泛在學(xué)習(xí)下獨立學(xué)院《計算機(jī)圖形學(xué)》混合式教學(xué)構(gòu)建

摘 要：文章從泛在學(xué)習(xí)的特征出發(fā)，分析了《計算機(jī)圖形學(xué)》課程特點，闡述了泛在學(xué)習(xí)的情境下混合式教學(xué)的開展方法。提出將SPOC混合學(xué)習(xí)模式與PBL教學(xué)法應(yīng)用于《計算機(jī)圖形學(xué)》教學(xué)中，通過教學(xué)實踐，取得了良好的效果。

關(guān)鍵詞：泛在學(xué)習(xí)；混合式教學(xué)；計算機(jī)圖形學(xué)

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2096-000X（2018）14-0127-03

Abstract： Based on the characteristics of ubiquitous learning， this paper analyzes the characteristics of Computer Graphics， and expounds the methods of blending teaching under the background of ubiquitous learning. This thesis proposes that SPOC blending learning mode and PBL teaching method should be applied to the teaching of Computer Graphics. The teaching practice indicates that the teaching effect is good.

Keywords： ubiquitous learning； blending teaching； Computer Graphics

移動互聯(lián)技術(shù)的飛速發(fā)展以及智能手機(jī)全面普及，民眾的生活方式、思維方式都在發(fā)生改變，對于學(xué)生而言，一種新的學(xué)習(xí)方式——泛在學(xué)習(xí)（Ubiquitous Learning）應(yīng)運而生，它提供給學(xué)習(xí)者的是一種任何人可以在任何地方、任何時刻獲取所需的任何信息的方式。它的出現(xiàn)給教育帶來了新的生機(jī)和發(fā)展[1，2]。

獨立學(xué)院教學(xué)質(zhì)量的高低，直接影響到人才培養(yǎng)的質(zhì)量，而人才培養(yǎng)質(zhì)量的好壞影響著獨立學(xué)院的招生人數(shù)和社會聲譽，最終影響著獨立學(xué)院能否穩(wěn)健發(fā)展的重要因素。獨立學(xué)院的學(xué)生入學(xué)成績偏低，課堂學(xué)習(xí)的主動性和自覺性較差，喜歡生動有趣的教學(xué)形式，對死記硬背的理論知識比較抗拒[3]。大多數(shù)獨立學(xué)院學(xué)生思維活躍，眼界開拓，學(xué)習(xí)熱情很容易被新生事物所激發(fā)，泛在學(xué)習(xí)環(huán)境有利于學(xué)生超越時空和地點的限制，隨時隨地進(jìn)行學(xué)習(xí)，知識的來源、觀點的交流不再局限于老師和書本。混合教學(xué)模式為獨立學(xué)院的課程教學(xué)改革提供了一種新的思路。

《計算機(jī)圖形學(xué)》是計算機(jī)科學(xué)中發(fā)展最活躍、應(yīng)用最廣泛的分支之一，選擇這門課程進(jìn)行教學(xué)改革實驗，除了它的廣泛應(yīng)用性，更重要的是它具有培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)知理解能力、邏輯思維能力、程序設(shè)計能力的潛在價值，從中學(xué)到探索知識的思想和方法，為以后學(xué)習(xí)其他相關(guān)課程和從事開發(fā)工作奠定堅實的基礎(chǔ)[4]。

一、研究現(xiàn)狀分析

泛在學(xué)習(xí)真正用于現(xiàn)實課堂中，必須有基礎(chǔ)設(shè)施的構(gòu)建，目前環(huán)境下教學(xué)資源建設(shè)還尚未成熟，國內(nèi)許多學(xué)者針對當(dāng)前情形指出泛在學(xué)習(xí)環(huán)境下教學(xué)資源建設(shè)存在的問題。龔穎[5]指出目前學(xué)習(xí)環(huán)境中，資源的儲存方式上和存儲量上難以滿足無限學(xué)習(xí)群體的海量學(xué)習(xí)需求；汪國安[6]認(rèn)為泛在學(xué)習(xí)資源的建設(shè)與共享需要建立課程泛在學(xué)習(xí)資源體系，建設(shè)優(yōu)質(zhì)的預(yù)設(shè)性學(xué)習(xí)資源，進(jìn)行多種媒體學(xué)習(xí)資源的一體化設(shè)計和選擇性設(shè)計，處理好不同類型學(xué)習(xí)資源建設(shè)與應(yīng)用的關(guān)系，保證學(xué)習(xí)資源的共享。郭靖花[1]指出泛在學(xué)習(xí)環(huán)境下課堂教學(xué)模式的革新是一個漫長的復(fù)雜動態(tài)的過程，既要從泛在學(xué)習(xí)的特征出發(fā)考慮與傳統(tǒng)課堂教學(xué)的融合，又要從技術(shù)的角度去優(yōu)化泛在學(xué)習(xí)環(huán)境下的教育資源建設(shè)。

