计算机图形学教学中的差别培养

1、 计算机图形学教学中的“差别”培养 韩峰+赵庆展+汪传建+川Summary： 针对高校计算机图形学教学中存在的问题，从学生学习目的角度进行分析，把学生分成了学分类、考研类和应用类。提出满足不同类别学生学习需求的“差别”培养目标，给出了差别化教学设计、差别化教学策略和差别化考核评价方式等具体操作方法。实践表明，基于“差别”培养的教学方式能够显著激发学生的学习自主性，提高教学效果，具有很好的教学适用性。Keys： 计算机图形学； 学习目的； 教学； “差别”培养G642.0 ：A ：1006-8228（2017）02-73-030 引言高校开设计算机图形学的目的在于让学生掌握计算机图形生成与处理技

2、术的基础知识、基本原理和方法1，熟悉该课程涉及的思维方式，培养开发和设计图形相关软件的能力，为在这一领域深入学习和研究奠定基础。由于该课程涉及数据结构、算法、应用数学、物理学等内容，理论难度大、实践性强2，而学生的相关基础知识掌握差次不齐，特别是本科生没有图形学相关领域的科学研究经历和有关项目编程经验3，因此计算机图形学教学一直是高校计算机教学中面临的重要问题4-5。本文提出的培养方法从划分学生学习目的方面入手，把学生分为三个类别，针对不同类别的学生提出“差别”培养策略。1 类别划分计算机图形学课程一般是在大学三年级开设的，进入三年级以后大多数学生学习态度端正，有一定的学习积极性，但一二级的学

3、习积累下来了一些问题。有的学生专业基础能力积累较差，有的学生动手操作能力较差，大部分学生独立解决问题的能力没有得到较好的培养。几乎所有学生还存在着依赖性，不愿意自己探究知识，没有好的学习习惯，需要教师在课程教学中进行渗透。由于上述的成长环境和个人追求等诸多原因，学生对于计算机图形学的学习目的差别很大。根据学习目的不同，在计算机图形学的教学中可将学生分为三个类别：学分类：谈不上兴趣，无明确目标，所学专业开了这门课，不特别为什么目标而学习，只是为了拿学分。考研类：有一定兴趣，想学好这门课，为以后考入相关专业的研究生做准备。应用类：很有兴趣，想学好这门课，掌握相关的应用和开发，积累一定的经验，为以后

4、进入相关的领域（图形图像处理、游戏开发、交互式图形系统设计、图形应用开发）从事相关工作做准备。2 “差别”培养目标“差别”培养是为了满足学生不同学习目的和个体差异的需求，针对不同类别的学生采用不同的教学要求，差别性教学是有的放矢的进行教学，体现因材施教，并不是把部分学生排除在外。为不同类别的学生设置不同的目标是差别性教学的重要环节。拿学分类的培养的目标以掌握课程考试重点知识内容为主，实践训练以应用工具的熟练使用为方向；考研类学生的培养目标是理论为主，实践为辅，以深度掌握课程知识和提升探究性思维为主，实践训练可辅以课后编程习题；应用类学生的培养目标是以实践为主，理论和开发类任务并重。3 “差别”

5、培养策略3.1 “差别”化教学设计基于上述“差别”培养目标，计算机图形学课程的“差别”化教学可作如下总体设计：教学内容划分为课程基础内容、考试重点内容、探究性内容和实践性内容四个方向。以三个类别学生的学习目的为主线梳理教学内容，分方向定位知识点，将各章节知识点归纳到四个方向，这个知识梳理的过程从理论课、实验课和课程设计三个方面同步进行。但是，由于受班級授课制的限制，三种类别的学生都在同一班级，教师需对全体学生采用统一的教学方式，无法体现“差别”培养学生的个体差异。因此，课堂教学设计也尤为重要。为了配合课程的整体教学设计，课堂教学可作以下统一部署：本次课结束时，要求学生提前预习下节课内容，锻炼学

