而需要對(duì)蛇模型進(jìn)行改進(jìn)。

改進(jìn)的模型分為兩組，一組是參數(shù)蛇，另一組是幾何蛇。針對(duì)模型的缺點(diǎn)，從4個(gè)方向?qū)嵭懈倪M(jìn)。分別是：

（1）對(duì)初始化曲線條件的研究。

（2）對(duì)力場(chǎng)改進(jìn)，如雙向驅(qū)動(dòng)、進(jìn)入深凹圖像開展輪廓提取的研究。

（3）弱邊界、抗噪處理；

（4）針對(duì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化，自適應(yīng)控制曲線演化，完成復(fù)雜目標(biāo)圖像的分割。

具體來說，參數(shù)蛇研究成果多集中在（1）、（2）、（3）方向，尤其是方向（3）對(duì)力場(chǎng)持續(xù)改進(jìn)，雙向驅(qū)動(dòng)的改進(jìn)；幾何蛇執(zhí)行處理卻在（1）、（2）、（4）方向，且最好的成果輸出體現(xiàn)于方向（4）中。

另外，以時(shí)間為維度參數(shù)可得，研究的早期時(shí)候，參數(shù)蛇因GVF-Snake的提出而廣受眾多研究者的推崇青睞；現(xiàn)今，因幾何蛇快速數(shù)值算法的實(shí)現(xiàn)，幾何蛇已成為研究的重心。而今后，蛇模型改進(jìn)除了需要結(jié)合邊緣、結(jié)合區(qū)域、還需與其他的分割方法相結(jié)合，才能取得更大的進(jìn)展和更大的新突破。

2典型改進(jìn)蛇模型特性分析

因?yàn)镾nake模型天然的優(yōu)越性，其應(yīng)用所及已經(jīng)相應(yīng)拓展到圖像分割、目標(biāo)識(shí)別、行為分析、視頻跟蹤、三維醫(yī)學(xué)重建等領(lǐng)域。同時(shí)也因其局限性，眾多學(xué)者也在對(duì)其進(jìn)行不斷的改進(jìn)。

21參數(shù)蛇模型

（1）Balloon-Snake。由Cohen提出，修改了Snake外力項(xiàng)，增加了一項(xiàng)氣球力，該力驅(qū)動(dòng)勢(shì)頭強(qiáng)勁，有利于深入圖像的深凹部位，且能跨越小的圖像噪聲點(diǎn)，弱邊界或殘損邊界，而不致出現(xiàn)收斂。因此，對(duì)于存在邊界空隙、邊界破損的圖像，就需要根據(jù)收斂結(jié)果，人工設(shè)置迭代次數(shù)。鑒于氣球力每次只能單向驅(qū)動(dòng)，因此，氣球模型的初始曲線設(shè)置，必須設(shè)定于圖像的內(nèi)部或外部，一定不能與圖像有所交叉，否則不能進(jìn)行正確分割。Cohen還給出了距離勢(shì)能力函數(shù)，此模型也是用于增加Snake外力，其結(jié)果是使得初始曲線可以位于待割圖像周圍、可以位于待割圖像交叉，但其力度并不到位，因而無法收斂到圖像的深凹處。

（2）GVF-Snake。由徐成陽提出，其提出的梯度向量流GVF是一個(gè)比較優(yōu)秀的力場(chǎng)，可以雙向驅(qū)動(dòng)，而對(duì)初始曲線放置的要求也不再那么嚴(yán)格，既能放置在待割圖像周圍、也可以與待割圖像交叉，還能深入凹形圖像的極低處，而且也能分割弱邊界的情況。但是對(duì)于極個(gè)別圖像驅(qū)動(dòng)到深凹處能力仍然偏弱，因此，又提出了GGVF模型，使得推進(jìn)深凹處問題得以滿意解決。

在以上研究基礎(chǔ)上，又經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，GVF-Snake及其改進(jìn)模型并非每次設(shè)定初始位置都能得到正確分割。而且對(duì)于同一幅圖像，放置相同的初始曲線，一種GVF力場(chǎng)解決不了，但是換一種改進(jìn)的力場(chǎng)就能實(shí)現(xiàn)正確分割了，這一原因直到2002年才得以完整揭示。Yu等人指出，向量場(chǎng)，即外力場(chǎng)中存在一些臨界點(diǎn)會(huì)對(duì)分割產(chǎn)生重要影響[2]。若要進(jìn)行正確的圖像分割， He等人已經(jīng)提出了正確分割的充要條件：初始曲線需要包含并且只能包含待割圖像內(nèi)的所有節(jié)點(diǎn)。

