基于微助教的計算機圖形學教學改革與創新

【摘要】作為一門理論性強、算法多、難度逐漸增大的課程，學生在學習《計算機圖形學》過程中存在熱情欠缺、動力不足、編程思維薄弱等問題。針對以上這些問題，本文提出結合微助教的計算機圖形學教學方式，通過微助教可以實現以下目的：1.學生可以將遇到的問題實時地反映和討論;2.教學與考核方式可以得到豐富。同時，進一步地提高學生的學習熱情，改善學習動力，鍛煉編程思維，最終提升教學效果以及達到預期教學目標。

【關鍵詞】計算機圖形學? 微助教? 教學改革

【基金項目】本項目受教育部新工科研究與實踐項目“新經濟背景下物聯網工程專業新工科人才培養模式研究與實踐”資助。

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2020）15-0239-01

1.引言

《計算機圖形學》是江南大學物聯網專業的一門專業選修課，主要研究計算機表示、處理和繪制圖形的原理及算法，是人與計算機之間直觀交互的高效手段[1]。截止目前，《計算機圖形學》在多數高校的計算機、數字媒體、以及物聯網專業開設。然而，《計算機圖形學》具有理論性強、算法多、難度逐漸增大等特點，使得學生在學習的過程中往往存在一定的畏難情緒。與此同時，《計算機圖形學》的學習涉及大量的編程，對此編程基礎薄弱的同學也會存在一定程度的抵觸情緒。

傳統的教學模式側重于理論的教學，往往理論學時占主導地位，以江南大學物聯網專業為例，在總計32學時的課程中，實驗只有8個學時，這一情況導致存在理論教學與實踐嚴重脫節的現象，最終造成學生缺乏將理論知識應用到實踐中的能力，更不具備通過實踐來加深對于理論知識的記憶和加強對于理論知識的理解。

綜上所述，對《計算機圖形學》這門課程的課堂教學進行改革與創新十分必要。

2.計算機圖形學教學過程中存在的具體問題

2.1 問題反饋以及共享的不及時和不充分

由于《計算機圖形學》的學習涉及大量的算法和編程，往往需要具備一定的邏輯推理能力和編程思維，同時在遇到問題時，需要及時地解決問題，才能夠進一步地完成作業。然而，在傳統的教學過程中，學生習慣于在課后找到老師，反映自己在學習的過程中所遇到的問題，然后與老師完成一對一的答疑。然而，在其他同學遇到類似問題時，將再次找到老師進行釋疑，由于老師答疑時間的固定性，使得問題難以得到及時的解決。

2.3 教學與考核方式的單一化

《計算機圖形學》目前依舊沿襲傳統的教學形式，在課堂上形成以教師為主，學生為輔的狀態，難以積極調動起學生的學習興趣，同時，由于《計算機圖形學》課程本身的特點，一堂滿滿的理論講解，學生往往難以消化，進而導致學習的主觀能動性變差。同時，多數的考核方式仍舊是針對教學大綱知識點的死記硬背，無法與《計算機圖形學》課程的實踐特性相匹配，因此，難以實現真正的考核。

3.基于微助教的教學改革與創新

作為一個微信公眾號，微助教能夠提供課堂簽到、課堂測試、課堂討論等多種互動功能，以游戲化思維鼓勵學生積極參與課堂互動，以便捷操作鼓勵教師積極開展教學實踐與創新，化繁為簡，對癥下藥，提高教學效率 [2]。

通過微助教，學生可以用手機在課堂中簽到、答題和討論。出勤率、課堂研討、虛擬論壇發言、平時作業和小測驗等都可以記錄下來，便于老師對學生學習全過程進行持續觀察，作出最后發展性的評價 [3]。

3.1 基于微助教的問題反饋與討論

在微助教中的“討論”模塊，提供給學生一個平臺進行討論，當學生在學習的過程中遇到問題，可以將該問題發送到“討論”模塊，這樣可以達到以下兩個目的：（1）其他遇到類似問題的學生，可以相互之間進行討論，以便快速解決此類問題;（2）當有學生解決了此問題時可以將解答方案放到“討論”模塊中，這樣其他學生可以根據此方案快速釋疑。借助于“討論模塊”，可以最終達到問題的反饋與討論的及時性，進而保持住學生的學習動力以及興趣。

3.2 基于微助教的教學和考核方式的豐富化

為了豐富化《計算機圖形學》的教學和考核方式，分別使用微助教的“簽到”、“答題”、“互評”模塊。其中，“簽到”模塊可以實現快速的點名，同時在最后的評分階段，自動完成出勤的考核。“答題”模塊則使教師可以在課堂出題，同時針對學生的回答，可以“上墻”展示給所有學生查看，最后通過“互評”模塊完成評分。

但是，利用微助教實現教學模式的改革與創新也存在一定的弊端，使用手機協助教學，如何確保學生在正確地使用手機，而不是利用手機做其他與學習無關的事情，譬如看新聞、玩游戲等。

4.結束語

通過對《計算機圖形學》這門課程的教學改革，我們取得了不錯的教學效果，首先，基于微助教的問題反饋與討論，學生的學習積極性和主動性被充分調動;其次，通過微助教豐富化教學和考核方式，提高了學生的思考能力;再者，通過“答題”和“互評”等模塊的使用，實現了以學生為主體的教學過程，學生能自主完成答題與評分，其在掌握理論知識的同時，理論學習能力以及實踐能力得到明顯的提高，達到了預期的教學目標。

參考文獻：

[1]何援軍.計算機圖形學. 機械工業出版社， 2016.

[2]張丹萍.基于微助教的高等數學課堂教學改革與實踐[J].教育教學論壇，2018（05）：105-107.

[3]譚志虎.微助教對高校大班課堂互動教學的重構[J].現代教育技術，2018（01）：107-109.

作者簡介：

謝捷，副教授，博士，主要研究方向為模式識別和人工智能、聲音信號處理、車輛行為學分析。