计算机视觉在科研训练计划中作用

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【摘要】随着我国高等教育改革进程的不断加快，大学生科研训练计划开始逐渐实施并迅速推广，对于培养大学创新能力和提升科研素养都发挥了十分重要的作用。而在现代科技的推动下，计算机视觉技术在诸多行业领域内得到了广泛应用，在大学生科研训练计划中发挥了十分重要的作用，很多高校也将计算机视觉课程视为一门重要的信息类基础课程。本文主要对计算机视觉在大学生科研训练计划中的具体作用进行分析，并探究相应的策略，以便有效推进计算机视觉在大学生科研训练计划中的应用实践，为大学生科研训练计划提供有效的技术支持，提升科研训练计划的成效。

【关键词】计算机视觉；大学生；科研训练计划；作用；实践

一、实施大学生科研训练计划的重要性

随着经济社会的不断发展，对我国高等教育提出了重要要求，传统的教育教学模式已经难以满足高校人才培养的需要。长期以来我国大学生在科研训练方面存在明显的不足，降低了大学生人才培养能力，而实施大学生科研训练计划，对于全面提升大学生的积极性和主动性以及培养学生创新意识等都具有十分重要的意义。

（一）提升积极性和主动性

随着我国高等教育的不断发展，对学生的培养已经从知识型转向素质型，培养的重点越来越集中于学生的学习能力、动手能力以及综合解决问题等方面的能力。通过大学生科研训练计划，可以促使学生转变学习理念，使其意识到只有从基础实践做起才能更好地开展科研。但从现实来看，很多学生的积极性和主动性较低，尤其是对科研工作存在一定的畏惧，不愿意主动参与到各类科研计划中。而通过实施大学生科研训练计划，可以使得学生充分认识到参加科研训练的重要性。同时，科研训练计划还能够引导学生从被动学习转向主动探索和自主学习，提升其学习能力、实践操作能力、查阅文献资料的能力、研究能力等，不仅开拓学生的视野，还能不断优化知识结构，充分磨炼意志。通过科研训练计划，学生可以与导师进行更多交流，以锻炼个性品质，形成严谨的研究态度和工作态度，在培养大学生积极性和主动性的同时，提升其综合素质。

（二）培养创新意识和能力

传统模式下，高校在教育教学过程中过于强调严谨认真的态度，要求学生按部就班学习，过于重视学生的考试分数，不注重培养学生的创造能力，因此学生普遍缺乏创新精神。近年来随着各行业转型升级步伐的不断加快，大学生的就业压力与日俱增，各行各业对大学生科研创新能力和动手能力提出了更高水平的要求。加快培养学生的创新意识和创新能力成为当前高校教育教学的重点，很多高校受到传统教学理念的影响，在培养和提升大学生创新意识和能力方面存在很多的问题。通过科研训练计划使得学生能够在学习理论知识的同时，直接参与科研活动，通过持续性的实践，进而有效提升学生的观察力和分析问题解决问题的能力，以充分激发学生的创新意识和创新能力，提升其专业能力和综合素质，有助于大学生将来更好地就业创业，也为其职业发展奠定良好的基础。

（三）加强创新人才培养

一直以来，受到传统教育教学思维的影响，大部分学校将课堂教学视为大学生教育的重点，在创新型人才培养方面缺乏必要的意识、渠道和能力，因此导致越来越多的大学毕业生难以满足企业发展对创新人才的需求，使得高校人才培养与企业岗位人才需求之间存在脱节，也在很大程度上加大了大学生的就业问题，不利于高校创新型人才的培养。在双创背景下，通过开展大学生科研训练计划，吸引越来越多的学生参与到各类科研项目中，通过文献资料查阅、事前准备、科研实施、成果评估等一系列环节，使得学生对学习和科研有了新的认知，进而有效提升高校对创新型人才的培养能力，更好地满足各行业发展对人才的需求。

二、计算机视觉在大学生科研训练计划中的作用

计算机视觉的应用范围很广，比如数字图像处理、移动机器人导航、人机交互、工业诊断、图像检索以及虚拟现实等，均是借助成像系统代替视觉器官作为输入敏感手段，借助计算机完成处理和解释工作。进而使其像人一样能够通过视觉观察并理解世界，因此具有自主适应环境方面的能力。在大学生科研训练计划中，计算机视觉有着良好应用，发挥了重要作用。