隨著研究的不斷推進(jìn)，后續(xù)許多改進(jìn)Snake模型（如VEF、VFC） 所提取的輪廓已經(jīng)更加貼近圖像真實(shí)邊界，且對(duì)弱邊界、抗躁等都具有較高的魯棒性，但卻仍然未能完全解決曲線的初始化問題。參數(shù)蛇已經(jīng)成功應(yīng)用于醫(yī)學(xué)圖像的交互式分割，但若要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化分割則需要尋求一種新的方法。

2.2幾何蛇模型

（1）測(cè)地線活動(dòng)輪廓模型 （Geodesic Active Contour Model，簡稱GAC），是最早的幾何蛇。這類模型是以目標(biāo)邊緣信息作為主要驅(qū)動(dòng)力來引導(dǎo)分割曲線的運(yùn)動(dòng)，即可歸結(jié)為是基于邊緣的分割。該模型的特點(diǎn)是：邊界強(qiáng)度小或者沒有邊界的地方，變形曲線運(yùn)動(dòng)速度很快，而邊界強(qiáng)度較大的地方，變形曲線速度較慢甚至停止。當(dāng)目標(biāo)邊緣不明顯或者存在縫隙情況下，此方法將會(huì)出現(xiàn)邊緣泄露現(xiàn)象。

（2）測(cè)地線活動(dòng)區(qū)域模型（Geodesic Active Region，簡稱GAR）是Paragios結(jié)合了基于邊界的測(cè)地線模型和朱付平的區(qū)域競爭模型的優(yōu)點(diǎn)而研發(fā)提出的基于區(qū)域特征幾何蛇模型。該模型解決了初期的測(cè)地線幾何蛇初始曲線魯棒性不足的問題。

（3）分段常數(shù)C-V模型。假定圖像只有目標(biāo)和背景兩部分，在分割圖像的同時(shí)，還能對(duì)圖像實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)去噪，而對(duì)無明顯邊緣的目標(biāo)分割也能取得良好效果；但也存在缺點(diǎn)，就是計(jì)算量大，且不易實(shí)現(xiàn)。

總地來說，幾何蛇的輪廓曲線演化只是基于法向量和曲率等，而與曲線的參數(shù)表示無關(guān)， 并且通過采用水平集方法加以實(shí)現(xiàn)，由此突破了拉格朗日系統(tǒng)框架的限定，因而能自適應(yīng)地處理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化，對(duì)弱邊界、斷裂邊界的處理能力，數(shù)值穩(wěn)定性良好，也就更加利于由二維向三維分割領(lǐng)域的推廣。其改進(jìn)模型則能簡捷、有效輕松地進(jìn)行多目標(biāo)分割，同時(shí)亦獲得了更佳的抗噪效果。

在幾何蛇的研究早階階段，因算法復(fù)雜度高達(dá)O（n3），計(jì)算量太過龐大，研究者的關(guān)注度也更多地聚焦于參數(shù)蛇方面。另外，早期的幾何蛇也與balloon-snake模型相仿，其與目標(biāo)邊界不能存有交集，否則將無法得到正確分割結(jié)果。

在此之后，研究者們因參數(shù)蛇的力場(chǎng)雖有改進(jìn)，卻仍無法解決復(fù)雜目標(biāo)的分割，繼而加強(qiáng)了對(duì)水平集方法的探索和研發(fā)，對(duì)幾何蛇提出了快速數(shù)值算法，分別為窄帶法、針對(duì)Eikonal方程的快速行進(jìn)法和快速掃描法。其中，快速行進(jìn)法的算法時(shí)間復(fù)雜度為O（NlogN），快速掃描法復(fù)雜度為O（N）。此外，Li等人還提出了一種不需要重新初始化符號(hào)距離函數(shù)的方法，其算法復(fù)雜度為O（N）。

