計算機圖形學教學改革思考論文

計算機圖形學教學改革思考論文

　　計算機圖形學是研究如何在計算機中生成、顯示和處理圖形的一門學科。計算機圖形學具有較高的實用價值，掌握它需要較深的理論基礎(chǔ)，國內(nèi)高等院校均設(shè)置了相關(guān)的本科課程。下面是學習啦小編給大家推薦的計算機圖形學教學改革思考論文，希望大家喜歡!

　　計算機圖形學教學改革思考論文篇一

　　《計算機圖形學教學改革思考》

　　摘要：實踐教學表明，這些措施對提高教學質(zhì)量，加深課程內(nèi)容理解，激發(fā)學生的學習興趣并培養(yǎng)學生綜合能力有積極的作用。

　　關(guān)鍵詞：計算機圖形學 教學改革 教學模式 案例材料

　　1. 引言

　　計算機圖形學是研究如何在計算機中生成、顯示和處理圖形的一門學科。計算機圖形學具有較高的實用價值，掌握它需要較深的理論基礎(chǔ)，國內(nèi)高等院校均設(shè)置了相關(guān)的本科課程。但是，由于各學校以及學校各專業(yè)之間培養(yǎng)目的、學生基礎(chǔ)、師資配備以及課程安排等方面的差異，加之計算機圖形學本身既需要較高的數(shù)學基礎(chǔ)且需要很好的實際編程能力，使得學生在學習過程中普遍感到枯燥無味、無法吸收，難以達到應(yīng)有的教學效果。本文分析了計算機圖形學的課程特點及教學中存在的問題，對計算機圖形學的教學改革進行了一些有益探討。

　　2. 課程教學中存在的問題

　　計算機圖形學是一門理論和實踐兼顧、綜合性很強的交叉學科，涉及內(nèi)容和應(yīng)用領(lǐng)域都很廣泛。以下筆者根據(jù)自身的教學實踐來闡述該課程教學過程中存在的一些問題。

　　(一)學習的積極性

　　對于接觸計算機較多的學生而言，對計算機圖形學的應(yīng)用感受較為深刻，例如賞心悅目的動畫、逼真的游戲場面等。學生初學本課程時，一般均有較高的興趣，但隨著課程學習的持續(xù)深入，發(fā)現(xiàn)課程理論艱深、晦澀難學，與期望值偏差較大，會逐漸影響學習的積極性。

　　(二)先修課程

　　先修課程內(nèi)容的掌握情況直接影響著學生對計算機圖形學課程的學習，先修課包括高等數(shù)學、線性代數(shù)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和程序設(shè)計課程。由于開課多安排在大學四年級，因而數(shù)學知識對學生學習該課程已經(jīng)夠用。本門課程實踐性很強，程序設(shè)計課程知識對學生理解圖形學算法并進行實驗非常重要，掌握不好會使學生做實驗時處處碰壁。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)則用于描述圖形內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使用得當可由基本形體構(gòu)建復雜圖形。

　　(三)授課偏重理論

　　圖形學課程內(nèi)容龐雜，理論內(nèi)涵豐富，數(shù)學公式繁多。要給學生講清楚一個算法，需要從算法來源、圖形實現(xiàn)建模到算法推導等方面著手。老師的很多精力放在了課程內(nèi)容的講授上，學生則被動灌輸了大量知識，然而由于學時有限，學生不能全面動手進行實踐鞏固所學，因此最后對于課程的理解就只限于泛泛的概念了。計算機圖形學是一門實踐性很強的學科，上機實踐是學好這門課的必要手段。但是，由于學時的限制，使原本很重要的實踐活動變成了搭配，上機平臺采用的多是目前已不作為主流平臺的Turbo C，致使學生無法在實驗中學到將來就業(yè)時需要掌握的編程知識，大幅降低學生的上機興趣。