6、生的独立思考和对问题的总结能力，以提高听课效率；课堂教学中，运用引导式教学引出重点难点，运用讨论式教学分析重难点问题引出讲课重点，以提高学生的课堂参与度；设计课后思考作业，要求不同类别的学生从教材、文献、网络等多种渠道中获取相关知识，激发学生主动探究思考问题和解决问题的能力。3.2 “差别”化教学策略 科学合理的分类计算机图形学课程“差别”培养的首要任务就是对学生进行科学合理的分类，不同于进入大学之前的高中生、初中生和小学生，大学生普遍有自己独立的思想和判断，因此类别的划分主要以学生自我判断为主。分类的原则是自我判断和自愿，但教学的内容和过程应该是公开、公正和透明的，“差别”培养的目的是满足不

7、同类别学生的学习目的，体现的是因材施教而不是区别对待。 “差别”化的学习任务课程教学内容划分为基础内容、考试重点内容、探究性内容和实践性内容四个方向，各类学生的“差别”化学习任务是比较明确的。课程基础内容和考试重点内容是三类学生共同的学习任务，所不同的是拿学分类学生以这两类内容为主，考研类学生以探究性内容为主，应用类学生以实践性内容为主。 “差别”化的教学方式高等院校教师可以充分利用自身资源开展教学、实验实践、科研三位一体的教学方式，让拿学分类学生多参与课程的教学活动、应用类学生多参与课程的实验活动及教师的开发类课题、考研类学生多参与教师的科研课题。通过把课程的理论内容、实验、课程设计及毕业设

8、计纳入一体，使得课堂的理论能及时准确地在实验中检验，实验中的问题能在课堂中及时处理，学生参与科研活动，使科研成果能及时反应于教学中，让学生学到最前沿知识和实用技术，为学生的能力培养提供有力支持。“差别”化的教学方式改变了以往教师科研成果无法及时反应于教学实践、学生难以接触到前沿知识和真正实用技术的科研和教学相脱离的现状，为专业学生的能力培养提供了一套可执行、可复制的三位一体的教学方式。3.3 “差别”化考核评价 由于大学生是介于成年和未成年之间的半社会化群体，他们的可塑性很强，因此依据学习目的划分学生不能是一成不变的，随着学生思想的变化和对专业的理解及同学之间的交流，学生所处的类别会有所变化，

9、“差别”化的考核也要适应这种变化。“差别”化考核评价应采用综合评价的方式，不能再以单纯的考试分数来评价。为了评价应用类学生对实践性内容的掌握情况，教师可以要求应用类学生提交他们的设计类作品、实验报告、技术学习报告等，让教师对他们的实践技术掌握情况和动手能力提高情况进行评估，折合成一定比例作为课程成绩的重要组成部分。由于考研类学生对自身要求和自律性高，他们对于课程基础内容和考试重点内容的掌握是出于自发性，因此对他们的评价主要是以探究性内容为主，教师可以要求他们查看最新文献，以综述类作业或给全班作技术报告的完成情况作为课程成绩的重要组成部分。对于拿学分类的学生采取的评估方式主要是以课程内容小结和课

10、后作业完成以及实验任务的完成情况作为他们课程成绩的组成部分，对他们要高标准、严要求，促使他们掌握好考试重点内容，避免不及格拿不到学分的情况出现。这种成绩评价形式可以采用单一教师评估、多名教师对学生的答辩评估及学生之间、小组之间的讨论式评估，主要目的是鼓励各类学生的学习自主性，让他们向更深、更高的技术层次发展，充分发挥他们的主观能动性。“差别”化考核评价方式不需要特别关注哪一类或哪一个学生的发展，而是要注重激发每一个学生的潜能，为各类学生都提供适合其发展的有针对性的考核方式，让每一类学生在课程学习中都能够有所收获和有所领悟。4 结束语本文从分析学生学习计算机图形学的不同目的入手，提出了满足不同类别学生学习需求的“差别”化培养教学方法，多年的教学实践表明，基于“差别”培养的教学方法可顯著提高计算机图形学课程的教学效果，能够最大限度的激发学生的学习自主性。“差别”培养的教学方法具有很好的推广应用价值，不但对计算机专业相关的其他课程改革具有指导意义，对高校其他专业课程的教学改革也有一定的参考意义。在今后的教学改革中，“差别”培养的教学方法应以提高学生的创新能力为目标继续完善。Reference（Reference）：1 孙家广，胡事民.计算机图形学基础教程M.清华大学出版社，2005.2 严圣华.计算机图形学教学模式探讨J.长江大学学报（自然科学版），2