时间：2023-12-20 10:48:29
【关键词】视觉传达专业；教学改革；图像处理软件
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1007-0125（2015）12-0202-01
PhotoShop图像处理软件（简称PS）作为视觉传达专业的基础课程，要求学生熟练掌握每一个工具操作。所以，作为教师应当仔细研究工具的含义、命令的操作使用，同时也应结合社会人才发展需求，采用实际案例与课程相结合，让学生学习不至于过于老套。
一、现今教学课程分析
（一）课程设置不合理。学生接触PS时，基本都在大二阶段，刚刚开始拥有自己的电脑，对电脑的相关性能、使用方式不太熟练，老师开始只讲授相对简单的命令，加上一些命令操作需要时间去记住，在绘制一些图像时可能处理不十分到位。
（二）实际操作环节少。PS软件在很多设计领域中被广泛使用，伴随软件自身的不断更新，也增添更多新的功能，使软件本身更加人性化。学生在大学之前几乎没有接触相对专业的图像处理软件，因此对软件掌握及熟练程度存在差异性，以至于后期的专业能力提高也各不相同。
（三）教学方法陈旧。以往的PS软件教学，是教师按照选定教材的内容与章节，按步骤讲述，从基本理论概述到定义，逐步演示，教师在讲授命令之后让学生上机操作习题练习。这样，会让学生脱离社会实践，单一模式的习题会让学生失去学习兴趣，只会按照教师讲授去操作，不会利用所学工具，发挥主观思维活动，思维创意更无从讲起。
二、教学改革的方法
（二）注重专业基础与课程紧密结合。PS课是视觉传达专业的基础课程，也是学生学习软件的重要工具，对于以后学习其他图像处理软件的提升有举足轻重的作用。学生需要掌握软件的相关操作方法，结合社会实践，才能更好地将图像处理得更加符合实际需要，同时PS软件也与其他专业课程紧密联系，如书籍装帧设计，招贴设计。对于后期的学习，将PS作为“第三只手”服务于创意思维极为重要，在专业课程中，利用对这些相关软件的掌握程度，学生可以创作出有设计理念的艺术作品。因此，要有针对性的安排PS课程，让基础专业课与专业课程做上下融合的讲授，让学生明白，软件操作学习的必要性和重要性，对视觉传达专业有更新更深刻的认识与了解。
（二）探索新的教学方法。第一，教师应当掌握学生认识新事物的规律，采用阶段式的教学方法，常规的PS课程教授方法都是对每个工作操作步骤讲述，禁锢了学生对工具的发散性使用，不利于学生对软件的操作方法的掌握。教师应当要遵循先易后难的认识规律，将PS的教学内容安排重新调整，分成基本操作、应用操作，综合操作三个部分，层层递进，由浅至深逐一讲解，让学生体会到每个工具的基本使用性和实践操作性的区别。第二，针对视觉传达专业的社会市场需求为主体教学任务，教师应在三个组成部分上探究哪个部分最为重要，因为PS作为本专业的核心软件，涉及到多门课程的图像处理，如版式设计的布局安排要应用PS做最终修订，包装设计的表现元素需要PS的特殊处理，书籍编排的软件需要学习等等。可见PS课程是整个专业的重要课程。第三，应采用实际与案例相结合的方式讲解工具的使用。以往大都是讲授书中的列子，这样学生不能进行现实的实际操作，因此，教师应该挑选社会单位正在设计应用的案例作为讲解内容，把每个相关的命令融合在一个案例讲解，使得工具与工具之间产生联系，培养学生的逻辑思维，加强学生的认识，提高学生的学习兴趣。
三、教学模式新的探究
在教学模式下，将真实案例融入教学内容中，培养学生的动手操作能力，科学合理地设计教学项目，以项目引导教学使学生的操作能力得到提高。
第一，理论教学与演示，教师可以结合企业案例进行相关知识点的讲解，引导学生对案例的分析，获取相关的知识点和了解容易出现问题的地方，让学生明确课程中需要掌握的能力目标和知识目标，激发学生的学习热情。第二，动手操作。教师讲解演示后，学生上机操作，在已经学到的工具使用方法上由浅至深，单独完成设计效果图的设计，也会对后期的材料有深刻地认识。第三，模拟实践，学生在完成之前的步骤上安排一个仿真的设计项目，提升学生的综合实践能力。
四、结束语
如今的信息时代飞速发展，教师要培养多方面人才，就要尝试新的教学模式，优化教学方法，引导学生走向社会的职业之路，成为有特色的、高质量的艺术人才。
参考文献：
[1]朱晓丽，高职建筑识图与CAD课程改革探索与实践[J].济源职业技术学院学报，2013（4）.
一、视觉传达专业计算机辅助设计类课程的设置原则
设计专业要在不断地组织和再组织的过程中形成开放的计算机辅助设计类课程体系，打开学生的视野，让学生随时可以掌握目前最先进的设计技术和表达手法。高校艺术教育以市场需要为导向，着重培养学生的动手能力。因此，计算机辅助课程相对于其他课程来说，实践课时较多，这样才能强化学生运用软件的能力。计算机辅助设计类课程要求学生利用日益增多的各类设计素材库，对图像进行处理，变化出更为丰富的视觉语言。如今软件升级换代十分迅速，这就要求学生及教师要不断地更新知识，学会质疑和尝试，触类旁通地去学习和寻找不同的操作方法。
二、视觉传达专业计算机辅助设计类课程的教学方法
（一）案例式教学法案例式教学法指教师通过讲解具体软件的功能、界面、菜单、面板以及工具的基本使用方法，来让学生对计算机辅助设计软件有一个大致的了解，进而提升学生的软件运用能力。学生除了要在课堂上消化和吸收教学案例以外，还要学会举一反三，并开展大量的课外钻研。（二）项目式教学法项目式教学法是指在实践教学活动中教师对指导学生切实完成一个完整的“项目”的培训方法。在教学实践中，拿实际项目里的课题作为教学内容，能为学生日后进入工作岗位积累丰富的实践经验，这对学生设计实践能力的提高也有很大的帮助。
三、视觉传达专业计算机辅助教学存在的误区
在教学方面，有的教师侧重于工具的教授，并辅以大量的图例。有的教师则完全把软件课变成单独的软件培训班的模式，一味地进行填鸭式教学，而不去培养学生的创新能力。这样只会使学生的软件学习能力停留在很低的层次。在学习方面，学生不愿意去探讨原理和基础工具的运用，只是默默地跟着范例走。另外，有些学生不善于做笔记，不勤加练习，今天会明天忘，并没有充分意识到软件的学习过程也是个需要潜心修炼的过程。
四、改进视觉传达专业计算机辅助教学的策略
（一）有针对性地设置课程学校在开展计算机辅助设计类课程的初期，可以尝试着要求学生对常规软件（例如Photoshop、Coreldraw、Illustrator等）达到创新运用的程度。而对于其他的软件，学生可以根据自身的学习情况和接受能力进行多样性的选修。同时，学校也可以加大对三类基础软件的课时投入，以巩固学生的学习成果。（二）教学与实践相结合学校要与相关单位紧密协作，定期组织学生到单位参观实习。此外，学校还要鼓励学生积极参与国内外的各项比赛，以赛代练。（三）加强师资培训，提高教师业务水平教师在完成繁重的教学、科研任务的同时还需要不断地提高业务水平。教师的业务水平很大程度上决定了学生学习效果的好坏，对学生的影响是深远的。因此，学校应加强对视觉传达专业教师的业务培训，从而为计算机辅助教学提供强有力的师资保障。综上所述，高校计算机辅助教学，必须要根据学校自身的特点，结合师资力量和学生的实际情况来开展。此外还要突出专业特色，利用多重手段和多重资源来促进学生的专业学习，从而切实提高计算机辅助教学的水平。
作者：刘宁 浦茜 单位：常州大学艺术学院 常州大学怀德学院
关键词:计算机视觉;教学应用;教学改革
计算机视觉是人工智能学科中的一门重要课程。随着相关应用在多个领域中的出现,越来越多的学生开始对这门课产生了浓厚的兴趣。如何让学生能够在整个课程中保持盎然的兴趣,并为有志于深入研究计算机视觉的学生指明方向,成为我们教师首先应注重的问题。
在实际的教学工作中,通过不断摸索总结,我们认为,以实际应用引导学生的学习兴趣,既满足了学生想了解计算机视觉实际应用的需求,又加深了学生对于算法的理解,把算法放在一个实际应用中,学生可以理解怎么用,为什么这么用。在这样的目标导引下,我们从选择教材开始,准备教学内容(包括合理的应用实例的选择)、制作PPT、探索教学方法,形成了目前以实际应用为主导的创新教学体系,非常受学生欢迎。在此,我们对这期间遇到的问题,解决方法、心得体会做一个总结和思考,希望能对同行有些许参考作用。
1选择教材
在我们这个专业,每年的上研率基本都保持在50%左右。在本专业的研究生阶段,也开设了双语教学的计算机视觉课程。另外,毕业后选择参加工作的同学也基本都进入和本专业非常相关的一些单位,所从事的工作,都是和在学校学习的知识密切相关。
因此,如何让这门课程的教学既兼顾本科毕业就参加工作的那部分同学,又兼顾继续深造的学生的需求,也是在这门课程讲授的过程中,需要特别注意的一个问题。对于本科毕业就要参加工作的同学而言,需要“广度”,需要了解计算机视觉这门课在各个领域中的应用,在实际中接触到相关的项目或工作时,能够知道去哪里可以找到自己需要的参考资料;而对于要进一步深造的同学而言,则需要一定的“深度”,为研究生阶段的研究打下基础。
全盘考虑到这些学生毕业之后的去向,我们选择了两本教材。一本是贾云得教授编著,科学出版社于 2000年出版的《机器学习》[2],这是一部顺应了时代与教学发展要求的教材,对计算机视觉中的基本概念、基本算法、基本算法的应用、经典应用进行了由浅入深的介绍。内容涵盖了所有经典的数字图像处理与机器视觉方法,也对一些已经得到非常好实际应用的方法,如光流法等作了简要介绍。另外还选择了一本英文原版的计算机视觉的经典著作,Ramesh Jain 教授等所著的《Machine Vision》[3],机械工业出版社于2003年出版。这是国内外非常推崇的一本计算机视觉著作,该教材条理清晰,深入浅出,对计算机视觉的基本原理、算法、应用的介绍非常详尽。
在教学中,我们采用了英文的PPT,但主要用的教材是贾云得教授的《机器视觉》,这样中英文对照讲解,一方面加深学生对教学内容的理解,另一方面也为学生今后阅读专业的英文论了相应准备。
2教学内容和工程实例的选取
2.1选取教学内容
本课程之前,大学二年级的本科生已开设数字图像处理课程,但所讲的基本原理和算法都非常浅显,所以在教学内容的安排上,分为两大部分:数字图像处理部分和视觉部分。数字信号处理部分主要讲解在视觉部分会用到的一些基本算法,为后面进入计算机视觉部分打基础。这部分约占总课时的1/3。视觉部分的课时也分为两部分:算法讲解与实例讲解。在算法讲解部分,对计算机视觉的基本算法、经典算法都做了深入浅出的讲解。实例部分则选择了经典的工业应用,让学生能够对所学算法进一步加以理解。
2.2选取适当的工程实例
就计算机视觉的教学内容而言,各个孤立的算法和方法对本科生来讲,有些抽象不好理解。如果在教学上仅仅通过老师在课堂上的讲解,很难让学生深入地理解相关的教学内容,而选择一个触手可及且简单好理解的工程实例往往就会达到意想不到的教学结果,学生可以把课堂上所学的枯燥理论与现实中活生生的事物联系起来,从而加深对教学内容的理解。
通过反复比对、反复论证,我们选择了在讲解基本原理和算法之后,在课程结束前,专门留出课时讲解手机制造这个例子。手机现在是人手一部,是这些年青学子再熟悉不过的事物了,通过对手机主板、手机键盘的制造过程的讲解,把所学的算法都融合进来,学生在觉得有趣的同时,不知不觉就加深了对所学算法的理解。
另外,在教学的过程中,我们还不断穿插其他学生耳熟能详的实例,如数码相机原理中的一些算法的讲解,我们和学生一起探讨应该怎么选择数码相机。再有,滤波器算法、在课堂上对Photoshop功能的演示,与所学算法关联起来,学生都很容易理解接受。
3教学点滴
3.1点睛之笔
在第一节课的讲述中,我们的重点不在于Marr理论,而是告诉学生:
人工智能就是要让计算机像人一样,能够会听、会看……
我们这门课程就是要让计算机“会看”,要像人一样会看。进而展示给学生一些我们精心挑选的图片,让学生自己判断,是不是自己的眼睛“骗了”自己,人眼和计算机看到的到底有什么不一样。
每次讲到这里,学生都会进行热烈的讨论,每个人都有不同的看法,每个人都有自己的坚持,不知不觉中,对这门课就产生了浓厚的兴趣,有了继续深入学习下去的愿望。在课堂讨论的最后,比较人眼对图片的判断以及计算机的判断后,让学生自己总结归纳,我们这门课到底要研究些什么,都有可能应用在哪些方面,然后对争议比较大的提议一一探讨。每到这个时候,大家的积极性就都被激发出来,在不断的争论与思想碰撞中找出正确的结论。
3.2拿身边的事物说“事”
计算机视觉课程的前半部分,多涉及到图像处理的一些常见算法。在讲授各种各样的滤波器和算子时,并没有针对各个滤波器和算子摆出一堆示例图片,让学生比较滤波前后的差异,从而很生硬地理解滤波器与算子的功能。取而代之的,我们首先以现在人手一台的数码相机为例提出问题,你为什么要选择你手里的这台数码相机?当初选这个品牌和型号时,你的考虑是什么?历年学生的回答几乎都是看网上测评,或者在网上看别人怎么说。这时列出我们收集到的各个品牌相机的测评报告,列出它们的优缺点,然后引导学生去思考,例如这个品牌的相机的缺点是照片发灰,不是很鲜亮,而另一个品牌的相机则绿的特别绿,红的特别红,为什么?那么有可能是哪部分的算法不够完善,为什么?
