[摘要]通過分析計算機(jī)圖形學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀，針對存在的問題，以能力為導(dǎo)向，進(jìn)行了計算機(jī)圖形學(xué)應(yīng)用課程建設(shè).通過系列化教材建設(shè)、實踐教學(xué)資源和微課程建設(shè)，構(gòu)建了計算機(jī)圖形學(xué)的教學(xué)內(nèi)容實施了“案例化”+“微課程”教學(xué)方法改革，建立了過程評價、全面評價和能力導(dǎo)向的多元化考核評價體系。教學(xué)實踐表明，豐富的教學(xué)資源順應(yīng)了新時代發(fā)展的要求，“案例化”+“微課程”的線上線下教學(xué)模式提高了教學(xué)效果，科學(xué)合理的考核評價體系激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

　　[關(guān)鍵詞]計算機(jī)圖形學(xué);課程建設(shè);案例化教學(xué);微課程

　　《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)》雜志是經(jīng)國家新聞出版總署批準(zhǔn)的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)科技期刊。雜志為月刊，每月20日出版，現(xiàn)已是中國核心期刊(遴選)數(shù)據(jù)庫收錄期刊，中國學(xué)術(shù)期刊網(wǎng)絡(luò)出版總庫收錄期刊，中文科技期刊數(shù)據(jù)庫收錄期刊，龍源國際期刊網(wǎng)全文收錄期刊，中國科技論文在線收錄期刊。

　　計算機(jī)圖形學(xué)是計算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域中一個非常重要的學(xué)科。該學(xué)科主要研究如何利用計算機(jī)表示圖形以及生成和處理圖形的基本原理、方法和技術(shù)。它的應(yīng)用滲透到了社會生活和生產(chǎn)的各個領(lǐng)域，如虛擬現(xiàn)實、地理信息系統(tǒng)、科學(xué)計算可視化等，是現(xiàn)代信息技術(shù)不可或缺的重要內(nèi)容。

　　計算機(jī)圖形學(xué)不僅是高校計算機(jī)專業(yè)的基礎(chǔ)課，也是理、工、農(nóng)、醫(yī)等專業(yè)的必修課。該課程是一個多學(xué)科相互交叉、相互滲透的學(xué)科，綜合了數(shù)學(xué)、計算機(jī)科學(xué)和圖學(xué)理論等相關(guān)學(xué)科的知識，其原理抽象、算法復(fù)雜、具有很強(qiáng)的理論性、綜合性和實踐性[l]。作為山西省應(yīng)用型本科試點院校，課程建設(shè)課題組積極探索轉(zhuǎn)型路線，赴國內(nèi)多家院校探討學(xué)科前沿和先進(jìn)教學(xué)方法;與多家知名企業(yè)合作探討人才培養(yǎng)需求。在山西省精品資源共享課的基礎(chǔ)上，從企業(yè)對人才的實際需求出發(fā)，與企業(yè)合作修訂人才培養(yǎng)方案，修訂教學(xué)大綱，以計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生為試點，增強(qiáng)“以能力為導(dǎo)向”的計算機(jī)圖形學(xué)應(yīng)用課程建設(shè)。經(jīng)過恰當(dāng)?shù)亟M織教學(xué)內(nèi)容，有效調(diào)整教學(xué)模式，采用了“案例引導(dǎo)、傳輸理論、算法可視化”的新授課模式，突出以學(xué)生為主體的“積累知識、積極思考、主動創(chuàng)新”的教學(xué)新理念，進(jìn)一步提高了學(xué)生運用基本理論知識分析和解決問題的能力，培養(yǎng)的學(xué)生得到了市場和用人單位的認(rèn)可，并與多家公司簽訂了人才訂單培養(yǎng)協(xié)議，實現(xiàn)了人才與市場的無縫對接。

　　一、計算機(jī)圖形學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀

　　近年來，隨著計算機(jī)硬件配置的提高、智能手機(jī)的普及，尤其是游戲產(chǎn)業(yè)、三維數(shù)字城市的迅速發(fā)展，計算機(jī)圖形學(xué)課程已經(jīng)成為計算機(jī)專業(yè)或數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)的核心課程[2】，在培養(yǎng)方案中占有重要的地位。由于該課程是一門原理算法復(fù)雜、抽象，實踐應(yīng)用性很強(qiáng)的課程，對教師和學(xué)生的編程能力要求較高，因此普遍反映教學(xué)有一定難度。通過文獻(xiàn)研究，國內(nèi)高校在計算機(jī)圖形學(xué)課程教學(xué)中存在以下問題。

　　(一)實踐教學(xué)資源匱乏

　　由于案例源程序匱乏[3]，這導(dǎo)致在課堂上教師主要以講解原理為主，學(xué)生存在理論學(xué)習(xí)和實踐應(yīng)用脫節(jié)的現(xiàn)象，存在學(xué)習(xí)完理論后仍然不會編程實現(xiàn)的情況，這不能滿足應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求。

