非計算機專業計算機圖形學教學改革初探

趙 英 李 森

[摘要]介紹在計算機圖像學教學中為調動學生積極性,培養學生能力而在教學中采取的若干有別于傳統教學的改進措施。實踐表明這些改進措施對于培養同學的學習興趣,提高同學的綜合素質具有重要的作用。

[關鍵詞]計算機圖形學博客項目設計

中圖分類號:G71文獻標識碼:A文章編號:1671-7597(2009)1110166-01

一、前言

當前,國內大多數高等院校的相關專業都開設了計算機圖形學(以下簡稱圖形學)這門課程。由于各專業的培養目的、師資配備、課程設置以及學生的專業基礎存在較大差異,加之計算機圖形學是一門理論性和實踐性都很強的課程,這使教師在教授圖形學課程的過程中很難把握住重點。如果過于偏重圖形學的基礎理論和算法的講授,學生會感覺學習枯燥無味,難于取得良好的教學效果;反之,如果過于偏重關于圖形學的實際編程能力,又會使圖形學課程淪為程序設計課程,失去了圖形學授課的主旨。這種兩難問題對于非計算機專業而言尤其嚴重。

為此,筆者結合實際教學經驗,對非計算機專業的圖形學課程的教學改革進行了一些探討。

二、非計算機專業圖形學教學中面臨的矛盾

(一)現有的專業課程設置與圖形學預修課程設置之間的矛盾。圖形學的預修課程很多,不但要求學生掌握程序設計和數據結構方面的知識,還要學生熟練掌握許多數學方法。然而非計算機專業的圖形學課程一般被安排在大學二年級,這個年級的學生普遍還只是剛剛掌握一種高級語言,對Windows編程基本上就沒有觸及。

(二)學生的期望與教學要求之間的矛盾。學生在開學之初拿到圖形學教材時,經常會被圖形學教材中的各種彩頁所吸引。這些彩頁引用了當今一些最新的圖形學研究成果,制造出幾乎亂真的各種圖形效果。學生往往以為學習完圖形學課程后,就能利用計算機繪制出彩頁中的效果圖,因而在開課之初,對圖形學課程充滿了好奇與期待。然而作為非計算機專業的學生而言,教學要求其實比較低。僅限于掌握基本圖形學的概念以及學會一些基本圖形的繪制。學生這種過高的期望和較低的教學要求之間的落差,會使得他們對圖形學的興趣與日遞減,直至失去耐心而逃課。

(三)圖形學課程與其它課程之間的矛盾。圖形學對于計算機專業而言,是一門非常重要的專業基礎課。隨著學科的發展和學科之間交融,圖形學對很多非計算機專業的重要性也逐步為人們所認識。然而對于非計算機專業而言,這種重要性仍然受到一些專業課程的沖擊。以筆者所在學校為例,圖形學課程是自動化專業的一門選修課,是仿真專業的必修課。但是在自動化專業的學生的心目中,圖形學課程明顯不如“自動控制原理”重要;在仿真專業的學生心目中,圖形學課程也明顯不如“軟件工程”重要。對圖形學的重視程度普遍不夠。在這種情況下,當圖形學課程與其它課程存在時間上的沖突時,學生的選擇就可想而知了。

三、新的教學改革探索

筆者在教學實踐中以提高學生學習的趣味性和調動學生學習的主動性、積極性為目的,就改進課堂教學、習題、實驗、考試等進行了探索,并積累了一些具有一定實效的辦法。

(一)建立個人博客,擴展傳統教學模式。興趣是最好的老師。增強學生學習圖形學的積極性,關鍵是要抓住他們的興趣點。筆者利用學生們喜歡上網喜歡新鮮事務的特點,建立了個人博客,專門介紹一些有關圖形學的課內課外知識。筆者認為,開設博客,至少起到了三個方面的作用。

一是使同學們不知不覺中利用課余時間學習鞏固了圖形學知識,擴展了知識面。要解決圖形學課程與其它同期開設的專業課程之間的矛盾,充分利用課余時間是突破口。因為正課時間是由培養方案確定好的,一般很難調整。

二是兼顧到了圖形學的教學大綱要求和同學們的興趣。一般來說,教學大綱強調基本的概念算法,同學們則感興趣如何生成漂亮的圖形。

三是部分改變了以教師為中心的教學模式。以教師為中心的教學模式的優點是有利于教師主導作用的發揮,便于教師組織、監控整個教學活動進程。但它忽視了學生的認知主體作用,不利于具有創新思維和創新能力的創造型人才的成長。這勢必導致學生的學習效率低下,發散性思維、逆向思維被束縛,主動性無從發揮。

(二)撰寫每周小結,改革傳統作業模式。傳統課后作業的布置都是在教材后的習題中挑選一定量的題目。筆者在授課中放棄了這種做法,取而代之的是要求學生們每周上交一份小結,內容涉及一周來通過圖形學的課程學習,掌握了哪些知識,哪些沒有聽懂,對老師有沒有更好的建議等等。利用小結代替傳統的習題在學生中產生了很大反響。大家紛紛表示喜歡這種作業的方式。一方面,從教師角度出發,這種小結有利于教師了解學生的心理動態,了解自己授課的得失,有利于進一步改進教學質量;另一方面,從學生角度出發,這種小結客觀上促進學生進行課后復習,鞏固了課堂效果,而且內容靈活,可長可短,減輕了學生的課業負擔。

(三)利用電子信箱提交作業,改革傳統作業提交方式。即便是這種個性化的作業布置方式,有些學生還會采用抄襲的方式完成作業。為此筆者要求學生們采用電子信箱的提交方式。這樣如果出現兩份雷同的作業,教師便可以通過郵件到達的先后關系確定誰是抄襲者。這一招徹底斷絕了“懶漢”的僥幸心理,筆者從此收到的都是各具特色的小結,盡管有些小結短小得令人驚訝。

(四)設置免試制度,改革傳統一考定乾坤的成績評定模式。在成績評定方面,筆者著眼于培養學生能力,端正學習目的,在圖形學考核中設置免試制度。在學期之初,筆者就向學生們宣布本課程的成績評定由兩部分構成:平時成績和閉卷考試。其中平時成績主要由小結和圖形程序設計兩部分構成。平時成績和閉卷考試的成績各占50%。同時,還提出一個選做的項目設計題。如果項目設計出色,可以免試。學生普遍對閉卷考試有畏懼心理,如果能夠得到免試資格,一是成績有了保障,另外也是一種榮譽。此措施出臺后,學生的程序設計作品的質量明顯提高,有的甚至可以達到了普通本科畢業設計的水平。免試制度并非等價于放棄考試。有些學生在獲取免試資格后,仍然參加了考試。因為如果閉卷考試成績達到一定的分數線后,總成績還可以酌情上浮。這種辦法使學生明白,不論是項目設計還是準備考試,都需要投入精力;只有努力耕耘,就會有收獲。

四、結語

由于圖形學的應用廣泛,不同學科的特點各不相同,可在教學上“因地制宜”尋求各自合適的模式。但歸根到底都應把培養學生的綜合應用能力及創新能力做為最終目標,培養出適合我國現代化建設需要的人才。

參考文獻:

[1]Hearn,Baker著,蔡士杰等譯,計算機圖形學(第二版),北京:電子工業出版社,2002.

[2]傅學慶、張義文、楊曉鋒,非計算機專業計算機圖形學教學模式新思考,衡水學院學報,2005,7(3):23-24.

[3]蔣志潔,計算機圖形學教學體會,中山大學學報論叢,1998.2.