《計算機(jī)圖形學(xué)》是計算機(jī)專業(yè)一門重要的專業(yè)課，在教學(xué)計劃中占有重要地位和作用。關(guān)于《計算機(jī)圖形學(xué)》課堂教學(xué)改革的研究主要有三個方面：基于教學(xué)內(nèi)容的改革；基于教學(xué)方法和手段的改革；基于教學(xué)模式的改革。

基于教學(xué)內(nèi)容的改革，主要根據(jù)當(dāng)前技術(shù)發(fā)展的潮流，在理論教學(xué)的基礎(chǔ)上引入新的科研成果，如迎合圖形學(xué)發(fā)展動向，科學(xué)地引入虛擬現(xiàn)實、三維動畫等比較前沿的技術(shù)，讓學(xué)生明白《計算機(jī)圖形學(xué)》并非是一門由公式和算法堆砌的抽象學(xué)科，而是與人們生活息息相關(guān)的新科技[7]。一些教育工作者認(rèn)為，為了吸引學(xué)生的注意力，應(yīng)在課堂上增加圖形生成演示以及算法驗證的過程，從而加深學(xué)生對各種算法的理解。這種方法在一定程度上確實收到了良好的效果，然而過多依賴多媒體課程的教學(xué)方式，使得學(xué)生的注意力集中在課件的演示效果、算法的運行結(jié)果上，而圖形生成的原理、算法設(shè)計的技巧等關(guān)鍵問題得不到重視。基于教學(xué)方法和手段的改革，如以構(gòu)建圖形系統(tǒng)為路線貫穿課程的理論和實驗課教學(xué)的方法。在教學(xué)過程中，結(jié)合圖形學(xué)算法原理介紹構(gòu)建圖形系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)，讓學(xué)生進(jìn)行基礎(chǔ)算法的實驗，通過成功案例提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。針對《計算機(jī)圖形學(xué)》課程中算法多，文字圖片表達(dá)能力弱的特點，開發(fā)了可視化教學(xué)演示軟件。基于教學(xué)模式的改革，研究者普遍認(rèn)為過去一段時間倡導(dǎo)的慕課教學(xué)、微課教學(xué)是時代發(fā)展，教育變革的自然選擇，而在當(dāng)下，將網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合的混合式教學(xué)是必然趨勢。很多教學(xué)模式改革的先行者研究發(fā)現(xiàn)，混合式教學(xué)能夠調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，幫助教師提高教學(xué)質(zhì)量。

SPOC（Small Private Online Course小規(guī)模限制性在線課程）作為一種混合式教學(xué)工具，非常適合實踐動手能力要求高的課程。SPOC不是顛覆傳統(tǒng)課堂，而是輔助傳統(tǒng)課堂，就像投影儀和PPT的作用一樣。將SPOC思想引入《計算機(jī)圖形學(xué)》混合式教學(xué)中，關(guān)鍵是把教學(xué)重點、難點及其他知識點轉(zhuǎn)換化為問題，而基于問題的學(xué)習(xí)（problem based learning簡稱PBL）是將問題成為學(xué)生學(xué)習(xí)的動力和培養(yǎng)綜合思考能力及解決問題能力的材料，把枯燥的理論知識轉(zhuǎn)化為一個個實際的問題，通過學(xué)生分析解決問題，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)的能力，并從中領(lǐng)會問題背后的知識，凸顯學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主體地位。

