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計算機工程系實習總結范文第1篇

關鍵詞：數字圖像處理；MATLAB；多媒體

作者簡介：曹永鋒（1976-），男，河北冀州人，貴州師范大學數學與計算機科學學院，副教授；蘇彩霞（1983-），女，河北衡水人，貴州師范大學數學與計算機科學學院，講師。（貴州 貴陽 550001）

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）13-0101-02

“數字圖像處理”是發展快且應用面廣的新興信息處理學科，[1]其所涉及的圖像信息獲取、傳輸和處理的基本理論和相關技術已經廣泛滲透到了計算機、通信、遙感、測繪、生物、軍事甚至人們的日常生活領域。“數字圖像處理”已是高等院校信息類專業的一門重要專業課程。

數字圖像處理完美結合了數學科學。隨著電子技術及計算機技術的飛速發展，新的數字圖像處理的理論和技術不斷出現并應用于實踐。面對這樣一門理論與實踐、原理和應用緊密結合的課程，學生們常常處于一個尷尬境地：雖為其廣泛的應用前景所吸引，卻困擾于課程的理論性，在一些繁雜的數學推導面前望而卻步，逐漸喪失學習興趣。[2]美國作家威廉·阿瑟·沃德有句名言：“平庸的教師講述，好的教師解釋，優秀的教師展示，杰出的教師激發興趣?！币敫母铩皵底謭D像處理”課程的教學理念，提高教學質量，將教育模式從應試教育轉向更為務實的專業素質教育（注重培養學生的學習興趣和創造力，強調實踐和應用能力），提高學生的興趣和學習主動性是首先要解決的問題。在教學中，教師對于課堂教學目標的定位，應著眼于調動學生主動參與的積極性，突出“以學生為本”，使學生在學習知識、技能的過程中，不斷加快發展自身的主體性?；谶@些認識，筆者在“數字圖像處理”課程教學中進行了若干提高學生自主性舉措的探索。

一、增加“課題驅動”的學習環節

“課題驅動”或者“任務驅動”是探究式教學模式的一種教學方法，指教學過程中，以若干個具體課題為中心，在完成課題的過程中，使學生學到目標知識和技能。在這個過程中，教與學變得目標明確、生動有趣、易于接受。其可以提升學生興趣和自主性的關鍵在于使學生真正成為了學習主體，教師除了具有輔導者、引導者的身份外，不具備其他任何權威。

“課題驅動”學習中的“課題”設計非常重要。首先，課題按照其難度與涉及知識范圍的大小應分為多個檔次。在本課程教學中，分為微課題與綜合課題兩個檔次。微課題針對某一具體單一的圖像處理的實際應用提出要求，例如要求對手機拍攝的一張對比度欠佳的圖片進行灰度拉伸以提升效果。微課題數量可以很多，其優點在于可針對每一項圖像處理技術單獨設置，在實施時間和基礎原理準備上相對靈活。綜合課題需要多項數字圖像處理技術的綜合應用，課題要求更接近實際需求。例如可在課程中設置下面幾個綜合課題：檢測流水線上的空瓶；實現電影特效，如人臉漸變為獸頭；多幅相片拼接大場景；消除相片中的直線運動模糊。這些課題本身就是數字圖像處理技術在現實生活中的前沿應用，在授課過程中教師展示結果以吸引學生的興趣，講授完基礎原理知識和方法后，作為課題讓學生們根據興趣選擇題目自行分組和實現。

課題的實施根據檔次有所不同。微課題在課堂教學過程中按進度依次提出，學生需要參與完成每個課題?；ㄙM時間較少的直接在課堂上利用MATLAB實現，花費時間較多的則在課下進行。綜合課題的選題放在緒論課后，即介紹了數字圖像處理的各種有趣應用之后。要求學生根據興趣自由選題，組成3～5人的小組，小組內明確分工，到學期末前完成。綜合課題完成后提交書面報告、程序與結果、PPT課件。每個小組有30分鐘時間向全班同學和老師介紹其成果，講解原理并接受提問。

