于建江
（盐城师范学院信息科学与技术学院，江苏盐城，224002）
摘要：计算机图形学是计算机科学与技术专业一门重要的专业课，该课程理论性强、学习难度大。根据应用型本科教育的特点，本文分析了计算机图形学教学中存在的一些问题，并从教学内容的调整、教学方法的改进、实践教学的强化以及重视过程考核等环节进行了一些教学改革探索。实践表明，这些教学改革对于提高课程教学质量具有比较明显的作用。
关键词：计算机图形学；教学改革；应用型本科
中图分类号：G642文献标识码：A
计算机图形学是研究如何利用计算机显示和处理图形的原理、方法和技术的一门学科，是计算机科学中发展最活跃、应用最广泛的分支之一，也是计算机及相关学科的一门重要专业课［1-3］。课程开设的目的是通过学习，使学生比较系统地获得该学科必要的基础理论和常用的图形生成方法，并掌握图形软件的有关国际标准，为以后学习其他相关课程和从事开发工作奠定坚实的基础。
培养应用型本科人才是高等教育大众化阶段的新任务。应用型本科是以实践应用作为自己最突出的特点和出发点的，其教育方向既要考虑到对社会发展的意义，又要兼顾学科发展的意义［4］。
本文在分析当前应用型本科院校计算机图形学教学中存在问题的基础上，通过调整教学内容、改进教学方法、完善实验教学、重视过程考核等方面对计算机图形学的教学改革进行了一些探讨。
一、计算机图形学教学中存在的问题
在当前应用型本科的计算机图形学教学中，普遍存在下列问题：
（一）学生的期望与教学要求之间的矛盾
经调查，同学们在选这门课时，把计算机图形学与计算机图像处理等课程混淆了，认为学好计算机图形学，就能进行多媒体游戏编程或设计丰富多彩的二维、三维动画。另外，一些计算机图形学教材中有各种彩页，这些彩页引用了当今一些最新的图形学研究成果，制造出几乎乱真的各种图形效果。学生往往以为学习完课程后，就能利用计算机绘制出类似彩页中的效果图，因而在开课之初，对图形学课程充满了好奇与期待。然而作为应用型本科的图形学教学，仅限于掌握基本图形学的概念以及学会一些基本图形的绘制。学生这种过高的期望和实际教学要求之间的落差，会使得他们对该课程的兴趣与日递减。
（二）过分强调数学基础与学生现状的矛盾
应用型本科院校学生的数学基础相对较差，教学计划中也弱化了部分数学内容的要求。传统的计算机图形学教学方案要求学生具有较强的数学基础。这种强调数学基础的教学方案适合数学基础优秀的学生，对于大多数数学功底一般的学生难以适用。
（三）图形学课程与其它课程之间的矛盾
图形学的预修课程很多，不但要求学生熟练掌握许多数学方法，还要掌握程序设计和数据结构等方面的知识。由于一些课程的开设时间较早，不少知识同学们已经忘记。由于计算机图形学课程内容丰富、课时安排紧凑，不可能花太多时间帮同学们复习相关内容。这就要求同学们在课堂教学前要复习较多知识，使他们感觉学习很费力。
（四）教学过程与实际逻辑思维的矛盾
目前国内大部分教材的章节目录的设置基本一
*收稿日期：200824作者简介：于建江（1975
致，都是遵循一种“从底部到顶部”的顺序，即从计算机图形绘制流水线的最底层的硬件设备开始，逐步过渡到高层的真实感图形学绘制算法。这种顺序不符合通常的逻辑思维过程，容易使学生在学完了这门课程之后，只掌握了分散的知识点，却很难将各个知识点串连起来，造成“只见树木，不见森林”。
二、教学改革探讨
为了解决上面提到的应用型本科计算机图形学教学过程中存在的问题，我们进行了教学研究，在此基础上实施了一些教学改革探索，具体认识和做法是：
（一）调整教学内容、激发学习兴趣
教学内容调整的主要思路是：强化重点、注重理解、重视应用、激发兴趣。在教学过程中要讲清计算机图形学的基本原理和概念、重视常用算法设计的讲授、强化培养学生图形设计的能力。
在课堂教学中，应考虑学生接受程度，精选重点内容进行讲解。譬如，对在图形学中位于基础地位的一些算法（Bresenham算法、Cohen-Sutherland算法、光线跟踪算法等），要仔细分析，强调其基本思想。只有使学生掌握了算法的基本思想，才能清楚理解算法的实现，并能对相关算法和理论举一反三、触类旁通。在同学们理解了经典算法之后，可以介绍这些算法的最新研究成果，这样可以培养同学的科研能力，激发学习兴趣。
另外，计算机图形学教学内容还必须与时俱进，要瞄准学科发展的新趋势，将最新的前沿知识引入课程教学。这样，既使学生了解学科发展的情况，又增加课堂教学的趣味性。例如：在讲授计算机图形学在各个领域中的应用及研究前沿这部分内容时，可以先让同学们欣赏Siggraph会议上演示过的视频，了解世界上著名公司、研究组的研究方向和当前进展。
（二）改进教学方法、提高教学质量
计算机图形学涉及大量算法，这些算法是构成图形学的基础，正确理解和掌握它们是学习计算机图形学的基本要求。教材上一般只有算法的文字描述或伪码程序，既抽象又不直观，因此成为学习上的难点。为此可以采用FLASH、Authorware等软件作为开发工具，设计制作图形学算法的仿真演示。这种演示可以将各种枯燥难懂的算法以全新的面目呈现在眼前，而且还具有一定的交互性，能帮助学生对较复杂算法作直观理解。同时，要坚持启发式教学，例如讲解画线算法时，让学生思考：为什么在屏幕能显示一条直线？为什么有时我们感觉直线有锯齿现象？这些问题的思考可以引导学生预习和自学，减轻课堂负担，使课堂教学的目标清晰。也只有这样，才能既发挥教师的主导作用又提高学生的学习积极性。
在进行课堂教学的同时，我们还建立了计算机图形学课程网站，扩展传统教学模式。建立课程网站主要作用有以下几个方面：
1.将教学大纲、授课计划、教学课件及教案等放到课程网站上，以方便同学们把握学习的重点与难点，了解教学进度。另外将一些重点、难点的授课过程录制成视频，可以让同学们课后进一步复习相关内容。
2.可以兼顾到教学大纲要求和同学们的兴趣。课程网站的开设，能促进同学们利用课余时间学习计算机图形学的相关知识，扩大知识面。由于课堂教学时间与内容相对固定，不能满足部分同学对计算机图形
学知识的要求。我们收集整理了大量计算机图形学的相关素材，将它们发布到利用课程网站上，可以解决这个矛盾。