二、研究內(nèi)容

在“互聯(lián)網(wǎng)+”的時代背景下，通過泛在學(xué)習(xí)開展教學(xué)活動將是一種“新常態(tài)”，對獨立學(xué)院來說既是機(jī)遇也是挑戰(zhàn)。泛在學(xué)習(xí)環(huán)境與以往的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和在線教學(xué)不同，學(xué)生不再受地域和時間的約束，只要有智能手機(jī)和網(wǎng)絡(luò)信號就可以登錄相關(guān)平臺獲取課程資源，既可以保持傳統(tǒng)課堂集中性學(xué)習(xí)的功能，又能實現(xiàn)信息資源的優(yōu)化配置，還能通過平臺與其他學(xué)習(xí)者就某些問題進(jìn)行討論，極大地提高了學(xué)習(xí)的自由度。所以如何在泛在學(xué)習(xí)環(huán)境下，改革傳統(tǒng)的教學(xué)觀念、教學(xué)方法和教學(xué)手段，融合多種教學(xué)模式應(yīng)用于《計算機(jī)圖形學(xué)》的課堂教學(xué)中是本文研究的主要內(nèi)容。

將混合式教學(xué)模式應(yīng)用于《計算機(jī)圖形學(xué)》教學(xué)是對傳統(tǒng)教學(xué)模式的顛覆，整合線上線下教學(xué)資源，是多媒體教學(xué)手段、教學(xué)理念和培養(yǎng)途徑創(chuàng)新改革的一種升華?；旌辖虒W(xué)模式的落腳點在于分解課堂教學(xué)任務(wù)，將部分內(nèi)容轉(zhuǎn)移至課外進(jìn)行，構(gòu)建符合學(xué)情的教學(xué)流程，高質(zhì)量地完成所有教學(xué)內(nèi)容。教學(xué)活動的分解實質(zhì)上增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)時間，課下學(xué)習(xí)部分對整體教學(xué)活動起到了補充、深化的作用。運用混合教學(xué)模式于《計算機(jī)圖形學(xué)》教學(xué)實踐中，關(guān)鍵問題在于怎樣在教學(xué)設(shè)計中充分體現(xiàn)混合教學(xué)的個性化私有定制？如果仍然按照知識點的介紹、算法的推導(dǎo)這種方式錄制教學(xué)視頻發(fā)布給學(xué)生，又會走入傳統(tǒng)教學(xué)的俗套，因此，如何從不同難易程度的教學(xué)內(nèi)容、不同學(xué)習(xí)水平的學(xué)生等視角出發(fā)，實現(xiàn)對現(xiàn)行課堂的有效翻轉(zhuǎn)，就必須在教學(xué)方法上有所變革。本文將基于問題的學(xué)習(xí)方法應(yīng)用于計算機(jī)圖形學(xué)教學(xué)中。

基于泛在學(xué)習(xí)下的混合教學(xué)模式構(gòu)建，將SPOC混合學(xué)習(xí)模式與PBL教學(xué)法應(yīng)用于《計算機(jī)圖形學(xué)》教學(xué)中，利用泛在學(xué)習(xí)環(huán)境，學(xué)生根據(jù)各自的需要在多樣的空間、以多樣的方式進(jìn)行學(xué)習(xí)，即所有的實際空間成為學(xué)習(xí)的空間，所有的碎片化的時間都可以成為學(xué)習(xí)時間?；趩栴}的教學(xué)方法，將教學(xué)內(nèi)容里的難點重點設(shè)計成一個個問題，實現(xiàn)個性化教學(xué)目標(biāo)，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)動機(jī)和學(xué)習(xí)參與，提高教學(xué)質(zhì)量。課前，教師提供相關(guān)資料供學(xué)生預(yù)習(xí)，學(xué)生將自己不理解的問題記錄下來，通過在線教學(xué)平臺發(fā)送給老師，老師根據(jù)學(xué)生的問題備課，學(xué)生帶著疑問走進(jìn)課堂，更有針對性地聽課；課堂上，教師不再采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法，而是根據(jù)學(xué)生預(yù)習(xí)情況，將相關(guān)知識點按照難度進(jìn)行分類。對于難度一般的概念性知識點，通過提問的方式讓學(xué)生講解，在講解之后，教師和學(xué)生共同討論，探討圖形生成的原理和本質(zhì)，讓學(xué)生體會知識獲取的樂趣。采用基于問題的講解方式，將關(guān)聯(lián)的基礎(chǔ)知識介紹給學(xué)生，與學(xué)生共同探討，尋找解決問題的方法和思路。學(xué)生在發(fā)現(xiàn)問題、分析問題的過程中找到解決問題的途徑和方法，從而達(dá)到教學(xué)目標(biāo)的要求。

