時(shí)間:2022-03-22 00:38:17
導(dǎo)語:在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)課程的撰寫旅程中,學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑,好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文,愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感,引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
關(guān)鍵詞:計(jì)算機(jī)圖形學(xué);游戲開發(fā);課程建設(shè)
中圖分類號(hào):G4
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
doi:10.19311/ki.16723198.2017.01.082
0引言
隨著市場(chǎng)對(duì)游戲開發(fā)人才的需求越來越大。許多高校在本科階段設(shè)置了有關(guān)游戲開發(fā)方向的課程?!坝?jì)算機(jī)圖形學(xué)”作為一門計(jì)算機(jī)科學(xué)方向的專業(yè)基礎(chǔ)課,主要講授包括:模型繪制、模型渲染、紋理和光照等內(nèi)容。這些內(nèi)容是構(gòu)成游戲開發(fā)的主要理論基礎(chǔ)。然而,在實(shí)際教學(xué)過程中學(xué)生普遍反映“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”難學(xué),主要體現(xiàn)在圖形學(xué)涉及的數(shù)學(xué)知識(shí)較多、相關(guān)算法晦澀難懂。如果沒有大量的實(shí)踐,學(xué)生會(huì)感到空洞與乏味。如何在講授“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”基本理論的同時(shí),結(jié)合游戲開發(fā)的實(shí)踐,使得學(xué)生將枯燥的理論和算法與游戲開發(fā)的能力實(shí)現(xiàn)有機(jī)的對(duì)接,是一個(gè)值得深入探討的問題。本文在分析了目前“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”授課內(nèi)容的基礎(chǔ)上,結(jié)合其內(nèi)容與游戲開發(fā)之間的內(nèi)在聯(lián)系,對(duì)面向游戲開發(fā)的“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”課程建設(shè)思路進(jìn)行了探討。
1當(dāng)前“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”授課現(xiàn)狀
目前大多數(shù)高校的本科“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”授課時(shí)間控制在50學(xué)時(shí)左右。以筆者所在的學(xué)校為例,理論與實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)分別是36和14學(xué)時(shí)。如圖1所示,理論授課內(nèi)容主要分為二維、三維模型繪制、幾何變換和渲染,相關(guān)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和圖形引擎庫OpenGL等。傳統(tǒng)的課堂教學(xué)中,二維圖形學(xué)的內(nèi)容占據(jù)相當(dāng)大的比例。然而,在實(shí)際游戲開發(fā)實(shí)踐中,二維圖形涉及的較少,主要以包括:三維建模、幾何變換、視圖變換、材質(zhì)、紋理貼圖、圖形渲染、模型動(dòng)畫等三維圖形學(xué)的內(nèi)容為主。如表1所示,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要以模型的繪制、剪裁、渲染為主,實(shí)驗(yàn)類型主要以驗(yàn)證型為主,實(shí)現(xiàn)方法主要采用C++語言和OpenGL圖形庫。學(xué)生在學(xué)習(xí)這一部分內(nèi)容的時(shí)候,普遍感到算法較為枯燥,而且無法和實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系起來,容易產(chǎn)生厭學(xué)的情緒。而且,OpenGL作為一款以C++為基礎(chǔ)的開源三維圖形引擎,優(yōu)點(diǎn)是獨(dú)立于窗口系統(tǒng)和操作系統(tǒng),以它為基礎(chǔ)開發(fā)的應(yīng)用程序可以十分方便地在各種平臺(tái)間移植,弊端是封裝性不夠,要實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的游戲動(dòng)畫效果需要學(xué)生對(duì)底層的動(dòng)畫原理和數(shù)學(xué)知識(shí)有較強(qiáng)的理解和熟練掌握C++編程技能。
在授課環(huán)節(jié)上,老師一般采用是先講授圖形學(xué)理論課,然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)課,目的是在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)讓學(xué)生應(yīng)用所學(xué)的理論知識(shí),鍛煉實(shí)踐能力。但該方式也存在一些弊端:理論課和實(shí)驗(yàn)課相對(duì)割裂,學(xué)生在學(xué)習(xí)圖形學(xué)算法和理論時(shí)對(duì)枯燥的內(nèi)容感到較難,缺少實(shí)踐,而在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié),在有限的時(shí)間內(nèi)很難真正掌握開發(fā)工具并作出具有一定深度的作品。
2面向游戲開發(fā)能力的算機(jī)圖形學(xué)課程建設(shè)思路
基于上述問題,筆者結(jié)合游戲開發(fā)所需要的能力特點(diǎn),從以下幾個(gè)方面入手,對(duì)“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”課程的改革進(jìn)行了論述。
2.1課程內(nèi)容
由于本門課程的學(xué)時(shí)限制,我們對(duì)目前授課內(nèi)容的基礎(chǔ)上進(jìn)行了相應(yīng)的取舍,即講授重點(diǎn)放在三維圖形學(xué)的內(nèi)容。另外,將一些游戲開發(fā)過程中較為關(guān)鍵的圖形學(xué)相關(guān)內(nèi)容補(bǔ)充到授課內(nèi)容中,例如以下兩方面的內(nèi)容:
場(chǎng)景組織與模型渲染:場(chǎng)景組織是三維游戲中核心內(nèi)容之一。在一個(gè)三維游戲中,需要將許多的模型用某種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的方式將其組織起來,然后在繪制每一幀的時(shí)候?qū)⑵滗秩咎幚?。如何合理有效地管理三維場(chǎng)景中物體之間的相關(guān)、從屬、互相影響的關(guān)系會(huì)對(duì)三維場(chǎng)景的生成效率產(chǎn)生重要影響。場(chǎng)景組織需要牽涉到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的排序算法,如:N叉樹排序、堆排序算法?,F(xiàn)有的大多數(shù)圖形學(xué)教材并沒有將上述內(nèi)容列入主要章節(jié),而場(chǎng)景組織的相關(guān)算法是實(shí)現(xiàn)游戲開發(fā)的核心算法之一,對(duì)這一部分的內(nèi)容應(yīng)補(bǔ)充進(jìn)授課內(nèi)容。
模型交互與動(dòng)畫算法:在游戲開發(fā)過程中,三維模型的交互是利用鼠標(biāo)和鍵盤對(duì)模型的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制。三維模型的動(dòng)畫包括:模型運(yùn)動(dòng)、碰撞檢測(cè)、人體骨骼動(dòng)畫、漫游等。掌握這部分內(nèi)容對(duì)于學(xué)生深入理解游戲開發(fā)來說也是極有必要的。根據(jù)筆者所知,目前的《計(jì)算機(jī)圖形學(xué)》教材中,大多數(shù)沒有涉及這部分內(nèi)容,但也有一些《計(jì)算機(jī)圖形學(xué)》課本增加了三維模型動(dòng)畫及動(dòng)力學(xué)的內(nèi)容,如潘云鶴等所著的《計(jì)算機(jī)圖形學(xué):原理、方法及應(yīng)用》一書中,就計(jì)算機(jī)動(dòng)畫的應(yīng)用作為專門的一章內(nèi)容進(jìn)行介紹。
2.2內(nèi)容組織
針對(duì)圖形學(xué)中大多數(shù)的理論比較抽象,實(shí)驗(yàn)也大多為算法的驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)。大多數(shù)學(xué)生在學(xué)習(xí)本門課之前并沒有相關(guān)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)方面的知識(shí)儲(chǔ)備,因此造成學(xué)生普遍反映沒能將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際應(yīng)用中,從而降低學(xué)習(xí)本門課程的興趣。教師在具體講授過程中,可以按照構(gòu)造游戲的流程,從角色建模講起,用游戲設(shè)計(jì)這一根主線找出各部分內(nèi)容之間的聯(lián)系,使得學(xué)生對(duì)課程的內(nèi)容和游戲開發(fā)之間的關(guān)系有一個(gè)全貌性的認(rèn)識(shí)。本文對(duì)圖形學(xué)中相關(guān)算法與游戲開發(fā)的具體應(yīng)用之間進(jìn)行必要的對(duì)接。例如,在講解物體建模內(nèi)容方面,可以先采用三維建模軟件(3DMAX或MAYA)實(shí)現(xiàn)基本物體的建模過程,并通過不同的視圖展示模型的線框或三角面片視圖。這樣可以讓學(xué)生直觀的感受圖形學(xué)中三維模型是如何構(gòu)造的,從而讓其理解在OpenGL中所調(diào)函數(shù)的意義。三維模型的顯示方面,通過在三維建模軟件中設(shè)置攝像機(jī)成像原理,經(jīng)過三維空間中實(shí)體的世界變換、視角變換等過程了解模型剪裁、幾何變換、投影變換的作用,從而更好的輔助學(xué)生了解相關(guān)算法的理解。真實(shí)感圖形學(xué)主要包括光照模型、紋理貼圖等,是圖形學(xué)中較為復(fù)雜和難理解的內(nèi)容。老師利用三維建模軟件中的燈光、材質(zhì)、質(zhì)感、紋理貼圖的實(shí)現(xiàn)過程,讓學(xué)生直觀的了解圖形學(xué)中實(shí)現(xiàn)真實(shí)感的途徑與方法。欲使課堂講授的內(nèi)容生動(dòng)起來,必須有實(shí)際的案例支撐,因此建設(shè)面向游戲方向的圖形學(xué)案例庫,使得學(xué)生能夠快速理解和掌握相關(guān)理論和技術(shù),對(duì)于提高圖形學(xué)課程的授課質(zhì)量至關(guān)重要。
2.3圖形庫的使用
目前大多數(shù)圖形學(xué)課本都是采用OpenGL作為實(shí)驗(yàn)的圖形生成庫。該圖形庫對(duì)于學(xué)生理解簡(jiǎn)單模型的生成具有良好的作用。但是OpenGL對(duì)場(chǎng)景組織、模型渲染、真實(shí)感、動(dòng)畫等功能的封裝不夠,從而造成需要學(xué)生對(duì)一些渲染、光照等數(shù)學(xué)模型有著較為深刻的理解,并將其用C++語言和OpenGL實(shí)現(xiàn)。為了讓學(xué)生掌握游戲開發(fā)中有關(guān)場(chǎng)景組織、模型渲染和動(dòng)畫等相關(guān)功能,本文建議使用當(dāng)前主流的3D圖形API,如:DirectX或者OSG(Open Screen Graph)等。DirectX是微軟開發(fā)的多媒體引擎主要用于Windows操作系統(tǒng)開發(fā)。Open Scene Graph是一個(gè)著名的開源三維圖形庫,被廣泛的應(yīng)用在可視化仿真、游戲、虛擬現(xiàn)實(shí)、科學(xué)計(jì)算、三維重建。這兩個(gè)圖形庫對(duì)涉及場(chǎng)景組織、渲染、光照、模型交互動(dòng)畫等高級(jí)算法具有良好的封裝,使得學(xué)生在使用只需要調(diào)用相關(guān)的API函數(shù)即可生成生動(dòng)的游戲渲染和動(dòng)畫效果。
3結(jié)論
結(jié)合圖形學(xué)教學(xué)的實(shí)際以及游戲開發(fā)專業(yè)方向的培養(yǎng)目標(biāo),從教學(xué)內(nèi)容、內(nèi)容組織、圖形庫選擇三個(gè)方面對(duì)于面向游戲開發(fā)導(dǎo)向的“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”課程教學(xué)改革進(jìn)行了一些探討,希望能對(duì)游戲開發(fā)專業(yè)的教學(xué)和課程建設(shè)有所促進(jìn)。
參考文獻(xiàn)
[1]孫家廣,胡事民.計(jì)算機(jī)圖形學(xué)基礎(chǔ)教程[M].北京:清華大學(xué)出版社,2005.
