立德树人视域下高职院校课程思政建设实践探析

摘要：高职院校人工智能技术专业开设机器视觉应用技术课程的目的是培养适应我国社会主义现代化需要的专业人才。在传授学生专业知识的同时，开展思想政治教育，有利于引导学生树立社会主义核心价值观。该文以机器视觉应用技术课程为例，通过探索开展课程思政的具体教学目标、教学设计和教学实施过程，融入课程思政元素，激发学生爱国情怀、求真务实和团结协作能力。

关键词：视觉；课程思政；思政元素

中图分类号：G642 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2024）04-0157-03

0 引言

为深入贯彻落实习近平总书记关于教育的重要论述和全国教育大会精神，贯彻落实中共中央办公厅、国务院办公厅《关于深化新时代学校思想政治理论课改革创新的若干意见》，把思想政治教育贯穿人才培养体系，全面推进高校课程思政建设，发挥好每门课程的育人作用，提高高校人才培养质量，将立德树人作为协同育人的出发点和落脚点，把课程思政建设理念全面融入高职教育，以师德师风建设统筹高校教师队伍的发展，实现全方位育人的目标[1]。

机器视觉应用技术是人工智能技术服务专业和工业机器人技术专业的核心课程及必修课程，主要介绍用摄像机和计算机去代替人眼对目标进行识别、跟踪和测量等机器视觉，并进一步对图像进行分析，以达到所需结果的目的。在现阶段，视觉在人工智能和机器人领域有着非常重要的应用，例如人脸识别、车牌识别，检查室内公共场所人员是否佩戴口罩[2]，利用机器人去送餐。通过本课程的学习，要求学生掌握对图像进行去除噪声、增强、复原、分割、提取特征等处理的方法和技术，培养和训练学生利用开源的视觉库OpenCV进行图像处理，培养学生分析问题、解决实际问题的能力，并为后续人工智能等课程的学习打下良好的理论基础和实践基础[3]。

1 树立多层次的教学目标

课程考虑到学生思维的发散性、浅显性，需要树立明确的、递进的教学目标，对学生的学习和思考进行适当的约束和引导以求得思维能力的最大化发挥[4]。尽力挖掘机器视觉应用技术课程中蕴含的精神内涵，在知识与能力的基础地位上整合思政元素，形成了三个层次的教学目标。知识能力目标：1） 熟练掌握图像阈值化的概念和意义；2） 熟练掌握图像阈值化的基本使用方法；3） 了解图像阈值化的应用领域。

在掌握课程知识和相关技能的前提下，对学生思维能力进行培养，即引导学生自行发现问题、解决问题的能力，进一步提高学生的能力目标：1） 能够自主探索课程，提高自学能力；2） 能够使用OpenCV对图像进行基本的阈值化处理；3） 能够根据实际场景判断是否使用图像阈值化操作。

为提升课程的思想政治教育效果，需要增加适当的思政目标引导，包括：1） 引导学生树立强烈的爱国主义意识；2） 培养学生求真务实的学习态度和团结协作能力；3） 引导学生清楚地认识到祖国的建设需要每一个人的努力和奋斗，“为中华之崛起”而读书。

2 课程思政教学设计——以图像阈值化为例

2.1 导入新课

在数字图像处理中，图像阈值化占有非常重要的地位，例如图像的二值化使图像中数据量大为减少，从而能凸显出目标的轮廓，通过对彩色图像，灰度图像和图像二值化的介绍引入图像阈值化的概念，介绍图像阈值化的理论知识和数学知识，借助开源的计算机视觉库OpenCV对图像进行阈值化处理，给学生展示图像阈值化的应用场景，激发学生学习的兴趣，培养学生的社会责任感，努力学习专业知识，报效社会。

随着智能手机的普及，二维码已经在移动支付、证件管理、电子票务、资讯阅读、生产管理、食品溯源、物流追踪、餐饮服务等众多领域得到广泛应用。中国已成为二维码应用最广泛的国家，中国二维码应用占全球九成以上，二维码作为万物互联的重要载体，正在成为数字经济、工业互联网、智能制造等领域不可或缺的经济要素。而二维码的识别过程中图像阈值化就是至关重要的一个环节，图像阈值化的结果直接影响二维码的识别。

2.2 新课教学

在课程导入阶段通过介绍二值化图像，也引入了彩色图像、灰度图像和二值化图像的概念，不管图像多么好看和复杂，对于计算机来说它只是一个矩阵。

通过图像实质是个矩阵的概念，教师给学生讲解如何将彩色图像转化为二值化图像，然后引入阈值的概念。首先彩色图像转换为灰度图像，对图像中的灰度级划定固定阈值，即可将灰度图像转化为二值化图像，二值化图像大大降低了图像的数据量，更便于提取物体的轮廓。此部分通过数学公式分段函数的概念给学生介绍图像阈值化的简单理论知识，让学生产生兴趣，从而培养学生的专注精神。

