數(shù)學(xué)建模驅(qū)動(dòng)的"計(jì)算機(jī)圖形學(xué)"課堂教學(xué)模式改革

摘 要：計(jì)算機(jī)圖形學(xué)是高校專業(yè)課程中比較重要的一門，它對(duì)于很多的高校生來說是比較頭疼的課程，主要是由于計(jì)算機(jī)圖形學(xué)包含很多基礎(chǔ)性知識(shí)，知識(shí)含量比較高，需要學(xué)生必須要認(rèn)真的吸收學(xué)習(xí)。所以改變以前計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的教學(xué)模式，是現(xiàn)代教育亟待解決的問題。對(duì)教學(xué)模式進(jìn)行改革，讓學(xué)生能更容易接受知識(shí)，更快的理解教學(xué)內(nèi)容，加速課堂的教學(xué)進(jìn)程。數(shù)學(xué)建模就是一種比較適合這個(gè)課程的有效方式，這種教學(xué)方式將教學(xué)內(nèi)容拆開，分成多個(gè)數(shù)學(xué)建模問題。因此數(shù)學(xué)建模的教學(xué)方式更利于學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)，讓學(xué)生懂得知識(shí)的內(nèi)核，使學(xué)生在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的學(xué)習(xí)中更加高效。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)圖形學(xué);數(shù)學(xué)建模;教學(xué)改革;課程改革

引言：

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)受到廣泛的歡迎，像攝影、電影、電視劇、醫(yī)學(xué)、建筑等。計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的廣泛應(yīng)用體現(xiàn)出了學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)發(fā)展的前途，因此計(jì)算機(jī)圖形學(xué)成為高校專業(yè)中比較收歡迎的專業(yè)，也是各個(gè)高校比較重是的專業(yè)課程，這樣現(xiàn)象的出現(xiàn)也促進(jìn)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)專業(yè)的進(jìn)步。這樣的連鎖反應(yīng)也揭露出計(jì)算機(jī)圖形學(xué)教學(xué)方式的問題。其中數(shù)學(xué)建模的教學(xué)方式受到非常好的反饋，這種教學(xué)方式可以在教師對(duì)問題的指引下，設(shè)置小組進(jìn)行學(xué)生合作討論。讓學(xué)生能夠有效的進(jìn)入計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的學(xué)習(xí)，提高學(xué)生對(duì)這個(gè)專業(yè)的學(xué)習(xí)興趣，減輕學(xué)生學(xué)習(xí)壓力。

一、本專業(yè)所具有的特征

計(jì)算機(jī)圖形學(xué)就是研究關(guān)于計(jì)算機(jī)中表現(xiàn)出圖形和用計(jì)算機(jī)處理圖形等相關(guān)的計(jì)算。它的特征有以下幾點(diǎn)：1.計(jì)算機(jī)圖形學(xué)有很多的理論知識(shí)，學(xué)習(xí)這些理論知識(shí)的同時(shí)，也會(huì)讓學(xué)生使用計(jì)算機(jī)去實(shí)踐，這樣理論加實(shí)踐去學(xué)習(xí)這門課程，這樣的學(xué)習(xí)方式會(huì)給學(xué)生更多的學(xué)習(xí)時(shí)間。2.計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的涉及計(jì)算、原理內(nèi)容比較多，所以計(jì)算機(jī)圖形學(xué)最大的特征就是學(xué)的知識(shí)特別多，這也是需要學(xué)生認(rèn)真學(xué)，在學(xué)習(xí)過程中提高學(xué)生的發(fā)散思維，可以使學(xué)生學(xué)習(xí)的效率能夠加快。3、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)所學(xué)內(nèi)容比較多，所以有很多的基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)需要學(xué)生提前預(yù)習(xí)，能夠在本堂課教師講課之前就有所了解，否則這堂課學(xué)起來就很復(fù)雜。像關(guān)于數(shù)學(xué)方面的微積分等一些高等數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，還有包括物理中的一些關(guān)于光線的基礎(chǔ)知識(shí)。4、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)與生活中科技以及產(chǎn)業(yè)技術(shù)息息相關(guān)，因此計(jì)算機(jī)圖形學(xué)學(xué)習(xí)的內(nèi)容也會(huì)與這些技術(shù)有關(guān)聯(lián)，現(xiàn)代科技日新月異，發(fā)展速度非常的快，所以計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的教學(xué)內(nèi)容也會(huì)經(jīng)常發(fā)生變化。這也對(duì)教師教學(xué)提出新的挑戰(zhàn)，要不斷面臨新的教學(xué)內(nèi)容，且講課時(shí)還要保障讓學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度和學(xué)習(xí)質(zhì)量。以上的四點(diǎn)特征對(duì)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的教學(xué)方式提出了挑戰(zhàn)，以前的傳統(tǒng)教學(xué)方式不適合計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的教學(xué)，需要嘗試使用新的教學(xué)方式，讓學(xué)生更好的接受知識(shí)，高效的完成學(xué)習(xí)質(zhì)量。

