计算机图形算法探讨新生研讨课实践

寿华好

摘要：新生研讨课是一种相对比较新颖的教学方式。本文是笔者对2013/2014学年第二学期计算机图形算法探讨新生研讨课开设情况进行了回顾和总结，目的是为了以后更好地开设计算机图形算法探讨这门新生研讨课，使学生在这个课程里能真正学到一些东西。

关键词：新生研讨课；计算机图形算法；教学实践

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）01-0131-02

一、引言

“新生研讨课”（Freshman Seminar）是由大学知名教授专门为大一新生开设的小班专题讨论课程[1-3]。主要教学方式是以小组方式与开课教授就某一专题共同开展研究，在教授指导下开展小组讨论，进行口头辩论和写作训练。与其他类型课程不同，新生研讨课没有固定的教材，开课专题可以涉及任何学科领域，由教师依新生的特点自行确定，学校鼓励交叉学科选题。全校学生不分专业，原则可以根据自身兴趣爱好自由选择一门新生研讨课。

我校的新生研讨课实践开始于2013年，经过学校批准，笔者在2013/1014学年第二学期为2013级新生开设了一门新生研讨课——“计算机图形算法探讨”，总学时为16学时，学分为1学分，该学分可记为通识教育学分，共分8周进行讨论，每周2个学时讨论时间。经过为期8周的学习讨论，现在已经圆满结束。计算机图形算法探讨新生研讨课计划每学年一次，在每学年的第二学期开设，并准备长期开设下去，为了在将来更好地开设计算机图形算法探讨这门新生研讨课，有必要对第1次开设计算机图形算法探讨新生研讨课进行回顾，总结经验教训，为以后的计算机图形算法探讨新生研讨课实践作指导。

二、具体开课情况

这次计算机图形算法探讨新生研讨课设置的具体内容为：（1）从计算机如何绘制直线段谈起（Bresenham算法或中点画线算法）；（2）中点画圆算法和中点画椭圆算法；（3）正负法绘制隐式曲线；（4）直线段裁剪的Cohen-Sutherland编码算法；（5）直线段裁剪的梁友栋——Barskey算法；（6）Bézier曲线和de Casteljau算法；（7）B样条曲线和de Boor算法；（8）细分曲线曲面和Chakin算法。学生反映前面的内容比较简单，后面的内容越来越难。以后开设计算机图形算法探讨新生研讨课的时候，这些具体内容可以灵活机动地进行调整。

新生研讨课的选课人数限定在8～30人之间，这次一共有17位学生选这个课，17位同学经过自由组合分成7个组，每组负责一个题目，第1次课由于学生没有准备所以由我主讲，后面7次课则由学生主讲，学生以小组为单位，根据每个小组选定的题目需要到图书馆以及网上搜集相关资料，做成PPT格式的幻灯片，接下来7次讨论则由学生主讲，先由学生自己进行探索，建立以探索和研究为基础的互动型、自主式学习环境，在探索过程中学会该门学科的研究方法，培养学生的创新思维与创新能力。我只在关键点进行必要的引导，以免学生误入歧途。计算机图形算法这门学科实践性很强，所以需要学生亲自动手进行计算机Visual C++程序编程实现其中一些算法。

三、学生的反馈意见

经过8周学习讨论，学生们普遍反映还是有些收获。比如学生一反映：此次新生研讨课，老师让我们先进行分组，然后分配给每个小组一个课题准备，每次课一个小组对此次课题进行讲解，其他小组也可以参与讨论探究。这种形式可以说是新生研讨课所独有的，他充分调动了学生的学习积极性，真正让学生成为了课堂的主人。一开始报这门课时，只是冲着计算机图形学去的，想学一些计算机图形学的知识，也对新生研讨课没有概念，以为只是一个称呼，上课还是平常上课的模式。当第一堂课老师跟我们讲了新生研讨课的上课模式时，我也有些惊讶与好奇，因为从来都没遇到过这种上课的模式，同时也觉得这样真的挺好的，会让我们对知识有更深的了解。在这次研讨课中，也许是因为大家都是第一次体验这种上课模式，所以学生在上面讲的时候，下面的同学还是像平时那样被动的去接受知识，没有真正的参与到讨论中去。也可能是因为讲的学生讲解方式不太好，自己感觉有些知识不是那么容易理解，稍稍分一下心，就听不懂下面的内容了。我也希望下次参加新生研讨课时，我们能够突破这种心理上的障碍，能在课堂上与老师同学一起讨论探究知识，真正的学到知识。