通过如此简单的对比,学生的积极性被完全激发。原来,数码相机这个几乎人人都有,大家都熟悉的“玩具”竟然和自己在课堂上学到的知识这么密切相关。
再有,就是利用学生们都熟悉的PS(Photoshop),演示现在所谓的“完美证件照”是怎么来的。为什么可以把疙疙瘩瘩的脸部皮肤变得光滑?在PS中,你就是点了一下鼠标,其实在后台,是加入了一个滤波器进行了滤波。各种这样的演示,学生都非常喜闻乐见。因为他们突然发现,原来那些事物,和我自己接触到这些看似枯燥的理论之间,还有这么深刻的联系。
还有一个很受学生欢迎的例子就是对于“鼓形失真”的讲解。我们的老师每次讲到这里,都不会简单告诉学生“鼓形失真”发生的原因是什么,应该怎么解决?老师都会问学生,明星为什么都一窝蜂去减肥?现在的女明星为什么都要去弄个“锥子脸”?课堂上就会出现一个小高潮,男同学和女同学的看法各异,彼此之间开始争论不休。此时再趁热打铁地问学生,如果拿着相机,离自己的鼻子一公分,会拍出什么样的效果?有学生开始拿出手机对着自己和别人开拍,有的学生开始头头是道地分析。每到这种学生都开始热烈讨论的时候,就可以适时引导学生往正确的方向去,让他们自己找到正确的分析解决方法,往往这个时候,学生都会颇有成就感,对于问题的理解也会特别的深刻。
3.3选择合适的实际应用
在所有理论讲解结束后,我们会留出2～4次课讲述计算机视觉在工业上的应用。这些年来,对于手机制造这样一个工业应用,非常受学生欢迎。正如“数码相机”这个例子一样,现在学生都是人手一部手机,是大家再熟悉不过的东西。这个例子涉及到了在前面理论讲述中的大部分算法,如二值图像的处理、模板匹配、高斯滤波器等。学生通过对这个工业应用的理解,更进一步加深了对算法的理解。
以讲解手机键盘的制造过程为例,向学生提出和前面所讲内容相关的问题,引导学生自发思考,如为什么选择模板匹配法,而不是采用其他更复杂更精确的方法等等。每到这个时候,课堂气氛总是分外热烈,学生各抒己见,在不断争论中,更进一步加深对课本上枯燥理论的认识。
在这里需要注意的问题是一定要一步一步提出问题,循循善诱,引导学生一层一层地深入思考。如果问题的答案过于“深藏不露”,则有可能触发学生的抵触情绪,无法继续深入地思考。
4结语
通过多年的教学摸索,我们认为,在计算机视觉课程的讲述中,以实际应用引导学生这样的教学方法非常可取,而且也收到了很好的效果。另外,除了制定好的教学大纲,并选择合适的教材外,根据学校现在的时间情况,我们选择了多媒体手段辅助教学,充分利用Matlab和大屏幕投影等方方面面的优势,结合多种方法进行教学,对讲好计算机视觉这门课,非常有益。
参考文献:
[1] 林尧瑞,马少萍. 人工智能导论[M]. 北京:清华大学出版社,1989.
[2] 贾云得. 机器视觉[M]. 北京:科学出版社,2000.
[3] Ramesh Jain. Machine Vision[M]. 北京:机械工业出版社,2003.
[4] 蔡自兴. 智能控制原理与应用[M]. 北京:清华大学出版社,2007.
Innovation in the Course of Computer Vision
HAN Hong, JIAO Li-cheng
(School of Electronic Engineering, Xidian University, Xi’an 710071, China)
关键词：计算机网络；课程改革；实践化教学
1.问题与研究现状
1.1研究意义
21世纪是信息化的时代，计算机网络已经深入人们生活的方方面面。通过网络，信息以前所未有的速度扩散。随着计算机网络的广泛应用与高速发展，对于掌握计算机网络知识的专业人才的需求也大量增长。目前许多高校已经把计算机网络课程作为计算机科学与技术专业的核心必修课程，且因为计算机是信息化的基础，其他非常多的相关专业也涉及计算机网络的知识，例如物联网工程、信息安全、通信工程专业等，因而在整个电子信息相关专业，计算机网络课程也属于必修课程受到重视和重点建设。作为整个电子信息相关专业的基础课，在就业的时候，计算机网络和数据结构、操作系统、软件工程等都属于学生笔试的常见被考课程，对学生就业十分重要。
1.2教学实践中的现有问题
计算机网络经过几十年的发展已经形成比较完整的理论体系，有较强的理论性，且呈现出知识更新快、信息量大、多学科交叉等特点。目前计算机网络教学中多以讲授为主，存在以下问题：
（1）单一讲授的教学模式不能适应计算机网络多学科交叉、密切联系行业的特点。学生反映计算机网络涉及学科多（电子、通信、材料等），即便是每个学科简单理论概念的讲解也已经非常庞杂，学生很难把握其脉络。而且，现有技术的应用与行业背景密切联系，单纯的理论讲授效果不佳，反映在学生回答课堂提问往往问甲答乙，或者干脆不知所问，对讲解的知识吸收差。
（2）本学院计算机网络课程涉及多个不同专业的学生，如信息安全、信息对抗、网络工程、物联网工程。每个专业的学生基础不同，专业重点不同，传统的统一讲授的方法不能适应专业的差异性，也导致不同专业间学生接受程度差异巨大，考试及格率可以相差20%以上。
（3）死记硬背现象突出，对技术理解不深。对于计算机网络在各专业的具体应用，现有的教学方法和教材均不能提供有效的支撑。学生对死记硬背的技术点尚能回答，但是碰到综合应用题，大部分学生就难以作答。
面对以上主要问题，现有的计算机网络课程教学方法和思想必须改变，以提高学生学习的兴趣与学习效果，使学生能真正掌握计算机网络知识与技术。否则，不光是计算机网络课程应有的教学目的不能达到，还直接影响后继相关的专业课程教学。
1.3国内研究现状
开设计算机网络课程的高校很多，各校在自己的教学实践中均发现一些问题，并提出了相应的教改方案。一些典型的教改成果如下：
文献[1]针对不同专业的学生对计算机网络知识的需求，将计算机网络课程分成3个层次：计算机网络课程A适用于计算机科学与技术、网络工程、通信工程、电子信息工程、电子信息科学与技术等专业；计算机网络课程B适用于非信息类理工科专业；计算机网络课程c适用于经济管理类专业。其次，根据3个层次的教学内容，设计模块化、可选择的实验教学体系。
文献[2]通过导人式、启发式、讨论式、自学式、教学手段多样化等多种方法培养创新人才。
文献[3]针对传统的计算机网络课程教学中单一课堂教学模式存在的问题，提出构建以启发式课堂教学为基础、引导型在线教学为辅助、研究型实践教学为提高的计算机网络课程三维立体式教学模式。
文献[4]基于案例教学培养部队学员的计算思维能力培养。文献[5]提出用网络教学辅助课堂教学。文献[6]引入苏联教育家、教学论专家巴班斯基创立的“教学过程最优化”理论，即在整体上确定最佳的方案予以实施，并从全面教育任务的实现上评价实施过程及其结果。
文献[2]、文献[3]、文献[4]和文献[6]提出的多种教学方法都很泛泛，无论对计算机网络课程还是其他课程都适用。实际上，在以往几届学生的教学中，此类方法我们已经在使用，事实证明此种广泛适用于一般课程的方法并不能解决计算机网络课程中的具体问题。文献[5]提出网络教学辅助，我们在授课的时候也提供给学生课外自学，但是如果教师不负责检查而全靠学生自觉，那只对部分自觉性较高的学生有用，而这部分学生本来学习效果就较好。文献[1]提出的分专业不同区分不同的教学层次是值得借鉴的方法，只是专业划分范围较大，落实到具体专业还需要细化。
2.实践化的计算机网络课程改革
经过课后与学生座谈及学生干部的问卷调查得知，学生认为计算机网络课程的主要问题是理论太多，不直观。相对比一些课程因学生重视程度不够导致的学生兴趣不高，计算机网络课程经过历年专业教育的宣传，学生基本都能意识到这门课程的重要性。刚开始绝大部分学生的学习积极性都很高，但是随着课程的进行，概念增多、理论加深，由于理论概念抽象难理解，光靠死记硬背效果差，学生慢慢感觉无法跟上教师的进度，进而失去学习的兴趣，甚至自暴自弃。虽然采用了案例视频、多媒体互动等教学方式，但明显还不足以让学生理论联系实际。
计算机网络课程的实践化教学主要分为课内课外两个方面。
2.1课堂实践化教学
1）课堂实践工具演示。
关键词：计算机视觉；研讨式教学；小组探讨；课前回顾
作者简介：陈芳林（1983-），男，湖南株洲人，国防科学技术大学机电工程与自动化学院，讲师；周宗潭（1969-），男，河南洛阳人，国防科学技术大学机电工程与自动化学院，教授。（湖南 长沙 410073）
中图分类号：G643.2 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）26-0065-02
进入21世纪，创新型人才的培养成为各国政府和高等教育界关注的一个焦点。世界各国研究型大学的共同特点是在研究生教育阶段致力于培养富有创新意识和创新能力的高级人才。[1]研讨式教学是培养研究生创新精神、科研能力的有效途径，教师讲解与学生探讨两部分相结合是研讨式教学采用的主要模式。[2]将课程分成两部分之后，教师讲解的时间就必须压缩，教师一方面需要思考如何在较短的时间内完成课程的讲解，同时还需要考虑课程讲解要与学生探讨部分紧密结合。因此，如何上好研讨式教学教师讲解这部分课，越来越受高等院校的重视。本文针对笔者教授工科研究生课程“计算机视觉”的实践与经验，阐述了笔者对于如何上好研讨式教学教师讲解这部分课的个人体会。总结为两点：第一，首先要充分做好课程准备；第二，上课环节采取回顾—案例—小结的讲解方式。下面从课程准备、课前回顾、课程讲解、课后小结四个方面分别阐述（如图1所示）。
一、“计算机视觉”课程准备
要上好一门研讨式教学的课程，一定要结合该门课程的特点，量身定制课程内容，进行精心准备。本节先介绍“计算机视觉”课程的特点，然后结合该门课程的特点，介绍笔者对于“计算机视觉”的课程准备。
1.“计算机视觉”课程特点
“计算机视觉”是“数字图像处理”和“模式识别”等课程的后续课程。该课程重点在于图像或者图像序列的分析理解。课程知识在机器人导航、侦查、测绘、测量、精密加工和目标跟踪等多个领域都有广泛的应用。[3]近年来基于视觉信息的控制反馈也开始受到广泛关注。国内高校一般都为研究生开设了此门课程。
计算机视觉技术应用广泛、算法原理涉及面广：涉及到概率与数理统计、信号与系统、图像等基础知识。“计算机视觉”是一门重要的控制类、电子类及计算机类专业研究生的选修课程，它内容广泛、综合性强，研讨能力的培养显得非常关键。
2.课程准备
首先，结合“计算机视觉”课程内容广泛、技术日益更新和丰富的特点，将课程36学时分为12次课，每次课为3小时，每堂课教师讲解一个专题。这种设计，一方面可以更广地涉及计算机视觉的各个领域；另一方面以专题的形式来讲解，可以将学生带入到该专题，介绍基本背景、理论、知识和方法，让学生有一个初步的了解，方便课后学生对感兴趣的专题进一步深入挖掘与研究。
其次，在课程开始之前，教师仔细统筹，安排好每次课的专题，这样既方便学生一开始对整个课程有一个整体的了解，也方便学生选择课堂研讨的题目与内容。根据12个专题，将各个专题讲解的内容与课件在开课之前准备好，这样有利于把握各个专题之间的前后承接关系。例如，“区域”与“分割”是既有区分又有联系的两个专题，在课程开始之前，将课件准备好，就有利于宏观把握，在“区域”专题提到的分割算法，就不需要在“分割”专题再次重复，而在“分割”专题可以结合前面“区域”专题进行互相补充，以帮助学生融会贯通。
最后，在每个专题上课之前，再对课件进行精雕细琢，主要是对内容分好层次，对方法进行分类，力图在较短的时间内，让学生对该专题有较全面的认识。例如，在讲解图像分割时，由于图像分割方法非常多，可以将分割方法分为若干个大类，每个大类只讲1～2个方法。这样既可以尽可能涉及更广的领域，又可以提高讲解的效率。
二、“计算机视觉”课前回顾
课前回顾是指每堂课的前面一小段时间用来回顾上一堂课的内容。虽然课前回顾时间非常短，一般为3～8分钟，但是课前回顾是课堂教学中的一个重要环节。课前回顾可以帮助学生加强将要学习的内容与已学过内容之间的联系。通过课前回顾，学生可以回忆前续课程所讲解的概念、理论、算法的步骤等内容，有助于解决新问题或者理解新知识。
课前回顾最重要的是既要复习前续课程的内容，又要注意将前续内容与当前内容联系起来。由于讲解时间有限，要使研讨式教学的教师讲解部分效率高，教师帮助学生回忆上堂课的概念、模型、算法等内容，就变得非常重要。如果不做课前回顾，那么当讲到某处新知识时，往往需要停下来，将前续课程再讲一遍，否则学生无法理解新的知识，这样就降低了教学的效率。
课前回顾的时间，一般以3～8分钟为宜。课前回顾的形式可以多样化，如讲解课后作业、回顾概念、提问等。笔者认为应根据当天课程与前续课程的关系，采取合适的方式。各种方式结合使用，提高课前回顾的效率。
三、“计算机视觉”课程讲解——案例教学
案例教学已经成功地应用于数学、计算机科学等领域的教学。通过案例，学生可以很快地掌握相应的概念、算法的步骤等，从而提高教师讲解部分的效率。[4]例如，在讲解马尔科夫随机场时，笔者通过案例式教学，将马尔科夫随机场用一个生活中的例子来向学生解释。首先，将马尔科夫随机场分解成两个重要的概念，分别是随机场与马尔科夫性，然后将它们对应到例子中，帮助学生理解。
随机场包含两个要素：位置（site）和相空间（phase space）。当给每一个“位置”中按照某种分布随机赋予“相空间”的一个值之后，其全体就叫做随机场（如图2（a））。[5]这个概念非常抽象，难以理解。笔者应用案例式教学，拿庄稼地来打比方。“位置”好比是一亩亩农田，“相空间”好比是种的各种庄稼。给不同的地种上不同的庄稼，就好比给随机场的每个“位置”，赋予“相空间”里不同的值。所以，可以形象地理解随机场就是在哪块地里种什么庄稼的布局（如图2（b））。
马尔科夫性指的是一个随机变量序列按时间先后顺序依次排开时，第N+1时刻的分布特性，与N时刻以前的随机变量的取值无关。为了更直观地理解马尔科夫性，笔者仍然拿庄稼地打比方，如果任何一块地里种的庄稼的种类仅仅与它邻近的地里种的庄稼的种类有关，与其他地方的庄稼的种类无关，这种性质就是马尔科夫性。
符合上述两个特征，那么这些地里种的庄稼的集合，就是一个马尔科夫随机场。通过案例式教学，笔者发现可以加深加快学生对课程内容的理解，提高教师讲解环节的效率。
四、课后小结
课后小结指的是一堂课将要结束时，教师对本堂课进行一个简短的总结。许多成功的教师都会在其教学中坚持课后小结这个环节，给学生一个总体的印象，以帮助学生消化本次课程的内容。
研讨式教学教师讲解部分的课后小结与普通教学方式应有所区别。笔者认为这主要是因为通过课后小结可以将本次课程所讲内容与学生的研讨环节结合起来，而不仅仅是对内容进行简单的总结。
为了达到课后小结使本次课程内容与学生探讨环节建立联系的目的，笔者在教学中常采用如下方式：首先，像普通教学方式一样，总结本次课程内容；然后，在此基础上，抛出若干问题，这些问题，不需要学生马上解答，而是留给学生课后思考，提供他们选择研讨主题的素材；最后，介绍其他在本次课程中没有涉及到的前沿知识、方法与理论，拓宽学生的视野，从而增加学生选择探讨主题的覆盖面。
通过应用这种方式，笔者发现学生的思维更开阔，在探讨环节，学生往往可以选择一些比较新颖的主题（例如视频中不动点的检测等），而不仅仅局限于教师所讲内容，从而提高了研讨式教学的效果。
五、结论
在“计算机视觉”课程中引入研讨式教学，通过总体设计规划好整门课程内容，课堂讲解注意采用回顾—案例—小结的方式，笔者对如何上好研讨式教学教师讲解这部分课进行了个人经验的总结。通过本次教学改革，笔者体会到如果要提高教学效果，一定要注意教师讲解与学生探讨两个环节的紧密结合。
参考文献：
[1]侯婉莹.我国研究型大学本科生科研研究[D].济南：山东大学，
2009.
[2]张晴，李腾，韦艳，等.研讨式教学模式的理论研究[J].中国科技纵横，2011，（10）.
[3]D.H .巴拉德.计算机视觉[M].北京：科学出版社，1987.