在對本科三年級兩個不同班級和本科四年一個班級的授課中，發現了一些有趣現象。首先，大部分學生對綜合性課題更有興趣。這可能是由于綜合性課題更接近現實需求，其產生的結果也更復雜和有趣，而微課題由于限制于實施時間和技術，其處理結果缺乏吸引力。其次，學生在其課題實施中所展示出來的能力令人瞠目結舌。以選擇人臉漸變課題的小組為例，最初的期望是學生完成對該技術的目的、背景、基本實現方法的總結，并采用一種基本方法實現簡單的漸變。最終，學生不僅圓滿完成了預期任務，更在實踐中發現了該基本方法的缺陷（兩張圖片中目標位置不重合的話，無法實現漸變效果），通過實現手動選取特征點和利用網格扭曲的方法很好地解決了對不重合的兩幅圖進行變形這一問題。

這樣做最大的好處在于修正傳統工程專業人才培養模式中過分強調專業知識積累的傾向，轉而側重于培養綜合能力。學生收集、分析和利用信息的信息能力，綜合分析事物和自主解決實際問題的研究能力，團隊分工協作的合作能力，以及發散思維大膽嘗試的創新能力都得以快速發展。

二、課堂上實時進行基于MATLAB的算法驗證

MATLAB用于數字圖像處理教學有很多優越性。MATLAB軟件函數齊全，功能強大。其圖像處理工具箱提供的函數，幾乎可以實現所有圖像處理方法。MATLAB非常適合用于基于課題引導的教學：MATLAB中豐富的函數有助于把學生從復雜的編程工作中解放出來，花更多精力分析和比較各種處理方法；MATLAB中簡單卻功能強大的圖形圖像顯示功能，使學生可以快速直觀觀察分析結果；MATLAB語言簡單易學，所有核心文件和工具箱文件都可讀可改，學生可以通過讀寫源碼理解原理，增添自己的功能甚至構建自己的工具箱。

MATLAB已成功用于講完數字圖像處理的基礎理論和算法后的實驗或者實習階段的教學。[3，4]而本舉措強調實時地對基礎理論和算法進行驗證與結果展示，即學完一個相對完整的圖像處理算法原理后馬上進行MATLAB編程驗證。類似教學方法在美國羅斯-豪曼理工學院電氣與計算機工程系已經得到了多年應用（在其教室內，學生課桌后面就是試驗臺，學生在聽課過程中可以隨時轉身進行實際操作驗證），[5]并取得了很好的教學效果。

這樣做的好處在于：第一，數字圖像處理算法的原理部分有大量令人生畏的枯燥冗長的公式推導，對處理結果的有趣體驗和處理成功后的成就感有助于重新抓住學生因前面公式推導而減弱的注意力，使其重新點燃興奮感，從而在課程的全過程都保持興趣。第二，對算法的每個階段結果的實時驗證和觀察可及時幫助學生理解理論原理，即使有一部分原理未能及時理解，相關感性認識仍可幫助學生繼續學習后續部分。第三，MATLAB驗證除作為教師演示手段外，還成為學生的學習手段。學生可以籍此分析、探究蘊含其中的反映事物本質和規律的理性知識，抽象、概括得出理性的結論。這樣就使MATLAB驗證的作用發生了質變，由教師的演示工具轉變為學生的認知工具。

但是，這種方式的實施還需要一些條件的配合。例如，上課地點需要在機房或者每個座位都配備計算機的教室；由于MATLAB編程和驗證會耗費額外的時間，那么每堂課所講述內容必然減少，會造成課程基本內容在所給課時內無法完成。因此，需要配合講授內容的精選，貫徹“少而精”原則，突出重點，使學生在有限學時內有最大收獲。此外，也要精選需要實時編程驗證的內容，避免無謂的時間耗費。

