一、存在问题
1、实践教学资源匮乏
目前国内普遍存在计算机图形学教学案例资源匮乏的问题,即使有部分案例,也是以绘制线框模型为主,且前后原理的衔接存在问题,教师在课堂上主要以讲解原理为主,不注重实现。从而导致学生的理论学习和实践应用的脱节。
2、编程工具选择不当
(1)部分高校选用C/C++作为计算机图形学课程的编程实现工具。由于C/C++是基于DOS环境的编程语言,最高只支持256色,所以在绘制光照模型时,无法表现丰富的真彩色。这实际上造成了真实感光照、纹理映射等教学内容方面的实践教学资源的缺失。
(2)部分高校选用Open GL图形库作为编程工具。但是由于Open GL接口函数封装了图形绘制的底层算法,学生只能停留在理解接口函数的层面。教师所讲解原理和OpenGL采用的底层算法不完全一致。学生采用OpenGL工具学习计算机图形学的结果就是掌握了一堆参数配置方法,没有达到理实一体化的教学目标。
二、解决方法
(1)构建计算机图形学工程化软件课程群
以省级精品课程“C++程序设计”的建设成果为基础,基于游戏开发方向的定位,改变传统的单一课程建设方式为课程群建设,根据游戏开发项目的需求,将面向对象程序设计、数据结构、计算机图形学等组群课程进行工程化建设,使得一门课程的教学案例的“输出”是另一门课程教学案例的“输入”,或者单门课程中一个的教学案例的“输出”是下一个教学案例的“输入”,采用Visual C++的MFC框架建设教学资源。
(2)开发覆盖教学全过程的实践教学资源库
采用Visual C++的MFC框架,以绘制真实感光照模型为教学主线,针对直线的扫描转换、有效边表填充、三维变换和投影、动态消隐、真实感光照等原理,采用一个案例对应一个原理的方法开发实践教学资源。
针对计算机图形学课程的特点,将计算机图形学实践教学资源体系划分为“验证性资源”、“综合性资源”、“创新性资源”和“工程化资源”四个层次进行建设。四个层次的实践教学资源库的建设由单个知识点的学习、到多个知识点的综合应用、到计算机图形系统的开发、再到基于真实感工程化场景的建设,全方位强化了学生的动手能力。
(3)改革计算机图形学教学模式
根据应用型人才培养特点,在建设完成计算机图形学实践教学资源库的基础上,改革传统的“计算机图形学”授课过程中以理论描述为主的教学方法为案例化教学方法。在课堂上,教师首先运行相关案例,建立运行效果的感性认识,然后讲解基本原理及算法,现场上机编写源程序,最后通过对类的引用指导具体实践应用。实现“案例演示”→“原理讲解”→“算法实现”→“实践拓展”4步教学过程。实现“学中做、做中学”的情境教学。
(4)出版计算机图形学系列教材
课题组出版了覆盖课堂教学、实验教学、课程设计与大学生创新训练的全套系列教材。这些教材以说明书的形式,对教学资源库的源代码进行详细讲解,并给出几何模型,以帮助学生进行学习实践。