一、存在的问题
1.计算机技术高速发展，教材难以跟上其变化
教师能够上好一门课，学生能够更好地掌握课堂知识，教材是至关重要的。近几年，高校《计算机应用基础》的教材百花齐放，不能不说经过几年的课程发展，《计算机应用基础》涌现出一批质量较好、受益面广的教材。但是，计算机技术发展实在是太快了，我们的教材始终处于一种追跑的状态，经常过了一两年教材就落伍了，学生往往就会忽视这门课程。
2.教师的水平参差不齐，教学效果难以统一
师资队伍的建设应该是所有专业以及各个领域都面临的问题。计算机基础课程经过这几年的发展，师资队伍得到了长足的发展，但是也不能排除有浑水摸鱼者滥竽充数。因为计算机技术发展迅猛，一部分教师疏于学习，知识在不知不觉中被淘汰也不管不顾，这严重影响了整个师资队伍的教学效果。
3.学生的计算机水平参差不齐
相信每一个上过计算机基础的老师都有一个深刻的体会，学生由于来自不同的地区、不同的学校、不同的家庭，他们的计算机水平大多不在一个水平线上，教师总是感觉不知道如何才能做到顾全大局。
4.学生对计算机基础课程重视不够
目前我国高校非计算机专业的学生入校后开设的第一门计算机基础课是《大学计算机基础》，在实际教学当中，我们发现不少同学对《计算机应用基础》课程不够重视。一部分学生认为计算机基础课不是自己的专业课，不需要认真学习，考试及格就行了；一部分则认为自己上网聊天、购物、网游都很在行根本不需要老师来教他们计算机基础。
二、对策
1.放宽视野、突破教材
现实情况来看，在短时间内教材不可能赶上计算机技术的推层出新，年年更新教材也是不可能实现的。因此，放宽视野、突破教材，对教师而言将是自身学习与教学创新的双重挑战。只有如此，我们的教学才会突破教材的局限性，使得学生能够获得最新的应用知识。
2.建设高水平的师资队伍
通过集体备课、听课等方法，提高整个教师团队的教学能力，绝不罔顾撒科打诨者。在集体备课教研活动中，由资深教师就课堂授课的教学方式与方法、教学手段的科学利用、教学内容和进度的安排、课堂教学效果的最佳化、课堂师生互动、课程教案的编写、上课时间的控制、上课的技巧问题等各个方面对青年教师们进行现场指导。另外，在集体备课中不间断加入新的东西，提高所有老师的教学水平。
3.大力推进分层教学
分层教学的方法在计算机基础课程的教学改革中提了很多年，学者们也对其提出了很多建议与想法。但是在实际教学中，分层教学往往面临操作复杂的困境。因此如何分层教学，如何使其更易于操作是摆在我们高校工作者面前的一个重要的问题。学校也不能因为其操作的复杂性而弃之不用，分层教学是解决高校学生计算机水平参差不齐的一个很有效的方法。
4.优化计算机教学模式，提高学生学习的积极性
教师首先要提出学习计算机基础课程的重要性，例如：告诉学生word和excel将在他们以后的工作中占有重要的地位不管其是从事什么样的工作；其次优化教学模式，例如：采用任务驱动教学模式、自主协作教学模式、教学实践实例等等，通过这样使得学生对其产生浓厚的兴趣，如此自然而然，学生也就慢慢地感觉到计算机基础课程的重要性。
十四年前，那时的互联网在中国刚刚露出成长的萌芽，对于大多数人来说，互联网还只是个高端而遥远的概念。很多高校虽然已经建立了计算机专业，但是大多数学生和老师并没有真正预见到互联网的前景，仅仅把网络当成交流的新途径。正值这个探索时期，北京航空航天大学提早看到了网络媒体的发展趋势和互联网时代下的艺术发展前景，及时请来四川美术学院的龙全教授，在2002年建立了新媒体艺术专业，成为理工类高校中新媒体艺术的领跑者。
看过龙全教授作品的人，都会被画面上那强烈的视觉冲击力所震撼。当很多人都认为龙全教授会在绘画领域开创一片新天地的时候，龙全教授却毅然放弃了自己熟悉的油画领域，来到了北京航空航天大学，开始与计算机打起了交道。龙全教授1984年毕业于四川美术学院，作品曾获部级奖项，并多次入选全国美术作品展览，后担任四川美院油画系系主任。可是作为一名油画大师，龙全教授是怎么和新媒体艺术结下不解之缘呢？
其实作为学院的创始人之一，龙全教授也经过了深入的思考。“怎么把艺术和北航的优势也就是计算机技术结合，我们在刚开始也不太明确，所以在教学方向、授课课程方面都不断地进行过调整，直到经历了几次磨合之后才有了准确地把握。起初我们寻找北航各学院与美术专业是否有好的切入点，得知计算机学院‘虚拟现实技术’国家重点实验室需要美术的参与和支持，所以我们很快就在项目上有了合作。虚拟现实项目的成果与网络传播也有很大关联，比如虚拟奥运，数字博物馆、虚拟城市等系统都离不开网络媒介。因此我们新媒体艺术学院就明确了以艺术设计和网络传播为学院特色，在国内率先扬起新媒体艺术的旗帜。”
北航的新媒体艺术系自2006年独立成院，在综合绘画专业之外新开辟了数字动画艺术专业和视觉传达设计专业。与众不同的是，新媒体学院的本科学生先要经过两年的公共基础课学习，积累相当的绘画、美感基础，充分接触三个专业中共通的部分，然后在大三年级根据自己的兴趣爱好和能力储备在专业中做出选择。“传统美术教育培养出的学生没有足够丰富的综合能力和就业能力，尤其不能适应互联网时代新媒体日新月异的变化，”龙全院长说。“所以我们不但要通过基础课程向学生灌输大美术的理念，还会教授学生如何在互联网平台上运用知识和技巧创造新的艺术形式。”
今天看来，经过几年对教育资源和课程模式的不断挖掘和改良，新媒体艺术与设计学院已经收获丰硕的教育成果。2013年，学院本科生的读研率高达58%，其中近一半学生奔赴国外深造。而全院学生的就业率达到了惊人的100%，这对于很多其他专业来说是难以置信的。这些新媒体艺术人才普遍掌握了极高的新媒体艺术功底，对绘图、剪片、网页设计等工作都驾轻就熟，同时敏感的网络嗅觉和强大的综合问题处理能力在他们的学习过程中也有过刻意培养。如今这些素质正是门户网站、大型公司、影视集团等强势企业所需求的。
动画：创意你思维，设计你世界
在北航新媒体艺术与设计学院下设的三个专业中，数字动画非常符合网络传媒的诸多特征。“互联网动画是动画影视发展的趋势之一，上升势头非常迅猛。”数字动画艺术专业带头教师、《否否》短片作者於水副教授对此颇有感悟。
“在策划了很久之后，我们推出了‘否否’这个形象，我们希望让否否成为一个代表社会正能量的标志，借助互联网把这种正义传递出去。否否每周一集动画，每天还会在微博、微信平台上推出《否否日记》，这些平台比传统方式能够更快地把内容推送给观众或读者。今后我们还计划将否否打造成包括动画、漫画、玩偶的多维立体形象，利用互联网全方位传播的优势在观众读者中树立起一个否否形象。”
诚然，全面和快速是网络媒体的最大优势，也是互联网动画的生存之本。传统的影视动画常常需要工业化的制作模式，画面剧本精良、团队规模大、制作周期长、整体投入高导致一部高质量动画的诞生困难重重，而且模式化的制作流程也会限制动画原创者的思维和创意。相反，网络动画除了剧本，其他方面几乎不受“流水线式”动画工业的局限，周期大大缩短、团队小规模化，甚至单枪匹马都可以完成一部动画的制作。“互联网动画可以在很大程度上规避艺术与现实的冲突，让作者按照自己的标准和目标创作作品，充分体现自媒体时代艺术家的特色，”《否否》的作者言道。“而且多渠道的网络动画也给了观众选择的机会，既能够走进电影院体验制作细腻、特效华丽的‘高端’视觉享受，也能足不出户观看贴近生活、便宜时尚的大众美学。”
如果说动画制作是借助数字动画技术来发挥创意，那么我们日常看到的网页、广告、电视节目则处处存在着动画设计。动画创作更注重个人的表达，学生今后可能从事动画产业，或者继续深造成为导演。而设计方向更倾向于定制作品，例如定制公司网页产品、加入设计团队工作等等。而无论是动画创作还是产品设计，学生都需要在学习过程中尽可能多地接触不同领域的知识。为此，於水副教授在安排数字动画专业的课程时充分考虑到了学生可能在就业中碰到的情况，设计了多门美学艺术和计算机技术之间的交叉学科。“学科交叉是我们的课程特色，如交互动画设计学科，不但需要良好的美学基础，也需要艺术和计算机技术的融合。交互设计让观众能够亲身参与到设计好的环境中去，比如虚拟现实世界、模拟导弹装配、模拟驾驶等都场景。而且我们在不同专业间融合得比较深入，经常把不同课程内容整合在一起，像平面设计、动画、影视制作、插画内容等，这种多方面培养我们着意突出跨学科学习过程中的‘大美术’理念。”
成功的自信源自扎实的基础
新媒体艺术学院推行的“大美术”理念谋求学生艺术思维的全面提高，这一目标一方面基于北航新媒体学院自身出色的教育资源，另一方面，考入学院的同学普遍具有优秀的文化素质基础。像诸多艺术院校一样，北航新媒体艺术与设计学院在本科招生时也以传统的美术考试为主，但是更强调学生的文化课成绩。“和其他传统艺术院校不同，我学院更注重学生的综合能力，综合学习能力强的学生在学习中显示的优势使他们更能适应北航这所综合性重点大学的定位和长期综合能力的训练。”龙全教授如是说。
北航也在为培育综合性人才不断调整着自身授课内容，学院每年都会对课程进行小规模调整，以更深层次地贴近学生的需求，同时北航也比以往任何时期更加注重以人为本的办学思路，建立了艺术馆、音乐厅，实践小班化、国际化的教学模式，减少学生的课堂听讲时间，增加课下自学、研究时间，同时在本科时期就为每名学生指派导师全面辅导，引导学生的学习与生活。
新媒体艺术与设计学院的学生们在良好的环境中得以快速成长，如今他们已经创作出大量作品，奔赴全国各地参加艺术展览。龙全教授说：“2013年我院超过25%的学生参加过国内的各大展览，其中又有10%的作品在展览或比赛中斩获头奖。良好的成长环境和广阔的施展空间，让我们的学生无论走到哪里都能够充满自信地迎接挑战。”
米粒 喜欢讲故事的人