三、教學媒體作為學生的認知工具

從實踐上講，數字圖像處理是“所見即所得，所得即可見”的一門學科。由于輸入輸出和處理過程大都可以用圖形圖像展示，在課程教學中多媒體使用得非常充分。[6，7]通常情況下，教學媒體資源（PPT課件、視頻、錄音、軟件、網上資源等）是教師的教學工具，用來更直觀地給學生們展示數字圖像處理算法的基本原理和應用，增強他們的感性認識和提高吸引力。然而，這些資源應當同時成為學生的認知工具。通過激勵學生利用媒體資源進行問題的分析、說明和講解，使其自行探究蘊含其中的事物本質和規律并抽象、概括得出理性的結論，這樣就使媒體的作用發生了質變，由教師的演示工具轉變為學生的認知工具。這一措施的具體實施其實滲透到了前面兩個措施之中。在“課題驅動”的教學過程中，教師從使用大部分媒體資源和時間資源的主導者轉變為僅為學生提供部分媒體資源并占用少量時間的引導者，而學生必須從大量的信息來源中迅速查找、分析、理解并實現特定技術方法，在課堂上使用媒體清晰表現并清楚講解；在“MATLAB實時驗證”過程中，學生自行利用MATLAB探索和學習知識，教師將主動權、課堂時間和MATLAB軟件工具交給了學生。

四、總結

筆者在“數字圖像處理”課程教學中進行了若干提高學生自主性舉措的探索。在貫徹課題驅動的教學過程中，教師角色由權威型轉變為伙伴型，學生地位由被動聽講轉變為主動參與；教育媒體資源由教師的演示工具變為了學生的認識工具；使MATLAB編程驗證成為學生認識和學習知識的自然手段。愛迪生曾說“興趣可以創造出人間奇跡”，自主學習的學生所表現出的能力的確讓人吃驚。通過在教學中堅持和繼續完善這些措施，有望創造更加充滿活力的課堂。

參考文獻：

[1]岡薩雷斯，伍茲.數字圖像處理[M].第3版.阮秋琪，等，譯.北京：電子工業出版社，2011.

[2]陳文馳.提高“數字圖像處理”課程教學質量的探索[J].江南大學學報（教育科學版），2007，27（4）：34-36.

[3]呂秀琴.GIS專業《數字圖像處理》實驗教學研究[J].地理空間信息，2012，10（5）：174-176.

[4]彭曉明.基于Matlab 的數字圖像處理課程的教學實驗設計[J].高等教育研究，2009，26（1）：60-62.

[5]美國羅斯-豪曼理工學院，電氣與計算機工程系[EB/OL].http：//rose-hulman.edu/academics/academic-departments/electrical-computer-engineering/faculty-staff.aspx.

[6]明冬萍.《數字圖像處理》課程教學研究[J].中國科教創新導刊，

計算機工程系實習總結范文第2篇

關鍵詞：高職機電；工程體驗；課程整合

作者簡介：丁度坤（1981-），男，廣東汕頭人，東莞職業技術學院教師，博士，研究方向為機器人技術、光機電一體化，高職教育。

課題項目：廣東高職研究會重點課題“增強高職院校工科類學生工程體驗方法研究”（編號：GDGZ11Z001），主持人：丁度坤；東莞職業技術學院校級課題“PCB板微鉆視覺檢測方法研究”（編號：2011c13），主持人：丁度坤。

中圖分類號：G712

文獻標識碼：A

文章編號：1001－7518（2012）18－0086－04

高職院校承擔著為國家培養高技能復合型人才的重任。高職院校的畢業生，必須在掌握相關專業技能的基礎上，具備相關的工程能力；必須培養相關的職業素養與嚴謹求實的敬業精神；必須使其在進入工作崗位之前，具備對企業工程文化的認同感。國家工程教育專業認證標準以及美國的ABET對此都有相關的文件規定[1]。

可是目前，大多數高職院校的課程設置，均是偏重于學生專業技能方面的提升，而忽略了對其工程文化、工程能力等方面的培養。學生在進入相關工作崗位之前，普遍缺乏基本的工程經驗以及對工程文化的認同和了解。從某種意義上來講，這也是造成我國企業的產品質量不穩定的根源所在。