（一）计算机视觉训练项目现状

从本质上讲，计算式视觉是利用机器感知环境，人们借助计算对目标进行识别、跟踪和测量，并对其进行有效处理，进而使其更好代替人眼进行观察。目前计算机视觉已经发展成为一门重要学科，组件大学生在相关领域训练，研究其相关理论和技术，构建完善的人工智能系统，使学生更加有效地进行科学感知。计算机视觉涉及诸多内容，综性较强，具体来说其特点主要是：第一，内容广泛，且理论较为抽象，学生理解的难度较大，需要学生花费较多的时间，并经过多次训练之后才能逐渐了解和掌握相关的内容。同时，在现代化信息技术发展的推动下，计算机视觉课程内容持续扩大，因此学习内容在快速更新，对学生的学习和掌握能力提出了更大的挑战。第二，计算机视觉课程与各学科都具有十分紧密的联系，各学科在教育教学和发展过程中都可能用到计算机视觉相关内容，这也在很大程度上加大了学生学习的难度。第三，计算机视觉具有较强的实践性，其内容来自不同的专业和领域，因此学生需要在具备专业综合能力的基础上才能进行相应的操作和实践，并根据内容的不断变化进行持续性的实践，以此提升大学生对计算机视觉及其应用的掌握能力。

（二）计算机视觉是大学生基础课程的主要交叉点

随着各行各业发展对专业人才的需求不断提升，强化大学生基础课程教学是提升大学生专业能力和综合素质的关键性举措，尤其是在新工科背景下，对大学生基础课程学习和教学提出了新要求。从现实情况来看，计算机视觉基础内容和实践应用涉及到诸多专业和领域，是计算机研究领域中一门综合性的前沿交叉学科，可以与不同专业课程进行有效的连接，使其成为多学科学习的交叉点，目前计算机视觉已经成为大学生基础课程的重要内容，它有助于将不同专业的基础课程内容进行紧密相连，以提升学习效果和对各专业知识的掌握及应用能力。

（三）计算机视觉是大学生深入人工智能的奠基石

在现代化信息技术发展的推动下，人工智能在各领域都得到了广泛应用，各行业的发展也因此实现了数据化、智能化和信息化。人工智能成为新一轮科技革命的代表，成为新工科教学的重要内容，提升大学生在人工智能方面学习和应用能力，可以有效强化其综合实践能力，是创新型人才培养的重要基础。计算机视觉使得人们借助计算机对目标进行识别、跟踪和测量，并对其进行有效处理，进而在处理和观察方面替代了人的作用，因此成为人工智能发展的重要基础。随着新技术的不断推进，计算机视觉所涵盖及应用的范围不断拓宽，进而推动了人工智能的快速发展。在大学生科研训练计划中应用计算机视觉可以为大学生的人工智能学习和实践提供有效帮助，使其能够将人工智能充分应用到科研训练计划的各个环节，提升科研训练项目组成员的人工智能研究能力，以更好地培养大学生创新创业能力。

（四）计算机视觉是大学生科技类竞赛的重要方向

随着高等教育的不断发展，尤其是在新工科教学理念的推动下，高校越来越重视通过科技竞赛提升对学生的实践教学效果，科技竞赛也逐渐成为学生学以致用和提升科技创新能力的重要体现。科技竞赛是对计算机等信息技术的有效应用，而计算机视觉实现了对各学科的综合，代表了现代计算机技术的前沿和发展方向。CCF大数据与计算智能大赛是由中国计算机学会主办的大数据及人工智能领域算法挑战及应用创新大型赛事，主要包括算法赛和方案赛两类，涉及OCR、人脸识别、自动驾驶、医学影像、姿态识别、实例分割等领域。基于计算机视觉项目的科研训练项目，使得大学生在计算机视觉应用方面有广阔发展空间，对于科技型、创新型人才的培养发挥了重要作用。

三、计算机视觉在大学生科研训练计划中的实践应用策略

如前所述，计算机视觉以其诸多优势和特点在大学生科研训练计划中得到了广泛应用并发挥了重要作用，如何强化计算机视觉的应用成为当前应该考虑的重要问题。因此，通过结合团队多年实践经验，结合现代计算机视觉特点及大学生科研训练计划的需求，强化计算机视觉在大学生科研训练计划中的实践和应用，总结归纳出如下策略。