　　3. 教學改革

　　(一)科學使用教學模式

　　在計算機圖形學課程教學中，教學內(nèi)容的選擇是核心，其次是教學模式的選用。加強可視化多媒體教學，運用PPT、flash制作經(jīng)典算法的仿真演示。該措施一方面可以使學生形象直觀地理解教學內(nèi)容，另一方面還可以增加教學的信息量，由此對教學帶來的好處是顯而易見的。電子課件制作應(yīng)盡可能生動有趣、富有創(chuàng)意，盡可能多的準備與教學內(nèi)容有關(guān)的多媒體素材。通過 flash 動畫演示，把復雜枯燥的數(shù)學推導和算法描述成生動有趣的動畫，激發(fā)學生的學習興趣，提高學生的感性認識。傳統(tǒng)的“粉筆+黑板”講課模式也有優(yōu)勢，教師教授起來有聲有色，可通過肢體語言感染學生，提高教師與學生之間的互動性。對于需要嚴謹邏輯推導證明以及需要學生思考的教學內(nèi)容，采用傳統(tǒng)教學模式的效果會更好一些。比如，在講解經(jīng)典圖形生成算法時，對數(shù)學推導過程，可以采用傳統(tǒng)教學模式，這樣便于學生理解，并能給學生留出足夠的思考時間。面向教學的網(wǎng)絡(luò)教學平臺的使用，則為師生之間的課下交流提供了便利條件。為此，根據(jù)學校的實際教學條件，可采取以多媒體教學模式為主，輔之以傳統(tǒng)教學模式，并注重利用課下網(wǎng)絡(luò)教學平臺模式。

　　(二)案例材料設(shè)計

　　為了培養(yǎng)學生的實踐能力，有必要編寫一套與教學內(nèi)容、教學進度相適宜、與教材相配套的教學案例材料。該案例教材可以設(shè)計一個游戲場景為目標，貫穿整門課程從基本經(jīng)典圖形生成算法到高級光照渲染等內(nèi)容，使得學生一步步通過編程實踐，從易到難，有針對性的掌握教學內(nèi)容。

　　(三)調(diào)整授課內(nèi)容和方法

　　由于課程學時短，內(nèi)容多，算法推導繁瑣，因此可在教學過程中對于基本經(jīng)典內(nèi)容重點講授，而相似性內(nèi)容泛講。如針對直線 Bresenham 光柵掃描算法的教授，可選擇從算法的來源、數(shù)學建模、原理算法推導及實現(xiàn)等過程詳細講，而針對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，讓學生自己推導。這樣的教學方式，不僅有助于學生掌握知識，有效的縮短學時，而且有助于培養(yǎng)學生獨立學習的能力。圖形學高級主題部分如真實感圖形學等均有一定的深度和廣度，每一個相關(guān)部分都可看做一個獨立的研究分支，如果全部面面俱到，重點教授，不但學時不允許，學生接受難度大，也超出了一般教學大綱范圍。對這部分內(nèi)容，可選擇少量內(nèi)容深入講，而對其它內(nèi)容采用專題講座的形式。比如對于經(jīng)典的 Phong 光照模型，由于不是很復雜，只要講授方法得當，學生不難理解。因此，可給學生講清其原理、推導及應(yīng)用局限性，并把它作為學生實驗的一部分。考慮到部分學生對實驗過程所依賴的內(nèi)容如點積實現(xiàn)可能會有難度，因此應(yīng)事先為學生準備好這些實驗條件。對于其它的高級主題，可采用講座形式，并給出最新搜集的演示圖片或視頻，幫助學生擴大知識面，以備將來應(yīng)用之需。針對高級主題，采用這樣的教學方法，可以做到有點有面，適當?shù)丶哟笊疃?，確保教學任務(wù)的高效完成。學生不僅學到了必要的知識和方法，開闊了視野，體會到基本原理的應(yīng)用過程和樂趣。

　　4. 結(jié)語

　　經(jīng)過這些年的教學實踐和探索，從教學反饋結(jié)果看，本文所提出的方法和措施學生普遍能夠接受，明顯地提高了學生學習的積極性，使得他們發(fā)自內(nèi)心地意識到抽象理論學習的重要性。同時，在學習過程中學生們也主動加強鍛煉自己的實踐能力，大幅度的提高了綜合能力水平。但是，應(yīng)該看到，計算機圖形學學科發(fā)展日新月異，如何科學合理地將最新的研究成果納入到教學內(nèi)容中，還需要在今后的教學和科研工作中不斷的實踐和探索。

　　作者簡介

　　劉剛(1974-)，男，湖南臨武人，河南科技大學電信學院講師，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，河南科技大學外國語學院講師，碩士，主要研究方向：應(yīng)用語言學。

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