　　(二)教學(xué)模式單一

　　傳統(tǒng)的教學(xué)方法以教師課堂講授為主，教師一次性地將知識灌輸給學(xué)生[4-5]。教學(xué)過程以教師為主體，教師教什么，學(xué)生就學(xué)什么;教師怎么教，學(xué)生就怎么學(xué)。這種教學(xué)方式忽視了學(xué)生的主體性及教師與學(xué)生的互動性，限制了學(xué)生的主觀能動性，制約了對學(xué)生在知識、能力和素質(zhì)方面的綜合教育。

　　(三)教材選擇不當(dāng)，培養(yǎng)目標(biāo)與企業(yè)需求不對接

　　目前，國內(nèi)計算機(jī)圖形學(xué)教材主要存在“面向理論和面向應(yīng)用”兩種典型教學(xué)體系[6]。面向理論的教材是傳統(tǒng)教學(xué)體系，其重點放在對概念的解釋與原理的講解;面向應(yīng)用的教材是當(dāng)前主流的教學(xué)體系，它注重培養(yǎng)學(xué)生在掌握計算機(jī)圖形學(xué)理論知識的基礎(chǔ)上，學(xué)會應(yīng)用典型的圖形學(xué)API。在這些計算機(jī)圖形學(xué)教材中，多數(shù)教材適合高校碩士生與博士生從事科學(xué)研究，而面向本科生、按照市場需求基于底層算法開發(fā)的計算機(jī)圖形學(xué)的教材相對較少。市場對本科生計算機(jī)圖形學(xué)技術(shù)的應(yīng)用人才需求量巨大，這導(dǎo)致人才培養(yǎng)與工程應(yīng)用和企業(yè)需求不對接。

　　二、以能力為導(dǎo)向，構(gòu)建計算機(jī)圖形學(xué)教學(xué)內(nèi)容

　　應(yīng)用型工科院校本科人才培養(yǎng)在遵循本科人才培養(yǎng)白身的教育規(guī)律基礎(chǔ)上，應(yīng)注重夯實理論、突出實踐、強(qiáng)化應(yīng)用，既不能沿襲普通本科的教育模式辦成學(xué)科型或研究型的本科，也不能為了突出應(yīng)用而弱化基礎(chǔ)理論的教學(xué)。應(yīng)該是理論教學(xué)和實踐應(yīng)用相結(jié)合，突出工程特色，培養(yǎng)既有基本的理論素養(yǎng)，又有很強(qiáng)動手能力的應(yīng)用型人才。應(yīng)用型工科院校應(yīng)結(jié)合市場和企業(yè)的能力需求，積極探索以能力為導(dǎo)向的培養(yǎng)目標(biāo)，構(gòu)建突出工程實踐能力的教學(xué)體系。

　　針對該課程教學(xué)存在的不足之處，課題組以培養(yǎng)目標(biāo)為核心，提出了“教材建設(shè)系列化，理論教學(xué)目標(biāo)化，教學(xué)過程案例化，實踐資源數(shù)字化”的課程建設(shè)方案[7]，為學(xué)生搭建可視化課程的整體構(gòu)架，打造了“精品資源共享課程+系列化教材+微視頻”立體化的教學(xué)平臺。

　　(一)系列化教材建設(shè)

　　課題組從企業(yè)對人才的實際需求出發(fā)，在注重培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)了解計算機(jī)圖形學(xué)理論知識的同時，義強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生正確使用圖形學(xué)知識進(jìn)行軟件開發(fā)的能力。在教學(xué)內(nèi)容上，主要以能力為導(dǎo)向確定必備的知識點和理論算法，摒棄不必要的偏向數(shù)學(xué)的公式推導(dǎo)，開發(fā)了與理論相對應(yīng)的實現(xiàn)案例。基于Visual C++中的MFC框架，采用案例教學(xué)法建設(shè)了豐富的教學(xué)資源，解決了實踐教學(xué)資源匱乏的問題。先后編寫了適合應(yīng)用型本科院校使用的理論和實踐相對應(yīng)的立體化教材，即《計算機(jī)圖形學(xué)基礎(chǔ)教程(Visual C++版)》《計算機(jī)圖形學(xué)實踐教程(Visual C++版)》和《計算機(jī)圖形學(xué)基礎(chǔ)教程(Visu-al C++版)習(xí)題解答與編程實踐》《計算機(jī)圖形學(xué)課程設(shè)計教程(Visual C++版)》等國家級“十二五”規(guī)劃系列教材。教材內(nèi)容從編程角度講授計算機(jī)圖形學(xué)原理和算法，強(qiáng)調(diào)真實感光照模型的實現(xiàn)，在不使用任何圖形庫的前提下，使用MFC的繪制像素點函數(shù)，按照計算機(jī)圖形學(xué)的基本原理開發(fā)出可與OpenCL或Direct3D顯示效果相媲美的真實感圖形。