計(jì)算機(jī)圖形學(xué)教學(xué)改革思考論文
計(jì)算機(jī)圖形學(xué)教學(xué)改革思考論文
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(mén)學(xué)科。計(jì)算機(jī)圖形學(xué)具有較高的實(shí)用價(jià)值，掌握它需要較深的理論基礎(chǔ)，國(guó)內(nèi)高等院校均設(shè)置了相關(guān)的本科課程。下面是學(xué)習(xí)啦小編給大家推薦的計(jì)算機(jī)圖形學(xué)教學(xué)改革思考論文，希望大家喜歡!
計(jì)算機(jī)圖形學(xué)教學(xué)改革思考論文篇一
《計(jì)算機(jī)圖形學(xué)教學(xué)改革思考》
摘要：實(shí)踐教學(xué)表明，這些措施對(duì)提高教學(xué)質(zhì)量，加深課程內(nèi)容理解，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣并培養(yǎng)學(xué)生綜合能力有積極的作用。
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
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(mén)學(xué)科。計(jì)算機(jī)圖形學(xué)具有較高的實(shí)用價(jià)值，掌握它需要較深的理論基礎(chǔ)，國(guó)內(nèi)高等院校均設(shè)置了相關(guān)的本科課程。但是，由于各學(xué)校以及學(xué)校各專(zhuān)業(yè)之間培養(yǎng)目的、學(xué)生基礎(chǔ)、師資配備以及課程安排等方面的差異，加之計(jì)算機(jī)圖形學(xué)本身既需要較高的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)且需要很好的實(shí)際編程能力，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中普遍感到枯燥無(wú)味、無(wú)法吸收，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(wèn)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)中存在的問(wèn)題
計(jì)算機(jī)圖形學(xué)是一門(mén)理論和實(shí)踐兼顧、綜合性很強(qiáng)的交叉學(xué)科，涉及內(nèi)容和應(yīng)用領(lǐng)域都很廣泛。以下筆者根據(jù)自身的教學(xué)實(shí)踐來(lái)闡述該課程教學(xué)過(guò)程中存在的一些問(wèn)題。
(一)學(xué)習(xí)的積極性
對(duì)于接觸計(jì)算機(jī)較多的學(xué)生而言，對(duì)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的應(yīng)用感受較為深刻，例如賞心悅目的動(dòng)畫(huà)、逼真的游戲場(chǎng)面等。學(xué)生初學(xué)本課程時(shí)，一般均有較高的興趣，但隨著課程學(xué)習(xí)的持續(xù)深入，發(fā)現(xiàn)課程理論艱深、晦澀難學(xué)，與期望值偏差較大，會(huì)逐漸影響學(xué)習(xí)的積極性。
(二)先修課程
先修課程內(nèi)容的掌握情況直接影響著學(xué)生對(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(xiàn)性代數(shù)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和程序設(shè)計(jì)課程。由于開(kāi)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)該課程已經(jīng)夠用。本門(mén)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)生做實(shí)驗(yàn)時(shí)處處碰壁。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。
(三)授課偏重理論
圖形學(xué)課程內(nèi)容龐雜，理論內(nèi)涵豐富，數(shù)學(xué)公式繁多。要給學(xué)生講清楚一個(gè)算法，需要從算法來(lái)源、圖形實(shí)現(xiàn)建模到算法推導(dǎo)等方面著手。老師的很多精力放在了課程內(nèi)容的講授上，學(xué)生則被動(dòng)灌輸了大量知識(shí)，然而由于學(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(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，上機(jī)實(shí)踐是學(xué)好這門(mén)課的必要手段。但是，由于學(xué)時(shí)的限制，使原本很重要的實(shí)踐活動(dòng)變成了搭配，上機(jī)平臺(tái)采用的多是目前已不作為主流平臺(tái)的Turbo C，致使學(xué)生無(wú)法在實(shí)驗(yàn)中學(xué)到將來(lái)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
(一)科學(xué)使用教學(xué)模式