課堂混合教學(xué)模式的改革緊緊圍繞“以學(xué)習(xí)者為中心，以教師為主導(dǎo)”展開，鼓勵學(xué)生沿著“發(fā)現(xiàn)問題——探究問題——解決問題——深化問題”為主線，結(jié)合多種方法學(xué)會思考、自主探究、仔細(xì)觀察、及時討論，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊協(xié)作的精神。通過課程學(xué)習(xí)，學(xué)生可以了解圖形學(xué)的基本概念、原理與算法，掌握圖形系統(tǒng)的框架及其涉及的軟件、硬件技術(shù)；對于圖形相關(guān)的應(yīng)用及當(dāng)前的研究熱點有一個初步認(rèn)識；具有一定實踐體會和相關(guān)的編程能力，為以后從事圖形圖像處理工作打下堅實的基礎(chǔ)。《計算機(jī)圖形學(xué)》混合教學(xué)的模式如圖1所示。

混合教學(xué)的關(guān)鍵是如何將線上教學(xué)和線下教學(xué)有機(jī)結(jié)合起來，利用泛在學(xué)習(xí)的便利，更好地提高課堂教學(xué)質(zhì)量。首先要解決如何將學(xué)生課后的零散時間與課堂教學(xué)的完整時間有機(jī)結(jié)合，實現(xiàn)課上與課后的無縫對接，采用基于智能手機(jī)移動教學(xué)方式能夠保障學(xué)生隨時隨地利用碎片時間組織學(xué)習(xí)，教師可以利用手機(jī)的便利條件，在課堂上組織在線學(xué)習(xí)活動，減輕教師的許多重復(fù)性勞動，實現(xiàn)平時在傳統(tǒng)課堂上難以實現(xiàn)的操作，提高教學(xué)中創(chuàng)造性勞動的含量。作者采用藍(lán)墨云班課移動教學(xué)助手APP，該平臺以教師在云端創(chuàng)建的班課空間為基礎(chǔ)，為學(xué)生提供移動設(shè)備上的課程訂閱、消息推送、作業(yè)、課件、視頻和資料等服務(wù)。學(xué)生利用碎片時間組織學(xué)習(xí)，教師除了在課堂上組織在線學(xué)習(xí)活動外還可以利用大數(shù)據(jù)平臺收集學(xué)生在線學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，分析統(tǒng)計學(xué)習(xí)情況，判斷學(xué)習(xí)效果，實時調(diào)整教學(xué)安排，幫助基礎(chǔ)較差的學(xué)生掌握課堂講授的內(nèi)容，為學(xué)有余力的學(xué)生找到深入學(xué)習(xí)的方向，拓寬知識的深度和廣度。通過一段時間泛在學(xué)習(xí)下的混合式教學(xué)實踐，對比之前的傳統(tǒng)教學(xué)，學(xué)生在學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)效果等方面都有明顯的進(jìn)步，取得了不錯的教學(xué)效果。

三、結(jié)束語

凡益之道，與時偕行。時代在發(fā)生改變，教學(xué)方法和手段也要與時俱進(jìn)，利用智慧教學(xué)工具調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性；針對某一重要問題展開交流，開拓學(xué)生思維方式，提高互動性。將基于問題的學(xué)習(xí)方法應(yīng)用于計算機(jī)圖形學(xué)教學(xué)中，采用混合式教學(xué)與傳統(tǒng)課堂教學(xué)的融合，優(yōu)化泛在學(xué)習(xí)環(huán)境下的教育資源建設(shè)，通過一段時間的實踐取得了一定的成效，在今后的教學(xué)過程中，還要注重學(xué)習(xí)觀念的轉(zhuǎn)變，充分發(fā)揮老師和學(xué)生在泛在學(xué)習(xí)環(huán)境下的主體意識，實現(xiàn)傳統(tǒng)課堂教學(xué)與混合式課堂教學(xué)的無縫對接，開創(chuàng)教育新時代。

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