論可視計算方向課程設置與教學研究

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1可視計算方向的概念及發展歷史

可視計算的發展的基礎理論——圖形學是來自麻省理工博士伊萬·蘇澤蘭的《面板》論文，而本·拉普斯科使用模擬計算機創作的電子抽象畫則開啟了計算機與圖形學相結合的開端。偶然發生階段，可視計算在最初是以計算機美術的形式出現的，大部分是用于科學家或工程師為進行自身專業的繪圖而開始使用的，并在20世紀60年代各種計算機美術的使用活躍起來。應用階段，隨著計算機技術的提高及人們對圖形學的深入了解，二維的簡單計算機繪圖已經不能滿足相關人群的需求，三維制圖開始走進人們的視野，CAD技術開始出現在科學家或工程師的工作中被應用。普及階段，20世紀80年代初，隨著計算機圖形學及計算機三維制圖技術的成熟，軟件公司開始推出面向社會的商業性設計軟件，可視技術的應用成果降低了計算機圖形學及相關技術的難度，增加了更為人性化和實用的功能，給設計人員的工作帶來了便利。同時計算機對圖形學的實踐也不僅限于靜態的圖形，而開始轉變為動態的圖像，動畫技術就是由此而生，這也是如今很多影視后期制作說使用的軟件的前身。在我國，可視計算技術傳入時間較晚，整個行業的發展速度也很緩慢，直到20世紀末我國承辦亞運會時，才使用了相關技術制作動畫片頭，之后，二維與三維（包括動態）的設計作圖軟件開始在我國使用，直到如今成為設計行業人員的必須技能。

2可視計算方向課程開設的意義及對學生素質的培養

2.1可視計算方向課程開設的意義

由于人視覺認知能夠接收大部分的信息的理論，在信息時代，可視計算技術作為信息可視化的重要手段開始起到很大的作用，可視計算方向課程的開設對社會的發展與進步意義重大。首先，課程的開設能夠改變我國可視計算技術落后的局面。跟世界可視計算技術發展相比，我國整整落后了近三十年的時間，為了實現可視計算技術的快速發展，讓部分人首先掌握相關理論知識與技術，才能夠對這一技術進行更為深入的研究，追趕我國在此方面落后的距離。其次，課程的開設可以幫助其他學科實現創新?？梢曈嬎慵夹g即是一門科學理論學科，又是一種新興的科學工具，通過對可視計算課程的學習，擁有其他學科基礎的人群可以通過對兩方面的結合實現學科理論或實踐的創新。最后，為社會輸出足量專業人才?？梢曈嬎慵夹g的普遍應用說明了其具有很強的綜合性和工具性，因此各行各業對此方面的高素質高水平人才都處于渴求狀態，可視計算方向課程的開設可以幫助培養這方面的人才，以滿足各類型單位的需求。

2.2可視計算方向課程對學生素質的培養

可視計算方向的理論課程以計算機圖形學、計算機視覺、輔助設計、圖形圖像處理、三維立體動態設計、計算機控制技術為主，為了跟隨國家課程改革的步伐，可視計算方向課程的安排對應學生核心能力的培養，核心能力主要分為三個部分：基礎理論知識的理解能力、專業技術的實踐能力和從事工作時遵守職業道德的能力。對可視計算理論知識理解能力的培養。在進行任何學科的教學時，其基礎理論知識作為這一學科精華所在，也是為了幫助學生打好基礎，以便作為之后對前沿知識進行深入分析與研究的工具，對基礎理論知識的學習是必不可少的，在可視計算方向課程中，可視化計算技術的發展歷史、計算機圖形學、虛擬技術理論、人機交互理論都是學生必須理解的基礎理論。對學生專業技術的實踐能力的培養。可視計算方向課程培養的學生是專業型的計算機人才，只有將所學的理論及技術應用與實踐才能體現其課程學習的價值。在此課程中，學生需要學習高真實度高清晰的渲染技術、自然流暢的三維建模技術、基于生物物理學的動態仿真技術、高精度數據獲取與處理技術、虛擬現實技術等。

3可視計算方向課程的教學現狀分析

雖然可視計算方向課程的開設具有非凡的意義，并且處于急迫需求的狀態，但是在實際的教學工作中，可視計算方向課程所培養的學生卻未養成其目標要求的核心素質，教學課程存在很多問題。