培養工程類畢業生的工程能力，使得在進入相關設計制造崗位之前，對企業工程文化具備一定的認同感，培養其嚴謹樸實的敬業精神，有利于從源頭上保證產品的生產質量，具有極其重要的意義。本文將以培養學生的工程能力為主線，以機電類學生為研究對象，構建工程能力與工程文化一體化教學的自動線實訓課程，著力使學生獲得一種類似于實際的工程體驗。

一、體驗感在工程類人才培養中作用

體驗感的概念來源于心理學，指的是人類在與環境的交互中所獲得的個人經驗。概括地講，人的知識來源有兩大途徑：一是通過書籍、老師傳授、圖片或者文字等方式間接獲得；一種是通過實踐直接獲得。而體驗感更強調的是后者，從某種意義上來講，通過實踐直接獲取的知識要比通過間接手段獲取的知識更為重要。這是因為環境的信息可為學習者提供豐富的背景，方便學習者協調與更新自己的知識體系；另一方面，體驗過程中獲得的成功和獎勵也會使學習者建立起更為濃厚的興趣和自信，激勵其不斷獲取新的知識。

體驗感教育對工程類的人才培養尤為重要，因為工程類的課程絕大部分均是實踐性相當強的課程，工程科學本身也是在不斷地發明與創造新事物中得到發展的。可以說，工程知識的認知過程就是從具體到抽象，再由抽象到具體的反復過程。工程師的知識體系來源于社會生產的實際。將工程體驗感融入工程類課程的教學當中，有助于學生更好地理解各種基礎知識和專業知識；有助于培養學生嚴謹樸實的敬業精神；有助于學生正確認識理論與實際、知識與能力的關系；有助于學生發現自己的優勢和興趣，為其未來的就業奠定基礎。回憶我國第一批大學生的成長歷程，他們絕大部分都有工廠、農村的實踐經驗，所以盡管他們的理論基礎不如應屆高中畢業生，但他們的理解與接受能力卻要比應屆高中畢業生強，因此這批學生在畢業后很快就成為了各個領域的骨干，在各崗位大顯身手，為我國的改革開放做出了巨大的貢獻。而反觀目前的大學畢業生，入學后就根據學校的人才培養計劃按部就班地學習一門又一門的公共基礎課和專業基礎課。工程經歷的缺乏使得各門課程對他們而言都是獨立的，無法在相關工程背景的指導下，將各門課程有機地聯系起來，構筑自己的知識體系，也就更談不上能力的形成了。不少學生，學了一個學期的課程，都還沒弄清楚這門課程的用途，要一直到走上工作崗位，從事了相關的技術崗位，參加了一些實際的工程項目，才能理解在校期間所學課程的作用，這嚴重制約了個人未來的發展。

為培養學生的工程能力，營造一種工程體驗感，國內外許多高等院校均專門開設了相關的課程。如美國哈佛的三一學院工程系就開設了“工程設計導引—移動機器人”課程，每年選課人數約2O人。課程以滅火機器人競賽為背景，通過研制參賽的機器人，“旨在為學生提供一年的工程經驗，以培養專業技能，建立專業視角，了解工程世界的社會與人文環境”[1]。麻省理工學院的航空航天工程系開設了“航空航天與設計導引”選修課。通過課堂教學、互聯網教學和航天器設計項目為學生營造了“提供真實的工程體驗”[1]。瑞典的林克平大學開設了名為“Engineering Project Y”的工程導引課程，學生將用一學期四分之一的學時修該課程。課程包括講課、討論、項目工作和項目總結報告幾個部分。每年大約有140名學生選課，來自5個系的教師參與指導，構建10個不同的項目。每5個學生為一組開展工作，完成從構思、設計、實現到評價的全過程[2]。Joy Beatty等提出了一種游戲式的教學模式，針對計算機工程需求分析師的課程特點，設計相應的游戲項目，讓學生在游戲中得到相關知識的工程體驗[3]。René Sallier等根據測試專業學生的特點，設計了血壓測試項目，使用了NI公司的LabVIEW平臺，讓學生自主去構建相關的軟硬件，并體驗血壓測量，增強其工程體驗[4]。國內深圳大學的費躍農等以機器人教學套件為載體，為新生開設了滅火機器人的早期工程體驗課程，旨在增強學生的學習興趣[1]。