米粒，身份，动画片导演，从北京航空航天大学新闻媒体艺术与设计学院毕业后，先后在青春树动漫科技有限公司、十月数码、东方龙之梦担任动画导演、故事板艺术家、编剧和前期主管等职务，现在在追光动画担任故事板艺术家。
目前，米粒导演的工作主要集中在动画电影的前期创作，所以遇到的问题更多集中在创意方面，特别是在故事板的创作中，除了确定角色的调度、表演，还要同时考虑摄像机的景别、角度、运动和序列大致的剪辑，在清晰地将剧本的内容视觉化的基础上，尽量为剧本添加更多细节。故事板艺术家在创作中需要做很多的选择，因此既要有全面扎实的视听语言知识还要有比其他制作人员更多的魄力，所以这份工作既激动人心又充满挑战。
米粒的父亲和叔叔都是四川美院毕业的，所以从小就受到家庭的熏陶学习绘画。在高一的时候，米粒开始接触CG（电脑绘画），立刻对这门艺术与技术完美结合的学科产生了浓厚的兴趣，所以在毕业的时候，米粒没有选择专业的艺术院校，而是选择了与计算机科学关系更近的新媒体专业。
米粒在全面学习和研究过整个CG动画的制作流程后，发现自己最喜爱且擅长的是与故事及表演相关的工作，于是将自己定位在故事板的创作上。
动画电影作为电影的一个分支，可以说是集众多艺术创作于一体。从画面上来说，最终呈现在大银幕上的每一帧（1秒24帧），都是创作人员从无到有精心设计出来的，加上各种音效的设计，乃至音乐的配合，这是一门极其复杂的学问。
故事板作为整个电影从文字到视觉转化的第一步，也是电影制作的蓝图，米粒很喜欢这个步骤中创造出的既精确又无限的可能性，它能最大限度地发挥出故事板艺术家用画面讲故事的能力。
米粒觉得自己很幸运，当时他的一个朋友在青青树工作，正巧青青树需要搭建一套新的制作流程来满足生产的需要，所以要创建一个三维的制作团队，米粒毕业之后就直接加入了进去，参与制作了《魁拔》这部电影。
米粒在学校主要学习的就是动画，所以还是很对口的。
米粒喜欢称自己为讲故事的人，并渴望将最好的故事通过动画这个载体讲述给所有人。
王蔚 在游戏中成就梦想
王蔚，2004年考入北航新媒体艺术与设计学院，2011年获得动画专业硕士学位，艺术设计、应用数学双学位。目前在完美世界（北京）网络技术有限公司从事网络游戏开发工作。
2011年毕业后，王蔚入职完美世界（北京）网络技术有限公司引擎中心，任职技术美术。主要工作为公司内部开发工具维护，游戏美术工作流程优化，美术工具开发，以及游戏项目的美术技术支持。近期工作重点移至程序开发，主要工作为移动设备网络游戏客户端程序及引擎开发。
王蔚说，当初选择这个专业是希望选择一个交叉性、复合型较强的学科。王蔚小时候一直对绘画和科学都比较感兴趣，在选择专业的时候王蔚觉得单一的选择美术学院或者普通的理科专业都不太理想。他偶然间看到了北航新媒体这个专业，发现这个专业定位于美术和科学的交叉学科，做了对比后，最终还是选择了这个专业。
入学后，王蔚发现由于当时新媒体这个专业设立在计算机学院下，所以除了美术基础课程外，还有部分计算机及工科基础课程，这一点和他当初报考的理解比较一致。在本科学习过程中王蔚对计算机图形图像（Computer Graphics）产生了兴趣，最终选择了计算机动画作为本科专业。
在国内，计算机图形图像根据艺术和技术两个不同方向差别比较大。艺术方向主要是使用如3dmax/Maya/Photoshop等数字软件工具制作数字艺术创作。而技术方向则更多是指计算机科学中的计算机图形学相关研究。在后期深入学习过程中，渐渐体会到新媒体艺术方面主要更偏重于前者，也就是使用现代的新的媒介工具（比如依托计算机的数字软件）进行艺术创作。北航的新媒体专业起始于北航计算机学院，所以与计算机学院关系比较密切，在本科高年级和研究生阶段，在计算机学院的虚拟现实国家重点实验室的学习研究，这对王蔚今后的学习和工作十分有帮助。
王蔚说：“在专业中最喜欢的是三维动画制作。三维动画代表了计算机科学与艺术创作的结合，这方面以美国的皮克斯最为代表。三维动画中涵盖了非常多的专业知识，个人认为相比其他专业，更具有技术和挑战性。不过，由于国内三维动画仍处于比较简单的应用制作，最终还是选择了技术艺术交叉相对成熟的三维游戏制作行业。由于工作比较对口，所以几乎专业学习的所有内容都可以应用于日常工作中。工作之余，我还是会做些自己喜欢的独立手机小游戏。”
郭玮 神奇预兆开启设计人生
郭玮，2007年9月考入北京航空航天大学新媒体艺术与设计学院，2014年1月硕士毕业后将正式进入微软（中国）担任用户体验设计师。
郭玮先后在联想创新设计中心、淘宝UED和微软STCA 实习了三年半，横跨硬件、电商、软件和互联网领域，涉及视觉设计、交互设计、用户研究等专业技能，所以同学们都称郭玮为实习狂人。但是，实习越久越能体会到专业技能只是工作的基础，比技能更重要的是沟通能力、时间管理能力和专业素养，这也是我在微软收获最大的地方。
谈到专业选择的时候，郭玮很感激父母对她的支持。郭玮的父母在她很小的时候就非常注重培养她的兴趣爱好，绘画、书法、音乐和舞蹈，高三时郭玮文化课的成绩很好，正因为有父母的支持郭玮才有勇气加入了艺考大军，从而和北航结下了6年半的缘分。
新媒体到大三的时候会划分成3个专业，插画，动画和视觉传达，有趣的是，郭玮的母亲建议她学插画，父亲建议她学动画，而郭玮却选择了视觉传达。郭玮参加过很多的设计和摄影比赛，并且都拿到了很好的名次，郭玮觉得这像是某种神奇的预兆。于是郭玮就跟着这种预兆一直走到了今天，她想，成为一名设计师是她今生最正确的决定。
【关键词】地学 计算机图形学 教学改革
【基金项目】中国地质大学（武汉）教学研究项目，项目编号 200923。
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2013）10-0144-02
一、引言
计算机图形学是研究如何利用计算机显示和处理图形的原理、方法和技术的一门学科。除了是计算机与信息相关学科的一门专业必修课程外，它也是许多非计算机专业本科一项重要的专业限选/选修课程[1]。在以地学专业为主的中国地质大学（武汉），计算机图形学教学也得到了相当的重视。以地空学院为例，其下属的两个专业地球物理与地球信息科学的教学大纲中都明确开设了这门课程。但与其他兄弟院系一样，该课程教学中所达到的实际效果却并不尽如人意。一方面，地质制图以及地学数据的图形表现等知识在学生本科毕业后从事的地学应用工作中占有重要成分；另一方面，传统计算机图形学本身所讲述的内容又无法满足地学专业工作、科研的需要[2]。随着时间的推移，计算机图形学课程所处的地位日渐尴尬，将其从教学计划中取消固然不妥，但又确实达不到应有的效果。认真分析其原因主要有如下两点：
1.从课程的定位来看，作为一门独立学科，计算机图形学本身定位于使用数学算法构造图形的数学模型，并通过程序实现图形的显示和处理。数学建模与算法实现是计算机图形学的核心与基础[3]。该课程涉及的内容也非常之多，包括图形生成技术，计算机辅助制图，计算机视觉等部分[4]。然而作为一个主要培养地学领域人才的高等院校，计算机图形学在地学领域的主要应用集中于数据制图与数据可视化处理。即要求学生能够具备一定计算机图形学基础知识，并能够使用计算机对地学数据进行图形绘制与表现，进一步生产出社会所需求的各种图形产品包括二维地质图以及三维造型，场景演示视频等。因此可见，课程定位与专业需求存在着一定的差别。
2.从教学大纲与教学内容上来看，传统计算机图形学教学基本以清华大学孙家广院士主编的《计算机图形学》内容为范本。教学内容大部分重点集中于图形生成算法，图形标准、图形交互、曲线曲面造型、真实感图形生成与显示算法等章节[5]。这其中的许多知识点都与地学专业应用无关。此外，地学专业的学生往往在离散数学、算法逻辑等方面基础较为薄弱。这就导致授课老师要花更多的时间来将这些知识点讲授清楚，但学生在学习过程中却逐渐失去兴趣。
上述主要原因使得我校地学相关专业中的计算机图形学课程教学无法达到满意的效果。特别是由于课程的一些内容或章节与专业的实际应用偏离太多，更造成了学生们应付考试，老师们照本宣科的现象。许多讲授该课程的老师都或多或少的意识到了这一点，他们努力在教学过程中做出适当的调整，但却苦于缺乏统一的指导思想。
基于此，在校方支持下，笔者与其他授课老师一起开展了面向地学专业的计算机图形学教学改革活动。在这次改革中，老师们将自己的授课经历进行了分享，并着重对地学相关专业计算机图形学教学过程中的问题进行了总结，然后通过讨论交流提出了一系列改革方案。最后将这些方案措施在教学活动中进行验证。实践证明，教改方案可以有效的激发学生的学习热情，并引导他们将理论知识充分运用到实际问题中，有利于培养地学专业高素质人才[6]。
二、改革措施
首先，此次课程改革的目的很明确，即为地学或地学相关专业的学生量身打造适合他们需要的计算机图形学课程。该课程的教学必须真正贴近专业的需要，不再流于形式，为学生将来的工作与研究深造打下良好的基础。具体的改革措施总结如下：
1.深入了解我校地学专业相关院系的专业需求，讨论并制订面向地学领域的计算机图形学教学大纲和教学计划。传统的计算机图形学教学内容涉及到数学、物理、计算机等多个学科[7]。每个学科又涉及到一些相对抽象的理论与复杂算法实现。这些内容均使得地学专业的学生难以在短时间内掌握。此外，随着技术的不断发展，目前计算机图形学的一些教学安排与现实也存在一定的脱节。如许多计算机图形学的实习环节中会要求学生去实现基本图形的生成算法，对许多非计算机专业本科生而言，这一做法的必要性值得商榷。因为就其专业应用领域，大部分的图形生成算法实现都已经固化到了计算机硬件（显卡、GPU）中，现实工作中极少场合需要编程实现这些已经非常成熟的算法[8]。