[2]向世明.OpenGL編程與實(shí)例[M].北京:電子工業(yè)出版社,1999.
[3]潘云鶴.計(jì)算機(jī)圖形學(xué):原理、方法及應(yīng)用[M].北京:高等教育出版社,2002.
關(guān)鍵詞:CDIO;計(jì)算機(jī)圖形學(xué);立體化教學(xué)模式
作者簡(jiǎn)介:鄒耀斌(1978-),男,江西鷹潭人,三峽大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院,講師。(湖北 宜昌 443002)
基金項(xiàng)目:本文系三峽大學(xué)人才引進(jìn)項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào):KJ2011B040)、三峽大學(xué)2012-2013年度求索大學(xué)生創(chuàng)新活動(dòng)計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目課題的研究成果。
中圖分類號(hào):G642.0?????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A?????文章編號(hào):1007-0079(2012)31-0080-02
CDIO代表構(gòu)思(Conceive)、設(shè)計(jì)(Design)、實(shí)施(Implement)和運(yùn)作(Operate),CDIO教育理念是近年來國際工程教育改革的新成果,是一種將理論教育與實(shí)踐教育緊密結(jié)合的創(chuàng)新教育理念。[1]CDIO讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間存在有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程,引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)有效地學(xué)習(xí)課程知識(shí),并以團(tuán)隊(duì)的形式通過實(shí)踐來提高學(xué)生對(duì)知識(shí)的應(yīng)用能力。[2]
CDIO教育理念和模式的先進(jìn)性和優(yōu)越性集中體現(xiàn)在實(shí)踐可操作性、全面系統(tǒng)性和廣泛適應(yīng)性這三個(gè)方面。[3]首先,CDIO系統(tǒng)地闡述了能力培養(yǎng)、全面的實(shí)施指導(dǎo)以及檢驗(yàn)測(cè)評(píng)的12條標(biāo)準(zhǔn),這些內(nèi)容具有很強(qiáng)的實(shí)踐可操作性。其次,CDIO強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力,所設(shè)計(jì)的CDIO能力大綱涵蓋了學(xué)生綜合能力培養(yǎng)的四個(gè)層面:個(gè)體的技術(shù)知識(shí)和推理能力、個(gè)體的職業(yè)技能、團(tuán)隊(duì)的協(xié)作和交流能力以及項(xiàng)目的構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施和運(yùn)作能力。最后,世界上眾多高等教育機(jī)構(gòu)近10年來持續(xù)不斷的改革和探索表明,CDIO教育模式經(jīng)過適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,可以適用于絕大部分工程學(xué)科的大學(xué)生教育,其中也包括計(jì)算機(jī)專業(yè)的工程教育,[4]展現(xiàn)了CDIO的廣泛適應(yīng)性。
計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的應(yīng)用范圍涵蓋科學(xué)、藝術(shù)、工業(yè)、商務(wù)、醫(yī)藥、政府、娛樂、廣告、教學(xué)和培訓(xùn)等各個(gè)方面。[5]鑒于計(jì)算機(jī)圖形學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域日益廣泛的現(xiàn)實(shí),國內(nèi)外大學(xué)在計(jì)算機(jī)專業(yè)大都開設(shè)了“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”課程,三峽大學(xué)也將其確定為主干選修課程之一。“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”課程具有很強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性,在教學(xué)中不但要注重學(xué)生專業(yè)理論知識(shí)的教育,更要重視學(xué)生的工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)。CDIO能力大綱的四個(gè)層面完全涵蓋了“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”課程對(duì)學(xué)生能力培養(yǎng)的各個(gè)方面,因此將CDIO教育理念引入到“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”課程的教學(xué)改革具有積極的指導(dǎo)意義。
一、“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”課程的教學(xué)現(xiàn)狀分析
教學(xué)實(shí)踐表明,修學(xué)“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”課程的學(xué)生,他們?cè)趯W(xué)習(xí)過程中表現(xiàn)出的興趣普遍呈現(xiàn)先高后低的特征:一開始興趣非常濃厚,也愿意和教師交流。但隨著課程的推進(jìn),學(xué)習(xí)的主動(dòng)性明顯退化,以至于最后成為被動(dòng)接受的機(jī)器。造成這種尷尬境地的因素是多方面的,歸結(jié)起來主要有以下4個(gè)方面的原因。
1.基礎(chǔ)理論寬泛,課程難度較大
“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”是數(shù)學(xué)、物理、計(jì)算機(jī)、心理學(xué)等多個(gè)學(xué)科交叉融合的一門學(xué)科,理解計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的許多問題往往要有很好的數(shù)學(xué)或者物理知識(shí)。三峽大學(xué)是一所省屬二本院校,總體而言,學(xué)生的數(shù)理基礎(chǔ)相對(duì)薄弱,一旦碰到復(fù)雜的數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)和物理背景分析容易打退堂鼓,也就很難持續(xù)保持濃厚的學(xué)習(xí)興趣。
2.課程內(nèi)容偏多,理論課時(shí)偏少
一方面,“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”涵蓋的內(nèi)容非常多,既包括圖形系統(tǒng)介紹、二維三維圖形繪制顯示,又包括真實(shí)感、非真實(shí)感建模與繪制、計(jì)算機(jī)動(dòng)畫生成等等,而每項(xiàng)內(nèi)容又涉及到很多細(xì)節(jié)技術(shù)。另一方面,課程的理論學(xué)時(shí)通常不到40。在偏少的學(xué)時(shí)內(nèi),計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的知識(shí)體系容易被拆分成零散的知識(shí)點(diǎn),使得學(xué)生無法從全局把握該課程的知識(shí)體系,容易喪失學(xué)習(xí)目標(biāo)。
3.教學(xué)觀念落后,考核方式單一
傳統(tǒng)的以“知識(shí)點(diǎn)為導(dǎo)向”的教學(xué)觀念,過分強(qiáng)調(diào)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握,教師對(duì)教學(xué)大綱中要求的知識(shí)點(diǎn)作詳細(xì)的講解,容易形成一種滿堂灌的教學(xué)局面,反而降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性。另外,以“知識(shí)點(diǎn)為導(dǎo)向”的教學(xué)觀念產(chǎn)生的考核方式往往很單一,要求考試內(nèi)容盡可能多地涵蓋大綱中的知識(shí)點(diǎn)。這種考核方式容易誤導(dǎo)學(xué)生把時(shí)間和精力放在記憶知識(shí)點(diǎn)上,但是實(shí)際上又無法真正考核學(xué)生對(duì)知識(shí)的應(yīng)用能力。
4.偏重理論教學(xué),實(shí)驗(yàn)成擺設(shè)
“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”是一門高等工程學(xué)科,它需要在理論的指導(dǎo)下和工程實(shí)踐結(jié)合。或許是受課程理論基礎(chǔ)寬泛的影響,教師往往容易將重點(diǎn)放在理論的講授上,反而忽視了重要的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。調(diào)查顯示國內(nèi)很多二本院校只開設(shè)了不到10學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)課,使得原本很重要的實(shí)驗(yàn)變成了裝飾。另外,計(jì)算機(jī)圖形學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建也被很多二本院校所忽視,很多院校沒有專用的計(jì)算機(jī)圖形學(xué)實(shí)驗(yàn)室。
二、融合CDIO教育理念的教學(xué)改革實(shí)踐
“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”課程教學(xué)中存在的上述問題,容易使學(xué)生喪失學(xué)習(xí)興趣,學(xué)生很難掌握基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)編程技能。另一方面,CDIO理念利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、加深專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的理解與應(yīng)用、鍛煉和提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力、培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。據(jù)此,我們引入CDIO理念并制定了CDIO模式的“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”課程教學(xué)改革方案,具體地涉及如下4個(gè)方面的教學(xué)改革。
1.立體化教學(xué)模式
【關(guān)鍵詞】OpenGL實(shí)驗(yàn)平臺(tái) 計(jì)算機(jī)圖形學(xué) 探究
一、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)學(xué)習(xí)中的問題及其原因分析
(一)學(xué)習(xí)難度較大。由于計(jì)算機(jī)圖形學(xué)涉及的知識(shí)面非常廣,其中不僅有計(jì)算機(jī)知識(shí),還有數(shù)學(xué)等其他學(xué)科的知識(shí),因此,它的知識(shí)基礎(chǔ)要求較高,同學(xué)們學(xué)習(xí)起來難度較大也是情理之中的事情。事實(shí)上,計(jì)算機(jī)圖形學(xué)是一門新興學(xué)科,它是建立在圖論、現(xiàn)代數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)基礎(chǔ)之上的,學(xué)科交叉繁雜,其理論性很強(qiáng),同時(shí)實(shí)踐性又不弱,這就讓大家體會(huì)到了該門課程的綜合性特征和難易掌握的感覺,從而讓他們?cè)诰薮蟮膶W(xué)習(xí)難度面前望而卻步;
(二)學(xué)習(xí)理念較為滯后。當(dāng)前的計(jì)算機(jī)圖形學(xué)學(xué)習(xí)觀念仍然沿用的是傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)觀念,重視單方面的知識(shí),片面強(qiáng)調(diào)對(duì)于相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的掌握程度。這樣的觀念會(huì)使大家把計(jì)算機(jī)圖形學(xué)課堂變成滿堂灌,大家都是一種被動(dòng)的學(xué)習(xí)狀態(tài),互動(dòng)性不高,學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性大打折扣了。此外,傳統(tǒng)的觀念中不太重視實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié),更不會(huì)重視實(shí)踐能力的培養(yǎng),大大阻礙了大家的創(chuàng)新精神培養(yǎng)與創(chuàng)新能力的提高;
