第ｌ０卷第６期 软什导刊 Ｖｏ１．１ＯＮｏ．６ ２０ｌ１年６月 Ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｇｕｉｄｅ Ｊｕｎ．２０ｌｌ 应用型本科计算机图形学实践教学环节改革 鲁萍，侯筱婷 （西安建筑科技大学理学院，陕西西安７１００５５） 摘 要：在计算机图形学发展中，３Ｄ以及真实感图形显示等研究内容逐渐成为热点，计算机图形学课程实践教学环 节亦应与时俱进。以“紧抓基础、强化应用、积极创新”为原则，通过建立三层阶梯式实验系统，引导学生尽快掌握实 践教学内容，对实践类课程的教学改革有一定参考价值。 关键词：计算机图形学；教学改革；ＯｐｅｎＧＬ；阶梯式 中图分类号：Ｇ４３４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２—７８００（２０１１）０６—０１９５—０２ 的实验环境。 ０ 引言 Ｏ・ｐｅｎＧＬ是一个性能卓越、与平台无关、开放式三维 图形标准，能够实现建模、变换、颜色模式设置、光照和材 近年来绝大多数高校计算机科学与技术、电子信息技 质设置、纹理映射、位图显示和图象增强、双缓存动画。选 术、应用数学、信息与计算科学等多个专业开设了计算机 用ＯｐｅｎＧＬ作为计算机图形学实验的平台，能非常好地演 图形学课程及相关应用课程。随着计算机技术的不断发 示和验证各种图形学的算法。ＯｐｅｎＧＬ在３Ｄ方面的强大 展，计算机图形学研究内容日益丰富，包括真实感图形显 功能，也能极大地激发学生的学习兴趣。 示、计算机动画、自然景物仿真等。因此课程模式也从“重 理论、轻实验”转变为“理论与实验并重”。２１世纪高等教 ２实践教学内容改革方法 育的发展目标是培养理论扎实、知识面宽、创新能力强的 高素质应用人才。在这个目标下，很多高校都对计算机图 为了引导学生尽快掌握计算机图形学理论以及基于 形学课程进行教学改革，加强实践环节，培养学生的创新 Ｃ’ｐｅｎＧＬ的程序设计方法，笔者以“紧抓基础、强化应用、 能力。 积极创新”为原则，设计了阶梯式实验体系。 计算机的实践教学环节离不开程序设计，这要求学生 ２．１ 紧抓基础：Ａ级验证性实验案例 有较高的实践动手能力。如何引导学生尽快掌握计算机 结合课堂讲授知识点，设计重点突出的短小的验证性 图形学实践教学所需要的程序设计知识，快速提高实践动 实验案例。Ａ级实验短而精，每个实验突出１—２个知识 手能力，同时在前期已有的教学实践环节基础上，尽快产 点，能够让学生很快掌握具体知识点的程序设计方法以及 生有形成果，提高学生的学习兴趣，是教学改革的核心问 简单应用。Ａ级实验应紧跟课堂教学。在课堂教学讲授 题。 理论知识时可顺带提及重要程序语句。老师要对学生起 到一个引导的作用。Ａ级验证性实验的教学目的在于掌 １实践教学环境 握理论知识的程序实现方法，有效地将理论与实践相结 合。通过简单的Ａ级实验可以保护学生的学习兴趣。实 计算机图形学的实验通常在Ｔｕｒｂｏ Ｃ下用ｇｒａｐｈｉｃｓ． 验中的基本代码对学生公开，要求学生读懂，去运行验证 ｈ定义的图形函数编写程序，实现光栅图形生成、填充等 它。这样，学生把更多的时间集中到ＯｐｅｎＧＬ的ＡＰＩ的 算法。虽然该实验能帮助学生理解算法的原理，但是这些 熟悉和运用上。 算法代码长、数据结构复杂，学生在有限的时间里独立完 ２．２强化应用：Ｂ级设计性实验案例 成有很大难度，这会严重打击学生的积极性。