计算机图形学教学改革浅论

张起荣++张继燕++王燕

摘 要： 由于计算机图形学是一门交叉学科，对老师和学生的要求都比较高，但是这门课用途广，应用也广，对学生的益处大，所以不少学校开设这门课。作者结合教学经验总结了一些促进课堂教学改革的方法，学生课堂反应效果良好。

关键词： 计算机图形学 教学改革 案例教学

1.引言

经过几十年的发展，计算机图形学已经成为集多种学科于一体的教全面的学科。计算机图形学的主要研究内容就是怎么在计算机中表示图形、利用计算机进行图形的计算、处理和显示的相关原理与算法。

2.课程教学的现状与问题

本课程讲授计算机图形学的有关理论、方法及编程技术，内容包括二维图形的生成及变换，样条曲线，三维图形几何造型及真实感图形生成，二维及三维图形编程。通过本课程的学习使学生掌握各种主要的图形生成及处理的原理和算法，掌握基本的图形编程技术，为今后从事相关的软硬件开发工作提供基础，并培养学生在算法研究方面的基本素养，提高学生的程序设计能力。

计算机图形学这门课程是很难理解的，不仅需要相关的数学知识，还需要有算法的思路，要学过计算机的编程语言，是一门交叉课程。这门课对老师的要求比较高，对学生的能力要求比较高。这门课是老师难上得好，学生不容易听得懂。所以本课程总学时48课时，其中安排实验12课时，主要是在C++6.0中安装OpenGL，在此环境中进行代码验证一些计算机图形学的算法。一方面学习了C++代码在实践应用中代码的编写，另一方面进一步对计算机图形学的相关算法和理论进行了验证和理解。

3.教学方法改革

（1）基础内容重点反复讲：对实质引入该门课程的基础内容重点逐步反复讲，在数学上直线是点的集合.在几何学中直线被定义为两个点之间的最短距离。也就是说一条直线是指所有在它上面的点的集合，直线是一维的，即它们具有长度但没有维数。但是图形学中的直线的概念，其一条线段就是由一些连续可见的像素所组成的。一再强调是像素，并且讲像素的概念。这个直线的概念和学生以前在数学上学习的概念不同，不讲清楚直线和像素的关系，对于该课程的其他内容学生根本就没法理解。

（2）提高学生学习该门课程的兴趣：计算机图形学虽然比较难，课程难上，但是只要能讲明白，学生听懂了，就不容易忘记。但是由于比较枯燥，怎么引发学生学习和听课的兴趣则是一个关键。加强提问，讲一点新内容，提问一次，让学生复述出来。学生基础打牢了，逐渐发现这门课有意思了。

（3）大量举实际案例讲解：如增量算法中，对于该算法怎么算出来的，就举了个实例，如怎么划直线段P0（0，0）到P1（5，2），一讲实例，学生对于刚才讲的增量算法的算法过程就明白了。在讲每个算法后，都举一个到几个实例，慢慢分析，学生就听明白了，并且越来越感兴趣。

（4）加入板书：由于大量举实例，为了使学生明白每一步算法是怎么来的，要用板书讲解实例。只有经过这样一步步的计算，学生的思路才能跟上老师的讲解速度，如果全部都用PPT讲述，速度太快，学生就可能对案例分析的速度跟不上。

（5）PPT加入动画：由于计算机图形学课程比较枯燥，每张PPT都有动画，能够吸引学生的注意，符合当代大学生喜欢高科技喜欢新生事物的心理。

（6）加强课堂中与学生的交流：学生对老师要求比较高，师生在课程教学中要不断交流。这里主要有眼神的交流，在上这门课时不断留心学生对授课的反应，如果发现不明白，就在深化后讲一遍，同时可以让学习成绩比较好的同学讲讲理解，这样全班学生的注意力都全部集中在课堂上了。

（7）讲课时注意运用语言的魅力。讲课要抑扬顿挫，注意语气的运用，有舒有缓，有急有慢，充分利用声音和语言的魅力，将学生吸引到课堂上，这样一堂课不仅效率高，学生还记得很牢。

（8）讲解代码加深学生对算法的认识。大四学生已学习了两种以上的编程语言，通过讲解该课程的代码，不仅复习了编程语言，而且加深了对算法内容的认识，从不同角度分析了算法，学生如果以后工作中用到该算法，不仅理解并记得还可以写出代码，符合计算机专业培养的目标。

（9）改写代码训练学生的实践能力。通过书上给的现成代码进行演练后，在学生已经掌握的基础上，要求学生改写该算法或者理论代码，一般都不仅书上这一种代码可实现。通过一步步引领学生改写代码，学生的代码实践能力得到了迅速提高。

（10）复习相关的数学知识。在授课过程中发现学生在大学数学基础课中的数学知识理解得不透所以记得不牢靠，有必要对计算机图形学要运用较多的矩阵知识进行提高性的复习。如对矢量和矩阵的知识进行复习，特别是对矩阵乘法进行重点复习。

4.结语

通过对这门课程的认真研究，积极准备想尽办法，充分利用一切教学手段加上大量举例，使这门课上得生动易理解，学生爱上课，上课积极听课，并且能够积极回答课堂提问，补充回答问题的同学也很多，课堂气氛很好，学习气氛浓烈，达到了预期的教学目的。

参考文献：

[1]王振武.计算机图形学基础[M]北京：清华大学出版社，2011.

基金项目：2015年度贵州省科学技术厅、毕节市科学技术局、贵州工程应用技术学院科学技术联合基金，樱桃采摘机器人视觉识别系统研究，黔科合LH字[2015]7599号；贵州工程应用技术学院2015年校级教学改革与研究项目，翻转课堂在多媒体课件制作中的应用研究，JG2015019。