計算機圖形算法探討新生研討課實踐

壽華好

摘要：新生研討課是一種相對比較新穎的教學方式。本文是筆者對2013/2014學年第二學期計算機圖形算法探討新生研討課開設情況進行了回顧和總結，目的是為了以后更好地開設計算機圖形算法探討這門新生研討課，使學生在這個課程里能真正學到一些東西。

關鍵詞：新生研討課；計算機圖形算法；教學實踐

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）01-0131-02

一、引言

“新生研討課”（Freshman Seminar）是由大學知名教授專門為大一新生開設的小班專題討論課程[1-3]。主要教學方式是以小組方式與開課教授就某一專題共同開展研究，在教授指導下開展小組討論，進行口頭辯論和寫作訓練。與其他類型課程不同，新生研討課沒有固定的教材，開課專題可以涉及任何學科領域，由教師依新生的特點自行確定，學校鼓勵交叉學科選題。全校學生不分專業，原則可以根據自身興趣愛好自由選擇一門新生研討課。

我校的新生研討課實踐開始于2013年，經過學校批準，筆者在2013/1014學年第二學期為2013級新生開設了一門新生研討課——“計算機圖形算法探討”，總學時為16學時，學分為1學分，該學分可記為通識教育學分，共分8周進行討論，每周2個學時討論時間。經過為期8周的學習討論，現在已經圓滿結束。計算機圖形算法探討新生研討課計劃每學年一次，在每學年的第二學期開設，并準備長期開設下去，為了在將來更好地開設計算機圖形算法探討這門新生研討課，有必要對第1次開設計算機圖形算法探討新生研討課進行回顧，總結經驗教訓，為以后的計算機圖形算法探討新生研討課實踐作指導。

二、具體開課情況

這次計算機圖形算法探討新生研討課設置的具體內容為：（1）從計算機如何繪制直線段談起（Bresenham算法或中點畫線算法）；（2）中點畫圓算法和中點畫橢圓算法；（3）正負法繪制隱式曲線；（4）直線段裁剪的Cohen-Sutherland編碼算法；（5）直線段裁剪的梁友棟——Barskey算法；（6）Bézier曲線和de Casteljau算法；（7）B樣條曲線和de Boor算法；（8）細分曲線曲面和Chakin算法。學生反映前面的內容比較簡單，后面的內容越來越難。以后開設計算機圖形算法探討新生研討課的時候，這些具體內容可以靈活機動地進行調整。

新生研討課的選課人數限定在8～30人之間，這次一共有17位學生選這個課，17位同學經過自由組合分成7個組，每組負責一個題目，第1次課由于學生沒有準備所以由我主講，后面7次課則由學生主講，學生以小組為單位，根據每個小組選定的題目需要到圖書館以及網上搜集相關資料，做成PPT格式的幻燈片，接下來7次討論則由學生主講，先由學生自己進行探索，建立以探索和研究為基礎的互動型、自主式學習環境，在探索過程中學會該門學科的研究方法，培養學生的創新思維與創新能力。我只在關鍵點進行必要的引導，以免學生誤入歧途。計算機圖形算法這門學科實踐性很強，所以需要學生親自動手進行計算機Visual C++程序編程實現其中一些算法。

三、學生的反饋意見

經過8周學習討論，學生們普遍反映還是有些收獲。比如學生一反映：此次新生研討課，老師讓我們先進行分組，然后分配給每個小組一個課題準備，每次課一個小組對此次課題進行講解，其他小組也可以參與討論探究。這種形式可以說是新生研討課所獨有的，他充分調動了學生的學習積極性，真正讓學生成為了課堂的主人。一開始報這門課時，只是沖著計算機圖形學去的，想學一些計算機圖形學的知識，也對新生研討課沒有概念，以為只是一個稱呼，上課還是平常上課的模式。當第一堂課老師跟我們講了新生研討課的上課模式時，我也有些驚訝與好奇，因為從來都沒遇到過這種上課的模式，同時也覺得這樣真的挺好的，會讓我們對知識有更深的了解。在這次研討課中，也許是因為大家都是第一次體驗這種上課模式，所以學生在上面講的時候，下面的同學還是像平時那樣被動的去接受知識，沒有真正的參與到討論中去。也可能是因為講的學生講解方式不太好，自己感覺有些知識不是那么容易理解，稍稍分一下心，就聽不懂下面的內容了。我也希望下次參加新生研討課時，我們能夠突破這種心理上的障礙，能在課堂上與老師同學一起討論探究知識，真正的學到知識。