二、機電類專業人才培養目標探索

近年來，隨著我國制造業的持續發展以及國家產業政策的調整，各企業普遍出現了“招工難、用工難”的困境，生產設備的自動化是解決上述問題的最佳途徑。它能有效地緩解企業“用工難”的困境，提高勞動生產率，保證產品質量的一致性，且能將人類從單調、惡劣的生產環境中解放出來，是未來制造企業的發展方向。全球知名的制造企業—富士康甚至提出了百萬“機器人大軍”計劃，計劃在未來十年內，在生產線上配置百萬臺機器人，用來代替人工進行生產、搬運。而以單片機技術、液壓氣動技術、電氣控制技術、傳感器技術、PLC技術、網絡及通訊技術等多學科交叉的機電一體化方向正好順應了這一趨勢，在近年來也得到了迅猛的發展。

現在，基本每個工科類的高職院校都開設了機電一體化專業方向，可是目前國家卻沒有關于機電一體化方向的專業標準出臺，這使得各院校在機電一體化專業的課程設置方面，各有特色，有的偏機械方向，而有的偏重于電氣方面。同時，由于缺少機電一體化的職業技能評價體系，以及機電產品本身的復雜多樣性，使得機電一體化方向在人才培養方面存在很多急待解決的問題。如何明確機電人才的培養目標、加強專業建設、并以此制定相關的人才培養方案成為了擺在各院校面前的一道研究課題[5-7]。

培養目標的確定對高職院校而言是非常重要的，它直接關系到后續專業課程的設置，直接影響到學生在校期間學到知識的多少、掌握職業技能的深淺、畢業時能從事的崗位以及是否能較好地勝任相應崗位的工作等實際問題。

我院近年來非常重視對機電方向人才培養目標的修訂，通過召開培養方案研討會、到相關企業調研、畢業生信息反饋等方式，著力于制定最合理的人才培養方案。從調研的情況來看，目前，機電一體化方向畢業生的就業崗位群主要有：（1）機電一體化設備和自動生產線的運行、安裝、調試和維護；（2）各種機械設備的自動化、數字化改造；（3）自動化生產車間的生產工藝設計、質量管理、生產管理等崗位；（4）新興的崗位如機器人的維護、維修技術員等。

據此確定了我院機電一體化方向的人才培養目標為：自動化生產設備的安裝、調試、操作、維護與管理。圍繞此培養目標，我院將機電類的課程劃分為四大模塊，分別為：職業工具課模塊、職業基礎課模塊、職業核心課程模塊以及職業選修課模塊，如圖1所示。

三、機電類工程體驗一體化實訓課教學設計

為使學生獲得一種更為真實的工程體驗，我院從多個方面進行了探索。選取了“自動線的安裝與調試”實訓課作為試點，將工程文化課也融入其中，如圖2所示。將其貫穿于整個實訓課的開始、實施以及最終的課程評價當中，極力營造一種類似于實際生產的全過程，使得學生獲得一種接近于未來實際工作崗位的工程體驗，培養其團隊協作能力、溝通能力以及嚴謹樸實的工作作風。