（一）树立多层次训练目标

高校是各学科专业人才培养基地，在新工科教学中，高校所开设的专业不断增多，对专业的细分程度进一步强化，学生所学习的专业知识和涉足的领域不断增多。一直以来，我国高校在人才培养目标方面都相对笼统，各专业缺乏明确的、特色的人才培养计划和目标，因此导致其在人才培养质量方面难以得到有效提升。由于不同专业学生在学习能力、专业基础、综合素质以及职业发展等方面存在较大的差异性，所以必须充分尊重学生的个性特点，坚持从学生的主体地位出发，在推进计算机视觉应用在大学生科研训练计划中也要树立多层次的训练目标，充分鼓励学生养成发散性思维、创新性思维。在具体实施过程中，使得学生可以在科研训练计划的不同阶段、不同环节、不同内容中科学应用计算机视觉，而不能设定统一的应用标准和训练目标，以充分满足不同专业领域和不同兴趣爱好学生在科研训练计划中的需求，使得各专业学科的学生都能够将计算机视觉与其自身专业进行有效融合。在这一过程中，科研训练计划导师要加强对学生的引导，通过与学生进行密切的沟通交流，根据学生的基础能力、专业领域、性格特点及爱好为其制定差异化的科研训练目标，并根据大学生科研训练计划的实施对大学生的日常学习、训练能力进行分层，及时调整科研训练目标，其目的主要是充分发挥学生自身的优势，以更好地推进计算机视觉在大学生科研训练计划中的实践应用。

（二）提供便利的实验条件

大学生科研训练计划的参与主体是本科生，但由于其课程任务较多，训练的时间相对较少，同时很多高校由于计算机设备不足或者设备相对落后，因此使得学生在计算机视觉应用方面面临来自时间和设备上的阻碍。因此，学校要为大学生科研训练计划提供便利的实验条件，以确保学生能在有限的时间内提升对计算机视觉应用的效果。

（三）选取合适的工程场景

计算机视觉寻求人类视觉系统能够完成的自动化任务，其任务包括获取、处理、分析和理解数字信号的方法及处理现实世界中提取高维数据，因此计算机视觉在应用过程中需要以特定场景为基础。

（四）设计健全的训练机制

大学生科研训练计划是高校在新工科背景下强化对学生实践能力、科技创新能力进行培育的关键，而计算机视觉的应用对大学生科研训练计划的实施提供了更为广阔的空间。但科研训练计划涉及诸多层面的内容，是高校教育教学过程中一项十分复杂的工程，必须要有相应的训练机制作为保障，但从现实情况来看，很多高校在开展大学生科研训练计划过程中，还没有制定专门的训练机制，导致大学生科研训练计划具有盲目性和随意性，降低了科研训练的效果。所以，高校要充分结合不同专业学生科研训练计划的要求，设计和实施完善的训练机制，制定训练方案。

（五）探索有效的考核标准

一直以来，高校在对大学生科研项目计划考核过程中，往往过于重视考核结果而忽视了作品本身所蕴含的科技创新精神及科技手段等因素，导致考核标准不科学，降低了大学生的参与积极性，不利于推进大学生科研项目计划。要想强化计算机视觉在大学生科研训练计划中的应用，必须要探索有效的考核标准。首先，要明确考核内容，将大学生科研训练计划本身的创意、科研项目所带来的实际价值、对计算机视觉的应用程度、科研项目的成果、项目团队合作力等都视为重要的考核内容，以确保考核的全面性和完整性。同时，要完善考核方式，摒弃单纯以裁判导师打分的考核方式，而是要通过大学生自我打分、项目指导教师打分、评委打分等方式，还要引入外部相关企业进行打分，在加权基础上得出大学生科研项目考核结果，以确保考核结果的客观性和科学性。最后，要强化对考核结果的应用，在完成考核之后，高校可以根据考核结果鼓励大学生在研究生领域继续深入计算机视觉领域的研究。

（六）加快推进指导教师队伍建设

不管是计算机视觉技术还是大学生科研训练计划，其在实施过程中都对大学生的专业素质、学习能力等提出了重要挑战，单纯依赖学生自己难以顺利实施大学生科研训练计划，而强化指导教师队伍建设成为关键举措。当前很多高校在计算机视觉应用于大学生科研训练计划方面还缺乏专业化的师资团队。

五、总结

大学生科研训练计划为大学生培养提供广阔的科研创新平台，有助于培养和提升学生动手能力、创新能力、解决实际问题等方面的能力，培养严谨的科学研究态度及团队合作精神。随着新工科教育的不断发展，计算机视觉对各学科及教学工作的开展都产生了重要影响，成为各专业学生必须要掌握的重要技能。从当前的情况来看，计算机视觉在大学生科研训练计划中起着重要的作用，其应用范围也越来越广，高校应该充分结合计算机视觉及各专业学生的需要，开展相应的科研训练计算。因此本研究提出，高校要采取诸如梳理多层次训练目标、提供便利的实验条件、选取合适的工程场景、设计健全的训练机制、探索有效的考核标准、强化指导教师队伍建设等措施，强化计算机视觉在大学生科研训练计划中的作用，进一步拓宽计算机视觉的应用空间，以借助大学生科研训练计划更好地激发学生科研兴趣和创新精神，为社会发展培育出更多创新型、高素质人才。

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作者:李腊全 郑申海 单位:重庆邮电大学