论可视计算方向课程设置与教学研究

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1可视计算方向的概念及发展历史

可视计算的发展的基础理论——图形学是来自麻省理工博士伊万·苏泽兰的《面板》论文，而本·拉普斯科使用模拟计算机创作的电子抽象画则开启了计算机与图形学相结合的开端。偶然发生阶段，可视计算在最初是以计算机美术的形式出现的，大部分是用于科学家或工程师为进行自身专业的绘图而开始使用的，并在20世纪60年代各种计算机美术的使用活跃起来。应用阶段，随着计算机技术的提高及人们对图形学的深入了解，二维的简单计算机绘图已经不能满足相关人群的需求，三维制图开始走进人们的视野，CAD技术开始出现在科学家或工程师的工作中被应用。普及阶段，20世纪80年代初，随着计算机图形学及计算机三维制图技术的成熟，软件公司开始推出面向社会的商业性设计软件，可视技术的应用成果降低了计算机图形学及相关技术的难度，增加了更为人性化和实用的功能，给设计人员的工作带来了便利。同时计算机对图形学的实践也不仅限于静态的图形，而开始转变为动态的图像，动画技术就是由此而生，这也是如今很多影视后期制作说使用的软件的前身。在我国，可视计算技术传入时间较晚，整个行业的发展速度也很缓慢，直到20世纪末我国承办亚运会时，才使用了相关技术制作动画片头，之后，二维与三维（包括动态）的设计作图软件开始在我国使用，直到如今成为设计行业人员的必须技能。

2可视计算方向课程开设的意义及对学生素质的培养

2.1可视计算方向课程开设的意义

由于人视觉认知能够接收大部分的信息的理论，在信息时代，可视计算技术作为信息可视化的重要手段开始起到很大的作用，可视计算方向课程的开设对社会的发展与进步意义重大。首先，课程的开设能够改变我国可视计算技术落后的局面。跟世界可视计算技术发展相比，我国整整落后了近三十年的时间，为了实现可视计算技术的快速发展，让部分人首先掌握相关理论知识与技术，才能够对这一技术进行更为深入的研究，追赶我国在此方面落后的距离。其次，课程的开设可以帮助其他学科实现创新。可视计算技术即是一门科学理论学科，又是一种新兴的科学工具，通过对可视计算课程的学习，拥有其他学科基础的人群可以通过对两方面的结合实现学科理论或实践的创新。最后，为社会输出足量专业人才。可视计算技术的普遍应用说明了其具有很强的综合性和工具性，因此各行各业对此方面的高素质高水平人才都处于渴求状态，可视计算方向课程的开设可以帮助培养这方面的人才，以满足各类型单位的需求。

2.2可视计算方向课程对学生素质的培养

可视计算方向的理论课程以计算机图形学、计算机视觉、辅助设计、图形图像处理、三维立体动态设计、计算机控制技术为主，为了跟随国家课程改革的步伐，可视计算方向课程的安排对应学生核心能力的培养，核心能力主要分为三个部分：基础理论知识的理解能力、专业技术的实践能力和从事工作时遵守职业道德的能力。对可视计算理论知识理解能力的培养。在进行任何学科的教学时，其基础理论知识作为这一学科精华所在，也是为了帮助学生打好基础，以便作为之后对前沿知识进行深入分析与研究的工具，对基础理论知识的学习是必不可少的，在可视计算方向课程中，可视化计算技术的发展历史、计算机图形学、虚拟技术理论、人机交互理论都是学生必须理解的基础理论。对学生专业技术的实践能力的培养。可视计算方向课程培养的学生是专业型的计算机人才，只有将所学的理论及技术应用与实践才能体现其课程学习的价值。在此课程中，学生需要学习高真实度高清晰的渲染技术、自然流畅的三维建模技术、基于生物物理学的动态仿真技术、高精度数据获取与处理技术、虚拟现实技术等。

3可视计算方向课程的教学现状分析

虽然可视计算方向课程的开设具有非凡的意义，并且处于急迫需求的状态，但是在实际的教学工作中，可视计算方向课程所培养的学生却未养成其目标要求的核心素质，教学课程存在很多问题。