二、利用數(shù)學(xué)建模改善教學(xué)模式

利用數(shù)學(xué)建模讓計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的學(xué)習(xí)能夠更加的快速，這種教學(xué)模式更適合計(jì)算機(jī)圖形學(xué)，使得本專業(yè)學(xué)生在學(xué)習(xí)方式上能夠得到改善[1]。

（一）數(shù)學(xué)建模的教學(xué)流程

這種教學(xué)模式需要結(jié)合計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的學(xué)習(xí)內(nèi)容，使用數(shù)學(xué)建模的思路進(jìn)行教學(xué)。教師可以采取以下流程：1.教師在備課時(shí)，先熟悉本堂課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，然后選取本堂課的重點(diǎn)知識(shí)，將其轉(zhuǎn)化為多個(gè)數(shù)學(xué)建模問題。2.教師根據(jù)自己所了解的學(xué)生學(xué)習(xí)情況，將學(xué)生分為幾個(gè)小組，把所提出的問題交給小組解決，使學(xué)生小組合作討論問題。3.教師要在小組討論遇到問題時(shí)給予一定的引導(dǎo)，使小組能夠順利的進(jìn)行合作學(xué)習(xí)，一起尋找數(shù)學(xué)建模問題的答案，且能夠通過在課下的編程程序中完成，最終將小組所討論出的答案以及呈現(xiàn)出的結(jié)果交給教師。4.教師要認(rèn)真觀看學(xué)生所做的方案，并根據(jù)呈現(xiàn)結(jié)果作出相應(yīng)的評(píng)價(jià)，并將小組進(jìn)行最后的排名，可以進(jìn)行多角度的排名，這樣給更多學(xué)生自信心。5.小組成員在解決問題的過程中會(huì)有所感悟，把感悟與最后的結(jié)果相結(jié)合，寫出最終的一份總結(jié)，最終教師給出評(píng)價(jià)。例如，在學(xué)習(xí)圓的掃描轉(zhuǎn)換算法中，教師就可以采用數(shù)學(xué)建模的方式，并采用以上流程，將圓的掃描轉(zhuǎn)換算法的重要知識(shí)點(diǎn)選出，并將其轉(zhuǎn)化成數(shù)學(xué)建模問題，然后讓學(xué)生進(jìn)行小組討論[2]。這種教學(xué)方式更多的讓學(xué)生能夠參與到知識(shí)點(diǎn)的解決中去，提高學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，也能夠?qū)χR(shí)記憶的更深刻，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極主動(dòng)性。

計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的教學(xué)中，不會(huì)全部運(yùn)用數(shù)學(xué)建模問題方式去教學(xué)，也會(huì)有普通的課堂講解的教學(xué)方式，但前者的教學(xué)方式會(huì)占有較大的比例。因此在課堂講解的授課方式中，教師還需要將課堂內(nèi)容與數(shù)學(xué)建模所學(xué)的內(nèi)容進(jìn)行聯(lián)系。

（二）教師點(diǎn)出課堂學(xué)習(xí)的核心知識(shí)