就地学专业以及大多数工科应用专业而言，计算机图形学课程更多是为了直接满足应用上的需要，而不是将其作为一个研究基础。因此经过笔者及其他老师们的讨论一致认为，对于我校地学类专业，计算机图形学的课程教学应强调一个原则，即：突出重点，强调有用。借鉴华中科技大学机械科学与工程学院将计算机图形学成功与机械制图，机械辅助设计等方面知识紧密结合起来的宝贵经验。决定将我校的计算机图形学课程安排充分与地学中的地质制图、GIS图形标注与编辑、地球探测信息可视化等应用紧密结合起来，注重其实用性。
关键词：听障生；计算机科学与技术；教学计划
中图分类号：G762
文献标志码：A
文章编号：1002-0845（2013）04-0153-02
经过二十几年的探索与发展，我国残疾人高等教育取得了可喜的成绩。但是残疾人高等教育的规模与需求之间还有很大差距，每年只能有少部分适龄残疾青年入学。如长春大学听障学生每年入学人数只占应考人数的20%，而应考人数只占适龄听障青年的5%左右。随着高等教育的发展，残疾人高等教育事业也必将大发展。我校积极响应国家满足残疾人受教育的号召，于2012年8月20日出台了《绥化学院特殊教育2010-2020年发展规划》，确立了建设在全国有一定影响力的特殊教育和残疾人高等教育的发展目标，以“全纳教育”为原则，既招收健全生，培养特殊教育师资，又招收视障和听障学生，建设残疾人高等教育专业。依托特殊教育和计算机科学与技术两个专业的良好基础，我院计划在2014年面向听障生开设计算机科学与技术专业。为了做好专业建设，本文就面向听障生的计算机科学与技术专业教学计划进行了分析和研究，以期为新专业建设做好前期准备工作。
一、指导思想
1 以普通高等教育培养目标为指导
计算机科学与技术专业应培养具有良好科学素养，系统地掌握计算机科学与技术，包括计算机硬件、软件与应用的基本理论、基本知识和基本技能与方法，能在科研部门、教育单位、企业、事业、技术和行政管理部门等单位从事计算机教学和科学研究的高级人才。残疾人高等教育也是高等教育的一部分，因此首先应以高等教育的培养目标为指导。在做好与初、中级残疾人教育相衔接的同时，坚持“平等地看待残疾人，尊重他们做人的权利，包括受教育及受高等教育的权利”这一原则，不能因生理上的障碍，降低对他们的要求，力争使残疾人大学生具备和普通高校毕业生一起参与社会竞争的能力，及在就业形势严峻、竞争激烈的现实下争取自己的生存权利和创造自己人生价值的能力。
2 体现听障生教育的特殊性
针对听障生的特殊性，应采取特殊的教学方法、教学途径和手段。听障生教育的特殊性表现在：
（1）视觉敏锐，模仿能力强
听障生的知觉形象主要依靠视觉、触觉、动觉形成综合性形象，用眼睛观察和审视事物的能力相对较强，具有很强的视觉能力、模仿能力和操作能力，但是逻辑推理能力和抽象思维比较弱。由于视觉敏锐，模仿能力强，对计算机操作的机械模仿表现出很强的能力，基本上能够快速跟上老师的演示，成功掌握操作步骤。
（2）知识面窄，阅读能力较弱
听障生从小学接受的教育一直存在内容少、知识面窄的问题，较同龄正常儿童相差5年，智力比正常儿童落后2年，而阅读理解能力，听障生平均花3年时间才能取得健全学生1年的进步。由于听障生的科学文化知识的局限，使他们的理解能力、掌握知识速度滞后于健全人，专业知识和操作技能的提高比较缓慢。
（3）交流手段单一
听障生在求学过程中一直处于较封闭的环境中，交流手段的单一使知识结构单一，认知能力较低，这给他们学习计算机科学与技术带来了很大困难。
二、培养目标
培养目标是人才培养的总原则和总方向，是开展教育教学的根本依据。高等教育培养目标要使受教育者成为具有健全的人格和丰富的精神世界，不仅能实现自我生存，而且具有提高自己生活质量和提升自己生命境界的能力；同时要使受教育者成为能平等参与社会、为社会贡献力量、具有一定职业能力的应用型和技术型人才。
结合我校计算机科学与技术专业培养目标和听障生的特殊性，依据绥化学院培养方案制定工作的原则意见，确立该专业的培养目标是培养拥有较高的综合素质，掌握计算机科学与技术专业的基本知识和技能，具备从事软件工程及网络工程实际工作的能力，能够运用专业知识分析问题、解决问题，同时具有自立、自强、自尊和自爱精神的应用型人才。
三、培养规格
培养规格是培养目标的具体化，是组织教学的客观依据。面向听障生的计算机科学与技术专业的培养规格要特别重视其社会交往能力、自立、自强、自尊和自爱精神。其具体要求是：
1）重视基本的社会交往能力培养，养成健全人格。社会交往是人的基本需要，是现代人不可缺少的基本素质之一。听障生在社会交往方面具有一定的障碍，因而提高其社会交往能力是非常必要的。2）专业技术能力是保证受教育者具备一定职业能力、可以实现自我生存的前提。首先要注重计算思维能力的培养，要求学生能够按照计算机求解问题的基本方式去考虑问题，以便构建出相应的算法和基本程序。依据教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会制定的“规格分类”的指导思想，开设软件工程专业方向和网络工程专业方向。对于软件工程专业方向的学生要求具有较强的程序设计与实现能力，具有较强的数据库设计与管理能力。对于网络工程方向的学生要求具有较强的中、小规模网络组建与互联能力，具有较强的网站建设与管理能力。3）培养自立、自强、自尊和自爱的精神，提升其人生境界。
四、教学目的
教学目的是教学过程结束时所要达到的结果，或教学活动预期达到的结果。面向听障生的计算机科学与技术专业的教学目的是以知识够用及以培养学生的专业技术能力为目的的。具体说是：1）能够熟练操作计算机。2）能够利用主流软件开发工具独立进行小型程序设计。3）能够独立进行数据库建立、管理和维护。4）能够完成局域网的组建、管理和维护等相关工作。5）能进行简单的平面设计。6）能独立进行网站开发。7）能熟练阅读与专业相关的英文文档。
五、教学内容
教学内容是学与教相互作用过程中有意传递的主要信息。基于听障生在理解、学习进度滞后于健全人及专业知识和操作技能的提高比较缓慢这一现状，我们制定了7个课程模块。同一模块内课程形成“阶梯式”的课程系统，以适应“循序渐进”的要求，鼓励学生一个模块一个模块地学习，让学生在模块内一系列课程的学习过程中养成一些良好的学习习惯。
其模块特点是：
1）课程模块之间独立。除了计算机操作能力是基础之外，其他模块之间的关联性小，便于学生独立学习。2）模块内课程自成体系。同一模块内的课程呈“阶梯式”设置，循序渐进地培养学生的专业技术能力。3）编写校本教材。鉴于听障生的特殊性，不应照搬普通高等学校所用教材，要在借鉴普通高校课程体系的基础上，对教材进行改良，使之符合听障生认识特点与身心发展特点。
六、教学方法
基于听障生的特殊性，在教学活动中要充分发挥其视觉敏锐、模仿能力强的优势，在教学方法的选取上宜多采取以视觉感知为主的教学方法。例如，演示法和实验法。对于实践性较强的内容，宜采用项目教学法，以提高学生的技术能力和分析问题、解决问题的能力。对于理论知识的讲授，宜采取适合听障生的课堂教学形式，在现有手语、唇读、笔谈、课件等教学形式的基础上积极结合课程特点，探索适合听障生的教学形式。同时，要加大实践教学比例，通过实践环节解决由课程教学转入上机环境问题，切实提高学生的实践能力。
关键词：艺术专业；大学计算机信息技术基础；教学模式；自主学习
“大学计算机信息技术基础”是江苏省高校面向大一新生开设的一门公共基础课，教学目标是帮助学生较系统地掌握信息技术基础知识，熟练操作计算机和常用软件，提高信息素养，为后续的专业学习打下基础。为适应信息技术的快速发展和社会信息化程度的加深，提高教学质量，各高校都在积极研究探索“大学计算机信息技术基础”新的教改方向。多数研究成果忽视了一个更需关注的群体――非艺术院校的艺术类专业学生。
笔者所在学校将“大学计算机信息技术基础”课程划分成三个教学层次。层次一：本一本二文科类专业，课程名为“大学计算机信息技术基础（I）”，总学时72学时，其中30学时上机，实现教学目标的同时要能通过期末考试和全国或江苏省一级考试。层次二：本一本二理工科类专业，课程名为“大学计算机信息技术基础（Ⅱ）”总学时48学时，其中10学时上机。层次三：本三所有专业，课程名为“大学计算机信息技术基础（I）”总学时80学时时，其中30学时上机，基本要求同层次一，期末难度稍低点。所用教材均为艺术学院的所有专业归属于第一层次，采用“理论+上机”的教学方式。实践表明，这样的安排对授课的老师和听课的学生来讲都是不小的挑战。笔者在2015-2016第二学期，承担了艺术学院音乐师范专业和音乐表演专业共3个班的“大学计算机信息技术基础（I）”课程的教学，现有条件下尝试了各种努力，学生的学习状态和学习效果还是没有明显改进。期末理论考试卷面不及格率高达85%，相当于笔者同期承担的该课程其他专业班级考试的及格率。非艺术院校的艺术生的“大学计算机信息技术基础”课改迫在眉睫。
1艺术类专业信息技术基础教学问题分析
1.1艺术类专业新生学习能力弱
艺术类专业新生学习能力弱，高考录取时文化成绩就比文理专业低很多（如表1）。与成绩低的特点相随的还有学习兴趣低，自控力特别差，对文化课的学习缺乏信心。具体表现：压根不想学，迟到早退现象屡禁不止，课堂纪律松散，交头接耳大有人在，课堂提问，一问三不知，还一副不在乎的样子，导致课堂利用力低。
1.2重专业课，轻文化课，厌信息技术课
基于兴趣或将来的就业压力，艺术类专业学生为了“一技之长”更愿意将有限的学习时间花在专业学习和专业训练上。更重要的是，一些专业优秀的学生往往将从事社会兼职和参加文艺演出作为不上文化课的理由，并且还是那么的冠冕堂皇。因为社会兼职过程中的被认可以及演出的成功使他获得了文化课一时无法给予的成就感。殊不知，这种忙碌占用了他们学习文化课的大量时间，包括学习“大学计算机信息技术基础”课程的时间，班主任随意的批假，无形中给学生一种“只有专业课才重要”的错觉。