(三)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)不夠科學(xué)與系統(tǒng)。當(dāng)前,計(jì)算機(jī)圖形學(xué)學(xué)習(xí)過程中的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié),很多高校一直采用C 或 VC++來實(shí)現(xiàn)編程,同時(shí),進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的工具與內(nèi)容又較為陳舊,考核方式也頗為單調(diào),學(xué)時(shí)又不太多,使得大家對(duì)于計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的學(xué)習(xí)興趣大大降低,而且學(xué)習(xí)起來的真實(shí)難度又是較大的,尤其是繪制模型的實(shí)現(xiàn),使得大家的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Σ粡?qiáng)。
二、OpenGL圖形系統(tǒng)及其在圖形學(xué)上的應(yīng)用
所謂OpenGL圖形系統(tǒng),指的就是一個(gè)豐富的三維圖形函數(shù)庫,是圖形系統(tǒng)中的一個(gè)軟件接口,允許程序開發(fā)者創(chuàng)建一個(gè)交互性的程序,從而能夠產(chǎn)生三維移動(dòng)的物體的彩色圖像。它除了具有基本的OpenGL 函數(shù)以外,還能夠支持OpenGL 實(shí)用庫、OpenGL 輔助庫、Windows專用庫函數(shù)、Win32 API 函數(shù)等其他四類函數(shù)。它還可以有雙緩存的功能,主要應(yīng)用于制作動(dòng)畫。我們可以使用OpenGL圖形系統(tǒng)來對(duì)計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)進(jìn)行相關(guān)的控制,從而產(chǎn)生較為逼真的圖形或者虛擬出實(shí)際生活中沒有的圖像。一般來說,OpenGL圖形系統(tǒng)的應(yīng)用非常廣泛,具體應(yīng)用到計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中的話,就是說我們可以利用OpenGL 函數(shù)來順利實(shí)現(xiàn)圖形算法的演示。這種方法可以提高許多圖形函數(shù),讓它們能夠通過單獨(dú)調(diào)用或者組合某些函數(shù)來實(shí)現(xiàn)基本的圖像操作,還可以對(duì)光線進(jìn)行調(diào)整。目前,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展,現(xiàn)在的OpenGL圖形庫中增加了不少新組件,已經(jīng)可以產(chǎn)生形象化的三維效果。當(dāng)前常用的圖形設(shè)計(jì)方法有:圖形生成算法、幾何變換、投影變換等。此外,OpenGL圖形系統(tǒng)函數(shù)庫還可以進(jìn)行紋理設(shè)置、特殊光照處理以及實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫效果等其他方面的強(qiáng)大功能。
三、基于OpenGL實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的學(xué)習(xí)探討
一般來說,計(jì)算機(jī)圖形學(xué)具有非常廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域,比如說信息顯示、設(shè)計(jì)、仿真與動(dòng)畫以及用戶界面等方面。如果我們應(yīng)用OpenGL圖形系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),將對(duì)傳統(tǒng)的應(yīng)用思想產(chǎn)生一定的沖擊和影響。我們應(yīng)該采用一種新型的圖形學(xué)理論來指導(dǎo)我們的實(shí)驗(yàn)課,以增加圖形的逼真程度和提高圖形學(xué)課件的制作質(zhì)量。在此,基于OpenGL圖形系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)來將不同的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行課件制作,增加大家上機(jī)進(jìn)行實(shí)踐的興趣和主動(dòng)性,提高互動(dòng)參與性,提高學(xué)習(xí)效果。但是,當(dāng)前我國高校計(jì)算機(jī)圖形學(xué)學(xué)習(xí)現(xiàn)狀不容樂觀,還存在著不少急需解決的問題。因此,我們應(yīng)該盡快采用OpenGL實(shí)驗(yàn)平臺(tái)來加強(qiáng)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)學(xué)習(xí)。我們知道,OpenGL圖形系統(tǒng)是一個(gè)非常專業(yè)的圖形程序接口,它具有非常強(qiáng)大的圖形數(shù)據(jù)庫,提供了基本庫、實(shí)用庫和輔助庫三個(gè)方面的函數(shù)庫,可以開發(fā)二維和三維圖形程序所需要的多個(gè)方面。我們?nèi)绻谟?jì)算機(jī)圖形學(xué)的學(xué)習(xí)中很好的應(yīng)用OpenGL圖形系統(tǒng),就可以把它作為基礎(chǔ)開發(fā)的應(yīng)用程序,獨(dú)立于窗口系統(tǒng)和操作系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)不同平臺(tái)之間的移植工作。
四、結(jié)語
計(jì)算機(jī)圖形學(xué)有理論性與實(shí)踐性緊密結(jié)合的特點(diǎn),學(xué)習(xí)難度較大。為幫助計(jì)算機(jī)圖形學(xué)課程的學(xué)習(xí),可以采用控制臺(tái)應(yīng)用程序+OpenGL和MFC可執(zhí)行程序+OpenGL兩種圖形編程的學(xué)習(xí)模式,作為一門新興的學(xué)科,計(jì)算機(jī)圖形學(xué)在信息化時(shí)代顯得日益重要。我們要針對(duì)當(dāng)前計(jì)算機(jī)圖形學(xué)現(xiàn)狀和問題,開展基于OpenGL實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的計(jì)算機(jī)圖形學(xué)學(xué)習(xí)模式,搞好基本功練習(xí),合理安排一體化學(xué)習(xí)任務(wù),把握理論知識(shí)和技能教學(xué)的穿插時(shí)機(jī),認(rèn)真設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)任務(wù),從而提高大家的學(xué)習(xí)積極性,并采用綜合性的評(píng)價(jià)體系來進(jìn)行及時(shí)總結(jié)評(píng)價(jià),激發(fā)同學(xué)們積極向上的學(xué)習(xí)熱情等,使得兼具理論性和實(shí)踐性的計(jì)算機(jī)專業(yè)課程,即計(jì)算機(jī)圖形學(xué)課程的學(xué)習(xí)效果進(jìn)一步得到提高,從而為畢業(yè)后順利走向社會(huì)打下踏實(shí)的基礎(chǔ)以服務(wù)于國家和人民。
參考文獻(xiàn):
[1]杜利峰,李竹林.基于OpenGL的計(jì)算機(jī)圖形學(xué)教學(xué)改革探索[J].電子設(shè)計(jì)工程,2012(13
[2]柳海蘭. 淺談?dòng)?jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展及應(yīng)用[J].電腦知識(shí)與技術(shù),2010(3):9551-9552.
[3]張?bào)闾m.信息技術(shù)與課程整合的理論與方法[M].北京:民族出版社,2004:144
關(guān)鍵詞:計(jì)算機(jī)圖形學(xué) 教學(xué)模式 教學(xué)效果
文章編號(hào):1672-5913(2011)18-0020-03 中圖分類號(hào):G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
1 應(yīng)用型本科院校的辦學(xué)特色
作為一所工科應(yīng)用型本科院校的教師,筆者一直在思考“應(yīng)用型本科與普通本科的教學(xué)模式有何聯(lián)系與區(qū)別?”應(yīng)用型本科教育是普通本科教育與高職教育的“交集”,這個(gè)交集中的元素既有普通本科教育的特征,也有高職教育的特征。應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)要遵循本科人才培養(yǎng)自身的教育規(guī)律,同時(shí)也要突出實(shí)踐、強(qiáng)化應(yīng)用,既不能因?yàn)榕囵B(yǎng)本科層次人才就沿襲普通本科的教育模式,辦成學(xué)科型、研究型的本科;也不能因?yàn)橥怀鰬?yīng)用而削弱基礎(chǔ)理論的教學(xué),辦成高職教育。應(yīng)用型工科院校的教學(xué)模式應(yīng)該是精簡(jiǎn)本科的理論教學(xué)內(nèi)容,突出高職的工程特色,培養(yǎng)既有基本的理論素養(yǎng),又有很強(qiáng)動(dòng)手能力的應(yīng)用型人才。根據(jù)我院所招收的本科生“形象思維強(qiáng)于邏輯思維”的特點(diǎn),應(yīng)擺脫傳統(tǒng)的“學(xué)術(shù)型”、“研究型”人才培養(yǎng)模式的影響以及客觀環(huán)境的約束,積極探索以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向,突出強(qiáng)化工程實(shí)踐能力的教學(xué)模式。我們率先計(jì)算機(jī)圖形學(xué)課程進(jìn)行了教學(xué)模式改革與探索。
2 教學(xué)現(xiàn)狀分析
“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”是一門理論與實(shí)踐緊密聯(lián)系的專業(yè)課程,其主要教學(xué)目標(biāo)[1]是使學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)圖形生成與處理方面的基本理論,具備解決科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)與制造中有關(guān)圖形處理的能力,為后續(xù)的課
程學(xué)習(xí)及畢業(yè)設(shè)計(jì)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。然而在實(shí)際教學(xué)工作中,筆者發(fā)現(xiàn)由于計(jì)算機(jī)圖形學(xué)課程對(duì)空間想象能力的要求很高,僅僅是依據(jù)教材對(duì)原理算法的描述,很難抽象出實(shí)際的處理過程。同時(shí),計(jì)算機(jī)圖形學(xué)課程對(duì)數(shù)學(xué)理論和編程能力的要求很高,導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)產(chǎn)生畏難心理,更談不上對(duì)算法的深刻理解,嚴(yán)重影響教學(xué)質(zhì)量,達(dá)不到預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)。另外,傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)圖形學(xué)教材在對(duì)算法的描述中,通常只給出基本算法步驟,缺少數(shù)字化的教學(xué)資源。要改變目前現(xiàn)狀,必須得從教學(xué)模式改革入手,開發(fā)出針對(duì)每個(gè)原理的算法,開發(fā)出可視化的教學(xué)案例。同時(shí)改革教學(xué)內(nèi)容,以工作過程為導(dǎo)向編寫適合應(yīng)用型工科院校的案例化教材,將理論教學(xué)與實(shí)踐資源緊密結(jié)合,打造全新的教學(xué)體系。
3 教學(xué)模式改革
針對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的不足之處,為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手及學(xué)習(xí)效果,從課程的目標(biāo)出發(fā),為學(xué)生搭建可視化課程的整體構(gòu)架,按照情景教學(xué)的方法,把握課程的教學(xué)要求,總結(jié)并提出了教學(xué)過程中“教材建設(shè)系列化、理論教學(xué)目標(biāo)化,教學(xué)過程案例化,實(shí)踐資源數(shù)字化”的教學(xué)理念,精心打造“省級(jí)精品課程+系列化教材+數(shù)字化教學(xué)資源”立體化教學(xué)平臺(tái)。
3.1 教材建設(shè)系列化