數(shù)學(xué)建模問題是這種教學(xué)方式中關(guān)鍵的一步，所以教師在授課時(shí)要特別關(guān)注這一步的呈現(xiàn)，教師還要根據(jù)知識(shí)內(nèi)容對(duì)學(xué)生進(jìn)行指引，減少一些常見問題的出現(xiàn)。并且教師在提出數(shù)學(xué)建模問題之前要先給學(xué)生講述一些知識(shí)點(diǎn)，否則學(xué)生在分析問題時(shí)容易沒有思緒，教師要先講清楚基礎(chǔ)知識(shí)，方便學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)[3]。在關(guān)于計(jì)算機(jī)圖形學(xué)核心知識(shí)點(diǎn)中，教師可以提出提出關(guān)于基于Bernstein多項(xiàng)式的可控制參數(shù)曲線構(gòu)造的數(shù)學(xué)建模問題，還有在提出這個(gè)問題前，教師要先講述關(guān)于這個(gè)問題的基礎(chǔ)知識(shí)，像是參數(shù)曲線的表現(xiàn)式子等方面的知識(shí)，這樣就會(huì)讓學(xué)生對(duì)這個(gè)問題有個(gè)大致了解，在解決時(shí)會(huì)有清晰的方向。

（三）采取團(tuán)隊(duì)合作的學(xué)習(xí)模式

在這種新型的教學(xué)模式中，最重要的就是要團(tuán)隊(duì)合作學(xué)習(xí)方式，每個(gè)數(shù)學(xué)建模問題的提出，需要考查的是一個(gè)團(tuán)隊(duì)全體的解決問題的能力。這種合作學(xué)習(xí)模式可以激發(fā)學(xué)生的能動(dòng)性，讓每個(gè)學(xué)生參與到問題的解決中去，因?yàn)閿?shù)學(xué)建模問題解決的步驟多且復(fù)雜，需要學(xué)生自己去網(wǎng)絡(luò)或者書籍中查找資料，然后通過制作課件展現(xiàn)出來，并要將方案的最終實(shí)踐結(jié)果做出來。在此過程中，小組成員要首先要對(duì)自己有清晰的了解，懂得自己的長(zhǎng)處，然后根據(jù)自己的優(yōu)勢(shì)選擇任務(wù)，或者小組的組長(zhǎng)進(jìn)行分配，這時(shí)的小組組長(zhǎng)要公平分配到每個(gè)人，將成員的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮出來，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力，這樣也能夠培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)結(jié)合作精神，加深學(xué)生之間的默契。將知識(shí)的探究學(xué)習(xí)放給學(xué)生，可以培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，提高學(xué)生的積極主動(dòng)性，讓學(xué)生能夠領(lǐng)悟到知識(shí)的核心內(nèi)容[4]。在學(xué)習(xí)鏡面反射局部光照明模式的構(gòu)造知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)容中，學(xué)生根據(jù)教師所講內(nèi)容進(jìn)行選擇課題，然后小組進(jìn)行合作制作，這樣小組成員互幫互助，有利于學(xué)習(xí)任務(wù)的完成，成員之間相互鞭策，也會(huì)讓最終呈現(xiàn)的結(jié)果更加的完善。最后教師對(duì)小組所做成果進(jìn)行評(píng)價(jià)，減少學(xué)生以后在這方面的錯(cuò)誤。

三、結(jié)束語

數(shù)學(xué)建模教學(xué)方式的使用，解決關(guān)于計(jì)算機(jī)圖形學(xué)教學(xué)方式的問題，使任課教師能夠更加有效的傳授知識(shí)，減少錯(cuò)誤方式的指引。這種教學(xué)方式也為學(xué)生帶來了很多好處，使學(xué)生能夠更加清楚了解本專業(yè)的學(xué)習(xí)內(nèi)容，并對(duì)核心知識(shí)點(diǎn)能得到更準(zhǔn)確的掌握，提高學(xué)生對(duì)這方面的興趣，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)變得更加的高質(zhì)量。這種教學(xué)方式在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)人才方面也提供了很大的幫助，讓更多的優(yōu)秀人才被選拔出來，為關(guān)于這方面領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)提供了有力的人才和教育支持。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：

劉敏，性別：男，民族：壯，出生年月：1982.07，學(xué)歷：研究生，職稱：講師 ，研究方向：計(jì)算機(jī)應(yīng)用。