學生二反映：轉眼間，為期八周的計算機圖形算法新生研討課即將告一段落了，這八周的新生研討課給了我們一些體驗和感悟，讓我們對大學生活有了更多美好的憧憬。不同于其他的公選課，老師與學生，學生與學生直接是幾乎沒有多少交流的。學生一般都在下面自己做自己的事情，到課率也不高。在我們演示PPT時，老師和學生可以隨時提出問題，這樣的互動可以給引發出更多的思考。給我最大的挑戰及收獲是當我準備Bezier曲線和De Casteljau算法的時候，我查閱了很多關于這方面的資料，這是以前完全沒有涉及過的知識領域，先是自己對這部分內容有了一定程度的了解，再對資料進行整體，做成PPT。雖然課上在臺上講的時候自我感覺不是非常好，但確實是對自己各方面能力的鍛煉。這么多節下來，對中點畫圓算法、正負法畫圓、直線裁剪的Cohen-Sutherland編碼算法、梁友棟-Barsky算法的基本思想已經清楚了，這對今后進一步學習有關計算機圖形方面的知識應該會有所幫助。事實上，這幾個算法的基本思想都異常簡單，對專業知識的要求很低，初學者也很容易接受。所以可以考慮增加探討課的內容，讓我們了解更多經典的計算機圖形算法。課堂上老師還向我們介紹了數學系的擇業與就業情況，這讓我們在大學學習之初就對將來的學習就業局面有了大概的了解，讓我們在今后四年的學習中能夠選擇性的做些準備工作，不至于在面臨抉擇時手足無策。同時也給我們提出了更高的要求，當前的競爭很激烈，作為數學專業的學生，我們應該注重自己的全面發展，光會數學沒有競爭優勢，我們要明確自己的目標并腳踏實地的走好大學生活的每一步才能使自己更有優勢。建議：①能準備相關算法的編程，課堂上演示實現一下，更有吸引力。②可以增加課時，改為16周，以便增加課程內容。③爭取讓每個學生都可以上臺講一下。endprint

學生三反映：這個公選課叫做新生研討課，對于我們這些一直上著傳統的課：老師講，學生聽來說的來說，是第一次以這種形式來上課。我想先來說說這門課的優點：首先，新生研討課讓我們獲得了更多有關自己專業的有用的知識，可以去學習計算機圖形學這門課（跟數學比較相關的）。同時，老師一直跟我們說，可以多多練習自己編程，讓我們數學系這樣不好找專業的學生在大四畢業時能找到一份不錯的工作。其次：新生研討課為我們提供了一個更加廣闊的平臺，一方面是一個鍛煉自己的平臺：自己備課，自己上去講，自己做PPT，自己看書寫講義，在實踐中發現更多的不足，可以去提高。第二個平臺也是這門課最大的優點：新生研討課采用了一種互動的教學方式，學生在課上能夠暢所欲言地與老師進行交流，有什么不懂的立刻就能夠得到解答，充分調動對于學習知識的積極性，對于有興趣的學生來說，對于學習充滿極大的熱情，同時培養積極思考問題的能力。我覺得這門課還有點幾個不足之處：第一：由于當時學生選課，沒有試聽課，對于課中新生研討課完全不熟悉，需要一個適應期，再加上學生上去講課，會導致前面幾節課的效率不高，所以提議老師可以前面可以多帶幾節課！第二：作業布置有點問題。作業要求是學生組成一個隊，然后自己上去講，講完后就可以，然后學期末交一份報告。這會導致很多學生上課打醬油，沒有真正地參與進去。對于這個問題，可以給予一些獎懲，提出問題多的小組可以少做幾個PPT，而平時少提出問題的小組可以多做幾個PPT。總結：通過新生研討課使我們對學習狀態和學習方法有了一種新的認識，對大學有了一種新的認識，促進了自主學習和探索學習，鍛煉了自己的表達、團隊協作等多種能力。新生研討課不是在教我們一門知識，而是在教我如何獲取知識，如何思考問題，這種課程對剛開始大學生活的我們是極為有益的。我們不僅獲得了知識，更重要的是了解了一般的研究問題的方法與過程，對何為研究也有了初步了解。另外，我們嘗試了一種新的學習方式，即基本上完全自主地查找資料、分析資料、獨立思考、參與討論在此過程中領會到了什么是大學里的學習，鍛煉了對陌生領域的領悟能力。這種課值得推廣普及！還有一些學生也提出了反饋意見，總體都是持肯定態度的，這里限于篇幅不一一列舉了。

四、總結與展望

從學生們的反饋意見可以看出來學生對計算機圖形算法探討這門新生研討課基本上是認可的。這種師生互動和小組研討型的新的學習方式不但培養了學生的團隊意識和協作精神，而且鍛煉了學生的文獻搜索能力，文字寫作能力，語言表達能力，以及編程能力，更重要的是培養了學生的批判性思維能力，而這正是中國學生目前普遍較為缺乏的。作為一種新型的教學方式，新生研討課有鮮明特色。作為常規的教師授課學生聽講型課堂教學的輔助，新生研討課這種師生互動型研討式的教學方式將在實踐中不斷發展，不斷完善。

參考文獻：

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