目前課題組主持兩門省級(jí)精品課程――“C++程序設(shè)計(jì)”和“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”。將計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的編程工具選用為Visual C++,充分利用了“C++程序設(shè)計(jì)”省級(jí)精品課程的建設(shè)成果。從2006年開始,課題組使用Visual C++的MFC框架,已經(jīng)開發(fā)了近200個(gè)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)教學(xué)源程序。在此基礎(chǔ)上,課題組編寫了《計(jì)算機(jī)圖形學(xué)基礎(chǔ)教程(Visual C++版)》、《計(jì)算機(jī)圖形學(xué)實(shí)踐教程(Visual C++版)》和《計(jì)算機(jī)圖形學(xué)基礎(chǔ)教程(Visual C++版)習(xí)題解答與編程實(shí)踐》、《計(jì)算機(jī)圖形學(xué)課程設(shè)計(jì)教程(Visual C++版)》等系列教材(清華大學(xué)出版社出版),從教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、習(xí)題訓(xùn)練、課程設(shè)計(jì)等角度全方位地解答教學(xué)中存在的疑難問題。
我們以《計(jì)算機(jī)圖形學(xué)基礎(chǔ)教程(Visual C++版)》
作為主教材,以生成真實(shí)感光照模型為主線,重點(diǎn)講解直線的掃描轉(zhuǎn)換、有效邊表填充、三維變換和投影、動(dòng)態(tài)消隱、真實(shí)感光照等原理內(nèi)容。《計(jì)算機(jī)圖形學(xué)實(shí)踐教程(Visual C++版)》給出了與主教材講解的原理相對(duì)應(yīng)的所有源程序,可作為課堂教學(xué)的驗(yàn)證性案例,《計(jì)算機(jī)圖形學(xué)基礎(chǔ)教程(Visual C++版)習(xí)題解答與編程實(shí)踐》針對(duì)主講教材中的課后編程習(xí)題給出了實(shí)現(xiàn)的源程序,同時(shí)給出了拓展技能要求的可執(zhí)行程序。《計(jì)算機(jī)圖形學(xué)課程設(shè)計(jì)教程(Visual C++版)》突出工程實(shí)踐能力的培養(yǎng),以類的形式對(duì)算法進(jìn)行封裝,創(chuàng)建了三維光照?qǐng)鼍?,所建立的開發(fā)平臺(tái)可直接應(yīng)用于科研項(xiàng)目的開發(fā)。計(jì)算機(jī)圖形學(xué)系列教材由于提供了眾多的源程序代碼,應(yīng)用特色明顯,教學(xué)效果良好,目前已被國內(nèi)上海大學(xué)等近50所本科院校和高職院校選為主講教材。
3.2 教學(xué)內(nèi)容目標(biāo)化
計(jì)算機(jī)圖形學(xué)原理眾多、算法復(fù)雜。教學(xué)內(nèi)容系統(tǒng)化,就是按照工作過程來進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的排序,而不是簡(jiǎn)單地按照學(xué)科知識(shí)來排序。以真實(shí)感光照模型為主線,課題組精選直線的掃描轉(zhuǎn)換、有效邊表填充、三維變換和投影、建模與消隱、真實(shí)感光照等作為教學(xué)內(nèi)容。學(xué)生沿著教學(xué)主線學(xué)習(xí)后能夠掌握開發(fā)一個(gè)圖形平臺(tái)的具體步驟和必要的方法,可以動(dòng)態(tài)為場(chǎng)景中的物體添加光源、指定材質(zhì)、設(shè)置紋理,渲染出精美的三維圖形。沿著這條教學(xué)主線培養(yǎng)出的學(xué)生不僅能熟練勝任高級(jí)圖形的開發(fā)任務(wù),而且對(duì)所涉及的理論知識(shí)也有較深的理解。不在這條主線上的計(jì)算機(jī)圖形學(xué)原理,可以在以后的實(shí)踐教學(xué)中,根據(jù)任務(wù)的需要來單獨(dú)學(xué)習(xí)。
3.3 教學(xué)過程案例化
從2006年開始,課題組開始嘗試將微軟的Visual C++ 6.0引入到計(jì)算機(jī)圖形學(xué)教學(xué)過程中。提出了在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)教學(xué)過程中,以真實(shí)案例為引導(dǎo),開展可視化教學(xué)的改革,讓學(xué)生真切感受到“所見即所得”優(yōu)秀案例,既可以充分領(lǐng)會(huì)到算法的精髓[2],又激發(fā)了學(xué)習(xí)的興趣,提高了教學(xué)效果。課堂教學(xué)采用案例
演示原理講解算法實(shí)現(xiàn)實(shí)踐拓展4個(gè)步驟,即從可視化的案例中,抽象出圖形學(xué)基本原理,對(duì)照程序理解算法,再結(jié)合工程中的項(xiàng)目要求,對(duì)學(xué)生提出課后訓(xùn)練目標(biāo)。
3.4 實(shí)踐資源數(shù)字化
計(jì)算機(jī)圖形學(xué)實(shí)踐教學(xué)過程劃分為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)三個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié),漸進(jìn)地強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)際編程能力。其中,驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是與主教材中所講授的原理一一對(duì)應(yīng)的教學(xué)實(shí)驗(yàn),共開發(fā)43個(gè)源程序;“綜合性實(shí)驗(yàn)”是在每一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目點(diǎn),綜合應(yīng)用前面已經(jīng)學(xué)到的相關(guān)原理編寫的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,共開發(fā)18個(gè)源程序;創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)是將所學(xué)原理的運(yùn)用到工程項(xiàng)目中抽象出具有創(chuàng)新點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,共開發(fā)18個(gè)源程序。教師在實(shí)踐環(huán)節(jié)中以“驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)”三個(gè)層次組織實(shí)踐教學(xué),知識(shí)的難度系數(shù)逐級(jí)遞增,學(xué)生的實(shí)踐技能逐步增強(qiáng)。目前,課題組開發(fā)的所有教學(xué)資源,已經(jīng)上傳到計(jì)算機(jī)圖形學(xué)精品課程網(wǎng)站,供師生免費(fèi)下載,擴(kuò)大了省級(jí)精品課程的受益面。
4 教學(xué)效果
2007年,2005級(jí)的一名同學(xué)的“龍城虛擬現(xiàn)實(shí)
股份有限公司”獲山西省第三屆興晉挑戰(zhàn)杯大學(xué)生創(chuàng)業(yè)計(jì)劃競(jìng)賽金獎(jiǎng),并于2009年,申報(bào)全國大學(xué)生科學(xué)創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目“中國大洲虛擬現(xiàn)實(shí)股份有限公司”,成為我院唯一獲得項(xiàng)目支持孵化的項(xiàng)目。
5 結(jié)語
根據(jù)應(yīng)用型工科院校的辦學(xué)特色,我們提出了“應(yīng)用型工科院校計(jì)算機(jī)圖形學(xué)教學(xué)模式改革”的課題,從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)過程和教學(xué)資源等方面進(jìn)行有益的改革探索,取得了良好的教學(xué)效果。課題組所在的計(jì)算機(jī)工程系于2009年被山西省教育廳授予山西省第十屆“育人杯”先進(jìn)單位的稱號(hào),課題項(xiàng)目于2010年榮獲山西省教學(xué)成果二等獎(jiǎng)。筆者對(duì)教改經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié),以期進(jìn)一步深化圖形圖像處理方向的系列課程建設(shè)。目前,課題組申報(bào)的“圖形圖像處理系列課程實(shí)踐教學(xué)資源與平臺(tái)的建設(shè)”已經(jīng)被列為山西省“十二五”重點(diǎn)教改項(xiàng)目,下一步的工作將是按照專業(yè)特色方向的要求,對(duì)“C++程序設(shè)計(jì)”、“面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)”、“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”、“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”以及“游戲開發(fā)基礎(chǔ)”等系列課程的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)大綱以及教學(xué)方法進(jìn)行整體建設(shè),打造面向游戲開發(fā)方向的優(yōu)質(zhì)實(shí)踐教學(xué)資源與管理平臺(tái)。
參考文獻(xiàn):
[1] 孔令德. 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)基礎(chǔ)教程(Visual C++版)[M]. 北京:清華大學(xué)出版社,2008:4-5.
[2] 唐世綱. 論案例教學(xué)的實(shí)施及功用[J]. 教學(xué)管理,2005(2):4-7.
The Reform of Graphics Teaching Mode in Applied Engineering Colleges
KONG Lingde, LIU Jingang
(Computer Engineering Department, Taiyuan Institute of Technology, Taiyuan 030008, China)
關(guān)鍵詞:計(jì)算機(jī)圖形學(xué);教學(xué)改革;教學(xué)模式;案例材料;啟發(fā)式教學(xué)
中圖分類號(hào):TP391.41-4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-9599 (2012) 16-0000-02
1 引言
計(jì)算機(jī)圖形學(xué)是研究如何在計(jì)算機(jī)中生成、顯示和處理圖形的一門學(xué)科[1-2],國內(nèi)高等院校均設(shè)置了相關(guān)的本科課程。計(jì)算機(jī)圖形學(xué)具有較高的實(shí)用價(jià)值,掌握它不但需要較高的數(shù)學(xué)基礎(chǔ),而且要求學(xué)生有很好的實(shí)際編程能力,這使得學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中普遍感到枯燥無味、晦澀難懂,難以達(dá)到應(yīng)有的教學(xué)效果。本文分析了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的課程特點(diǎn)及教學(xué)中存在的問題,對(duì)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的教學(xué)改革進(jìn)行了一些有益探討。
2 課程教學(xué)特點(diǎn)及存在問題
計(jì)算機(jī)圖形學(xué)是一門理論和實(shí)踐兼顧、發(fā)展日新月異、綜合性很強(qiáng)的交叉學(xué)科,涉及內(nèi)容和應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛。它涵蓋了數(shù)學(xué)、物理學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等相關(guān)學(xué)科的知識(shí)。同時(shí),該課程以數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)高級(jí)語言、圖形基本原理等為先導(dǎo)課程,并且對(duì)高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)等基礎(chǔ)數(shù)學(xué)有較高的要求。以下筆者根據(jù)自身的教學(xué)實(shí)踐來闡述該課程教學(xué)過程中存在的一些問題。
2.1 學(xué)習(xí)的積極性
對(duì)于經(jīng)常接觸計(jì)算機(jī)的學(xué)生,能夠較為直觀深刻地感受計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的具體應(yīng)用,例如逼真的游戲場(chǎng)景、令人炫目的動(dòng)畫等等。學(xué)生初學(xué)本課程時(shí),一般抱有較高的興趣。但隨著學(xué)習(xí)的深入開展,發(fā)現(xiàn)課程理論艱深、晦澀難學(xué),與心目中期望值偏差較大,畏難情緒逐步積累,會(huì)逐漸喪失學(xué)習(xí)的積極性。
2.2 先修課程
