线上线下混合式小组教学在图像处理课程的应用研究

关键词：图像处理；线上和线下混合式教学模式；核心素养

中图分类号：G642 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2024）21-0148-03

0 引言

线上线下混合式教学作为数字时代教育革新的重要表现形式，在高等教育转型中扮演着关键角色，其中对教学模式的探索则是推动教育改革的关键突破点，更是我国迈向优质教育、铸就教育强国的核心驱动力之一。如何有效解决规模化教育与个性化培养的问题，需要充分利用信息技术的优势。为此，中国政府于2019年发布《中国教育现代化2035》提出未来教育改革转型的新方向，强调加速推进信息化时代的教育转型，系统构建智能教学一体化，大力推动人才培养模式的革新，并进一步促进教育管理精细化与决策科学化。在国家政策导向下，线上线下混合式教学模式应时而生，有力地推动了教育领域的数字化转型，充分发挥了高品质数字教育资源的功能，开创了全新的数字化课堂教学范式[1]。依赖于互联网的强大支撑，向学生提供海量多元的教学资源，助力教师实时洞察学生的学习动态，科学制定教学方案[2]。

因此，本研究聚焦于线上线下混合教学模式，秉承“立德树人”的教育宗旨，结合图像处理课程的具体内容，深入探究适宜的教学方法和全面的学生评价体系，旨在培养学生的各项核心素养，努力实现个性化教学，为学生的终身学习发展奠定基础。

1 图像处理课程教学困境

图像处理课程是一门兼具理论性和实践性的课程，开设此门课程是让学生在掌握图像色彩知识的同时，熟练运用工具命令解决实际问题，为前沿图像处理和社会生产提供所需要的技术型人才，目前图像处理课程面临以下问题：

1.1 教学模式固化

常规线上线下混合教学模式中，线上采用微课视频为主的学生自主学习，线下采用教师为主的课堂教学[3]，线上线下教学分散进行，导致学生对知识的学习不够深入，在有限学时内学生实际操作练习时间较短，课堂缺少师生互动，不利于激发学生学习兴趣[4]。

1.2 评价方式单一

常规教学评价主要采用问卷调查、随堂测验和纸质化考试，评价结果多聚焦于个人对知识的记忆理解程度[5]，缺少对学生思维能力的评价，以教师为主导的教学模式也不适于对学生进行过程性评价，由于评价方式不够多元化进而不易对学生进行综合性考察[6]。

1.3 能力培养欠缺

常规的教学内容主要是对学生进行分散的基础知识讲解和操作，不利于完善学生的图像处理知识体系[7]。缺乏通过实践将图像知识与艺术审美进行跨学科交叉培养，难以将创新活动融会贯通到教学过程中，进而学生的创新思维和批判思维能力较为薄弱。

针对以上问题，图像处理课程将小组合作融入线上线下教学模式中，线上以小组合作讨论展开，线下以小组合作任务展开。丰富的教学模式引导学生主动学习，增加学习兴趣，便于教师开展过程性评价[8]。在解决问题的过程中培养学生的思维能力[9]，充分发挥线上教学的信息化优势和线下教学的个性化优势，实现以“学生为中心”的教育理念。

2 线上线下混合式小组教学模式

2.1 两线六层教学策略

图像处理课程的教学实践中，课程内容围绕图片美化修复方法这一主线贯穿各个章节，巧妙地将图像处理核心技术元素如工具使用、命令操作、图层管理和通道控制等融入实际的任务解决方案中，以便于学生更好地将理论和实际结合，做到学以致用。本文以图像瑕疵修复方法为例，如图1所示，设计了线上线下相结合的教学环节，并依据六种认知层次目标制定详细的教学策略，使得各环节之间相互衔接、紧密关联，以期实现教学效果的最大化。

线上环节，教学活动主要围绕自主学习、小组研讨和标准化考核这三个核心环节展开，充分挖掘数字化学习环境的独特价值，引领学生开展多元化知识探索[10]。在自主学习阶段，学生们专注于对图像瑕疵特征及其处理知识的理解，旨在初步构建学生的知识框架，学生对知识的学习达到记忆层次；进入小组交流环节后，学生就瑕疵修复的各种策略和内在原理展开深入讨论，从多维度解读和领悟图像处理技术，学生对知识的学习达到理解层次；而在标准化测试阶段，教师能够对学生在线自主学习和小组讨论的效果即时做出反馈与评估，一方面，通过整合线上学习数据，赋予线上学习与实体课堂等效的教学效能；另一方面，也针对性地明确了学生在后续线下学习过程中需要克服的重点难点，确保个性化教学得以真正落地并开花结果，最终促使学生步入知识应用的高阶阶段，对知识的学习达到应用层次。

线下教学实践围绕任务分组、任务展开和任务反思等教学活动进行，通过任务分组的科学性、任务展开的合作性和任务反思的深刻性三个方面实现教学的高度个性化和高效能化。线下教学实践增加师生互动性，充分利用面对面教学的学习环境优势、学习资源优势和学习方法优势，呈现多元化的教学形式。其中，任务分组阶段依据线上的学生成绩数据为基础，科学合理地重新编排小组，根据图像瑕疵修复涵盖的解决办法进行组员任务分配，学生对知识的学习达到分析层次；任务展开阶段充分利用面对面教学的优越条件，演示瑕疵修复工具效果、菜单栏的命令功能、图层的叠加使用和通道明暗的数值设置，对比研讨这四类修复方法的差异化表现，决定本组对给定图片瑕疵修复的解决方案。学生在此阶段深度参与教学过程，进行沉浸式知识学习，聚焦于对知识实践、体验和感悟的过程，切实让体验式、探究式、合作式的互动学习真正发生，学生对知识的学习达到综合层次；任务反思阶段，各小组不仅聚焦于自身在瑕疵图像修复项目的完成情况及团队协作效能上，还开展组间横向比较，审视其他小组的学习进度与创新之处，同时深化对组内每个成员知识掌握状况的系统反思。这一过程致力于启发学生养成持续自我革新学习观念的良好习惯，在反复实践中不断优化学习方式和方法，巧妙地将“学会学习”与“学会合作”两者深度融合，学生对知识的学习达到评价层次。

