[摘要]通過分析計算機圖形學教學現狀，針對存在的問題，以能力為導向，進行了計算機圖形學應用課程建設.通過系列化教材建設、實踐教學資源和微課程建設，構建了計算機圖形學的教學內容實施了“案例化”+“微課程”教學方法改革，建立了過程評價、全面評價和能力導向的多元化考核評價體系。教學實踐表明，豐富的教學資源順應了新時代發展的要求，“案例化”+“微課程”的線上線下教學模式提高了教學效果，科學合理的考核評價體系激發了學生的學習積極性。

　　[關鍵詞]計算機圖形學;課程建設;案例化教學;微課程

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　　計算機圖形學是計算機應用領域中一個非常重要的學科。該學科主要研究如何利用計算機表示圖形以及生成和處理圖形的基本原理、方法和技術。它的應用滲透到了社會生活和生產的各個領域，如虛擬現實、地理信息系統、科學計算可視化等，是現代信息技術不可或缺的重要內容。

　　計算機圖形學不僅是高校計算機專業的基礎課，也是理、工、農、醫等專業的必修課。該課程是一個多學科相互交叉、相互滲透的學科，綜合了數學、計算機科學和圖學理論等相關學科的知識，其原理抽象、算法復雜、具有很強的理論性、綜合性和實踐性[l]。作為山西省應用型本科試點院校，課程建設課題組積極探索轉型路線，赴國內多家院校探討學科前沿和先進教學方法;與多家知名企業合作探討人才培養需求。在山西省精品資源共享課的基礎上，從企業對人才的實際需求出發，與企業合作修訂人才培養方案，修訂教學大綱，以計算機科學與技術專業學生為試點，增強“以能力為導向”的計算機圖形學應用課程建設。經過恰當地組織教學內容，有效調整教學模式，采用了“案例引導、傳輸理論、算法可視化”的新授課模式，突出以學生為主體的“積累知識、積極思考、主動創新”的教學新理念，進一步提高了學生運用基本理論知識分析和解決問題的能力，培養的學生得到了市場和用人單位的認可，并與多家公司簽訂了人才訂單培養協議，實現了人才與市場的無縫對接。

　　一、計算機圖形學教學現狀

　　近年來，隨著計算機硬件配置的提高、智能手機的普及，尤其是游戲產業、三維數字城市的迅速發展，計算機圖形學課程已經成為計算機專業或數字媒體技術專業的核心課程[2】，在培養方案中占有重要的地位。由于該課程是一門原理算法復雜、抽象，實踐應用性很強的課程，對教師和學生的編程能力要求較高，因此普遍反映教學有一定難度。通過文獻研究，國內高校在計算機圖形學課程教學中存在以下問題。

　　(一)實踐教學資源匱乏

　　由于案例源程序匱乏[3]，這導致在課堂上教師主要以講解原理為主，學生存在理論學習和實踐應用脫節的現象，存在學習完理論后仍然不會編程實現的情況，這不能滿足應用型人才培養的要求。

　　(二)教學模式單一

　　傳統的教學方法以教師課堂講授為主，教師一次性地將知識灌輸給學生[4-5]。教學過程以教師為主體，教師教什么，學生就學什么;教師怎么教，學生就怎么學。這種教學方式忽視了學生的主體性及教師與學生的互動性，限制了學生的主觀能動性，制約了對學生在知識、能力和素質方面的綜合教育。

　　(三)教材選擇不當，培養目標與企業需求不對接

　　目前，國內計算機圖形學教材主要存在“面向理論和面向應用”兩種典型教學體系[6]。面向理論的教材是傳統教學體系，其重點放在對概念的解釋與原理的講解;面向應用的教材是當前主流的教學體系，它注重培養學生在掌握計算機圖形學理論知識的基礎上，學會應用典型的圖形學API。在這些計算機圖形學教材中，多數教材適合高校碩士生與博士生從事科學研究，而面向本科生、按照市場需求基于底層算法開發的計算機圖形學的教材相對較少。市場對本科生計算機圖形學技術的應用人才需求量巨大，這導致人才培養與工程應用和企業需求不對接。

　　二、以能力為導向，構建計算機圖形學教學內容

　　應用型工科院校本科人才培養在遵循本科人才培養白身的教育規律基礎上，應注重夯實理論、突出實踐、強化應用，既不能沿襲普通本科的教育模式辦成學科型或研究型的本科，也不能為了突出應用而弱化基礎理論的教學。應該是理論教學和實踐應用相結合，突出工程特色，培養既有基本的理論素養，又有很強動手能力的應用型人才。應用型工科院校應結合市場和企業的能力需求，積極探索以能力為導向的培養目標，構建突出工程實踐能力的教學體系。

　　針對該課程教學存在的不足之處，課題組以培養目標為核心，提出了“教材建設系列化，理論教學目標化，教學過程案例化，實踐資源數字化”的課程建設方案[7]，為學生搭建可視化課程的整體構架，打造了“精品資源共享課程+系列化教材+微視頻”立體化的教學平臺。

　　(一)系列化教材建設

　　課題組從企業對人才的實際需求出發，在注重培養學生系統了解計算機圖形學理論知識的同時，義強調培養學生正確使用圖形學知識進行軟件開發的能力。在教學內容上，主要以能力為導向確定必備的知識點和理論算法，摒棄不必要的偏向數學的公式推導，開發了與理論相對應的實現案例。基于Visual C++中的MFC框架，采用案例教學法建設了豐富的教學資源，解決了實踐教學資源匱乏的問題。先后編寫了適合應用型本科院校使用的理論和實踐相對應的立體化教材，即《計算機圖形學基礎教程(Visual C++版)》《計算機圖形學實踐教程(Visual C++版)》和《計算機圖形學基礎教程(Visu-al C++版)習題解答與編程實踐》《計算機圖形學課程設計教程(Visual C++版)》等國家級“十二五”規劃系列教材。教材內容從編程角度講授計算機圖形學原理和算法，強調真實感光照模型的實現，在不使用任何圖形庫的前提下，使用MFC的繪制像素點函數，按照計算機圖形學的基本原理開發出可與OpenCL或Direct3D顯示效果相媲美的真實感圖形。