學(xué)生對(duì)于先修課程內(nèi)容是否具有良好的基礎(chǔ)直接影響著對(duì)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)課程的學(xué)習(xí)。先修課包括高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和程序設(shè)計(jì)課程。由于開課多安排在大學(xué)四年級(jí),因而數(shù)學(xué)知識(shí)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)該課程而言已經(jīng)夠用。本門課程實(shí)踐性很強(qiáng),程序設(shè)計(jì)課程知識(shí)對(duì)學(xué)生理解圖形學(xué)算法并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)非常重要,掌握不好會(huì)使學(xué)生無法完成算法的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,使學(xué)生產(chǎn)生挫敗感。 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)則用于描述圖形內(nèi)部結(jié)構(gòu),使用得當(dāng)可由基本形體構(gòu)建復(fù)雜圖形。
2.3 課堂教學(xué)偏理論化
圖形學(xué)課程內(nèi)容龐雜,理論內(nèi)容豐富,數(shù)學(xué)公式繁多。為了使學(xué)生理解一個(gè)算法,需要從算法來源、圖形建模到算法推導(dǎo)等方面著手,老師的大部分精力耗費(fèi)在了課程內(nèi)容的講授上,無法客觀有效地獲知學(xué)生的接受情況。由于學(xué)時(shí)有限,學(xué)生不能全面動(dòng)手進(jìn)行實(shí)踐鞏固所學(xué),因此最后對(duì)于課程的理解就只限于泛泛的概念了。計(jì)算機(jī)圖形學(xué)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科,上機(jī)實(shí)踐是學(xué)好這門課的必要手段[3-4]。但是,由于課程學(xué)時(shí)的限制,使原本很重要的實(shí)踐活動(dòng)無法按時(shí)完成。上機(jī)平臺(tái)采用的多是非主流平臺(tái)的Turbo C,致使學(xué)生無法在實(shí)驗(yàn)中學(xué)到將來就業(yè)時(shí)需要掌握的編程知識(shí),大幅降低學(xué)生的上機(jī)興趣。
3 教學(xué)改革
3.1 教學(xué)模式的科學(xué)使用
在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)課程教學(xué)中, 教學(xué)內(nèi)容的選擇是核心,其次是教學(xué)模式的選用。加強(qiáng)可視化多媒體教學(xué),運(yùn)用PPT、flash制作經(jīng)典算法的仿真演示。運(yùn)用多媒體教學(xué)不僅可以使學(xué)生形象直觀地理解教學(xué)內(nèi)容,而且還可以增加教學(xué)的信息量。電子教案的制作應(yīng)盡可能生動(dòng)有趣,盡可能多的準(zhǔn)備與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的多媒體素材。通過 flash 動(dòng)畫演示,把復(fù)雜枯燥的數(shù)學(xué)推導(dǎo)和算法描述成生動(dòng)有趣的動(dòng)畫,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。此外,傳統(tǒng)的“粉筆+黑板”講課模式也有優(yōu)勢(shì),教師可通過肢體語言感染學(xué)生,提高師生之間的互動(dòng)性。對(duì)于本門課程而言,傳統(tǒng)教學(xué)模式適用于需要嚴(yán)謹(jǐn)邏輯推導(dǎo)證明以及需要學(xué)生思考的教學(xué)內(nèi)容。例如,在講解經(jīng)典圖形生成算法時(shí),對(duì)數(shù)學(xué)推導(dǎo)過程,可以采用傳統(tǒng)教學(xué)模式,這樣便于學(xué)生理解,并能給學(xué)生留出足夠的思考時(shí)間。師生之間的課下交流則可通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)來進(jìn)行。通過該平臺(tái),教師可以進(jìn)行課下在線答疑。為此,根據(jù)學(xué)校的實(shí)際教學(xué)條件,可采取以多媒體教學(xué)模式為主,輔之以傳統(tǒng)教學(xué)模式,并注重利用課下網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的模式。
3.2 案例材料設(shè)計(jì)
為了培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力,有必要編寫一套與教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)進(jìn)度相適宜、與教材相配套的教學(xué)案例材料。該案例教材可以設(shè)計(jì)一個(gè)游戲場(chǎng)景為目標(biāo),貫穿整門課程從基本經(jīng)典圖形生成算法到高級(jí)光照渲染等內(nèi)容,使得學(xué)生一步步通過編程實(shí)踐,從易到難,有針對(duì)性的掌握教學(xué)內(nèi)容。
3.3 調(diào)整授課內(nèi)容和方法
由于課程學(xué)時(shí)短,內(nèi)容多,算法推導(dǎo)繁瑣,因此可在教學(xué)過程中對(duì)于基本經(jīng)典內(nèi)容重點(diǎn)講授,而相似性內(nèi)容在課堂上指出要點(diǎn),其余細(xì)節(jié)留給學(xué)生自己消化。這樣一來,不僅有助于學(xué)生掌握重點(diǎn),而且有助于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)的能力。計(jì)算機(jī)圖形學(xué)課程高級(jí)主題部分均具有一定的深度和廣度,每一個(gè)相關(guān)部分都可看做一個(gè)獨(dú)立的研究分支,如果全部面面俱到,重點(diǎn)教授,不但學(xué)時(shí)不允許,學(xué)生也難于接受。對(duì)這部分內(nèi)容,可選擇少量?jī)?nèi)容深入講,而對(duì)其它內(nèi)容采用專題討論的形式。在專題討論中,教師給出最新搜集的演示圖片或視頻,指出該部分內(nèi)容的應(yīng)用背景及局限性,幫助學(xué)生擴(kuò)大知識(shí)面,以備將來應(yīng)用之需。這樣一來,既可以做到有點(diǎn)有面,適當(dāng)?shù)丶哟笊疃龋帜軌虼_保教學(xué)任務(wù)的高效完成。學(xué)生不僅學(xué)到了必要的知識(shí)和方法,體會(huì)到基本原理的應(yīng)用過程,而且開闊了視野,。
3.4 啟發(fā)式教學(xué)
對(duì)于計(jì)算機(jī)圖形學(xué)教學(xué),由于其存在大量數(shù)學(xué)公式和算法,照本宣科的教學(xué)方法會(huì)讓學(xué)生感到枯燥、乏味,進(jìn)而影響到他們的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性??煽紤]啟發(fā)式教學(xué)方法,首先由教師針對(duì)教授內(nèi)容提出問題并由學(xué)生初步進(jìn)行解答。接下來,通過深入分析問題給出解決問題的多種方法。最后,為學(xué)生分析各種解決方法的優(yōu)缺點(diǎn)。這么做,可以引導(dǎo)學(xué)生逐步展開,層層深入,積極思考,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
4 結(jié)束語
針對(duì)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的課程特點(diǎn)及教學(xué)過程中存在的問題,本文從教學(xué)模式、案例材料設(shè)計(jì)、課程內(nèi)容調(diào)整以及啟發(fā)式教學(xué)等方面進(jìn)行教學(xué)改革的探索。從教學(xué)反饋結(jié)果看,本文所提出的方法和措施學(xué)生普遍能夠接受,明顯地提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,取得了較好的教學(xué)效果。
參考文獻(xiàn)
[1]孫家廣,胡事民.計(jì)算機(jī)圖形學(xué)基礎(chǔ)教程[M].北京:清華大學(xué)出版社,2009.
[2]張義寬.計(jì)算機(jī)圖形學(xué)[M].西安:電子科技大學(xué)出版社,2006.
[3]魯敏,于慧穎,鄭平剛.信息工程專業(yè)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)教學(xué)模式思考[J].高等教育研究學(xué)報(bào),2006,29(3):31-33.
關(guān)鍵詞:高校計(jì)算機(jī)課程;新形勢(shì);改革途徑
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2016)42-0110-02
如今,計(jì)算機(jī)技術(shù)隨著電腦、手機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的普及,越來越多地在社會(huì)生產(chǎn)和生活中得到應(yīng)用,相比過去而言,人們,特別是青少年,對(duì)于信息技術(shù)的了解和熟悉都遠(yuǎn)超過去。不論是否接受高校教育,人們都有各種機(jī)會(huì)接觸和熟悉一部分計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)。這對(duì)高校的計(jì)算機(jī)課程來說是一種新的形勢(shì)。面對(duì)新形勢(shì),改革乃是一種必然。高等院校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的教學(xué)必當(dāng)定位為如何適應(yīng)和滿足新形勢(shì)的變化。
一、新形勢(shì)下高效計(jì)算機(jī)課程教學(xué)所面臨的新問題
1.原有教學(xué)內(nèi)容不足以滿足學(xué)生大幅提高的總體水平。教學(xué)實(shí)踐表明,學(xué)生的計(jì)算機(jī)水平總是新一屆比上一屆高,許多學(xué)生在操作方面已經(jīng)相當(dāng)熟練,能夠掌握簡(jiǎn)單的辦公軟件、郵件收發(fā)等,甚至有些還學(xué)會(huì)了電腦繪畫、網(wǎng)頁設(shè)計(jì)和動(dòng)畫制作等技術(shù)。而于此相應(yīng),目前的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程顯然太過簡(jiǎn)單、基礎(chǔ)和單薄,學(xué)生的求知欲望不能得到滿足。
2.對(duì)等級(jí)考試的過分強(qiáng)調(diào)不足以滿足學(xué)生的求職需求。對(duì)考試的強(qiáng)調(diào),以考試成績(jī)衡量教學(xué)效果,偏向應(yīng)試教育,是傳統(tǒng)教學(xué)模式的特征,這點(diǎn)仍束縛著目前高校的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程。學(xué)生無法認(rèn)識(shí)到這門學(xué)科的實(shí)效性,覺得學(xué)校所教授的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程脫離實(shí)際應(yīng)用,只能用來烤等級(jí)證書。因此學(xué)習(xí)課程毫無用處,對(duì)這門課的投入相對(duì)較少。
3.學(xué)生計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)水平參差不齊。雖然近年來人們生活水平大幅提高,手機(jī)電腦大幅普及,高校學(xué)生在入學(xué)前也往往有一定的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí),但仍有學(xué)生因?yàn)榧揖车仍?,可能在之前沒有接觸或使用過電腦,仍然對(duì)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)較為缺乏。而對(duì)于接觸過河使用過的學(xué)生當(dāng)中,也有的學(xué)生計(jì)算機(jī)知識(shí)基礎(chǔ)也并不穩(wěn)固,往往只懂得上網(wǎng)聊天看電影、打游戲等。
4.教師知識(shí)儲(chǔ)備更新緩慢。某些教師并不善于學(xué)習(xí),也不積極對(duì)照計(jì)算機(jī)科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展而更新自己的知識(shí)儲(chǔ)備,所教授的內(nèi)容則往往陳舊,無法適應(yīng)教學(xué)改革的新形勢(shì)。
5.學(xué)生缺乏自主學(xué)習(xí)意識(shí)和能力。受傳統(tǒng)教育觀念的影響,某些教師仍以課堂灌輸為主,學(xué)生也因此習(xí)慣被動(dòng)接受知識(shí)。學(xué)生因此缺乏必要的自主學(xué)生的意識(shí)更沒能培養(yǎng)出良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣,不知道去尋找自己適用的學(xué)習(xí)方式方法。因此,許多學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)知識(shí)缺乏必要的熱情和渴望,將學(xué)習(xí)等同于考試。課堂學(xué)習(xí)過于功利化,不能意識(shí)到學(xué)習(xí)的真正意義。