学生二反映：转眼间，为期八周的计算机图形算法新生研讨课即将告一段落了，这八周的新生研讨课给了我们一些体验和感悟，让我们对大学生活有了更多美好的憧憬。不同于其他的公选课，老师与学生，学生与学生直接是几乎没有多少交流的。学生一般都在下面自己做自己的事情，到课率也不高。在我们演示PPT时，老师和学生可以随时提出问题，这样的互动可以给引发出更多的思考。给我最大的挑战及收获是当我准备Bezier曲线和De Casteljau算法的时候，我查阅了很多关于这方面的资料，这是以前完全没有涉及过的知识领域，先是自己对这部分内容有了一定程度的了解，再对资料进行整体，做成PPT。虽然课上在台上讲的时候自我感觉不是非常好，但确实是对自己各方面能力的锻炼。这么多节下来，对中点画圆算法、正负法画圆、直线裁剪的Cohen-Sutherland编码算法、梁友栋-Barsky算法的基本思想已经清楚了，这对今后进一步学习有关计算机图形方面的知识应该会有所帮助。事实上，这几个算法的基本思想都异常简单，对专业知识的要求很低，初学者也很容易接受。所以可以考虑增加探讨课的内容，让我们了解更多经典的计算机图形算法。课堂上老师还向我们介绍了数学系的择业与就业情况，这让我们在大学学习之初就对将来的学习就业局面有了大概的了解，让我们在今后四年的学习中能够选择性的做些准备工作，不至于在面临抉择时手足无策。同时也给我们提出了更高的要求，当前的竞争很激烈，作为数学专业的学生，我们应该注重自己的全面发展，光会数学没有竞争优势，我们要明确自己的目标并脚踏实地的走好大学生活的每一步才能使自己更有优势。建议：①能准备相关算法的编程，课堂上演示实现一下，更有吸引力。②可以增加课时，改为16周，以便增加课程内容。③争取让每个学生都可以上台讲一下。endprint

学生三反映：这个公选课叫做新生研讨课，对于我们这些一直上着传统的课：老师讲，学生听来说的来说，是第一次以这种形式来上课。我想先来说说这门课的优点：首先，新生研讨课让我们获得了更多有关自己专业的有用的知识，可以去学习计算机图形学这门课（跟数学比较相关的）。同时，老师一直跟我们说，可以多多练习自己编程，让我们数学系这样不好找专业的学生在大四毕业时能找到一份不错的工作。其次：新生研讨课为我们提供了一个更加广阔的平台，一方面是一个锻炼自己的平台：自己备课，自己上去讲，自己做PPT，自己看书写讲义，在实践中发现更多的不足，可以去提高。第二个平台也是这门课最大的优点：新生研讨课采用了一种互动的教学方式，学生在课上能够畅所欲言地与老师进行交流，有什么不懂的立刻就能够得到解答，充分调动对于学习知识的积极性，对于有兴趣的学生来说，对于学习充满极大的热情，同时培养积极思考问题的能力。我觉得这门课还有点几个不足之处：第一：由于当时学生选课，没有试听课，对于课中新生研讨课完全不熟悉，需要一个适应期，再加上学生上去讲课，会导致前面几节课的效率不高，所以提议老师可以前面可以多带几节课！第二：作业布置有点问题。作业要求是学生组成一个队，然后自己上去讲，讲完后就可以，然后学期末交一份报告。这会导致很多学生上课打酱油，没有真正地参与进去。对于这个问题，可以给予一些奖惩，提出问题多的小组可以少做几个PPT，而平时少提出问题的小组可以多做几个PPT。总结：通过新生研讨课使我们对学习状态和学习方法有了一种新的认识，对大学有了一种新的认识，促进了自主学习和探索学习，锻炼了自己的表达、团队协作等多种能力。新生研讨课不是在教我们一门知识，而是在教我如何获取知识，如何思考问题，这种课程对刚开始大学生活的我们是极为有益的。我们不仅获得了知识，更重要的是了解了一般的研究问题的方法与过程，对何为研究也有了初步了解。另外，我们尝试了一种新的学习方式，即基本上完全自主地查找资料、分析资料、独立思考、参与讨论在此过程中领会到了什么是大学里的学习，锻炼了对陌生领域的领悟能力。这种课值得推广普及！还有一些学生也提出了反馈意见，总体都是持肯定态度的，这里限于篇幅不一一列举了。

四、总结与展望

从学生们的反馈意见可以看出来学生对计算机图形算法探讨这门新生研讨课基本上是认可的。这种师生互动和小组研讨型的新的学习方式不但培养了学生的团队意识和协作精神，而且锻炼了学生的文献搜索能力，文字写作能力，语言表达能力，以及编程能力，更重要的是培养了学生的批判性思维能力，而这正是中国学生目前普遍较为缺乏的。作为一种新型的教学方式，新生研讨课有鲜明特色。作为常规的教师授课学生听讲型课堂教学的辅助，新生研讨课这种师生互动型研讨式的教学方式将在实践中不断发展，不断完善。

参考文献：

[1]黄爱华.新生研讨课的分析与思考[J].中国大学教学，2010，（4）.

[2]张文雪，刘俊霞.新生研讨课教学理念与实践[J].清华大学教育研究，2005，（11）.

[3]刘俊霞，张文雪.新生研讨课：一种有效的新生教育途径[J].黑龙江高教研究，2007，（6）.

[4]张红霞.美国大学的新生研讨课及其启示[J].中国大学教学.2009，（11）.

[5]丁宜丽.新生研讨课：美国本科教育的特色课程[J].中国大学教学，2005，（8）.endprint