2.2 三维一体教学评价

结合线上线下小组合作混合教学策略进行三维一体评价机制，丰富考核方式，注重对学生学习过程的评价，增加学生通过主动学习提高知识、能力和思维的成就感。如图2所示，评价体系覆盖线上线下测验、线下小组评价，以及教师综合评价三个方面。

首先，兼顾线上与线下教学场景，分别引入标准化测验与自编式测验两种评价手段，关注学生的学习成果，进行综合且精准的量化评估[11]。线上环境中，考虑到学生自主学习的特点，标准化测验包括选择题、填空题和判断题等形式，对基础知识的记忆和理解进行考核；在教师引导下的线下小组合作学习环节，则针对性地设置紧随教学进度的自编式测验[12]，主要包括思考题、拓展题及实际操作题等多元题型，深入考查学生对知识的深入理解和实际运用能力，促进其在团队合作中不断提升认知层次与实践技能。通过这种线上线下相结合、互补式的多元评价机制，旨在全面反映学生的学习进展，进一步增强其通过刻苦钻研提升知识、能力和思维品质后的成就感。

其次，为了对小组合作教学模式中的学生表现开展定性评价，将评价聚焦于学生在学习过程中主体地位的发挥上。图像处理课程特别引入小组评价机制，依据小组任务完成的实际情况以及任务反思材料的数据信息作为评价基准，激励学生主动参与实践活动，主动探寻解决问题的方法，点燃学习热情。通过这种方式，不仅评估了小组整体的工作成效，更注重发掘每个成员在协作过程中的成长与进步，从而全面体现线下小组合作教学模式对于培养学生的实践能力、团队协作精神以及独立思考能力的效果。

最后，教师对学生整个学习过程进行定量定性的过程性和结果性评价。线上主要针对学生的知识接受程度和课程的兴趣程度进行，关注学生在线讨论区的互动，评价学生答题质量和参与度，以及解答问题时所展现的理解力。通过跟踪学生登录在线平台的频率、学习时长、观看视频教程的完整度等指标，反映学生对课程的关注度和投入度。线下主要围绕学生对知识的理解程度、任务参与度和创造性进行，教师可观察学生对软件工具和命令的掌握与应用情况，分析其能否正确解决实际问题，对学生知识的整体掌握和理解进行考察。在小组合作中观察学生是否主动提问、分享学习心得、参与讨论和在解决问题时学生作品是否具有创新性和独特性。

三种评价方式相辅相成，关注学生在教学过程中的前期预习、中期参与和后期反思等各个阶段的具体表现。通过对学生知识掌握程度、技能熟练程度以及课程兴趣的持久程度进行多维度、多层次的评价，旨在激发学生的学习潜能，达成“以评促学”的核心目标。

2.3 三引六提教学目标

核心素养的提升从知识、技术和能力三方面进行，如图3所示。

知识方面，线上学习便于知识的个性化吸收和多次复习，加深对图像处理概念、原理和操作步骤的理解。网络平台提供实时更新的学习资源，有助于学生了解和掌握图像处理领域的最新发展成果、技术标准，在拓宽知识视野的过程中，为技术应用于实践场景提供新思路。线下小组合作中学生应用自学的新技术和方法，从知识的不同角度识别问题的本质，甚至对问题本身进行重新定义和构建，探索多样化的解决路径，尝试不同的图像处理技术和方法，甚至是创造性的组合已有技术来解决新问题，构建属于自己的知识体系。

技能方面，通过解决图像处理的实际问题，引导学生熟练掌握各类命令工具和通道图层的操作技术，学生可能在学习过程中发现既有工具和方法的局限性，从而激发他们发明或改良现有的图像处理工具和技术，或是创造出新的多种工具结合使用，提升其操作技能的熟练度与精准度。同时，学生需要对提出的问题或任务进行深入剖析，质疑和评估既有的观点和信息，形成自己对图像处理技术的独特见解，完成对图像处理工具的进阶学习与灵活使用。

能力方面，小组合作激发了学生的自主学习意识，增强在具体复杂情境中学生分析问题、设计解决方案和执行操作的实战能力。小组合作时要求学生在团队环境中学会有效沟通、在意见分歧时学会求同存异、互相学习，培养团队协作技能。在不断试错与反思的过程中，学生会对自己的解决方案进行批判性评价，总结经验教训并且迭代改进原有设计方案，体现出持续创新的精神。学生在解决问题时，能够基于事实和证据进行分析，构建严密的逻辑链条，对提出的论点进行有效论证，同时也能够对他人的论据进行理性评估，锻炼学生的批判思维能力。

3 结束语

教学模式的不断创新和完善是提升教学质量的关键途径。在线上线下混合式小组教学模式的探索与实践中，通过设计教学环节，引导学生在虚拟与现实相结合的环境中协同学习。同时，采用三维一体的评价体系，多方面评估教学效果，确保教学目标的实现。最后，以培养核心素养为根本出发点，旨在通过图像处理课程的学习落实立德树人的教育理念，突出学生的主体地位，关注学生的个性化成长，学习图像处理知识技术，提升思维能力。