（一）工程文化課程的選取

工程文化是指企業在實際的生產經營活動中，逐步形成的、為全部員工所認同的、帶有特色的價值觀、生產作風、經營理念、企業精神、企業道德準則等各方面的總和[8-9]。它是企業全體成員在長期的生產與經營活動中日積月累而形成的，是企業的靈魂所在。優秀的工程文化是企業在激烈的市場競爭中出奇制勝的法寶，是企業實現可持續發展的軟實力。從目前許多院校畢業生頂崗實習與就業情況發現，大多數畢業生并不能適應企業的要求，難以真正轉變為一名合格的企業員工，適應崗位需求。而從用人單位反饋來的意見又可看出，畢業生的專業技能并不是當前用人企業看重的第一要素，企業更為重視的是員工的基本職業素質、對企業的忠誠感以及對企業工程文化的認同程度。所以，在校期間提前對學生進行企業工程文化的相關教育，培養他們對工程文化的認同感就顯得非常重要。

而一個企業的工程文化，往往是各具特色的，但也有其共性所在。因此，選取了最具代表性的工程文化四大共性部分作為我院學生的工程文化培訓課程，它們分別為：企業對員工的職業素養要求；6S理念（即整理、整頓、清掃、清潔、素養、安全）；企業的品質理念；企業的生產管理理念（選取了豐田的看板管理方法）。將這些共性的企業文化貫穿于實訓課的全過程，培養學生對工程文化的認同感。

（二）工程體驗實訓課的設計

為使學生獲得一種類似于實際生產的工程體驗，選取了“自動線的安裝與調試”實訓課作為實施載體，并在其中貫穿了相關的企業文化課程。我院的“自動線安裝與調試”實訓是作為“機電一體技術”理論課的實訓課程而專門開設的，課時為84學時，共歷時3周時間。要求學生在實訓前必須具備電工電子基礎、傳感檢測基礎、PLC編程基礎、電機原理與驅動等前期知識。

實訓課選取的設備是亞龍公司的YL-335B自動化生產線實訓臺，如圖3所示。它模擬了一條自動化生產線的下料、搬運、加工、裝配、分揀的全過程。

整條生產線包括了5個工作分站（即供料站、搬運站、加工站、裝配站與分揀站），各分站使用了西門子的S7-200PLC進行控制，可對其進行單獨控制，也可將各PLC組合起來，進行聯網控制。根據實驗臺特點，將實訓課劃分為供料站、搬運站、加工站、裝配站、分揀站的拆裝與調試，以及整線的安裝與調試六大實訓模塊，每個模塊均可自成一體，對學生的機械拆裝、電氣路連接、PLC編程、觸摸屏技術等多個方面進行訓練，提高其專業技能。以其中的“供料站拆裝與調試”實訓課為例，其具體的教學過程如表1所示。

（三）課程的實施與評價

課程的具體實施過程是先由指導老師講授企業工程文化課，以及講解體現企業工程文化的實訓注意事項，總共為12學時。然后進入實訓環節，實訓環節極力模擬實際自動化生產設備的安裝調試過程，采用采用小班制，每班學生數在40～50人之間，以小組形式進行實訓，各組配備一臺實訓臺，各小組的學生數為5人左右，配備2名專業教師進行指導。

對每一模塊的實訓，其教學實施過程是先由指導教師對實訓內容做簡單講解，然后并對各組下發任務書，最后對各小組的完成情況進行評價，相關的評價標準如表2所示。

四、結束語

工程能力的匱乏是我國高職院校學生普遍存在的問題，直接影響了學生對未來的崗位適應程度，乃至企業產品的品質等方面。因此，本文以“自動線安裝與調試”實訓課為載體，融入了職業素養、企業6s理念、企業的品質理念以及豐田的看板管理模式等共性的工程文化課程，極力營造一種類似于實際的工程環境，進行工程體驗一體化實訓課教學的探索，使學生在實訓的同時獲得一種工程體驗感。

從實施的效果看，參加過工程體驗實訓的同學，其對未來工作崗位的適應能力明顯增強了許多，實訓的效果也有了顯著提高。去年我院第一次參加“自動線的安裝與調試”全國技能大賽，就取得了團體三等獎的良好成績，這也從另一側面說明工程體驗一體化教學的有效性。

參考文獻：

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[7]譚憲云.論高職院校機電一體化專業建設[J].高教高職研究,2010(26).