面向留學生的“計算機圖形學”課程教學研究獲獎科研報告

面向留學生的“計算機圖形學”課程教學研究獲獎科研報告【關鍵詞】計算機圖形學;留學生;教學方法

隨著我國國際影響力的增強，尤其是在“一帶一路”的推動下，很多留學生非常向往來中國接受高等教育，來華留學生教育已成為我國高等教育的一項重要內(nèi)容。教學工作作為留學生工作的關鍵環(huán)節(jié)，各高校都在努力改進留學生教學質量，教學質量的好壞關系著我國留學生事業(yè)的發(fā)展和國際聲譽的維護。由于留學生的國籍、語言以及宗教信仰等方面存在諸多差異，留學生由于來源于不同的國家，前期知識儲備差異較大，部分留學生在數(shù)學基礎及編程能力方面相對薄弱。此外，留學生還具有強表現(xiàn)欲和競爭意識等特點，面向留學生的課程教學內(nèi)容的設計以及課堂教學的管理是一個非常大的挑戰(zhàn)。

另一方面，隨著計算機圖形學技術的不斷發(fā)展，現(xiàn)今計算機圖形學已被廣泛應于各種不同的領域。這些應用需求進一步推動了計算機圖形學技術的發(fā)展，在國內(nèi)外高校的計算機學科的多個專業(yè)中，計算機圖形學已成為計算機及相關專業(yè)本科生的一門專業(yè)主干基礎課程，尤其是隨著增強現(xiàn)實及虛擬現(xiàn)實等新興技術及應用產(chǎn)品的發(fā)展，近年來人才市場對該專業(yè)人才的需求量較大。計算機圖形學是一門理論、技術與應用相結合的技術應用型課程，通過該課程的學習，使學生能夠了解計算機圖形學的發(fā)展，系統(tǒng)地掌握計算機圖形生成與處理技術的基礎原理、算法和實現(xiàn)技術，為以后學習相關課程和從事計算機視覺、科學計算可視化等相關研究工作奠定堅實的專業(yè)基礎。

計算機圖形學學科是個交叉性學科，綜合了計算機科學、數(shù)學、物理學等相關學科的知識，新的應用領域不斷更新拓展。計算機圖形學的理論知識都是建立在良好的數(shù)學基礎之上的，需要通過數(shù)學的推導來展示計算機圖形學中的具體算法。由于留學生的數(shù)學基礎和編程基礎都相對薄弱，而計算機圖形學的內(nèi)容非常豐富、理論難度大、實踐性強，因此，大多數(shù)留學生感到該課程難于理解，疲于應付，很多留學生甚至產(chǎn)生了厭學、教學低效等現(xiàn)象。

綜上所述，本文針對面向留學生的“計算機圖形學”課程，探索探索創(chuàng)新的教學模式和教學方法，提高授課質量，增強留學生的學習主動性和提升留學生的實踐能力。具體的教學改革措施如下：

（1）精簡教學內(nèi)容以及合理安排授課進度。根據(jù)留學生的接受程度，精選圖形學的知識點，主要以基礎知識和基本理論教學為主，建議將難度較大的教學內(nèi)容作為課外選讀內(nèi)容，使留學生專注于最基礎、最核心的算法，從而提升授課質量。比如，光線跟蹤算法涉及的理論和編程實踐難度較大，可以作為課外選讀內(nèi)容。在曲線曲面造型部分，對于曲面，難度較大，理解起來會比較困難，不是非常適合留學生的學習，而曲線的生成算法相比曲面更容易理解，我們可以重點介紹貝塞爾曲線的生成技術和特點。另外，教師應該與時俱進，在課堂上增加圖形學課程的最新研究成果以及最新的應用領域，讓留學生了解計算機圖形學學科的最新發(fā)展前沿，從而增加課堂教學的趣味性。

（2）教師需要教強的外語交流能力，跟留學生建立良好的互動關系。對留學生進行授課教學中，教師可能會存在語言交流障礙，主要體現(xiàn)在兩個方面：一是用英語教學對授課教師提出了更高的要求。二是留學生主要來自于英語非母語的國家，英語交流能力本身也存在著差異。此外，留學生具有不同的文化背景，存在著不同的文化差異。因此，對留學生的授課教學，不僅要求教師需要教強的外語交流能力，還需要教師提前了解他們的國別以及學習基本的文化禁忌，從而能夠與留學生在課上及課后建立良好的互動關系。在與留學生的互動方面，可以采用課堂及課后互動：在課上互動中，可以采用單獨問答及小組討論方式進行。在課下互動中，可以采用創(chuàng)建微信群或QQ群的方式與留學生一起來進行互動。

（3）豐富上機實踐。很多教師在設計實驗課程的環(huán)節(jié)中，沒有充分考慮到實驗項目的應用背景。比如，要求留學生對一些重要的算法進行簡單的編程實現(xiàn)，這樣使得原本很重要的實驗環(huán)節(jié)變成了理論學習的輔部助分，留學生很難將所掌握的基本理論知識與相關應用領域建立起聯(lián)系，更談不上靈活應用與創(chuàng)新。因此，建議將實驗教學內(nèi)容主要分為如下兩部分：一是圖形軟件（如AutoCAD、3DMAX）的使用，這樣即使留學生沒有嫻熟的編程能力也能通過成熟軟件制作圖形;二是編程能力的訓練，以OpenGL為開發(fā)工具，并先給留學生講解和分析OpenGL中的函數(shù)和實例，再讓學生根據(jù)實例進行改編，最終能獨立設計自己的程序。

（4）通過分組學習方式，實現(xiàn)多元化的評價。引導留學生借用互聯(lián)網(wǎng)的豐富資源進行自主學習圖形學相關的理論知識，并結合自身的學習能力和目標任務，以小組合作和討論的形式開展深入學習，學生通過互助小組的學習方式實現(xiàn)自主的對知識進行學習，最后達成學習目標。同時，教師可以采取多元化的評價方式，樹立學生的自信心。比如，充分利用信息化的方式，教師可以建立較為完善的獎勵機制，激發(fā)留學生的學習動力，完成對留學生學習課程的多元化評價。在多元化的評價體系中，教師應當采取和留學生共同評價