3.充分利用现有网络技术，结合多媒体教学手段的运用，展示计算机图形学的最新研究成果，进一步激发同学们的学习兴趣。
（三）强化实践教学、培养动手能力
计算机图形学的课程特点以及应用型本科的性质决定了实践教学的重要性。实践就是要求学生把所学的知识应用到操作实践当中，并在操作实践当中不断地发现问题、分析问题和解决问题，从而达到本课程的目标：不但掌握计算机图形学的基本概念、基本原理和方法，还能够了解和利用当今计算机图形学的成熟技术从事相关软件的研制与开发。
实验教学内容主要分为两部分：一是相关软件的使用；另一个是编程能力的训练。把这两部分有机地结合起来，能有利于图形学理论和算法的掌握。学会一种或几种流行的图形设计和动画制作软件（如AutoCAD、3DMAX等）的使用，分析计算机图形学在这些软件中的具体应用，如图层、交互技术等，对学习计算机图形学的理论和学习这些软件本身都是非常有益的。
我们把编程能力的训练分为必做的课内验证性实验、课内综合性实验、选做的课外设计性实验等。课内验证性实验主要有：绘图程序设计基础、二维图形生成、二维图形变换及裁剪等。课内综合性实验
长春理工大学学报（高教版）
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主要有三维图形变换、隐藏面的消除等。选做的课外设计性实验是，将同学们分成小组，利用课外时间共同合作完成的《计算机图形学算法演示系统》，将实现的各种算法统一到一个框架中。通过上述三个层次的编程训练，学生们不仅能学习和应用计算机图形学的各种算法，而且还能培养他们团队协作的能力。
课程设计是计算机图形学实践教学的另一个重要环节，是对学生计算机图形学课程以及相关知识的综合测试，是对学生图形设计的问题分析、算法设计与分析、程序设计和调试等能力的考核，是进一步提高教学质量的有效途径。课程设计在课程教学的中后期完成。课程设计的题目以及要求在该课程的中期给出。课程设计任务不宜过难，最好在实验课的基础上进行，可以是实验的综合、改进、完善等。要求在规定的期限内完成所有的文档资料（包括源程序清单、可执行程序等）。课程设计成绩将是课程总成绩的重要组成部分。
（四）重视过程考核，保证教学质量
重视教学的过程化管理与考核是保证教学质量的重要手段。教师要对课堂、作业、实验等环节进行有效
的管理，及时发现和纠正每一环节中存在的问题。我们应在过程中解决教学中的问题，不能让其积累起来，这样就能避免学生因感到该课程难学而导致学习积极性下降。过程化考核体现在评定学生的课程成绩时，要全面考核各重要教学环节（如上课、作业、实验、网络学习、课程设计、期末考试等）的学
习情况，应充分重视平时的学习情况，鼓励在平时作业、实验、网络学习、课程设计中独立思考，并有所创新。
另外，课程网站也记录了同学利用网络课程进行学习的信息，如：登录学习次数、课外阅读内容与反馈情况、在线测试的成绩等等，这些信息都可以量化为相应的成绩计算到课程的最后成绩中。
本文针对当前应用型本科院校计算机图形学教学中存在的问题，根据教学实践，提出了一些教学改革探讨。总的来说，由于计算机图形学的课程特点及应用型本科学生的实际情况，应调整教学内容，做到因材施教，并注意激发同学们的学习兴趣；要充分利用现代教育技术手段，改进教学方法，不断提高教学质量；要强化实践环节的教学，努力增强同学们的动手能力；最后为保证教学质量，要重视过程考核。近几年的教学实践表明，这些教学改革对于提高课程教学质量具有比较明显的作用。
参考文献：
［1］倪明田，吴良芝.计算机图形学［M］.北京大学出版社，1999.
［2］孙家广.计算机图形学（第三版）［M］.北京：清华大学出版社，1998.
［3］吴元斌.“计算机图形学”教学的几点体会［J］.安康师专学报，2004（4）：119
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于建江：应用型本科计算机图形学教学改革初探
第４期
A Preliminary Study of Teaching Reform in Computer
元斌Graphics Course
Yu Jianjiang
（School of Information Science and Technology，Yancheng Teachers University，Yancheng224002，China）
Abstracts：Computer graphics is an important professional course.It is difficult for most students as it contains many abstract concepts.According to the characteristic of the applied undergraduate education，this paper analyzes the existing problems in the teaching and learning of the computer graphics course.Then，it presents some reforms which includs the adjustment of the courses'content，the improvement of the teaching method，the reinforcement of the practicing teaching，and the concentration of practical skills.The actual results show that these reforms have ob-vious effects in the quality of teaching.
Key words：computer graphics；education reform；applied undergraduate courses
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