客观上，“大学计算机信息技术基础”与音乐师范和音乐表演专业结合得不是十分紧密，与后续专业课几乎无直接联系，无法引起学生的自觉重视。另外，学好“大学计算机信息技术基础”需要较高的抽象思维、逻辑思维和计算思维能力，这显然与擅长灵感、直觉等形象思维的艺术类专业学生不符。“不得不学”和“自认学不好”的长期纠结最终将导致厌学。
1.3合班教学模式不利于艺术类专业学生
高考前艺术特长的培养普遍采用“一对一”教学模式。进人高校后，除了文化课，音乐专业的多数课程都是在琴房或音乐教室采用小组教学甚至是一对一教学。这种长期的个别化教学使得艺术类专业学生尤其是音乐类学生特别依赖这种手把手的师徒交流模式。“大学计算机信息技术基础”面向全体新生开课，受师资和教学资源的约束，理论课不得不采用合班教学模式，这对艺术类专业学生来讲，无疑是雪上加霜。离开老师一对一指导他们觉得无所适从，产生无能和无助的感觉，丧失学习兴趣和信心。
合班教学加大了教师课堂管理的难度，无法保证深入的师生互动，也无法及时检测课堂学习效果，多数学生被过滤在教师的关注之外，尤其是教室后排的学生看不清、听不清，学习积极性削弱，最终成为低头族，人在，心却不在。
1.4课后巩固措施缺乏
为了顺利完成教学任务，与授课计划保持基本一致，教师在课堂上通常不会花费足够的时间进行提问，课堂练习或者小测验。课后教师会通过布置作业来督促学生看书复习，为降低作业批改难度，提交的作业内容偏基本概念，答案基本是书中原话且固定不变，结果多为“一个学生做，多个学生抄”。真正需要思考和概况总结的重难点习题虽然也布置了，终因没有强制提交的要求，学生在平时几乎不做。等到考前抄上答案，死记硬背一番应付下期末考试。这种只学不练的学习状态，必然削弱课堂学习效果。
1.5考核形式单一
课程教学大纲中明确：“大学计算机信息技术基础（I）”课程考试采用闭卷考核方法，期末考试成绩占总成绩的60%，（平时成绩+上机考核成绩）占总成绩的40%。因为平时作业无法反应个体差异，平时的上机练习也不便评分，所以最终的考核实际上只与期末考试成绩和上机考核成绩有关，助长了学生应试和投机的心态，使得教学过程和教学效果都不近人意。
1.6教学管理部门不重视
教学管理部门的不重视表现在多个方面：1）没有针对艺术类专业学生的特殊性，单独制定和实施教学计划，与文理专业统一计划、统一要求、甚至统一试卷；2）对教学过程的指导和监督较少，无人倾听教师和学生的感受。偶有督导，多数情况下是为完成听课任务，很少与教师有深入交流，起不到监督和桥梁作用；3）对教学结果漠不关心，卷面不及格率再高也无人约谈，平时成绩虚高无人问津；4）试卷分析形同虚设。在课程考试试卷分析表中，教师根据课程期末考试成绩统计了最高分、最低分，平均分，各分数段的人数及百分比，对学生学习上存在的薄弱环节及其原因进行了简析，还提出了本课程教学拟改进措施及意见。遗憾的是，除了教师本人，估计没有第二人认真读过这些分析和意见，因为多年来这些问题一直存在，一直未被重视。
2艺术类专业信息技术基础教学改进措施
2.1针对艺术类专业学生的特点制定课程教学计划
艺术类专业学生人学时文化成绩低，文化基础差且学习能力弱，不擅长抽象概念的理解和计算思维，自我约束能力较差，随意而散漫。他们爱专业、重实践，独立好强，擅长展现自己，张扬个性。因此，要针对这些特点制定艺术类专业的“大学计算机信息技术基础”课程的教学计划。设置合适的教学目的与要求，对教学内容合理安排，以实践为基础，在实践中融入信息理论和知识，增强信息意识，提高信息技能，促进信息素养的全面提高。教学场所以机房为最佳，便于硬件的展示和拆装、软件的安装和卸载、网络的配置与使用及各种专题训练（WIN7、WORD、EXCEL、POWERPOINT、IE、OUTLOOK）。教学人数60左右，以不超过机房可用机器数为宜。课程考核可以参考江苏省等级考试采用无纸化网络考试，占总成绩60%，总成绩的另40%来源于各专题训练的系统当场评分的加权平均值。这种考核模式使得学生不得不重视过程学习，不得不放弃对老师送分的幻想。
2.2借助解决问题来激发理论学习兴趣，培养自主学习能力
为提高艺术类专业学生对“大学计算机信息技术基础”课程的重视，教师需要打破“教师讲课，学生完成作业”的传统教学模式，改用“教师提出问题，学生尝试解决问题，教师讲评”的新模式。即教师围绕将要学习的新内容设置一个能串联各知识点的问题（如表2），学生通过自学在课前尝试自行解决问题，形成书面材料，课上由学生合作完成问题的回答，教师有针对地讲评和补充纠正，完成教学内容的小结。
表2中问题的设置兼顾了知识点和实用性，能在较大程度上激发学生的学习兴趣，因为，购置一台心仪的计算机并使其可用是这些大一新生普遍想解决的实际问题。课堂交流的强制性则为自主学习提供了外因保证，也打破了传统教学模式的单调、乏味和被动。教学过程中，任课教师若能主动处理好与学生的关系，树立威信，得到学生的尊敬和信赖，学生便能亲其道，信其行。在此基础上，想要学生适当做些课外作业巩固所学，应该是水到渠成的事了。
2.3借鉴“框架”教学法，提高实践教学效果
“大学计算机信息技术基础”课程的实践学时，用于学生熟练WINDOWS 7和OFFICE 2010办公软件的操作。考虑到学生在中小学阶段对这些内容已有所学，新的实验教材对操作步骤撰写又特别详细，故采用学生自行练习，老师按需个别指导的模式。实践表明，按照实验操作步骤的指导，学生依葫芦画瓢能做出最终效果，但实验结束后，对自己做了什么，怎么做的印象不深。
造成上述Y果的原因是学生在实践过程中过度关注细节，忽视了软件整体功能和界面全貌，忽视了任务要求。所以，学生自行练习之前，建议教师先结合一个功能齐全的样张，带领学生全面了解软件的功能、特点、用途和界面，再对样张中实现的各功能对应的菜单项或命令项进行讲练，样张中未涉及的使用频率较低的菜单项做提示性讲解。学生自行练习过程中，鼓励学生屏蔽操作步骤指导，通过回忆教师讲练内容完成实践任务，鼓励学生遇到问题时查阅“帮助”菜单，自行解决问题。
2.4加强艺术类专业学风建设
学风的好坏直接体现在学生的学习目的是否明确，学习动机和态度是否端正，学习兴趣是否浓厚，学习毅力是否持久，学习求知欲和竞争意识是否强烈，直接影响学习效果尤其是文化课的学习效果。加强艺术类专业学风建设离不开思想教育和制度约束。制度的制定应以激励为主，惩罚为辅，制度的实施过程中，其权威性和严肃性不容践踏。学风建设应该贯穿学生工作的全过程，并要发挥好班团干部在学习方面的模范带头作用。
2.5加快学习资源和平台建设，为学生自主学习提供保障
将课程内容制作成电子课件、教学视频或微课等形式，连同在线测试、在线评分、在线讨论等功能整合成一个课程在线学习系统，能较好地解决现有教学模式暴露的各种问题，真正实现一对一教学、因材施教、过程考核等美好愿望。学习过程不受时空约束，能弥补艺术类专业学生因兼职和参加文艺演出而不能上课的缺陷。教学资源生动，能激发学生的学习兴趣，促进自主学习习惯的养成和能力的提高。借助在线测试和评分系统，教师布置的作业在“量”和“质”上能得到保证，反馈也更及时，教师可以将节省的批改作业时间用在教学设计和组织实施上，用于答疑解惑。
2.6加强重视，勤于管理和监督
教学管理部门要加强教学质量的管理，力争全员全过程全方位参与到教学质量管理活动中。要求：①加强监管与激励并重的制度建设。②制度的实施不能流于形式和台账整理，制度的监管机构与实施机构要分离。③发现问题要及时反馈和处理。例如，督导听课后要将听课意见和感受及时向教师本人及教学管理部门反馈。又如，教学管理部门要及时汇总教师在授课记录本上反映的问题和提出的困难，并想办法及时解决。再如，不能放任试卷分析表中暴露的卷面高比例不及格问题。④多渠道收集教学质量信息，认真分析和研究对策。⑤进一步完善教师培训机制，不断提高教师教学水平和业务能力。
关键词 计算机图形学 第三方演示 课程群 分组实践
Abstract At present， computer graphics has become an important part of undergraduate computer education， and it is also plays an important role to cultivate innovative talents to adapt to the information age. Based on the teaching of computer graphics course by the author as an example， analyzes the existing problems in the teaching of computer graphics， and put forward improvement ideas from three aspects： according to the different needs of students utilizing the third party demonstration teaching and cross curriculum interpretation， introducing course group to replace single course， employing group practice examination instead of individual， and other forms to improve the quality of teaching.