3.1將可視計算方向課程看做對技術能力的培養而忽略了基礎理論知識的重要性

在日常教學中，由于可視計算方向課程具有的工具性和專業性，學校和教師往往將課程目標設立為某種技術的熟練應用，因此在課堂學習上以計算機訓練為主，而忽視了對理論知識的講解。這就導致了學生能夠在工作或學習中應用很多可視計算技術及相關軟件，但不清楚其運行原理，因此當面對不斷更新的軟件與功能時只能重復操作訓練式的學習，最終會被快速發展的技術所淘汰。同時，這也是可視計算技術專業高等級學術人才缺失的原因。

3.2在實踐能力培養方面缺乏針對性

計算機技術是一個極為復雜的系統，因此在進行學習時需要不斷細分，學校根據學生需求和社會需要來劃分細分技術方向，以便進行對口培養。在可視計算方向課程中，其實踐技能的培訓是多方面的，也就意味著在同等的時間中對所有技術軟件都只是教授了基礎的功能，對更深層次的功能如何使用缺乏教學課時，導致學生只能從事最基本的可視計算技術工作，而不能實現高度專業化或跨學科發展的目的。

3.3忽視職業道德的培養

學校的功能在于教書育人，而現今學校將更多的時間放在了教書，而忽視了其育人作用。要使學生成為一名合格的社會人，一名合格的可視計算技術從業者，除了相應的知識與技能外，還需要樹立正確的道德觀、價值觀，才能在職業上實現長足的發展。

3.4教學方法缺乏創新與多樣性

教學方法對學科教育起著最為直接的作用，所有的教學內容與教學目標都要通過教學方法來實現?，F今可視計算方向課程中教學方法以課堂傳授與上機實訓為主，教學方式單一、學生缺乏創新能力，這樣的教學方法已經遠落后于其他國家的相關教學，是在可視計算方向課程中亟待解決的問題。

4可視計算方向教學方法的變化趨勢

由于教學方法的直接性，針對可視計算方向課程中出現的種種問題，結合教育學的最新理論成果，我們首先從教學方法的改變入手，來解決可視計算方向課程的實際問題。

4.1信息技術聯合教學法

在信息時代下，傳統的死板的教學方式已經逐漸被拋棄，科學信息技術教學是建立在對學生學習特點收集分析的大數據之上，采用多種設備為輔助的教學方式，具有科學性、直觀性、人性化的特點。在可視計算方向課程中，除了使用傳統的計算機操作課程外，還應當采取模擬技術，使得可視計算方向課程的理論及運行原理更具有可視性，幫助學生樹立對理論學習的興趣，掌握理論如何在實踐技術中運行，已達到實踐與理論相結合的效果。同時，這樣的方法還可以幫助學生選定自身喜歡的技術方向進行研究，有利于學術研究性人才的培養。

4.2情景教學法

情景教學發轉變了傳統的理論教學為主的模式，以實際社會工作中問題的解決為目標，在這一過程中實現多維互動，將死板的重復式教學轉換為探究式學習，鍛煉學生獲得在實際工作中的技能與經驗。其特點為：學生在學習中成為主導因素；在同樣的任務中可以得出不同的解決方案；在情境中進行實踐操作與情感感悟，培養學生的職業素質。教師提出具體工作的情境，學生在完成任務的過程中進行理論學習與實踐操作，這使得學生的學習更有側重與針對性，能夠幫助學生在學習中工作，提前對所學專業對應的工作內容進行系統的了解，以及為未來的工作準備職業技能與素質。

4.3翻轉課堂教學法

“翻轉課堂”教學模式的教師講授部分不在限于書面的理論或知識，要求學生在課前通過多媒體播放教師以錄制好的微課來進行學習，而將課堂內的時間作為教師的答疑和教授學習方法的時間。這種教學方法促使學生將課余時間用于相關理論與技術研究，相當于將可以進行學習的課時延長，從而能夠在有限的時間內獲取更多的知識。

5總結

為了實現我國可視計算技術的快速發展，開展科學有效的可視計算方向課程教學起著至關重要的作用，學校定期對自身的教學實踐進行審視與分析，積極引進有利于可視計算學科發展的教學方法，結合前沿理論成果，以逐漸改正現今可視計算教學中的問題。