gis專業(yè)《計算機圖形學(xué)》課程建設(shè)與教學(xué)改革

1、第 3 4 卷 第 2期2 0 1 1年 4月測繪 與空 間地理信 息 G E oMA T I C s ＆ S P AT I A Ll NFoR MA T l o N T EC HNO L OGYV o 1 ． 3 4， No ． 2A p r ．，2 0 1 1G I S專 業(yè)《 計算機 圖形學(xué)》 課程建設(shè)與教 學(xué)改革 吳正升 ，郭 健 ( 信息工程大學(xué) 測繪學(xué)院。 河南 鄭州 4 5 0 0 5 2 )摘 要 ： 計算機 圖形學(xué)是

2、 G I S 專業(yè)的核心基礎(chǔ)課程 ， 對 G I S 人才培養(yǎng)起著非常重要的作用。文章在分析課程教學(xué)中 出現(xiàn) 問題 的基礎(chǔ)上 ， 結(jié)合 實際教 學(xué) 實踐 ， 從教 學(xué) 內(nèi)容 、 教 學(xué)方 法、 實踐環(huán) 節(jié)和 考核 方法等 方 面提 出 了一 系列教 學(xué)改革方案和具體措施 。實踐表 明 ， 實施 該教 學(xué)方案 能夠取得 滿意的教 學(xué)效果。關(guān)鍵詞 ： 地理信 息 系統(tǒng) ； 計算機 圖形學(xué) ； 課 程建設(shè) ； 教 學(xué)改革 中圖分類號 ： P

3、2 0 8文獻標(biāo)識碼 ： B文章編號 ： 1 6 7 2— 5 8 6 7 ( 2 0 1 1 ) 0 2— 0 0 1 0— 0 3Co u r s eCo n s t r u c t i o na n dTe a c h i n gRe f o r m o fCo mp u t e rGr a p h ic si nGI SW UZ h e n g — s h e n g ．G U OJ i a n( I n s t i t u

4、t eo fS u r v e y i n ga n dMa p p i n g ， I n f o r ma t i o nE n g i n e e r i n gU n i v e r s i t y ，Z h e n g z h o u4 5 0 0 5 2， C h i n a )Ab s t r a c t ：Co mp u t e rg r a p h i c si st h eb a s i cc o r eu n d

5、e r g ra d u a t ec o u r s eo fGI S，w h i c hi sv e r yi mp o r t a n tf o rs t u d e n t st os t u d yGI S ．B a s e do na n a l y z i n gs o mep r o b l e msi nt h ec o u r s eo ft e a c h i n ga n dc o mb i n i n gt h

6、 et e a c h i n gp r a c t i c e，t h i sp a p e rp u tf o r w a r dt h es e t t l e me n ts c h e meo ft e a c h i n gr e f o r m f r o m t e a c h i n gc o n t e n t ，t e a c h i n gme t h o d，p r a c t i c et e a c h

7、 i n g ，a n dp e r f o r m a n c ea s s e s s me n t ，a n dS Oo n ．T h ep r a c t i c ei n d i c a t e dt h a tw ec a ng a i nt h es a t i s f i e dt e a c h i n ge f f e c ta f t e rt h ei mp l e me n t a t i o nt r a n

8、 s f o r m a t i o no fe d u c a t i o n ．K e ywo r d s： GI S ；c o mp u t e rg ra p h i c s ；c o u r s ec o n s t r u c t i o n；t e a c h i n gr e f o r m 0引言 計算機圖形學(xué)是 4 0多年來最活躍 、 應(yīng)用最廣泛的新 興學(xué)科之一 ， 幾乎 已經(jīng)滲透 到社會生活和生產(chǎn)的一切領(lǐng) 域 ，