2.3 实践操作

教师可将学生进行分组，每2人一组，一人采集图像信息，一人编程实现图像阈值化，利用计算机视觉开源库OpenCV的全局阈值化方法和局部阈值化方法对图片进行处理，同时给学生介绍两种方法函数调用时每个参数的意义，然后让学生通过调节参数来观察图像的变化。分组方式教学有利于培养学生的团队协作能力，学生编写程序过程中，通过介绍每个函数和参数的作用培养学生独立编写代码的能力，激发学生创新进取的工匠精神。图3为对经典的数字处理图像Lena人物进行固定阈值和自适应阈值的效果图。

2.4 课程小结

本次课程详细介绍了图像阈值化处理的理论介绍，又对图像阈值化进行了实践操作，深化了学生对于图像阈值化处理的理解，在此基础上给学生介绍图像阈值化处理的应用场景，通过图片和视频展示方式给学生一个直观的感受，比如以往对人脸的检测，可以实现对室内人员是否佩戴口罩的情况进行检测。在自动驾驶中，可以对道路的车道线进行检测。这些生活中的应用场景都离不开对图像阈值化处理，由此来培养学生的社会责任感，努力学习专业知识，报效社会。

3 教学实施过程

在课程的具体实施过程方面，主要以目前的教学大纲为基础，围绕图像阈值化操作的相关内容，通过课堂案例和实践教学相结合，实现融入课程思政的教学目标，教学实施过程如表1所示。

4 课程思政教学实践效果

4.1 提升了学生的政治素养

课程思政提升了学生的政治素养、学习积极性以及学习的主动性。对于思政元素融入课程，学生也给出了肯定的评价，他们表示以前在课堂上听课主要关注点集中在专业知识本身，现在则会在学习过程中思考别人是怎么做的，我为什么要这么做，学习目标明确了，找到了学以致用的方向，学习也有了动力，提高了学习的积极性和主动性。所以将思政教育融入机器视觉应用技术专业课的教学是十分必要的，将思政教育贯穿机器视觉应用技术专业课教学的全过程，有助于提升学生的政治素质、创新精神和社会责任感。机器视觉应用是人工智能的一个重要领域，机器人应用与人工智能息息相关，在各领域也起到了至关重要的作用，这方面人才需求也是今后学生学习的动力。

4.2 提高了专业课教师对思政教学的认识和教学能力

通过对机器视觉应用技术课程思政建设的探析与实施，初步达到了思政育人和激发学生学习热情的效果，探索了将专业课程教学与思想政治教育更深入结合的方式。同时，教师队伍是课程思政实施的主体，提升专业课教师的思想政治素质、思政教育意识与能力是课程思政教学质量的关键，通过常态化的学习提高思政教学能力。

5 课程特色和创新

当前国内虽然已有不少将专业课与课程思政改革相结合的研究，但是对机器视觉应用技术课程进行课程思政改革的研究较少，课程思政的体系构建离不开专业课的设计创新，通过融合思政元素到机器视觉应用技术课程教学案例中，将专业课程与思政课程相结合，合理利用课程资源，在对学生传授专业知识的过程中，进行价值观和人生观的引导，在潜移默化中展开德育教育，扭转专业课程教学中重知识、轻德育的教学现状，发挥课堂的教育功能，从而实现育人思想。

课程构建基于云班课和华为云平台的线上课程资源，教学案例和实际案例相结合，拓展学生“1+X”证书考试、技能竞赛资源，同时借助“互联网+”思维进行教学改革，建设了国家级和省级资源库的线上课程。学生在完成该门课程的学习后，还可使用线上课程平台中的资源备考“1+X”等级考试、职业技能大赛，达到岗课赛证相结合，目前学生基于本门课程的实践结果获国家级和省级职业技能大赛“机器视觉”和“嵌入式应用开发”赛项的多个奖项[5]。

6 总结

本文通过引入彩色图像、灰度图像和二值化图像，使学生清晰地了解了三者之间的区别和联系，再通过生活中的例子，让学生理解要想让机器检测物体，首先要将物体和背景分开，把不感兴趣的区域遮掉，更好地分析物体形状和轮廓。由于二值数据足够简单，所以许多视觉算法都依赖二值图像。教师要鼓励学生自己编程，将彩色图片处理成二值图像，加深对图像阈值化操作的理解。对于其他教学内容的课程思政元素开发还需考虑与思政教师协作，这样也有利于提高专业课教师的政治素养，提升教学能力。

参考文献：

[1] 新华社.中共中央办公厅 国务院办公厅印发《关于深化新时代学校思想政治理论课改革创新的若干意见》[J].中华人民共和国教育部公报，2019（9）：2-7.

[2] 靳强等. 一种基于AI 的口罩佩戴检测方法和系统[P].CN202211256335.0. 2022.

[3] 于瀛“. 计算机视觉” 课程思政建设的探索与实践研究[J].工业和信息化教育，2022（5）：28-32.

[4] 黄珍，王万军.工科计算机类专业的课程思政探索：以《数字图像处理》课程为例[J].兰州文理学院学报（自然科学版），2023，37（4）：119-123.

[5] 傅贤君.产教融合视域下的课程思政建设研究：以OpenCV 图像处理技术为例[J]. 电脑知识与技术，2023，19（18）：123-125.

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