同时，在 以Ａ级实验为基础，从应用出发，针对知识点设计与 Ｔｕｒｂｏ Ｃ下不能进行纹理贴图、光照、视点变换等实验。 验证性实验相似但稍难的实验。Ｂ级实验也要短而精，学 基于此，国内外很多高校都在计算机图形学实验中引入新 生应通过举一反三的方法能够较轻松的独立完成。Ｂ级 基金项目：西安建筑科技大学校级教改项目（ＤＪ１２０７８） 作者简介：鲁萍（１９７９一），女，陕西西安人，硕士，西安建筑科技大学讲师，研究方向为图形处理、网络多媒体；侯筱婷（１９７９一），女，陕 西西安人，硕士，西安建筑科技大学讲师，研究方向为虚拟现实。 软件导刊 ２０１１年 设计性实验教学目的在于巩固知识点，并能够对知识点简 实验Ｂ０８：键盘控制实验Ｂ０２、Ｂ０４、ＣＯｌ中的 维图形：机 器人和飞机。 单应用，完成新的任务。完成Ｂ实验能够增加学生的成就 感，从而提高学习兴趣。 ２．３积极创新：Ｃ级综合实验案例 实验Ａ０９：基本几何变换：平移、缩放、旋转，定点缩 放、定点旋转。 实验Ｂ０９：①模拟二维松树的生长；②给实验ＣＯ１中 的机器人添加行为，如迈腿等。 实验Ａ１０：特殊几何变换：反射、剪切。 以Ａ级、Ｂ级实验为基础，设计综合实验。一个Ｃ级 综合实验中应能直接使用２—４个Ａ级、Ｂ级实验的成果， 基于已有的成果进行综合创新性设计。复习Ａ级实验中 的知识点的同时对知识点的综合应用有更深刻的理解和 实验Ｂ１０：图形的镜像和倒影。 实验Ｃ０３：透视投影、双缓冲、遮挡。 实验任务：①由键盘控制ｊ＝维飞机在空间中飞行的方 掌握。在一部分Ａ级、Ｂ级实验之后配合一个Ｃ级综合 实验。 ３阶梯式实验案例 向；②机器人在空间中行走，由键盘控制行走方向及机器 人的简单动作。 以上例题由易到难，学生对前期简单任务掌握较好， 添加新知识时可以把精力集中在新知识上，实现难点分 散。通过阶梯式教学内容组织，让学生一步一个台阶往上 走，跨度不大，符合学习规律，教学效果较好。 ４ 结束语 如何改革实践教学内容以适应计算机图形学的不断 发展，如何在有限的时间里，让学生掌握更多的知识提高 创新能力，是计算机图形学实践教学环节改革中应重点探 讨的问题。笔者以“紧抓基础、强化应用、积极创新”为原 则，在实验体系中引入ＯｐｅｎＧＬ，按照阶梯式教学法组织 实验内容，对实践教学改革进行了探索和尝试。对实践类 课程的教学改革有一定参考价值。 参考文献： ［１＿Ｚｈｉｇａｎｇ Ｘｉａｎｇ．Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｇｒａｐｈｉｃｓ ｗｉｔｈ ＯｐｅｎＧＩ Ｍ］．ＢｅｉＪｉｎｇ：Ｔｓ— ｉｎｇｈｕａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｐｒｅｓｓ．２００６（１２）． ［２］ 孙家广．计算机图形学［Ｍ］．北京：清华大学出版社，ｌ ９９８． ［３］鲁萍，王玉英．构建以培养实践能力为导向的程序设计语言教学体 系［Ｊ］．中国科教创新导刊，２０１０（２０）． ［４］袁国武，徐丹，赵杨．“计算机图形学”实验课程改革经验与探索 ［Ｊ］．计算机教育，２００９（１ ５）． ［５］ 马自萍，马金林．“计算机图形学”的教学实践与改革的探讨［Ｊ］．计 算机教育，２００８（９）． Ｅ６］ 汪维华，汪维清，张芳．《计算机图形学》教学中创新思维培养研究 ［Ｊ］．长江大学学报：自然科学版，２Ｏ１０（１）． ［７］傅学庆，张义文，杨晓锋．非计算机专业计算机图形学教学模式新 思考［Ｊ］．衡水学院学报，２００５（３）． （责任编辑：余晓）