9、 許多學(xué)科都需要借助計算機圖形學(xué)的原理 、 方法和手 段來將各 自的信息用 圖形化 的形式 顯示 出來 ， 用更加 生 動直觀的方法來替代傳統(tǒng) 的表現(xiàn)方法 ?。地理信息系統(tǒng) ( G e o g r a p h i c a lI n f o r m a t i o nS y s t e m， G I S ) 作為集測繪科學(xué) 、 地 理科學(xué)、 空間科學(xué) 、 計算機科學(xué) 、 信息科學(xué) 和管理科 學(xué)等 多學(xué)科的交叉 學(xué)科 ， 同樣離不開 計算機

10、 圖形學(xué) 的支持。當(dāng)前 國內(nèi) 1 0 0多所高等院校都開設(shè) 了 G I S 專業(yè) ， 而計算機 圖形學(xué)作為 G I S 專業(yè)的必修基礎(chǔ)課被各 院校 的 G I S專業(yè) 所開設(shè)。但是該課程針對 G I S 專業(yè)教學(xué)還存在一些問題 ，主要 有 ：1 ) 現(xiàn)有教材內(nèi)容和重點均側(cè)重于計算機圖形學(xué) 的部 分 ， 致使教師在教學(xué)過程 中無法選擇一本適合 G I S 專業(yè)學(xué) 生使 用 的教材 ， 造成 學(xué)生 不容 易將 圖形 學(xué) 與 G I S 專

11、業(yè)知 識 聯(lián) 系起來 ；2 ) 學(xué)生往往 因為計算機圖形學(xué)的應(yīng)用效果而對它產(chǎn) 生興趣 ， 卻因為課程學(xué)習(xí)過程中講授一大堆原理和算法 而失去興趣 ， 感到該課程抽象 、 空洞、 枯燥乏味 ；3 ) G I S 專業(yè)的圖形學(xué)課程一般安排在大三 ， 這個年級 的學(xué)生普遍對高級語 言編程環(huán)境還不太熟 習(xí)， 致使部分 學(xué)生難以按時完成實踐課程 內(nèi)容。為此 ， 筆者結(jié)合 實際 教學(xué)經(jīng)驗對 G I S 專業(yè)的計算機 圖形學(xué)課程 的教學(xué)改革進 行 了一

12、些 探討 與實 踐 。1結(jié)合 G I S專業(yè)合理組織課程 內(nèi)容 隨著信息科學(xué) 的深入發(fā)展 ， 測繪領(lǐng)域的技術(shù) 、 方法也 發(fā)生了很大變化 ， 經(jīng)過幾年授課實踐， 筆者認(rèn)為 G I S專業(yè) 計算機圖形學(xué)在教學(xué) 內(nèi)容的選擇上應(yīng)當(dāng)遵循 三個原則 ：一 是精選核心 內(nèi)容， 把重點放在對計算機 圖形學(xué) 原理的 理解上 ， 保 留計算機 圖形學(xué)傳統(tǒng) 、 經(jīng)典 、 原理性 的內(nèi)容 ； 二 是根據(jù) G I S 專業(yè)學(xué)科 的特點和培養(yǎng) 目標(biāo) ， 確立教

13、學(xué)側(cè)重 點 ， 緊緊圍繞計算機 圖形學(xué) 中與地理空 間信息處 理及顯 示 關(guān)系 密切 的 技 術(shù) 來 調(diào) 整 課 程 教 學(xué) 內(nèi)容 ； 三是 瞄 準(zhǔn) 學(xué) 科 收 稿 日期 ： 2 0 1 0— 0 4— 0 7基金項 目： 信息工程大學(xué)測繪學(xué)院“ 計算機圖形學(xué)” 精品課程建設(shè)項 目資助 作者簡介 ： 吳正升( 1 9 7 8一 ) ， 男 ， l ~J l l 廣元人 ， 講師 ， 地圖學(xué)與地理信息工程專業(yè)在讀博士研究生， 主要從事地理