2.3其他研究

何寧以聯(lián)立偏微分方程為出發(fā)點(diǎn)，提到簡單曲線、曲線曲率等數(shù)學(xué)問題[9-10]，并推證得出連續(xù)Snake曲線收斂原理，再將連續(xù)的曲線借助離散化方法進(jìn)行了處理，提出了離散化Snake算法，為深入理解貪婪算法提供了數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，同時(shí)也有利于學(xué)者對(duì)Snake原理的清晰解讀。除此之外，更多學(xué)者又結(jié)合了其他方法進(jìn)行的算法改進(jìn)，限于篇幅，這里不再一一列舉。

3應(yīng)用領(lǐng)域

31Snake算法在圖像分割領(lǐng)域的應(yīng)用

蛇模型適于對(duì)背景灰度不均勻的醫(yī)學(xué)圖像，纖維圖像進(jìn)行分割，并提取運(yùn)動(dòng)物體的輪廓。其中的參數(shù)蛇適宜于交互式醫(yī)學(xué)圖像分割，而幾何蛇則適用于復(fù)雜多目標(biāo)下醫(yī)學(xué)圖像自適應(yīng)分割。

2003年，南理工王洪元博士利用二階段的貪婪算法[11]實(shí)現(xiàn)了心臟左心室的分割。2005年，一軍大的楊誼博士，使用改進(jìn)的DP-Snake，成功提取了血細(xì)胞[12]。2006年，復(fù)旦大學(xué)張俊華結(jié)合邊緣檢測(cè)GVF模型，進(jìn)行了低對(duì)比度的超聲圖像分割[6]。2007年，哈工大的朱國普博士改進(jìn)了球模型，提出了GVF-balloon Snake模型[13]，能雙向運(yùn)動(dòng)，提取復(fù)雜目標(biāo)，完成了人肺CT圖的分割。2007年，南理工王元全提出了改進(jìn)的GVF模型，完成了左右心室的分割，同時(shí)也提高了精準(zhǔn)度[14]。2009年，復(fù)旦大學(xué)利用幾何蛇模型，完成了冠狀動(dòng)脈的分割、二尖瓣的分割[4]。中科大的博士編制了改進(jìn)幾何蛇，完成了腹部肝臟CT圖像的分割[7]。2010年，東華大學(xué)的韓海海碩士利用融合聚類算法和GVF-Snake模型[15] ，去除了纖維毛刺，并準(zhǔn)確提取纖維圖像的輪廓

32Snake模型在其他方面的應(yīng)用

蛇模型甫經(jīng)提出，就已經(jīng)應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)跟蹤，比如，體育實(shí)況轉(zhuǎn)播時(shí)的運(yùn)動(dòng)跟蹤，也可用于人臉面部的活動(dòng)跟蹤，如嘴或眼的運(yùn)動(dòng)。

值得一提的是，參數(shù)蛇的算法實(shí)現(xiàn)也已成功地引入到教學(xué)中。已有很多著名高校的教師，在結(jié)合自己科研方向的基礎(chǔ)上，將一些相對(duì)成熟、且先進(jìn)的技術(shù)，融入本科教學(xué)。已有實(shí)踐表明，在北大、北師大中，參數(shù)蛇已率先進(jìn)入了教學(xué)，或作為一周編程課的課程設(shè)計(jì)，或成為大三、大四專業(yè)實(shí)踐的訓(xùn)練案例。而由于案例表現(xiàn)的趣味性、綜合性和系統(tǒng)性，將使得學(xué)生獨(dú)立研究能力得到更進(jìn)一步的強(qiáng)化。另外，在探索Snake算法時(shí)，為學(xué)生文獻(xiàn)查閱、算法設(shè)計(jì)的能力提供了充分訓(xùn)練機(jī)會(huì)，而學(xué)生的科研素養(yǎng)和參與課題的能力也將達(dá)到更高水準(zhǔn)，學(xué)生在這樣的科研探討氛圍中也必將獲益良多。

4結(jié)束語

Snake模型將圖像分割、數(shù)學(xué)泛函分析、能量問題集于一身，俟其問世，就有數(shù)目可觀的學(xué)者從多個(gè)角度對(duì)其特性展開了不同研究，并在不同學(xué)科的知識(shí)啟發(fā)和影響下，對(duì)蛇模型進(jìn)行了改進(jìn)。其類型分析如下。

