基于“学生中心，成果导向”的数据可视化课程大纲设计

马天

【摘 要】本文首先分析了近年来基于专业认证标准的大纲制定方面的教学改革工作，然后基于“学生中心，成果导向”思想，从课程目的及任务、教学内容和要求、考核标准等三个方面，对数据可视化课程大纲进行了标准化设计。本文工作对推进计算机专业认证具有一定的参考意义。

【关键词】大纲设计;数据可视化;成果导向

中图分类号：G642.3 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）01-0063-002

0 引言

“学生中心，成果导向”是工程教育专业认证的核心思想。根据国际上最具影响力的《华盛顿协议》，工科类专业只有通过认证才能实现在国际上的学位互认。由教育部主管的中国工程教育专业认证协会于2015年成立，负责组织实施我国的工程教育认证工作，致力于通过认证来提高我国工程教育质量。近三年来，申请认证的国内高校越来越多，通过认证成为提高生源吸引力和专业国际影响力的主要途径之一。普通高校的计算机类专业要通过专业认证是一项系统的工程，其中课程大纲的标准化是一项重要的建设内容。课程大纲是课程教学能够顺利圆满完成的保证，是课程的教学目标、课程内容、教学进度和教学方法的纲领。近年来，基于专业认证标准的大纲修订成为了教学改革的研究热点。穆浩志等[1]分析了当前我国高校教学大纲中分析不足、过于宏观、同质化严重等问题，结合天津理工大学继续写学院专业特色，对照认证毕业要求构建了工程制图课程的教学和实验内容，细化了指标点支撑关系矩阵。王凯等[2]和曹宇春等[3]对基于认证的标准化课程大纲进行了分析研究，建立了可以量化的课程质量评价体系，对工科专业的课程大纲标准化有一定的参考意义。骆小红等[4]和叶茜[5]基于OBE理念，分别对数据结构和单片机等计算机类课程进行教学分析，加强了实践环节的考核。

数据可视化课程是我院专业培养计划中虚拟现实和可视化方向的主要课程，侧重技能培养，理论与实践应用并重，选择浙江大学陈为教授编著的《数据可视化的基本原理与方法》[6]作为教材。本课程需要有计算机图形学方面的知识， 需要有一定的算法设计基础及VC、Matlab或Python的编程能力，相关课程必须先行开设。本文将结合以上分析，对照专业认证要求进行该課程大纲标准化设计，以符合学校定位和社会需求，主要从课程目的及任务、教学内容和要求、考核标准等三个方面进行阐述。

1 课程目的及任务

课程目的及任务的制定要基于“成果导向”，根据省属高校的定位以及服务西部经济发展的需求，明确学生在基础知识、技术能力和综合素质方面的培养要求，用以支撑毕业要求的1.3、2.2、4.2等指标点。通过本课程学习，要求学生了解国内外信息可视化的研究背景，掌握基本的数据预处理方法，二维标量场数据等值线抽取算法，三维标量场数据等值面生成和绘制算法，三维标量场数据的体光照模型和体绘制算法;了解高维非空间数据的典型可视化方法，地理信息数据的典型可视化方法，关系网络数据的典型可视化方法，文本数据的典型可视化方法。要求学生在学完本课程后，掌握信息可视化的基本算法和实现方法，并能使用学到的知识综合性地解决实际问题，具备基本的可视化编程能力。

2 教学内容和要求

由于各知识点在课程中的地位、作用以及知识自身的特点不同，本课程将对各知识点分别按了解、熟悉、掌握三个认知层次确定其教学要求，明确每个章节的预期目标和重点、难点内容。建议任课教师采用理论与实践相结合的引导、启发式教学方法，教学中精讲多练，传统板书、多媒体结合的教学方法，以课堂讲授为主，上机实验和设计报告为辅。

本课程共计48学时，其中课内讲授32学时。具体教学内容要求和课时分配如表1所示。上机实验4次，综合设计报告4次，结合课程分散进行;作业8次，共计16道题目，紧扣各章要求掌握的内容;辅导答疑每周1次。课程设计要求集中训练一周，使学生深入理解科学计算可视化课程中的理论和算法，学习科学计算可视化相关的编程技巧，初步掌握科学计算可视化软件编程的前期技能。

3 考核标准

在教学计划中该课程为考试课，考核评价标准基于“学生中心”要求，不片面强调期末考试成绩，整个评价过程分散于所有教学环节之中，具体量化比例为：出勤5%、作业5%、课堂测验10%、实验10%、设计报告10%、期末成绩60%。其中，课堂测验根据教学内容要求，对每章要求掌握的内容（例如第5章移动四边形法算法、光线积分合成算法）进行随堂测试，准确检验学生对每章知识点的吸收情况，巩固重要算法知识点。设计报告包括两类题目，第一类为感兴趣方向的可视化应用综述，要求学生查找论文、书籍等资料，独立进行归纳总结;第二类为可视化工具实现案例，要求学生选择一类数据，基于熟悉工具进行可视化分析。完成后整理成PPT，采用答辩的形式课上进行汇报，由教师和同学代表进行质询和打分。这种形式不同于传统“教师中心”的一言堂式的教学方式，可有效激发学生的学习兴趣，强化了学生自主学习的能力，培养了学生文献查找、交流表达等综合能力

4 结语

在当前工程教育专业认证的大趋势下，数据可视化课程作为虚拟现实方向的主要专业课，其课程大纲的设计非常重要。本文对该课程大纲进行了基于认证标准的设计探讨，对推进计算机专业认证具有一定的参考意义。后续还要在实际教学中持续改进，使其更符合“学生中心，成果导向”的要求。

【参考文献】

[1]穆浩志，薛立军，牛兴华.工程教育专业认证背景下工程制图课程大纲的改革与实践[J].图学学报，2016，37（05）： 711-717.

[2]王凯，张秀兰，侯敏等.基于工程教育认证标准构建标准化课程教学大纲——以武汉工程大学化学制药工艺学课程大纲为例[J].化工高等教育，2016，33（05）：6-11.

[3]曹宇春，薛文.基于专业认证的基础工程课程大纲修订方法研究[J].浙江科技学院学报，2017，29（06）：482-486.

[4]骆小红，马永红.基于OBE理念的数据结构教学设计[J]. 科技视界，2018（30）：112-113.

[5]叶茜.基于工程教育认证的单片机课程教学分析[J].无线互联科技，2018，15（05）：88-90.

[6]陈为，沈则潜.数据可视化的基本原理与方法[D].科学出版社，2013.11：1-20.