14、信息系統(tǒng)和時空數(shù) 據(jù)庫的研究。1 2測繪 與空 間地理信 息 2 0 1 1年與傳統(tǒng)的教學(xué)方式相結(jié)合 ， 充分發(fā)揮圖形圖示 、 動畫演示 的作用 ， “ 一幅畫勝過千言萬語” 。對于提高學(xué)習(xí)興趣 ， 增 強原理、 算法 的理解性具有很大的作用。3 加強 實踐環(huán)節(jié) 。 培養(yǎng)開發(fā)設(shè)計 能力 實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。計算機 圖形學(xué)的實驗 課程是計算機 圖形學(xué)課堂教學(xué)的必 要補充 和重要 環(huán)節(jié)。它可以幫助學(xué)員鞏固課堂教學(xué)成果， 增強動手能力

15、 ， 有利 于學(xué)員更好地掌握和理解計算機圖形學(xué)知識 ， 實 現(xiàn)理論 與實際相結(jié)合。筆者在 實踐教學(xué) 活動 中做 了以下幾項 工作。1 ) 編寫了一部實習(xí)教程。實習(xí)教程側(cè)重實踐環(huán)節(jié)和 技術(shù) ， 操作性強。與 主講 內(nèi)容相符 、 互相銜 接 ， 從 應(yīng)用圖 形學(xué)可視化環(huán)境到利用編程語言實現(xiàn)圖形基本算法 、 處 理 技術(shù) ， 由感 性 到 實 踐 。 目的 旨在 計 算 機 圖形 學(xué) 理 論 和 交互式 圖形軟件設(shè)計之間建立一種橋梁 。2 )

16、 制定 了實踐教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)。內(nèi)容包括實 習(xí) 目地 、 實 習(xí)對象 、 實習(xí)科 目、 實習(xí) 內(nèi)容、 實習(xí)要求、 實習(xí)步驟 、 實習(xí)方 案， 規(guī)范 的實驗報告等 。規(guī) 范的實 驗報告 要求寫設(shè)計說 明書， 包 括題 目、 完成者 、 原理、 內(nèi)容 、 關(guān) 鍵技術(shù) 、 實現(xiàn)過 程 、 分析 測試 結(jié)果 等 。3 ) 研 制 了兼 顧不 同對 象 、 不 同編 程 能力 的實 習(xí) 系統(tǒng) 。根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)的要求 ， 完成標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的全部實習(xí)項 目， 建

17、了一套學(xué)生學(xué) 習(xí)和教員指導(dǎo)一體化的軟件體系。在實習(xí)過程 中， 可考慮不 同的學(xué)員 ， 對于編程能力強 的學(xué) 員， 從 底層設(shè)計制作 ； 對于編程能力弱的學(xué)員 ， 在系統(tǒng)框架下添 加 部分關(guān) 鍵代 碼 。4 嚴(yán)格教學(xué) 的過 程化 管理 與考核 考核是課程學(xué)習(xí)中的一個重要環(huán)節(jié)。為 了全面科學(xué) 地 、 全程性評價學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況 ， 引導(dǎo)學(xué) 生全面發(fā)展 ， 促 進學(xué)風(fēng)建設(shè) ， 經(jīng)過幾個班的試點 ， 逐步改變以往的考核方 式 ， 初步構(gòu)建了綜合性

18、全程考試的新模式 ， 堅持傳統(tǒng)考核 方式與過程性考核、 實踐考核、 能力考核相結(jié)合 。1 ) 注重過程性考核， 堅持過程性考核與結(jié)業(yè)考核相 結(jié)合。及時跟蹤掌握 學(xué)生在學(xué) 習(xí)過 程中的情況， 包 括上 課發(fā)言、 作業(yè)情況 、 實 習(xí)情況等。最后學(xué)生的總成績 由三 部分組成 ： 作業(yè)及平 時表現(xiàn) 1 0 ％ ， 實 習(xí)成績 3 0 ％， 結(jié)業(yè)考 核 6 0 ％。對于平時學(xué)習(xí)表現(xiàn)突出的學(xué)生實行加分政策。2 ) 注重實踐考核 ， 堅持理論考核與