3.1将可视计算方向课程看做对技术能力的培养而忽略了基础理论知识的重要性

在日常教学中，由于可视计算方向课程具有的工具性和专业性，学校和教师往往将课程目标设立为某种技术的熟练应用，因此在课堂学习上以计算机训练为主，而忽视了对理论知识的讲解。这就导致了学生能够在工作或学习中应用很多可视计算技术及相关软件，但不清楚其运行原理，因此当面对不断更新的软件与功能时只能重复操作训练式的学习，最终会被快速发展的技术所淘汰。同时，这也是可视计算技术专业高等级学术人才缺失的原因。

3.2在实践能力培养方面缺乏针对性

计算机技术是一个极为复杂的系统，因此在进行学习时需要不断细分，学校根据学生需求和社会需要来划分细分技术方向，以便进行对口培养。在可视计算方向课程中，其实践技能的培训是多方面的，也就意味着在同等的时间中对所有技术软件都只是教授了基础的功能，对更深层次的功能如何使用缺乏教学课时，导致学生只能从事最基本的可视计算技术工作，而不能实现高度专业化或跨学科发展的目的。

3.3忽视职业道德的培养

学校的功能在于教书育人，而现今学校将更多的时间放在了教书，而忽视了其育人作用。要使学生成为一名合格的社会人，一名合格的可视计算技术从业者，除了相应的知识与技能外，还需要树立正确的道德观、价值观，才能在职业上实现长足的发展。

3.4教学方法缺乏创新与多样性

教学方法对学科教育起着最为直接的作用，所有的教学内容与教学目标都要通过教学方法来实现。现今可视计算方向课程中教学方法以课堂传授与上机实训为主，教学方式单一、学生缺乏创新能力，这样的教学方法已经远落后于其他国家的相关教学，是在可视计算方向课程中亟待解决的问题。

4可视计算方向教学方法的变化趋势

由于教学方法的直接性，针对可视计算方向课程中出现的种种问题，结合教育学的最新理论成果，我们首先从教学方法的改变入手，来解决可视计算方向课程的实际问题。

4.1信息技术联合教学法

在信息时代下，传统的死板的教学方式已经逐渐被抛弃，科学信息技术教学是建立在对学生学习特点收集分析的大数据之上，采用多种设备为辅助的教学方式，具有科学性、直观性、人性化的特点。在可视计算方向课程中，除了使用传统的计算机操作课程外，还应当采取模拟技术，使得可视计算方向课程的理论及运行原理更具有可视性，帮助学生树立对理论学习的兴趣，掌握理论如何在实践技术中运行，已达到实践与理论相结合的效果。同时，这样的方法还可以帮助学生选定自身喜欢的技术方向进行研究，有利于学术研究性人才的培养。

4.2情景教学法

情景教学发转变了传统的理论教学为主的模式，以实际社会工作中问题的解决为目标，在这一过程中实现多维互动，将死板的重复式教学转换为探究式学习，锻炼学生获得在实际工作中的技能与经验。其特点为：学生在学习中成为主导因素；在同样的任务中可以得出不同的解决方案；在情境中进行实践操作与情感感悟，培养学生的职业素质。教师提出具体工作的情境，学生在完成任务的过程中进行理论学习与实践操作，这使得学生的学习更有侧重与针对性，能够帮助学生在学习中工作，提前对所学专业对应的工作内容进行系统的了解，以及为未来的工作准备职业技能与素质。

4.3翻转课堂教学法

“翻转课堂”教学模式的教师讲授部分不在限于书面的理论或知识，要求学生在课前通过多媒体播放教师以录制好的微课来进行学习，而将课堂内的时间作为教师的答疑和教授学习方法的时间。这种教学方法促使学生将课余时间用于相关理论与技术研究，相当于将可以进行学习的课时延长，从而能够在有限的时间内获取更多的知识。

5总结

为了实现我国可视计算技术的快速发展，开展科学有效的可视计算方向课程教学起着至关重要的作用，学校定期对自身的教学实践进行审视与分析，积极引进有利于可视计算学科发展的教学方法，结合前沿理论成果，以逐渐改正现今可视计算教学中的问题。