6.不夠重視教學(xué)實(shí)踐。盡管當(dāng)前許多高校已經(jīng)注意到計(jì)算機(jī)課程的理論與實(shí)踐的對(duì)應(yīng)關(guān)系,也針對(duì)學(xué)生實(shí)際操作能力的培養(yǎng)安排了相應(yīng)的教學(xué)力度和教學(xué)課程,但仍有高校缺乏這種意識(shí)。即便有,具體教學(xué)中也往往采取理論課與實(shí)踐課分離的簡(jiǎn)單方式。
7.沒能利用網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展進(jìn)行現(xiàn)代化教學(xué)。由于計(jì)算機(jī)課程本身具有較強(qiáng)的實(shí)踐性,很難在一次性的講授中就令學(xué)生掌握,許多實(shí)踐性的細(xì)節(jié)需要學(xué)生在課后實(shí)踐和鞏固。下課之后無從學(xué)習(xí)和練習(xí),使學(xué)生在實(shí)踐中難以動(dòng)手,容易打擊學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。
二、新形勢(shì)下影響高校計(jì)算機(jī)課程教學(xué)的相關(guān)因素
1.影響教學(xué)內(nèi)容的有關(guān)因素。目前,計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)一直在不停地高速發(fā)展,軟硬件以及系統(tǒng)等設(shè)備設(shè)施一直處快的更新?lián)Q代之中。而大多數(shù)高教計(jì)算機(jī)課程教學(xué)內(nèi)容都表現(xiàn)為過于陳舊,跟不上信息的告訴發(fā)展。顯然,要想緊跟和把握最新的計(jì)算機(jī)發(fā)展動(dòng)態(tài),現(xiàn)階段計(jì)算機(jī)教材的編寫修訂方面還處于緩慢和落后的狀態(tài),其教材內(nèi)容遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于計(jì)算機(jī)更新的速度。這樣就無法學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)形成較為深入的理解和認(rèn)識(shí)。
2.影響教學(xué)手段的有關(guān)因素。高校計(jì)算機(jī)課程比其他課程更注重學(xué)科理論和實(shí)踐的結(jié)合,而當(dāng)前高校計(jì)算機(jī)教學(xué)手段的單一無法滿足這一需求。教師不重視科學(xué)教學(xué)的應(yīng)用,也沒有采取新鮮的手段來激發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,更鮮有鼓勵(lì)學(xué)生的創(chuàng)新。知識(shí)的灌輸通常是唯一的課堂教學(xué)方式,教師也通常忽略介紹相關(guān)背景和延伸知識(shí),忽視引導(dǎo),忽視培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐操作技能。
3.影響教學(xué)管理的有關(guān)因素。在教學(xué)內(nèi)容的安排上,現(xiàn)有高校的計(jì)算機(jī)教學(xué)過于脫離實(shí)際。比如安排學(xué)生較為熟悉的計(jì)算機(jī)普及性課程作為主要課程,重新將學(xué)生在日常生活中早就已經(jīng)熟悉的知識(shí)灌輸?shù)綄W(xué)生的頭腦之中,這勢(shì)必引起學(xué)生的反感,降低學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。在教學(xué)管理的方式上受傳統(tǒng)教育模式的影響過于強(qiáng)烈,簡(jiǎn)單粗放,沒有科學(xué)地管理計(jì)算機(jī)課程的設(shè)置,也對(duì)高校教學(xué)實(shí)際情況不加考慮,相應(yīng)的考核評(píng)價(jià)制度也沒有制定和落實(shí)到位,這些原因都使計(jì)算機(jī)課程教學(xué)的目標(biāo)形式化、表面化嚴(yán)重。它們或多或少壓抑了學(xué)生的個(gè)性,影響了計(jì)算機(jī)教學(xué)質(zhì)量的提高。
三、新形勢(shì)下高校計(jì)算機(jī)課程教學(xué)改革的具體內(nèi)容
1.仔細(xì)選擇教材內(nèi)容,優(yōu)化課程細(xì)節(jié)。高校計(jì)算機(jī)教學(xué)應(yīng)當(dāng)以社會(huì)需求為導(dǎo)向,滿足市場(chǎng)的需求,其目的在于培養(yǎng)理論知識(shí)扎實(shí)、操作能力強(qiáng)的人才,為達(dá)到這個(gè)目的,就要求在選擇教材之前,首先能夠了解企業(yè)和用人單位對(duì)于人才的需求,要深入調(diào)研并研究使高校計(jì)算機(jī)課程及其應(yīng)用能夠面向社會(huì)發(fā)展的需求,繼而選擇能夠適應(yīng)市場(chǎng)需求的教材。計(jì)算機(jī)課程應(yīng)當(dāng)符合專業(yè)的需求,能夠在教學(xué)實(shí)踐中形成專業(yè)特色。
2.層次化教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生的操作能力。根據(jù)大學(xué)生在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)方面所具有的差異,可以針對(duì)不同層次水平的學(xué)生制定不同的教學(xué)計(jì)劃和實(shí)施手段。因材施教,進(jìn)而縮小學(xué)生間的差距。在實(shí)際教學(xué)過程中,層次性的教育實(shí)施起來難度較大,這是因?yàn)楹茈y個(gè)別化地具體地制定每個(gè)學(xué)生的教學(xué)方案。這時(shí)候,顯示出網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的優(yōu)越性來??梢岳镁W(wǎng)絡(luò)資源研究和設(shè)計(jì)全體學(xué)生的教學(xué)方案,針對(duì)學(xué)生的實(shí)際情況實(shí)施具體的操作能力的培養(yǎng),這次能夠使層次教學(xué)有效展開,學(xué)生學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)的興趣和能力也得到了培養(yǎng)。
3.完善計(jì)算機(jī)水平的考核和評(píng)價(jià)機(jī)制。隨著時(shí)代的發(fā)展和科技的進(jìn)步,傳統(tǒng)筆試的考試方式很難全面反映學(xué)生真正的計(jì)算機(jī)水平。這種沿用多年的考試方式容易培養(yǎng)出理論知識(shí)豐富,但動(dòng)手操作能力不強(qiáng)的學(xué)生。因此,應(yīng)當(dāng)推廣目前上機(jī)考試的經(jīng)驗(yàn),與筆試適當(dāng)結(jié)合,可以同時(shí)反映學(xué)生的理論水平和操作能力。
4.全面提高計(jì)算機(jī)教師的整體素養(yǎng)。目前部分高校的計(jì)算機(jī)教師存在整體素質(zhì)不高、師資水平薄弱的情況。為此,針對(duì)這些特點(diǎn),應(yīng)當(dāng)整合高校的師資力量。可以招收更多專業(yè)出身的計(jì)算機(jī)教師,補(bǔ)充新鮮力量,并對(duì)現(xiàn)有教師進(jìn)行培訓(xùn),以提高教師隊(duì)伍的整體水平。時(shí)刻加強(qiáng)教師隊(duì)伍的專業(yè)學(xué)習(xí),提高教學(xué)技巧,從而提升計(jì)算機(jī)教師的教學(xué)教育水平,這是人才培養(yǎng)的基礎(chǔ)。
四、新形勢(shì)下高校計(jì)算機(jī)課程教學(xué)改進(jìn)的有關(guān)途徑
1.創(chuàng)新教學(xué)觀念。高校計(jì)算機(jī)課程教學(xué)應(yīng)當(dāng)與時(shí)俱進(jìn),滿足市場(chǎng)需求,向社會(huì)輸送高素質(zhì)人才,這就需要?jiǎng)?chuàng)新教學(xué)觀念。應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教育模式,切實(shí)考慮計(jì)算機(jī)技術(shù)在學(xué)生今后工作過程中的重要性,并能夠認(rèn)識(shí)到計(jì)算機(jī)教學(xué)的本質(zhì)和意義。改變過去理論與實(shí)踐不平衡的狀況,針對(duì)學(xué)生的實(shí)際操作能力,進(jìn)行加強(qiáng),令學(xué)生在計(jì)算機(jī)方面的素質(zhì)和能力有充分的提高,讓學(xué)生能夠使用計(jì)算機(jī),去解決實(shí)際的問題。
2.針對(duì)專業(yè)需求開設(shè)對(duì)應(yīng)的計(jì)算機(jī)課程。計(jì)算機(jī)課程的教學(xué)內(nèi)容可與學(xué)生的具體專業(yè)結(jié)合起來,針對(duì)當(dāng)前學(xué)科的特點(diǎn),制定最符合本專業(yè)需要的計(jì)算機(jī)專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃,使學(xué)生能夠利用計(jì)算機(jī)完成其本專業(yè)的工作,使計(jì)算機(jī)技術(shù)真正成為一項(xiàng)必不可少的工具。
3.利用現(xiàn)代化手段完善教學(xué)模式。多媒體教學(xué)能夠?yàn)榻虒W(xué)過程帶來豐富多彩的體驗(yàn),可以方便地將新鮮事物納入日常教學(xué)生活中來。計(jì)算機(jī)課堂改革可以增加更多的多媒體課件,將抽象的理論知識(shí)具體化、實(shí)物化,讓知識(shí)的講授更加生動(dòng)形象,更簡(jiǎn)單地說明事物的來源和現(xiàn)狀。可以利用電子郵件、QQ、校園網(wǎng)站等各種方式,加強(qiáng)師生間的交流互助,促進(jìn)師生間的和諧關(guān)系,提高教學(xué)質(zhì)量。
4.努力營造良好的課堂氛圍。計(jì)算機(jī)的教學(xué)往往是一個(gè)雙向性的過程。良好的學(xué)習(xí)氛圍能夠使課堂變得生動(dòng)有趣。良好的學(xué)習(xí)環(huán)境能夠培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。事實(shí)表明,良好的學(xué)習(xí)氛圍和環(huán)境有助于培養(yǎng)學(xué)生的求知欲和創(chuàng)造能力。
參考文獻(xiàn):
[1]王紅玉.淺談高校計(jì)算機(jī)教學(xué)狀況[J].電腦知識(shí)與技術(shù),2014,(05).
[2]周曉東.關(guān)于計(jì)算機(jī)課程教學(xué)質(zhì)量提高的具體分析[J].民營科技,2011,(11).
On the Way of Teaching Reform of Computer Courses in Colleges and Universities Under the New Situation
LIN Chun-qiang
(College of information Security Engineering of CUIT,Chengdu University of Information Technology,Chengdu,Sichuan 610225,China)
計(jì)算機(jī)科學(xué)的很多分支,比如:程序設(shè)計(jì)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息安全等,基本上都要依靠一定的數(shù)學(xué)功底。因此對(duì)于一個(gè)計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生來說,數(shù)學(xué)修養(yǎng)是非常重要的。推理、創(chuàng)新、邏輯思維、分析問題解決問題等方面的能力都得到了一定的體現(xiàn)。
一、數(shù)學(xué)在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中的應(yīng)用
1、三角學(xué)和代數(shù)
三角學(xué)和代數(shù)是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中最基礎(chǔ)的知識(shí)。高中時(shí)期所學(xué)的數(shù)學(xué),最重要的內(nèi)容就是三角學(xué)和代數(shù)了,它們可以幫助我們解決類似求幾何圖形邊長(zhǎng)等簡(jiǎn)單的問題,也可以幫助我們從方程中解答出一個(gè)或者多個(gè)的根。
2、線性代數(shù)
只要想在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)領(lǐng)域中工作,扎實(shí)的線性代數(shù)基礎(chǔ)是必需的。而線性方程組與矩陣是其基礎(chǔ)與核心。圖形學(xué)自始至終離不開矢量,我們常常抽象出的幾何數(shù)值表示法,比如坐標(biāo)X\Y\Z,就被稱之為矢量。一般我們也可以用矢量來描述平移、縮放或者旋轉(zhuǎn)。在圖形學(xué)里矩陣的表述也相當(dāng)流行,許多問題都要用到矩陣方程組的數(shù)值解法。由此我們可以看出線性代數(shù)的思想貫穿于整個(gè)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中。
3、微積分學(xué)