19、實踐考核相結(jié)合。充分鼓勵學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力 ， 對于學(xué)生動手能力 強 ， 解 決實 際 問題 能力 強 的學(xué)生 實行 加分 政策 。3 ) 注重能力考核 ， 堅持能力考核與知識考核相結(jié)合 ?？荚?內(nèi)容客觀性 與主觀性并 重 ， 突 出綜 合性 、 應(yīng)用 性要 求 ， 有利于考察學(xué) 生的理解 能力 、 綜合分 析能力 和應(yīng)用 能力 。5 結(jié)束語 計算機圖形學(xué)作為 G I S 專業(yè)的一門基礎(chǔ)必修課 ， 為進 一 步學(xué)習(xí)其他專業(yè)課打下堅實

20、基礎(chǔ)具有不 可替代的重要 作用和意義。但 由于種種原 因， 這門課 程的教學(xué)現(xiàn)狀還 有諸多不太令人滿意 的地方。本文針對課 程教學(xué)過程中 存在的問題 ， 結(jié)合筆者近幾年的教學(xué)實踐對 G I S 專業(yè)計算 機 圖形 學(xué)課 程 教 學(xué)談 了幾 點建 議 ， 在 教 學(xué) 內(nèi)容 方 面 注重 與 G I S 原理結(jié)合 ， 教學(xué)方法上突出任務(wù)驅(qū)動和可視化教學(xué) 法 ， 實踐課程 中注意能力 培養(yǎng) ， 考核方 面進行 過程化 管 理 。經(jīng)過兩年多的教

21、改實踐 ， 教學(xué)效果很明顯 ， 學(xué)生普遍 反 應(yīng)較 好 ， 認(rèn) 為 內(nèi)容 充滿 趣 味性 ， 學(xué) 到 了有 用 的 知 識 ， 提 高了解決圖形學(xué)相關(guān)能力。計算機圖形學(xué)課程教學(xué)改革 是一個長期的過程 ， 我們將結(jié)合學(xué)科技術(shù)的進步 ， 繼續(xù)思 考 改革 的方向 。參考文獻 ：[ 1 ] 潘革生 ． 高 等學(xué) 校計 算機 圖形 學(xué)教 學(xué)理 念 探討 [ J ] ．廣西科學(xué) 院學(xué)報 ， 2 0 0 8 ， 2 4 ( 4 ) ： 3 8 0—

22、 3 8 3 ．[ 2 ]張玉娟 ， 霍春玲 ， 朱春 曉． G I S 專 業(yè)計算機 圖形學(xué) 教學(xué) 改革研 究 與 實 踐 [ J ] ．計 算 機 與 網(wǎng) 絡(luò) ， 2 0 0 8 ( 2 9 ) ：5 3 0 —5 3 0 ．[ 3 ] 吳元斌 ， 應(yīng)宏 ， 劉福 明 ， 等． 面 向編程 的方 法在計 算機 圖形學(xué) 教 學(xué) 中 的應(yīng) 用 [ J ] ．計 算 機 教育 ， 2 0 0 7 ( 2 0 ) ：5 8 3—5 8 4

23、．[ 4 ]馬真安 ， 譚立萍 ， 高小六． 任務(wù) 驅(qū)動教學(xué)法在測繪類 專 業(yè)人才 培養(yǎng) 方案 中的實施 [ J ] ． 遼 寧省 交通 高等?？?學(xué)校學(xué) 報 ， 2 0 0 8 ， 1 0 ( 5 ) ： 5 4— 5 6 ．[ 5 ]張玉新 ， 張月清 ， b 治 國， 等．《 計算 機 圖形 學(xué)》 算法 可 視化教 學(xué)研 究與 實現(xiàn) [ J ] ．河北農(nóng) 業(yè) 大學(xué) 學(xué)報 ( 農(nóng)林 教育版 ) ， 2 0 0 9 ， 1 1 ( 2