Keywords computer graphics； third party demonstration； course group； group practic
计算机图形学是一门介绍显示、生成和处理计算机图形的原理和方法的课程。它在计算机总体教学体系中属内容综合性较强且发展迅速的方向之一。该课程既有具体的图形软硬件实现，又有抽象的理论和算法，旨在为学生从事相关工作打下坚实基础。学生须以高等数学和线性代数的基本理论和较熟练的程序设计能力作为本课程学习的基础。课程的难点在于计算机图形学研究范围广，与其他学科交叉性强，且知识不断更新变化。在教学实施过程中，难点是理解和掌握相应的基础理论和算法，以及利用计算机图形学相关工具进行图形学实际问题的解决。
本课程对学生的培养学生围绕以下三个方面展开： （1）建立对计算机图形学的基本认识，理解图形的表示与数据结构、曲线曲面的基本概念。（2）理解并掌握基本图形的生成算法，并能对现有的算法进行改进，理解图形的变换和裁减算法。 （3）面向算机图形的程序设计能力，以底层图形生成算法为核心构建应用程序。相应的考查方式由理论授课、上机实习和课外作业三个单元构成。从近年的授课实践和考试情况分析，该教学内容难度设置合理，深入浅出且相互承接成为体系，学生总体反馈良好。但也存在一些矛盾和问题。以下将对几个问题进行重点阐述与思考，并提出课程改革思路。
1 计算机图形学与计算机辅助设计衔接问题
笔者所在院校是具有航空航天背景的工科院校，“CAD计算机辅助设计”是飞行器设计、机械设计与制造等多学科的重要课程。相关学科学生期望通过对计算机图形学知识的深入理解，促进CAD设计工具诸如Catia、Solidwork和Rhino等先进工具的运用能力。然而，目前的计算机图形学课程的教学和考察环节倚重低层算法讲解与基于OPENGL等的程序设计，除综述外并未具体引入CAD相关内容。产生的问题是，一方面，飞行器设计及机械设计与制造等专业的学生由于程序设计能力不足，难以驾驭较复杂的程序设计任务，在学习过程中心理压力较大；另一方面，由于授课均为教师为计算机相关专业背景，该课程的讲授并未衔接CAD相关技术，学生难以构建二者之间的联系。
解决方案：
本质上，该问题是由于选课学生的学习动机和基础不同造成的。以单一的教学和考查方式难以兼顾这类面向具体应用的学习需求。在教学方法上，采用第三方案例教学法和交叉讲解法相结合以解决此问题。具体的，将CAD等应用场合以具体案例形式讲解，授课教师邀请飞行器、机械设计相关教研组研究生以4～6学时的讲台演示的形式呈现CAD工具完整设计过程。授课教师则以交叉讲解方式为学生讲解运用到的计算机图形学知识点，同时与学生交互式的问答和探讨。在考查形式上，考虑到不同的学习动机和基础，采用多样化实践环节考查。计算机专业学生以OPENGL程序设计为考点，而外专业学生以CAD等面向应用的实践工具为考点，以兼顾各专业的学习需求。
2 计算机图形学与计算机视觉相结合的问题
当前，虚拟现实技术（VR）和人工智能技术（AI）两个最重要最热门的研究领域。虚拟现实的基础理论支撑是计算机图形学，例如三维场景的生成与显示。而人工智能的一个重要应用场景是计算机视觉，例如基于图像智能识别的自动驾驶技术和场景理解技术。很多学生对以计算机视觉为代表的人工智能技术怀有浓厚兴趣，同时，学生又难以区分计算机图形学和计算机视觉的关系。同时，二者在近年来的研究中呈现相互融合的趋势。如基于三维立体视觉的机器人与场景实时定位与重建。如何在计算机图形学课程中，很好地体现两门课程的不同，避免学生的混淆，拓展学生的知识面，都是具有现实意义的课题。
解决方案：
实际上，计算机图形学和计算机视觉可不失一般性的概括为互逆的关系：计算机图形学是由概念设计到模型生成，最终绘制图形图像的过程；而计算机视觉则是从原始图像中再加工并分析理解、以产生新图像（如二维到三维）或输出语义信息（如图像自动标注与理解、目标检测与识别）。将计算机图形学纳入“视觉处理课程群”框架，使学生首先掌握课程群中各课程的侧重点，着重理解图形学在课程群中的作用。精心选取2～3个计算机视觉和图形学交叉的当前主流研究方向，展开概念层面的演示讲解，不深究具体算法，着重阐述两种技术的相互依赖关系并对比二者的区别。相关领域的演示还包括增强现实、人机交互、计算机辅助诊断等等。鼓励学生自主学习，最终使学生在做中学、用中学，提高独立分析新问题和综合运用知识解决问题的能力。
3 如何平衡算法讲解和程序应用技能
计算机图形学涉及的算法多，核心算法是该课程的必讲内容，在算法细节的讲解过程中学生容易产生畏难厌学情绪，注意教学方法以调动学生的兴趣尤为重要。另一方面，对学生的考察方式最终是通过编程实践完成。学生在编程实践中常常遇到大量调试问题，同时要阅读大量文档以了解OPENGL接口函数的调用方法，这个过程占用了很大工作量。
解决方案：
在理论教学部分，着重讲清计算机图形学原理和概念、全面解析经典算法思想。课程强调对理论核心思想的阐述，用通俗易懂的语言，条例清晰的逻辑，进行简明透彻的阐述，附以直观、形象的动态演示系统，力图使学生在较短的时间内、有效地掌握基本理论。分析图形学各种经典算法的原理、可行性及几何复杂性，尽可能多地比较算法之间的思想差异，分别指出它们的优缺点和应用场合，并促进学生思考如何在保证算法的准确性、可靠性的前提下，提高算法的效率。同时注重接近国际前沿的研究内容，注重讲授经典知识和最新进展相结合，以激发学生的学习兴趣，提高课堂效率和活跃度，力争以较少的课时阐述计算机图形学的基本原理、基本方法，加大实践环节比重。通过往年学生完成的优秀课程作业作品的展示，激发学生的创造热情。改革实践环节的考查方式，以项目小组形式取代对个体的考查。原则上每组3～5人，自由组合。在课程结束前，采用小组现场演示讲解的方式，展示小组成员通过编程实践环节完成的一个项目。学生在项目小M中锻炼了团队协作能力，降低了个人工作强度，同时互相学习和督促的氛围使课程作业的质量得以大幅提高。以基础实验――目标性重建实验――自主性训练的层次化实践框架模式，逐步培养学生自主研究，独立解决问题、分析问题，确定解决方案的能力，树立正确的科学研究习惯，培养学生的科学研究能力。
总之，合理设计实践教学案例，进一步实现课程体系和实践内容的统一，建立一个多层次、立体化的实践教学体系，注重学生的参与性与实践性，引导和鼓励学生进行创新实践和课外研学。改革考核方式和考试形式，加大实践环节在成绩中的比重，强化实践能力培养，寓教于乐的同时引导学生追求卓越。此外，计算机图形学技术是发展非常快的一个研究及应用领域，且对编程要求较高，应注重实验室机房投入更新必要硬件，并保障软件编程环境的正常运行。
L鼙疚氖苤泄┦亢蠡YBA15035，江苏省教改项目JGLX13_008资助
参考文献
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关键词:计算机辅助设计；Sketchup；建筑设计；教学研究
Abstract: have related architecture professional colleges and universities in our country basically have SketehUp courses, but due to the teachers, equipment, teaching methods and so on conditions, most universities SketehUp teaching are should know how to teach students should master the drawing tool, result in the lagging of teaching effect relative to the needs of society, computer aided design get widespread application in the field of architectural design and rapid impact performance of traditional techniques, the progress of the aesthetic and spurred the new and exotic feeling more and more high, therefore, only by constantly improving the students' imagination, creativity and performance ability, in order to meet the construction requirement for visual art more and more high, cultivate excellent architectural design talents to adapt to the social development.