數(shù)學(xué)中的基礎(chǔ)分支。內(nèi)容主要包括函數(shù)、極限、微分學(xué)、積分學(xué)及其應(yīng)用。求曲線的切線問題,求長(zhǎng)度、面積、體積、重心問題等都需要用到微積分。它是一種很有用的工具,是高級(jí)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的重要成分。也有許多研究者用微積分學(xué)的術(shù)語來描述他們的問題和解決方法。微積分學(xué)是一能為你打開計(jì)算機(jī)圖形學(xué)與后繼的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)之門的課程。
4、微分幾何學(xué)
數(shù)學(xué)的一個(gè)分支學(xué)科,應(yīng)用微分學(xué)來研究空間中的曲線、曲面等圖形性質(zhì)的數(shù)學(xué)分支。以光滑曲線、曲面作為研究對(duì)象,由曲線的弧線長(zhǎng)、曲線上一點(diǎn)的切線等概念展開。討論的重點(diǎn)內(nèi)容則是平面曲線在一點(diǎn)的曲率和空間的曲線在一點(diǎn)的曲率等。如果需要建模,也就是說用曲線和曲面來創(chuàng)造形體,則微分幾何學(xué)是基礎(chǔ)。
5、概率論與統(tǒng)計(jì)學(xué)
概率論是研究隨機(jī)現(xiàn)象數(shù)量規(guī)律的數(shù)學(xué)分支。統(tǒng)計(jì)學(xué)是通過搜索、整理、分析數(shù)據(jù)等手段,以達(dá)到推斷所測(cè)對(duì)象的本質(zhì),甚至預(yù)測(cè)對(duì)象未來的一門綜合性科學(xué)。概率論與統(tǒng)計(jì)學(xué)則涉足到計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的許多領(lǐng)域。比如:計(jì)算機(jī)圖形學(xué)涉及人類學(xué)科等的相關(guān)領(lǐng)域,例如虛擬現(xiàn)實(shí)和人機(jī)交互(HCI),就需要統(tǒng)計(jì)學(xué)來分析數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)描繪真實(shí)世界牽涉到各種未知事件的概率問題,就需要用到概率論進(jìn)行分析。
二、數(shù)學(xué)在編程中的應(yīng)用
關(guān)鍵詞:小組合作學(xué)習(xí)法;職高;“計(jì)算機(jī)圖形圖像處理”
一、引言
目前,通過對(duì)職高學(xué)生在平面廣告崗位就業(yè)反饋的情況分析,暴露出學(xué)生的專業(yè)知識(shí)技能淺窄,實(shí)踐能力不強(qiáng),崗位職業(yè)能力與企事業(yè)單位實(shí)際崗位所需人才的能力嚴(yán)重脫節(jié),究其原因主要是:專業(yè)技術(shù)課程不能較好地將理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)相統(tǒng)一,教學(xué)方法單一與教學(xué)模式陳舊不利于學(xué)生崗位職業(yè)能力的養(yǎng)成。為此,我在傳統(tǒng)的講授、演示教學(xué)法的基礎(chǔ)上,大膽嘗試使用小組合作學(xué)習(xí)法,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使學(xué)生由被動(dòng)學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)。
二、“計(jì)算機(jī)圖形圖像處理”課堂中如何開展小組合作學(xué)習(xí) 1小組合作學(xué)習(xí)的流程
(1)創(chuàng)設(shè)情境。其目的就是激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。職高“計(jì)算機(jī)圖形圖像處理”課開設(shè)的時(shí)間一般都是高一下半學(xué)期,這個(gè)時(shí)期的學(xué)生年輕有朝氣,思維活躍,對(duì)新鮮事物充滿了好奇,有著較強(qiáng)的探知欲望,性格比較獨(dú)立,喜歡創(chuàng)造富有個(gè)性的設(shè)計(jì)。例如在講選區(qū)和移動(dòng)工具的應(yīng)用時(shí),通過展示日常生活中常見的圖標(biāo)標(biāo)志,譬如肯德基圖標(biāo)、奔馳圖標(biāo)、QQ圖像等,由此提出:如何制作這些標(biāo)志?誘導(dǎo)激發(fā)學(xué)生探知欲望。總之,通過創(chuàng)設(shè)情境,可以將計(jì)算機(jī)圖形圖像處理教學(xué)知識(shí)融入學(xué)生的生活,學(xué)生樂于接受,由被動(dòng)學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)。
(2)明確學(xué)習(xí)目標(biāo)和學(xué)習(xí)任務(wù)。為了讓學(xué)生的小組合作學(xué)習(xí)開展有序、有效,必須使他們有明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)。這就要求老師向?qū)W生說明學(xué)習(xí)任務(wù)的內(nèi)容、目標(biāo)、完成的方法以及評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)等。具體任務(wù)老師可以幫忙分解布置或者學(xué)生自主分解布置,讓小組中的所有成員共同參與,每個(gè)人都有事可做。 通過明確學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù),可以避免小組合作學(xué)習(xí)的盲目性,充分體現(xiàn)小組合作學(xué)習(xí)的實(shí)效性。在講選區(qū)和移動(dòng)工具的應(yīng)用時(shí),向?qū)W生提出任務(wù):利用選區(qū)工具制作歐陸風(fēng)景―帥洋汽車標(biāo)志。通過分析汽車標(biāo)志,聯(lián)系所學(xué)的選區(qū)工具的知識(shí),由各組小組長(zhǎng)分工,合理利用選區(qū)工具完成汽車標(biāo)志制作任務(wù)。
(3)交流、評(píng)價(jià)。這個(gè)交流、評(píng)價(jià)不僅是小組成員之間相互交流評(píng)價(jià),也是小組與小組之間相互交流評(píng)價(jià)。交流、評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)主要包括學(xué)生總結(jié)學(xué)習(xí)成果、教師接受信息反饋并做出判斷兩個(gè)方面的內(nèi)容。在學(xué)生之間相互交流時(shí),我不斷地鼓勵(lì)他們,并要求他們最大化地闡述個(gè)人或小組的意見,同時(shí)還要求學(xué)生學(xué)會(huì)虛心征求其他組的意見或者真誠、實(shí)事求是地評(píng)價(jià)其他組,取長(zhǎng)補(bǔ)短,不斷完善合作學(xué)習(xí)成果。在聽完了學(xué)生的交流、匯報(bào)后,老師對(duì)各小組做出恰當(dāng)合適的評(píng)價(jià)。通過交流,學(xué)生的語言表達(dá)能力和膽量得到了鍛煉和提高;通過評(píng)價(jià),學(xué)生之間產(chǎn)生了競(jìng)爭(zhēng),在設(shè)計(jì)創(chuàng)作作品時(shí)由原來的追求速度轉(zhuǎn)變?yōu)樽非筚|(zhì)量,并且很多同學(xué)在設(shè)計(jì)創(chuàng)作中大膽嘗試加入創(chuàng)新元素,創(chuàng)作原創(chuàng)作品。這些變化不就是我們職業(yè)教育所追求的目標(biāo)嗎?
2小組合作學(xué)習(xí)的注意事項(xiàng)
(1)要突出“以人為本”的生本教育教學(xué)思想。 在小組合作學(xué)習(xí)中,確立學(xué)生的主體地位。設(shè)計(jì)一些帶有競(jìng)爭(zhēng)性質(zhì)的活動(dòng),讓學(xué)生動(dòng)起來,讓課堂活起來,通過學(xué)生動(dòng)腦、動(dòng)手、動(dòng)口,使課堂氣氛活躍。激發(fā)學(xué)生求真、向善、愛美的潛能,使他們積極主動(dòng)、合理有效地參與到教學(xué)過程中來。
(2)合作學(xué)習(xí)要選擇最佳時(shí)機(jī)。合作學(xué)習(xí)什么時(shí)候?yàn)榧??我認(rèn)為,一是在學(xué)生意見不統(tǒng)一,有爭(zhēng)論時(shí);二是有了新知識(shí),需要新能力時(shí);三是遇到個(gè)人能力不夠或無法解決的問題時(shí)。在合作學(xué)習(xí)中,教師應(yīng)將教材中的結(jié)論性知識(shí)改造成具有“可學(xué)習(xí)”特征的材料,這種“可學(xué)習(xí)”特征的材料往往能喚醒學(xué)生學(xué)習(xí)的意識(shí),激發(fā)小組合作的需求,產(chǎn)生小組合作行為。
三、結(jié)論
在職高“計(jì)算機(jī)圖形圖像處理”課程中運(yùn)用“小組合作學(xué)習(xí)”模式具有極大的意義。通過小組合作學(xué)習(xí),以學(xué)生為本,促進(jìn)他們潛能的發(fā)展,使學(xué)生更自信,真正做到授學(xué)生以“漁”。我們相信每一位學(xué)生都能成為一名成功的“漁夫”,在畢業(yè)時(shí)能夠適應(yīng)工作崗位的需要,能為企業(yè)所用。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:計(jì)算機(jī)圖形學(xué);選修課教學(xué);知識(shí)導(dǎo)航鏈;知識(shí)屏蔽;自我成就感
中圖分類號(hào):G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B
1引言
計(jì)算機(jī)圖形學(xué)(以下簡(jiǎn)稱CG)是研究如何利用計(jì)算機(jī)顯示、生成和處理圖形的學(xué)科。目前它已經(jīng)成為一門發(fā)展最活躍、應(yīng)用最廣泛的前沿學(xué)科。CG涉及物理學(xué)、數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、心理學(xué)及藝術(shù)等諸多方面的內(nèi)容,因此,該課程的特點(diǎn)是綜合性較強(qiáng),多學(xué)科交叉,課程本身具有極強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性。
由于CG自身的特點(diǎn),使得它的講授有別于其他課程。在講授這門課程時(shí),經(jīng)常會(huì)遇到下面幾個(gè)問題:
(1) 由于學(xué)科本身涉及的內(nèi)容多、變化快、應(yīng)用廣,容易使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中混淆所學(xué)知識(shí)、疲于應(yīng)付。
(2) 由于課程本身具有極強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性,教學(xué)過程中較難把握兩者的輕重。作為選修課時(shí),以上幾個(gè)問題顯得尤為嚴(yán)重。學(xué)生往往對(duì)選修課不夠重視,難以提起學(xué)習(xí)興趣。另外,作為選修課,學(xué)時(shí)相對(duì)較少,學(xué)生又來自不同專業(yè),基礎(chǔ)參差不齊,給教師授課內(nèi)容的組織及進(jìn)度安排也帶來了困難。
針對(duì)該課程特點(diǎn)及選修課學(xué)生的特點(diǎn),我們對(duì)教學(xué)中的一些問題進(jìn)行了深入思考并提出了新的教學(xué)思路,即“五要”,要重視第一次課,要讓學(xué)生始終保持思路清晰,要注意知識(shí)屏蔽,要強(qiáng)調(diào)實(shí)用性,要能增強(qiáng)學(xué)生自我成就感。實(shí)踐表明,這些教學(xué)新思路對(duì)培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)習(xí)熱情,改進(jìn)教學(xué)質(zhì)量具有很好的指導(dǎo)和促進(jìn)作用。
2教學(xué)中的思考
2.1要重視第一次課
很多學(xué)生在選修CG這門課時(shí),不知道它是講什么的,往往會(huì)誤以為只是介紹一種圖形軟件的課程,因此就沒有很明確的學(xué)習(xí)目標(biāo),這也直接導(dǎo)致學(xué)生有怠慢的情緒。作為教師,應(yīng)該在第一次課的時(shí)候就糾正學(xué)生的錯(cuò)誤理解,強(qiáng)調(diào)該課程所學(xué)習(xí)的內(nèi)容,那就是“我們是做一個(gè)圖形軟件,而不是用一個(gè)圖形軟件”。
“萬事開頭難!”在給學(xué)生講第一次課的時(shí)候,如果能讓學(xué)生對(duì)這門課有一個(gè)正確的認(rèn)識(shí),不產(chǎn)生厭煩、畏懼心理,而是建立起學(xué)習(xí)激情、學(xué)習(xí)興趣,確立較清晰明確的學(xué)習(xí)目標(biāo),那么對(duì)今后學(xué)習(xí)這門課的其他內(nèi)容是有很好的指導(dǎo)作用的。
CG已有40多年的歷史,其應(yīng)用已經(jīng)深入到方方面面。就人們經(jīng)??梢越佑|到的廣告、游戲、動(dòng)畫等而言,無一不用到它的知識(shí),將這些實(shí)際應(yīng)用以圖示、動(dòng)畫等形式充分展示在學(xué)生面前,讓學(xué)生看到CG的魅力所在,不但可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,而且可以讓學(xué)生了解到學(xué)習(xí)這門課的用處。在舉例子時(shí),不要只考慮到炫目,應(yīng)該讓這些
