张起荣+张继燕+王燕

摘 要： 计算机图形学是计算机专业的高年级课程，它由于学科涉及数学知识较多、理论内容难懂、要求较高的实践性能力，造成学生不能较好地掌握内容，将计算思维引入教学中，达到了良好的教学效果。

关键词： 计算思维 计算机图形学 教学改革与实践

一、计算机图形学概述

在2006年，计算思维概念是美国周以真教授正式提出的教育理念。他认为计算思维不仅属于计算机科学家，还和阅读、写作、算术一样，成为每个人必须具备的基本技能。计算思维概念一经提出，就引发了很多国家学术界的强烈反响。

计算机图形学是理论和实践相结合的课程，需要一定的数学知识基础，理论建立在实践应用的基础上，课程有一定的难度，学生不容易听懂和看懂教学内容。将计算思维的能力训练引入该课程中，使学生不仅能更深刻地理解该课程理论的能力，而且能具有怎么将理论和实践融合解决实践应用的能力。

面向未来，贵州工程应用技术学院秉承“艰苦创业、不断进取”的办学精神，坚持以兴学育人为根本，以培养服务工业化、城镇化建设等需要的一线工程师和服务基础教育需要的一线教师为目标，立足毕节、服务贵州、面向全国，不断深化产教融合、校企合作，深化教学改革、提高教学质量和办学水平，努力建设特色鲜明的高水平应用技术大学，为实现贵州与全国同步全面建成小康社会作出更大贡献。为了实现上述目标，在教学过程中就不断秉承上述办学思想和思路。

二、计算思维的计算机图形学教学方法改革

因为一条直线怎么计算出来通过一系列画图发现了规律，找到了用计算机表示现实事物的办法。通过具体的算法讲解分析了上述计算思维的思想。这样使学生以后在工作中遇到新问题，可以用计算思维解决问题，不是死板学习数学理论，而是能灵活运用数学理论解决实际工作中的问题。

2.有的学生在学习中缺乏总结规律的能力，在课程中有意培养学生这方面的思维，比如在计算机图形学中，一大特点是把不少数学公式总结变成一个统一的公式，有个这个统一的公式，对进行编程更加便利，同时能用数学公式进行更广泛的应用。如2D矩阵表示中，P′=P+T表示二位变换的平移公式；P′=R·P表示二位变换的旋转公式；P′=S·P表示二位变换的变比公式；对于平移、旋转和缩放变换，每个基本的变换都可表示为普通矩阵形式：P′=M1*P+M2，最终得到P′=M*P。这个公式就更具有广泛性。老师不用计算思维分析，多数学生没有意识到非常简单的一个总结数学公式的统一性，对一门学科建立了非常深厚的基础。训练学生将同一用途的公式进行总结统一，这为以后他们进一步进行科学研究打开了思路。

3.用计算思维教会学生会利用数学公式，如表示直线的公式，有方程的，有参数形式的，在这门课里，进行不同的研究是，在有的地方如进行画线算法是用的直线方程，但是在表示三维对象时，则参数方程就有优势。对于同样一个问题，学生要学会用不同的公式表示同一的事物，然后会在不同情况下使用不同条件的同一事物的数学公式解决实际问题。直线方程的公式学生在初中和高中都学过，但是老师当初只是为解数学题而进行的数学训练，学生并不会运用这些公式解决实际计算机中的问题。但是计算机图形学就是建立在如此简单的初高中数学知识上的，发现了规律，实现了用计算机显示图形。通过计算思维对该门课程的分析，不仅让学生感觉到了数学的魅力，而且增强了他们用数学公式解决计算机方面问题的实际能力。这恰恰是我校提出的培养学生的目标。

三、结语

通过该研究，使得计算机图形学的教学更有深度和广度，使学生不会感觉这门课很难，而且觉得这门课非常有意思，是在跟这些计算机图形学的奠基人在思想上的交流，使学生爱学爱研究爱思考。使学生感到搞研究没有想象中那么难，而是很有趣的一件事情。对学生以前的初高中学过的数学公式进行实际用途的扩展，开阔他们的思路，培养他们的发散思维和逆向思维等。如果学生以后考上研究生继续进行计算机图形学方面的研究，则可给他们打下良好的研究基础，使他们在计算机图形学研究中能够承前启后。如果学生以后在软件公司从业，则可为他们解决算法上的一些问题找到新思路。培养学生将复杂的问题简单化，降低算法复杂度。

参考文献：

[1]王振武.计算机图形学基础[M].北京：清华大学出版社，2011.

[2]Wing J M.Computational thinking[J].Communications of the ACM，2006，49（3）：33-35.