以能力为导向的计算机图形学教学模式.docx

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以能力为导向的计算机图形学教学模式

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彭辉，刘善梅，翟瑞芳

摘要：传统的教学模式偏重知识传授，强调学生对知识的掌握程度，这在一定程度上使学生具备扎实的专业基础知识，但不利于培养学生的自主学习能力。本文结合笔者多年对计算机图形学教学和课程改革的研究，提出以能力为导向的教学模式，以培养学生的实践动手能力、综合应用能力和创新能力为目标，通过教学内容的优化，教学过程的合理设计以及实验教学的改革，使学生的思维和动手能力明显增强，教学效果显著提高。

关键词：计算机图形学；教学模式；能力导向；教学改革

1研究背景

计算机图形学是计算机科学领域中一个重要而又年轻的学科，它是随着计算机硬件特别是图形显示设备的发展而逐渐产生发展起来的。该学科主要研究利用计算机显示、生成和处理图形的基本原理、方法和技术，涉及数学、物理、计算机、心理学等多个学科的交叉融合，相关问题的讨论往往涉及比较复杂的算法和比较抽象的理论[1]。因此，该课程具有较强的综合性、理论性和实践性。

笔者将“以能力为导向”的教学理念融入计算机图形学教学实践过程中，研究如何恰当地组织教学内容，有效调整教学模式，高效运用教学手段，合理分配实验环节，使学生从“要我学”的被动接受知识型学习模式转变到“我要学”的主动学习型模式。在基本理论和基本技能培养的基础上，更进一步加强实践动手能力和创新能力的培养，达到知识传授和能力培养的有效结合。实践证明，通过一系列改革，我校在提高教学质量，培养学生能力方面都取得了较好成果。

2教学现状

由于计算机图形学具有广泛的应用领域，且该课程名称本身具有吸引力，很多学生在刚刚接触这门课时有极大的兴趣，特别是影视动画和游戏爱好者，都抱着极大的期望，幻想能通过该课程的学习制作精美动画，开发精彩的游戏。然而，在后续的学习过程中，学生的积极性和主动性逐渐消失，学习的信心所剩无几，最终导致整个学习过程变为被动接受。究其原因，主要有以下几点。

1)学科本身难度较大。计算机图形学是建立在传统的图学理论、现代数学和计算机科学基础上的一门新兴学科，涉及多个学科的相关知识，学科交叉繁杂，且新的应用领域又不断拓展，使该学科内容丰富、算法众多、理论性和实践性较强。而当前的教科书大多以基础原理和理论讲解为主，详细展示了多种算法的推导、优化和发展过程，对这些内容的理解需要学生有很好的工科基础，特别是数学基础，也需要教师在讲课过程中有清晰的思路和清楚的表达。即便是这样，也往往造成课堂教学枯燥无味，而学生也经常被这些算法所困扰，产生畏惧心理。

2)教学观念落后。传统的教学观念强调知识传授，看重学生对知识点的掌握、重难点的理解。因此，教师备课时往往根据知识点来安排课堂内容，对大纲中要求的章节重要知识点作较详细的讲解。这样很容易形成满堂灌的课堂局面，学生也自然而然地习惯了老师讲到哪儿就听到哪儿，听到哪儿就学到哪儿，学习主动性和积极性基本丧失。如果学生课下不看书复习，即使每节课的知识点掌握了，也很难完整理解整个知识结构，很难融会贯通所学知识，对知识的理

解只能停留在“只见树木，不见森林”的层面。教学观念的落后也会导致较落后的实验教学，大部分实验停留在算法验证性实验上，不能激发学生的兴趣和主动思考问题、解决问题的科学探索激情。

3)考核方式单一。“以知识为导向”的传统教学观念也导致了考核方式具有单一性，主要以理论考试为主，试题形式主要是填空、选择、判断、名词解释、简答、计算等，试题内容要求尽可能多地涵盖大纲中的知识点。这常常导致学生把大量的精力和时间放在对基本概念和基础知识的理解和记忆上，考试成绩高的学生，有可能动手能力差。因此，这种考核方式无法真正考核学生对知识的掌握及应用能力，也不利于学生创新意识的培养。有些教师也将实验成绩按比例添加到总成绩中，但对实验过程没有好的管理方法，也很难对学生进行客观评价。

4)现状分析。通过以上分析，我们可以得知，计算机图形学若仍采用传统的课堂上讲授理论，课下让学生做实验的教学方式，很难达到预期的教学效果，不利于学生各方面能力的培养，有悖于新时期的人才培养目标。因此，探讨新的教学思路和教学方法，就成了广大教师需要研究的重点内容。

3教学观念改革

在信息技术飞速发展的今天，培养单纯技能型人才已不适应社会需求，市场经济的发展需要大批具有一定创造性的专业人才。因此，教师要在教学过程中转变思想认识，更新教学观念，改变传统教学方式，注重学生合理的智能结构培养，使学生在学习知识的同时提高运用知识、更新知识、扩展知识的能力[2]。

1)教学重点从传授知识转向能力培养。就计算机图形学课程而言，学生能力的培养主要体现在逻辑思维能力、实际动手能力和应用创新能力等方面。逻辑思维能力主要体现在形数转