Key words: computer aided design; Sketchup; Architectural design; Teaching and research
中图分类号：TU205-4文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)
Sketchup是一套直接面向建筑设计方案创作过程的设计工具，其创作过程不仅能够充分表达建筑设计师的思想而且完全满足与客户即时交流的需要，它使得建筑设计师可以直接在电脑上进行十分直观的构思，是三维建筑设计方案创作的优秀工具，深受建筑学专业学生们的喜爱。但是大多数院校只是把 Sketchup软件当作一种高级建筑绘图工具介绍给学生，很少有学校将这门课程引入到建筑设计课程的教学中，没有充分发挥出计算机辅助设计的优势，导致教学内容的滞后，教学效果已不能满足社会发展的需要，成为这门课程老师急需探索研究并需要解决的问题。
一、SketehUp是建筑设计的工具
通常意义上来讲的建筑设计，一般是指“建筑学”范围内的工作。它涵盖的内容包括，建筑物各内部各功能以及各使用空间之间的相互关系，建筑物与周围环境以及外部空间之间的协调关系，内部材质与外部肌理之间的艺术效果问题，各细部构造之间的协调问题。
SketehUp是表现建筑设计意图的有效设计工具，作为视觉艺术表现的工具，SketehUp在建筑视觉艺术创造规律、形式法则和审美方法与传统的建筑设计的含义是相同的。因此，我们既要学会计算机三维软件的基本使用，同时更要意识到它不仅仅是作为一个三维空间的处理工具，它将在建筑设计的更多层面上去对建筑设计艺术的表现和空间认知上的转变，尤其在功能性的制作方法上的突破也将影响传统的建筑设计的审美和设计思维的取向。如果我们的教学方法上不注意这一点，盲目的花大量时间放在怎样学会使用绘图软件功能的教程上，不重视SketehUp绘图技术在建筑设计上的衍生，而是让学生学习掌握绘图软件功能，在模型、材质、灯光上下足功夫花大量时间在各种渲染技法上，这样导致学生缺乏计算机辅助建筑设计构思的内容，忽略作为视觉艺术的计算机辅助建筑设计作品应具有的艺术性，多样性，创造性，会为社会输送大量的机械式的“画图匠”或“工匠型设计师”。提高建筑设计系科学生的专业素质与艺术修养，培养学生注入建筑设计师的独特个性和深厚情感，在建筑作品中展现出艺术化、个性化以及多样化就尤为的重要，这就需要把SketehUp的绘图工具优势用于产生不同风格的建筑艺术作品，使建筑设计成果更具艺术性，以满足客户，满足社会的需要。只有处理好计算机辅助设计与建筑设计的本质关系，将计算机软件技术更好的应用到建筑设计领域，才能使优秀的建筑设计在我国得到持续的发展，同时获得更为可观的社会效益，达到教学效果最优化目的，以解决教学存在问题的宗旨。
二、强化SketehUp的视觉艺术表现
SketehUp课程在现阶段教学方法的运用上还存在着许多不足：对教学方法的运用过于单一，主要是教师对设计软件中每个工具命令逐个在计算机上操作一遍，学生再按照顺序实际操作一遍，不论是教师教还是学生学都比较单一化；教师在讲解过程中，只注重软件的操作，按照操作步骤完成最终的效果，没有横向的与其他建筑设计相关科目进行关联教学，使教学内容缺乏应用性，导致只注重计算机技术技能的培养，而忽略了其视觉艺术的特征；授课过程中，所讲授的教材实例针对性不强，技能与建筑设计脱节。所以在教学方法上要有所创新，在教学过程中，合理科学地组织教学内容，充分发挥学生的主观能动性和创造性，每个环节有针对性地结合个案分析，教师要有意识的设置一些实践性较强的设计题目让学生来完成，提倡学生的设计作品要在功能表现合理的基础上，发挥学生的创造力和想象力，借助于SketehUp面向建筑设计方案创作过程的设计工具创作出不同类型，风格多样的建筑设计作品。采取以综合应用为主，软件技能训练为辅的教学模式，讲授软件课程要注意不要教条机械的教，比如不能要求学生死背视图操作、基本工具等，要学会灵活运用快捷键，为快速表达设计理念而服务；在讲授SketehUp课程时不能只讲授计算机绘图软件知识，还要结合建筑设计原理、人体工程学原理、环境心理学、环境照明设计、色彩艺术设计等相关设计理论课程进行效果图设计与制作的讲解。在课程设置上，可加设一定量的时间和精力放在培养学生审美观念和艺术美学方面的课程上，有助于建筑视觉艺术修养上的提高。在sketchup中建立三维模型就像我们使用铅笔在图纸上作图一样，sketchup本身能自动识别你的这些线条，加以自动捕捉。它的建模流程简单明了，就是画线成面，而后挤压成型，这也是建筑建模最常用的方法，因为它的操作不会成为学生的障碍，因此要引导学生专注于建筑设计本身的训练，使得学生能够在学习期间依据自己的创造力、想像力，设计出更为理想的建筑设计效果图。目前，计算机辅助建筑设计更加重视绘图软件方面的教学，而忽略了对学生审美理念与艺术修养的培养，导致更多的走入社会的毕业生成了只会应用计算机绘图软件的“画图匠”或是“制图工具”，作品缺少创意和美感。就设计表现图而言，它是技术与艺术结合的产物，计算机辅助设计只是一种表现手段，除了要能熟练掌握相关绘图软件的操作方法之外，还需设计师具备扎实的艺术基础、文化基础、专业技术基础等修养。如果学生不加强美学知识的学习，只凭借技术手段是无法达到好的表现效果的。为此，在重视计算机绘图软件的同时，一定不要忽略对学生审美理念与艺术修养上的培养，才能创作出优秀的建筑设计作品。
三、手绘艺术是SketehUp的基础
在建筑设计教学中，学生过分的依赖电脑软件，重“技能”轻“设计”，对徒手表现技法的运用不重视，忽视了基本图示语言的掌握，以至于丢弃，最终导致对设计过程的分析、思考、创作能力的丧失，使建筑设计艺术创作变得呆板，极大的降低了学生的设计素养，而要绘制出优秀的设计作品只凭借设计软件是不够的，徒手表现技法是学习建筑设计的基础，也是建筑师进行创意过程的一个载体，它具有快捷、直观、灵活的特征，是表达建筑设计作品艺术化、个性化风格的手段。徒手表现技法它是建筑设计师一门独特的语言，它的独特之处是计算机绘图所不能超越的，对于一个专业的建筑师来说，手绘是绝不可丢弃的。创造性思维，常常是来自于瞬间的灵感的产生，通常所说灵感就是受某种现象或者事物的刺激，瞬间产生的图像，从而构成了创作一个独特的构思和立意。思维敏捷的头脑和一双熟练灵巧的手是作为一个优秀建筑师的首要条件，通常建筑师的灵感都是非连续、跳跃式的，这就要求建筑设计师能够在短时间内记录下头脑中的设想和构思同时表现于图纸之上，通过简洁清晰的线条准确的快速表现设计构思，通过反复的推敲，创作出完美的设计。图示语言是进行设计交流的一种基本方式，许多古今中外的优秀建筑设计大师，都是在创作初期运用图示的形式捕捉住头脑中思维的瞬间转化含糊不清的“灵感”，最终造就了与世瞩目的伟大工程。因此要重视手绘表现技法的培养，增强设计者的手、脑、眼、图形的互动。自从计算机绘图技术在设计行业扮演了越来越重要的角色后，由于绘图软件的优越性，不论设计公司还是在校学生对计算机辅助设计都表现出极大的热情，导致“一边倾”的局面，传统手绘设计似乎有被计算机所替代的趋势。然而人们忽视了手绘技法除了它本身所能够体现艺术化和个性化风格的特征之外，对计算机辅助设计也起着重要的作用，通过手绘的训练，可使学生的艺术修养直接反映在设计作品中，比如画面构图与视角、透视比例协调、光照明暗均衡、色彩搭配合理等处理，这些都能在效果图中展现出来。对物体色彩、结构、形态、质感等特性的认知与理解得到规律的把握，视觉处理的图形构成方式与技巧，对效果图的艺术感染力得到提升。在我国有很多没有绘画基础的人，通过短期电脑培训班的学习，快速的掌握软件的基本应用，短训后也可以从事设计工作，这导致了人们对计算机辅助建筑设计的一些错误认识。一些专业院校的学生也普遍存在这样的问题，重视绘图软件的功能，忽略了设计的本质，更无视作为建筑师所应该掌握的一项重要的基本技能之一的手绘技法，使自己的学习陷入了误区。作为教师应当正确的引导学生，使学生掌握手绘能力，通过手绘技能的训练，培养学生创造性思维的能力，以有效方法和途径表达出自己的设计思想。设计作品本身内涵不足，是无法借助计算机技术弥补的。如对计算机过分依赖，只强调计算机绘图软件技术，作品的文化艺术含量就会降低，缺乏文化艺术性。道在先，技在后，技是可以速成的，而道是需要修炼的，所以如何提高学生的艺术修养是最关键的问题。学生应在具备了美术基本功与计算机绘图技术的同时，增强建筑美学原理的学习与提升，学会对国内外的优秀建筑设计师的设计作品进行欣赏和分析，提高自身的艺术鉴赏级别，只有这样才能使自己的作品更具有生命力和感染力，也为计算机辅助建筑设计奠定了扎实的造型基础和良好的艺术修养。
四、基于SketehUp技术培养优秀建筑师
为了适应科学技术的发展和对综合型人才的培养的需要，使学生在校期间获得更多合理的知识储备，毕业后成为高素质人才的建筑师，建筑教育担负着重要的使命。对计算机辅助建筑设计课程的学习，从学生的角度讲，出于对计算机技术的天生好奇和为了适应日后工作中的实际需要，建筑学专业的学生会很主动地去学习和应用计算机辅助设计，这些为计算机辅助建筑设计教学注入了新的活力，对学生的培养提供了有利条件，教师要积极鼓励学生大胆地利用SketehUp，去表达自己具有个性化的创意、制造自由宽松的设计环境，解放学生的思维，鼓励他们大胆的去想象，培养学生立体思维模式，要求必须从全方位，综合、整体地考虑问题。这样学生的思维就不会被停留在软件工具的操作上，造成灵感的枯竭。目前国内高校建筑院系开设的SketehUp课程从其教学内容来看还仅限于计算机绘图功能的教育，使用的教材以SketehUp绘图为主，至于涉及建筑设计作品的其他内容没有纳入关联教学。根据现有教学体系笔者认为应把《SketehUp课程》调整为2部分：一部分是以SketehUp相关软件教学作为学生的绘图技能培训；另一部分是发挥SketehUp在建筑设计方案构思能力上的培养。绘图技能教学占少部分课时或自学或参加技能证书考证学习，大部分课时放在计算机辅助建筑设计的方案及作品上，这一部分主要讲授建筑设计构思的基础内容如何结合SketehUp技术的表现效果，从真正意义上培养基于SketehUp技术培养优秀建筑师。目前能够整体反映建筑SketehUp技术成果的教材相当缺乏，这种课程应作为国内高校建筑类(建筑学、建筑环境艺术设计、城市规划和风景园林)本科生的主要设计课程，期待国内有一本合适的统编教材，目前设计成果的计算机表现任务大部分由专业图文设计公司承担，这种发展趋势已相当明显。在这种分工逐步细化的市场导向下，高校培养的建筑学专业学生的定位不应该再是绘图工程师，而是建立在科学技术的基础之上，建立在计算机技术与艺术内涵相融合之中的两者是互相作用，缺一不可的，将科学技术和艺术内涵完美的融合的基于SketehUp技术优秀建筑师。
总之，社会上计算机辅助建筑设计竞争非常激烈，这一专业领域的竞争体现为人才的竞争，而人才的竞争归根结底又是计算机辅助建筑设计教育的竞争。培养优秀的设计师成为计算机辅助建筑设计教育的首要任务。只有通过正确的教学方法，使计算机辅助建筑设计在教学方面能够结合时代特征有所创新，才能培养出适应社会发展需要的、具有较强的专业素质和艺术修养的设计师，从而共同推动我国计算机辅助建筑设计的进步与发展。
参考文献
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