以学生为主体的教学过程设计

1、以学生为主体的教学过程设计教学过程“三要素说”明确了教师及学生在教学过程中的 作用,即教师是教学活动的主导 , 学生是教学活动的主体。 这就表 明教师在教学过程中应以学生为主体 , 从学生的需要和学生学习 的特点出发 ,进行课程的设计和组织 , 从课上和课后的各环节提 高学生学习的积极性、主动性 , 培养其学习能力。“计算机图形 学”是一门综合性学科 , 对学生的代数、几何、数据结构、程序 语言设计语言等基础知识和基本技能有较高要求 , 初学者普遍有 畏难情绪。不过大学生阶段正是其人生逻辑记忆力发展的最高峰 教材内容抽象深奥、 学习质量标准提高恰是促使其逻辑记忆力高 度发展的动力。本文结合大学

2、生的学习特点及教学体会 , 本着一 切教学行为从学生角度出发的原则 , 积极探索、努力挖掘学生主 体的参与性和主动性 , 针对不同的教学内容合理安排教学方法和 环境使学生参与到教学活动中 , 寓能力培养于知识传授中。1 上好第一课 , 激发学生的学习兴趣古人云: “知之者不如好之者 , 好之者不如乐之者” ,可见兴 趣培养的重要性。第一课通常都是绪论课 , 本次课除了使学生对 该课程体系有个总体了解外 , 更重要的任务和目标是激发起学生 对本门课的兴趣。大学生的学习活动具有明确的职业定向性, 它是为毕业后参加职业活动做准备的。为此 , 第一课的教学内容要 解决好“是什么”、 “有什么用”的问题

3、 , 唯有使学生学有所得 ,学有所用 , 才能激发起学生的学习兴趣和学习动力。在教学方法 上 , 教师可以当前学生中比较盛行推崇的某游戏或软件为例子,引出支撑该成果的计算机图形学基本知识、基础理论的重要性。 此外 ,通过丰富的成果图片或演示系统等来展示计算机图形领域 的最新研究成果及其发展趋势 , 使学生能感受到运用所学知识会 带来的成就感和满足感 , 从而激发他们的求知欲望。2 利用概念图技术 , 帮助学生构建知识体系 计算机图形学难学的原因之一就是涉及的内容广 , 难成体 系。概念图技术作为一种知识以及知识间联系表示的强有力方法 可以深刻地揭示复杂概念之间的本质联系 , 建立新旧知识之间的

4、 融汇桥梁 , 从而为学习者提供理解、掌握并在此基础上构建新概 念的便利途径。为此 , 教学研究组将概念图技术引入到计算机图 形学课堂教学中 , 通过对计算机图形学的总体教学内容及各章节 教学内容的讨论 ,形成各层次的认知概念图 ,如图 1及图 2所示。 这样 ,设计概念图的过程就是理顺计算机图形学课程学习内容及 脉络的过程 ,有利于提高学生的分析总结归纳能力 , 同时在教学 过程中,学生会以概念图为学习的流程图 , 在学习各模块知识时 学习目标会特别明确 , 有利于学生正确认识教师的教学进度和自 己的学习进度 , 同时有利于学生思考新知识、 比对旧知识 , 建立起 新旧知识之间的联系 , 概

5、念图将知识体系化的特点有利于帮忙学 生理解和掌握知识。3 从典型习题入手加深对重点难点的理解 , 启迪学生思维加涅的信息加工学习论认为 , 学习是一个有始有终的过程 , 对学生习得信息的复述、 强化有利于提高信息的保持程度。 为此 , 对重点难点问题来说 ,习题课的安排是特别必要的。 以 Bezier 曲 线学习为例 ,这部分知识点涉及的数学概念多 , 数学公式复杂 ,对 于数学基础本不扎实的工科学生来说 , “连续、一阶连续、二阶 连续、主法向量、副法向量、曲率、挠率” 等概念容易混肴 , 学生学习起来有一定难度。题海战术一贯是高考生的杀手锏, 我们在重点难点的讲授上 ,同样引入这一杀手锏

6、, 通过学生做题、 讨 论、师生互动来复述、强化帮助学生获得知识。当然习题的选择 要有代表性 , 对于计算机图形学来说 , 机械工业出版社 ZhiGang Xiang,Roy Plastock 著的“计算机图形学习题与解答”是一本 全美经典的学习指导系列丛书 , 非常有代表性且典型、 面面俱到、 重点突出。我们通常结合授课时学生的反应及课后调研选择恰当 的习题安排习题课 , 习题课尽量让学生先独立思考、然后小组讨 论来完成 , 教师在这一过程中注重把握观察学生解题情况 , 对普 遍存在的问题和难点 ,给予启发式的点拨 , 引导其解题思路。4 恰当选择、适度安排自学内容 , 帮助学生扩展专业信息