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。該措施一方面可以使學(xué)生形象直觀(guān)地理解教學(xué)內(nèi)容，另一方面還可以增加教學(xué)的信息量，由此對(duì)教學(xué)帶來(lái)的好處是顯而易見(jiàn)的。電子課件制作應(yīng)盡可能生動(dòng)有趣、富有創(chuàng)意，盡可能多的準(zhǔn)備與教學(xué)內(nèi)容有關(guān)的多媒體素材。通過(guò) flash 動(dòng)畫(huà)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(huà)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)。傳統(tǒng)的“粉筆+黑板”講課模式也有優(yōu)勢(shì)，教師教授起來(lái)有聲有色，可通過(guò)肢體語(yǔ)言感染學(xué)生，提高教師與學(xué)生之間的互動(dòng)性。對(duì)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，采用傳統(tǒng)教學(xué)模式的效果會(huì)更好一些。比如，在講解經(jīng)典圖形生成算法時(shí)，對(duì)數(shù)學(xué)推導(dǎo)過(guò)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。面向教學(xué)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的使用，則為師生之間的課下交流提供了便利條件。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)模式。
(二)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(xiě)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(mén)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(guò)編程實(shí)踐，從易到難，有針對(duì)性的掌握教學(xué)內(nèi)容。
(三)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(guò)程中對(duì)于基本經(jīng)典內(nèi)容重點(diǎn)講授，而相似性?xún)?nèi)容泛講。如針對(duì)直線(xiàn) Bresenham 光柵掃描算法的教授，可選擇從算法的來(lái)源、數(shù)學(xué)建模、原理算法推導(dǎo)及實(shí)現(xiàn)等過(guò)程詳細(xì)講，而針對(duì)圓和橢圓等其它相似圖形，則只講清原理和關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)，讓學(xué)生自己推導(dǎo)。這樣的教學(xué)方式，不僅有助于學(xué)生掌握知識(shí)，有效的縮短學(xué)時(shí)，而且有助于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)的能力。圖形學(xué)高級(jí)主題部分如真實(shí)感圖形學(xué)等均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)生接受難度大，也超出了一般教學(xué)大綱范圍。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(zhuān)題講座的形式。比如對(duì)于經(jīng)典的 Phong 光照模型，由于不是很復(fù)雜，只要講授方法得當(dāng)，學(xué)生不難理解。因此，可給學(xué)生講清其原理、推導(dǎo)及應(yīng)用局限性，并把它作為學(xué)生實(shí)驗(yàn)的一部分?？紤]到部分學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程所依賴(lài)的內(nèi)容如點(diǎn)積實(shí)現(xiàn)可能會(huì)有難度，因此應(yīng)事先為學(xué)生準(zhǔn)備好這些實(shí)驗(yàn)條件。對(duì)于其它的高級(jí)主題，可采用講座形式，并給出最新搜集的演示圖片或視頻，幫助學(xué)生擴(kuò)大知識(shí)面，以備將來(lái)應(yīng)用之需。針對(duì)高級(jí)主題，采用這樣的教學(xué)方法，可以做到有點(diǎn)有面，適當(dāng)?shù)丶哟笊疃龋_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，開(kāi)闊了視野，體會(huì)到基本原理的應(yīng)用過(guò)程和樂(lè)趣。
4. 結(jié)語(yǔ)
經(jīng)過(guò)這些年的教學(xué)實(shí)踐和探索，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，使得他們發(fā)自?xún)?nèi)心地意識(shí)到抽象理論學(xué)習(xí)的重要性。同時(shí)，在學(xué)習(xí)過(guò)程中學(xué)生們也主動(dòng)加強(qiáng)鍛煉自己的實(shí)踐能力，大幅度的提高了綜合能力水平。但是，應(yīng)該看到，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)學(xué)科發(fā)展日新月異，如何科學(xué)合理地將最新的研究成果納入到教學(xué)內(nèi)容中，還需要在今后的教學(xué)和科研工作中不斷的實(shí)踐和探索。
作者簡(jiǎn)介
劉剛(1974-)，男，湖南臨武人，河南科技大學(xué)電信學(xué)院講師，博士，主要研究方向：圖形圖像處理、智能控制，軟件工程。
張丹(1980-)，女，河南科技大學(xué)外國(guó)語(yǔ)學(xué)院講師，碩士，主要研究方向：應(yīng)用語(yǔ)言學(xué)。
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