（1）參數(shù)蛇模型：目標(biāo)函數(shù)簡單，運(yùn)算迅速而高效，通過添加能量項(xiàng)，多種先驗(yàn)知識(shí)可以靈活嵌入能量函數(shù)中，在交互式的圖像分割中應(yīng)用最廣，而對(duì)出現(xiàn)有拓?fù)渥兓哪繕?biāo)分割卻不占優(yōu)勢(shì)。但憑借其先驗(yàn)知識(shí)嵌入的靈活性，應(yīng)用仍在不斷拓展。多目標(biāo)分割的探索也在進(jìn)行中。

（2）幾何蛇模型：在高維空間內(nèi)進(jìn)行輪廓演化，可以解決大變形，拓?fù)溆凶兓膯栴}，計(jì)算穩(wěn)定性高，但計(jì)算效率偏低，且表達(dá)式復(fù)雜，先驗(yàn)知識(shí)在輪廓演化方程中的表達(dá)不靈活。當(dāng)目標(biāo)變形很小時(shí)，一般并不采用幾何蛇模型。即便如此，幾何蛇在復(fù)雜背景下分割、多目標(biāo)分割、抗噪、防邊界泄漏等問題的處理方面保持優(yōu)勢(shì)擅場(chǎng)。目前，研究已從單項(xiàng)水平集向非參多水平集圖像分割方向演變。

近年來，持續(xù)的拓展研究使蛇模型在圖像分割領(lǐng)域占得了一席之地，尤其是在醫(yī)學(xué)圖像領(lǐng)域。利用Snake模型處理遙感圖像、彩色圖像的分割，也只是出于起步階段，需要將Snake算法與其它分割算法結(jié)合。而其他算法則包括比如結(jié)合分水嶺算法、種子填充算法和向量法等?？梢灶A(yù)期的是，其發(fā)展前景必將十分廣闊。

參考文獻(xiàn)：

[1]李培華，張?zhí)镂? 主動(dòng)輪廓線模型（蛇模型）綜述[J]. 軟件學(xué)報(bào)，2000（6）：751-757.

[2]XU C， PRINCE J L. Generalized gradient vector flow external forces for active contours[J]. Signal Processing. 1998， 71（2）： 131-139.

[3]呂明忠，羅鵬，高敦岳. 一種具有向心力的新型Snake算法[J]. 微電子學(xué)與計(jì)算機(jī)， 2001（4）：39-42，46.

[4]尚巖峰，楊新，朱銘，等. 基于先驗(yàn)知識(shí)和幾何主動(dòng)輪廓線的三維超聲瓣膜分割[J].生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志，2008（1）：1-6.

[5]李啟翮. 基于蛇模型的圖像分割與目標(biāo)輪廓跟蹤研究[D]. 北京： 清華大學(xué)，2008：11-26.

[6]張俊華，汪源源，施心陵，等.基于邊緣流和距離圖Snake模型分割淋巴結(jié)超聲圖像[J].中國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報(bào)，2006，（5）：532-537.

[7]劉軍偉. 基于水平集的圖像分割方法研究及其在醫(yī)學(xué)圖像中的應(yīng)用[D]. 合肥：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)，2009：51-63.

[8]向買陽. 結(jié)合角點(diǎn)檢測(cè)的GVF Snake改進(jìn)模型[D]. 北京：北京交通大學(xué)，2010：1-40.

[9]白小晶. 基于偏微分方程的圖像分割與配準(zhǔn)研究[D]. 南京：南京理工大學(xué)，2010：5-18.

[10]何寧. 基于活動(dòng)輪廓模型的圖像分割研究[D]. 北京：首都師范大學(xué)，2009：9-18.

[11]王洪元，周則明，王平安，等. 一種改進(jìn)Snake模型的邊緣檢測(cè)算法[J].南京理工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2003（4）：395-399.

[12]楊誼. 基于Snake模型的細(xì)胞圖像分割新方法研究[D]. 廣州： 第一軍醫(yī)大學(xué)，2005：43-114.

[13]朱國普. 基于活動(dòng)輪廓模型的圖像分割[D]. 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2007： 33-45.