應(yīng)用在后繼的學(xué)習(xí)中與相關(guān)內(nèi)容有聯(lián)系,否則如果出現(xiàn)學(xué)生的強(qiáng)烈期望與枯燥現(xiàn)實(shí)的矛盾時(shí),會(huì)挫傷學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。課上,教師可以讓學(xué)生列舉他所認(rèn)為的用到了CG知識(shí)來解決的問題,采用討論的形式,活躍課堂氣氛。課下還可以要求學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)資源、圖書館資源等,去了解如何用CG技術(shù)制作諸如羽毛、雪景、水、海面、火焰等效果,加深學(xué)生對(duì)CG的認(rèn)識(shí)。
總之,第一次課下來,應(yīng)能達(dá)到以下兩個(gè)目標(biāo):
(1) 學(xué)生明確知道了這門課的學(xué)習(xí)內(nèi)容,確立了學(xué)習(xí)目標(biāo)。
(2) 激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)CG的興趣和熱情。
2.2要讓學(xué)生始終保持思路清晰
在教授這門課的過程中,我們發(fā)現(xiàn)有些學(xué)生在學(xué)習(xí)了幾種算法之后,竟然混淆了各算法所解決的問題。究其原因,學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中沒有一個(gè)清晰的學(xué)習(xí)框架和路線,在學(xué)習(xí)一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的時(shí)候,不知道它所處的位置,造成了“只見樹木,不見森林”的情況。
CG其實(shí)就是研究如何利用計(jì)算機(jī)“逼真”地模擬現(xiàn)實(shí)世界景物,而模擬景物的過程可以用圖形流水線來給出如圖1所示。依次將利用流水線上各技術(shù)處理的典型示例及效果圖展示出來,讓學(xué)生知道各部分大致完成的功能,并且要讓學(xué)生知道,在學(xué)習(xí)過程中,他們也可以利用所學(xué)知識(shí)做出同樣的效果,完成同樣的功能,這樣學(xué)生就會(huì)有清晰的學(xué)習(xí)思路,不會(huì)感到混亂,也有了學(xué)習(xí)興趣。采用圖形流水線的順序組織課程內(nèi)容,符合學(xué)生理解問題的邏輯順序,有利于學(xué)生理解課程的知識(shí)結(jié)構(gòu),便于掌握各知識(shí)點(diǎn)間的關(guān)系,可以解決“只見樹木,不見森林”的問題,使學(xué)生始終保持思路清晰,提高學(xué)習(xí)效果。
整體的學(xué)習(xí)思路按照上述流水線來進(jìn)行,而在實(shí)際講解各知識(shí)點(diǎn)時(shí),可以通過加入導(dǎo)航的方式來給學(xué)生提供學(xué)習(xí)線索。如對(duì)Bresenham算法而言,既有畫圓的Bresenham算法,也有的畫直線的Bresenham算法,如果它是在圖2所示的一個(gè)知識(shí)導(dǎo)航鏈上的,學(xué)生就會(huì)很清楚它所處的位置和完成的功能了。這種方式使學(xué)生無論在學(xué)習(xí)哪一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的時(shí)候,都知道自己身處何地,不至于迷失在CG這座“森林”里。
2.3要注意知識(shí)屏蔽
CG涉及到很多方面的知識(shí),如果不采取一定的“知識(shí)屏蔽”措施,學(xué)生會(huì)覺得自己掉進(jìn)了一個(gè)知識(shí)的深淵,變得毫無目標(biāo),這會(huì)極大地影響學(xué)習(xí)熱情。
比如,CG涉及很多數(shù)學(xué)知識(shí),有些學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)比較差,看到這種情況就會(huì)產(chǎn)生畏懼心理。其實(shí)就CG基礎(chǔ)部分來說,涉及到的數(shù)學(xué)知識(shí)是有限的、簡(jiǎn)單的。老師在講授涉及數(shù)學(xué)知識(shí)的部分時(shí),要進(jìn)行必要的數(shù)學(xué)知識(shí)的復(fù)習(xí),但不必講太深。如在學(xué)習(xí)幾何變換時(shí),要涉及到矩陣運(yùn)算,主要是矩陣乘法,那么就可以通過下面的提問方式來做復(fù)習(xí):“求矩陣T12×3和矩陣T23×4的乘法?結(jié)果矩陣的行數(shù)列數(shù)分別是多少?能否求T2×T1?”這個(gè)例子涉及了幾個(gè)知識(shí)點(diǎn),然而都是相當(dāng)基本簡(jiǎn)單的,“第一個(gè)矩陣的列數(shù)要和第二個(gè)矩陣的行數(shù)相同才能進(jìn)行矩陣乘法運(yùn)算”,稍微提示一下學(xué)生就可以回憶起來,這樣學(xué)生就有信心了。千萬不要長(zhǎng)篇細(xì)研,能不講就不講,畢竟在有限的時(shí)間能接受的知識(shí)也是有限的。
CG還涉及到人類視覺系統(tǒng),這是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng),至今人類也沒有完全搞清楚它是怎樣工作的,所以也不要給學(xué)生詳細(xì)講解這個(gè)系統(tǒng),而是能避則避。比如抖動(dòng)技術(shù)的實(shí)現(xiàn),本來只是兩種顏色的圖形簡(jiǎn)單地交錯(cuò)拼接在一起,怎么人眼就會(huì)看到另外一種顏色呢?如圖3所示,黑白方格交錯(cuò),從遠(yuǎn)處看就是灰色。這種情況只講實(shí)際人們的經(jīng)歷體會(huì),而不要太細(xì)地去探究人眼的工作機(jī)理。日常發(fā)生的情況,一說學(xué)生就會(huì)知道有這種現(xiàn)象,至于為什么,不去管它,這種情況只要“想當(dāng)然”地接受就好了。
CG涉及的知識(shí)面太廣,選修課課時(shí)又相對(duì)較少,因此對(duì)很多知識(shí)進(jìn)行“知識(shí)屏蔽”,并“想當(dāng)然”地接受并不是壞事,反而可以讓學(xué)生專注于必要知識(shí)的學(xué)習(xí)。這就像人們想要走過一條路,走到一半時(shí),發(fā)現(xiàn)路面發(fā)生了一些變化,但并不會(huì)影響繼續(xù)行走,與其停下來探究路為什么發(fā)生變化,不如繼續(xù)走下去,畢竟路的問題不是我們要解決的事,這條路我們只是用而已。
2.4要強(qiáng)調(diào)實(shí)用性
學(xué)習(xí)知識(shí)的最終目的是為了解決實(shí)際問題。如果不知道學(xué)的東西會(huì)有什么用、怎么用,學(xué)生就會(huì)感覺到很盲目,沒有目標(biāo),會(huì)喪失學(xué)習(xí)興趣和熱情?!皩W(xué)這有什么用啊?我以后用得著嗎?”,這幾句話是學(xué)生經(jīng)常會(huì)問的問題。有些課程的內(nèi)容可能確實(shí)很難給出具體的應(yīng)用,但CG不同,它是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課,應(yīng)用非常廣泛,應(yīng)用實(shí)例隨手可得,教師應(yīng)該充分利用這種資源,讓學(xué)生看到學(xué)所用,這是調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)積極性、明確學(xué)習(xí)目標(biāo)的一個(gè)非常好的途徑。
如何強(qiáng)調(diào)實(shí)用性呢?在介紹CG理論和算法時(shí),要配合它們?cè)诹餍械膱D形設(shè)計(jì)和動(dòng)畫制作軟件(如AutoCAD、3D MAX、MAYA等)中的應(yīng)用來講解,促進(jìn)理論學(xué)習(xí)和軟件使用形成互動(dòng)。如在介紹真實(shí)感圖形時(shí),播放由計(jì)算機(jī)繪制出來的各種云彩、山峰、海綿等效果,動(dòng)畫片中的各種變形效果等等,這樣本顯枯燥的理論內(nèi)容通過實(shí)際應(yīng)用展示出來,非常有利于學(xué)生理解和接受,也容易激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,進(jìn)一步明確學(xué)習(xí)目標(biāo)。
2.5要能增強(qiáng)學(xué)生自我成就感
這一點(diǎn)放在最后講,是因?yàn)橄鄬?duì)其他幾點(diǎn)來講,它是更加重要的。
通過分析有關(guān)心理因素認(rèn)為:成就感是學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ),是建立主動(dòng)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)的保證,是被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化為主動(dòng)學(xué)習(xí)的橋梁。因此,形成不同程度的成就感,是提高學(xué)習(xí)效果的有效手段。
現(xiàn)在許多學(xué)生為什么厭學(xué)?因?yàn)樗麄冋也坏健俺删透小?。在學(xué)習(xí)上看不到收獲,感到的只是挫折和疲倦,如此這般,想讓他們自覺努力地學(xué)習(xí),是不可能的。所以一個(gè)明智的老師,應(yīng)該研究一下學(xué)生的學(xué)習(xí)心理,想辦法讓他們不斷找到“自我成就感”,保持學(xué)習(xí)的積極性。
對(duì)CG來說,由于實(shí)踐性強(qiáng)、應(yīng)用廣泛,因而講起來其實(shí)更容易些。在講理論課時(shí),充分利用現(xiàn)有的CG應(yīng)用資源,盡量用實(shí)際應(yīng)用中的圖、動(dòng)畫、游戲等來展示,學(xué)生更易接受。一張圖所能傳達(dá)信息的內(nèi)容和速度都是言語所不及的,學(xué)生一看一聽就明白,也就會(huì)愿意繼續(xù)學(xué)習(xí)下去。課上課下還要提供氛圍,加強(qiáng)教學(xué)互動(dòng),可以讓學(xué)生分組討論,讓學(xué)生有時(shí)間思考,也要讓學(xué)生及時(shí)展示他的理解、他的想法,如果能得到肯定,自我成就感油然而生,一定會(huì)鼓舞學(xué)生的學(xué)習(xí)士氣。
在實(shí)踐教學(xué)方面時(shí),實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容應(yīng)是學(xué)生力所能及的,并且鼓勵(lì)創(chuàng)新。當(dāng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己也能有新的想法時(shí),學(xué)習(xí)的快樂會(huì)像一縷溫暖的陽光激勵(lì)他繼續(xù)前進(jìn)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的安排上還要考慮系統(tǒng)性,將每次實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)現(xiàn)的程序綜合到一個(gè)系統(tǒng)上(這個(gè)系統(tǒng)框架最好先由老師事先架設(shè)好)。到學(xué)期末,學(xué)生就會(huì)看到自己的作品――一個(gè)簡(jiǎn)單的圖形系統(tǒng),這無疑是一個(gè)最大的鼓勵(lì)和肯定,也會(huì)讓學(xué)生有繼續(xù)深入學(xué)習(xí)的期望和熱情。
當(dāng)然增強(qiáng)學(xué)生自我成就感并不就是盲目的肯定和夸獎(jiǎng),不能讓學(xué)生產(chǎn)生怠慢的心理,認(rèn)為這門課好學(xué)。必須適當(dāng)增加需要認(rèn)真思考,甚至多人合作、討論才能解決的問題,這樣有伸有縮,才會(huì)既不減學(xué)習(xí)熱情,又不使有怠慢情緒。
3小結(jié)
CG是一門綜合性學(xué)科,有其自身不同于其他課程的特點(diǎn),教授起來會(huì)有一定困難,特別是作為選修課時(shí),會(huì)面臨更多問題。依據(jù)課程特點(diǎn)及教授過程中的心得體會(huì),我們總結(jié)出了以上教學(xué)思路。教學(xué)實(shí)踐表明,學(xué)生普遍反映較好,教學(xué)效果明顯提高。教學(xué)過程中,“學(xué)生是主體”這一點(diǎn)是毋庸置疑的,文中每一個(gè)想法和思路都以學(xué)生為出發(fā)點(diǎn)來思考問題,相信對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)是有幫助的,當(dāng)然這也對(duì)教師的教學(xué)工作提出了挑戰(zhàn)。
參考文獻(xiàn):
[1] 覃雄派. 計(jì)算機(jī)專業(yè)本科的圖形學(xué)實(shí)踐教學(xué)[J]. 計(jì)算機(jī)教育,2007(11):80-83.
[2] 周芳芳,趙穎. 高?!队?jì)算機(jī)圖形學(xué)》教學(xué)改革探索[J]. 科技信息,2008(15):11-14.
[3] 張瑞秋,劉林,王京.計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀與教學(xué)改革[J]. 機(jī)械管理開發(fā),2007(8):6-11.