7、的 深广度大学生学习除课堂教学这一主要途径外 , 还要按照教学大纲 要求在课外完成一些任务。 课外任务的布置有利于培养学生的自 学能力,使他们学会在明确目标的情况下 , 合理安排时间完成预 期任务。为了使学生及时了解该学科领域的发展动向 , 开阔其眼界,我们通常在课前有针对性地提供一些来自ACMSIGGRAP等图形学领域的顶级国际会议论文成果或相关经典文献供学生阅读。 由于大学生的表现欲和好胜心都特别强 , 所以我们安排其在课前 用510分钟的时间把阅读的资料概述讲给其他学生，一方面抽查了学生的自学效果 , 另一方面也满足了学生的成就心理 , 实践 表明学生对这些课本外的算法背景和应用资料很感

8、兴趣 , 也提高 了他们课程学习的积极性。此外, 我们会结合下次课的教学内容适当布置复习相关数学 知识,为下次课的顺利进行做准备 ,比如在介绍梁友栋 -Barsky 线 段裁剪法时 , 涉及到直线的参数表示这一数学知识 , 根据教学经 验, 学生对直线的参数表示法记忆不扎实影响了后续的听课质量 再比如二维基本变换涉及大量的关于矢量和矩阵的有关内容 , 课 上回顾旧知识是相当耗时的 , 为保证课上能开篇讲授新知识 , 讲 授前安排大家复习是必要的。此外 , 在讲授了直线段扫描转换算 法后 , 圆、椭圆的扫描转换这一节的教学内容也可以安排学生自 学。因为中点画圆算法、 中点画椭圆算法与中点画线算法

9、的基本 思想是相同的。这样 , 既保证了在有限的学时内传授给学生最大 量的新知识 ,又培养了学生的学习兴趣和自学能力。5 注重实践环节 , 学以致用 “计算机图形学”作为一门专业课一般是面向大学三年级 的学生开设的 , 该阶段的大学生面临着职业选择和就业 , 因此实 践能力的培养具有特别重要的意义 , 特别地计算机图形学的特点 及教学目标也决定了实践是必不可少的重要环节。 通过对图形系 统硬件设备及软件实现算法的实践 , 完成的可视化的用户图形界 面及各种应用系统有利于学生从实践中体会到成就感 , 进而有利 于培养其学习兴趣。课程组根据教学内容 , 设计了若干综合各个 知识点的上机实践课 ,旨

10、在使学生掌握图形学的方法 , 增强解决 实际问题的能力。 课程设计了 8学时实践环节 ,题目如: 交互式用 户界面设计、 二维图元的扫描转换算法设计与实现、 二维图形裁 剪算法、 真实感图形设计、 计算机动画程序设计等并以一个综合 的大作业来评价学生的学习情况。在实践这一环节中 , 无论是程 序代码还是课设报告撰写 , 都以模版或教学案例方法促使学生养 成良好的科研规范性和严谨性。6建设网络资源库 , 为学生提供便捷丰富的学习资源 大学生的课程排得不是很满 , 有较多的自学时间 , 教师在课 堂教学中也不可能讲授教材有关内容的一切方面 , 因此教师应努 力为学生创设各种学习平台 ,方便学生课后

11、自学。 为此, 我们进行 了计算机图形学网络资源库建设 , 计算机图形学教学研究组的全 体教师共同努力 ,收集整理计算机图形学相关资料 , 内容涵盖课 程介绍、教学大纲、 教学课件、课堂教学、课程评价、 演示系统、 教师队伍、 教师获奖各方面。 该资源库的建立为学生在任何时间 任何地点自学图形学提供了资料查询的便利条件。 为了使学生了 解计算机图形学领域的最新研究成果及其发展趋势 , 为了使学生 对感兴趣的内容有深入了解和钻研 , 文献整理、完善网站工作还在进行中，拟增加经典论文、著名学术报告、SIGGRAP等图形学方向顶级会议文献、 推荐参考书等内容。 同时拟增加师生互动平 台, 方便教师及时了解学生学习动态、及时解答学生问题。7 结束语