建构教学模式与图形学教学

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1、建构教学模式与赵一鸣王抒陈叶芳【摘更】本丈介绍了笔耆对构建主义教学理论和ACM/IEEE-CSCC2001教程的理解・以及将建构主3CM1T赵一鸣宁波大学伯息科学与工程学院副數授王抒宁波大学学报编辑部讲师陈叶芳宁波大学信息科学与工程学院讲师本文得到浙江省教育厅资金20030502号资助•收桟日期,2004年5月想应用于计算机83形学与可视化课程菽举的情况，特别介绍了依据建构主义放学想想中“支架”教学方法所建立的课程裁学控制汛租・【关權饲】建枸主义计算机图形学与可视化课複体系處拟放宝计算机图形学及相关

2、技术是计算领域最活跃的分支之一，近年来绝大多数高校计算机科学与技术专业开设了计算机图形学及相关应用课程。由于课程难以完全覆盖这一领域逐渐庞大和复杂的内容体系，因此各校的课程差异很大，而且还反映出教学思想、方法、手段方面的问题，以及课时少与内容多的矛盾、理论与实践的矛盾、学科发展与社会应用的矛盾。ACM/IEEE-CS最新制定的计算机科学与技术计算教程CC2001中，对计算机图形学等相关领域设立了一个知识体GV(GraphicsandVisualComputing),其中包括了图形学基本技术和图形系统

3、两个核心模块和图形通讯、几何建模、基本绘制、高级绘制、高级技术、计算机动画、可视化、虚拟现实和计算机视觉9个选修模块(这些模块依次被命名为GV】，GV?,…,GV")。目前国内对此讨论非常热烈。以下介绍我校将建构主义教育思想应用于GV教学，改革GV课程体系和教学内容、方法、手段的具体做法。一、依据建构主义教育思組设计GV课程教学内容建构主义认为学习者的知识是在一定情境下，借助于他人的帮助，人与人之间的协作、交流,利用必要的信息等等，通过意义的建构而获得的。它不仅强调教学活动的双向交流，而且十分注意学

4、习环境、教学信息的作用。因此，学生、教师、教学信息、学习环境是教学中的四个要素。基于建构主义的教学模式，目前已开发出的、比较成熟的主要有支架式教学(ScaffoldingInstruction)、抛锚式教学(AnchoredInstruction)、随机进人教学(RandomAccessInstruction).所谓支架式教学“是为学习者建构对知识理解的一种概念框架(conceptualframework),这种框架中的概念，是为学习者对问题的进一步理解所需要的。为此耍把复杂的学习任务加以分解，以便

5、于把学习者的理解逐步引向深入。”支架式教学由以下几个环节组成:①围绕当前学习主题，按“最邻近发展区”的要求建立概念框架。②将学生引入一定的问题悄境•③让学生独立探索，包括确定与给定概念有关的各种厲性•并将各种属性按其重要性大小排序。探索开始时先由教师启发引导，然后让学生自己去分析；探索过程中教师要适时提示，帮助学生沿概念框架逐步攀升。④进行小组协商、讨论。讨论的结果有可能使原来确定的、与当前所学概念有关的属性增加或滅少，各种属性的排列次序也可能有所调整，并使原来多种意见相互矛盾、且态度纷呈的复杂局面

6、逐渐变得明朗、一致起来。在共李集体思维成果的基础上达到对当前所学概念比较全面、正确的理解，即最终完成对所学知识的意义建构。⑤对学习效果进行评价，包括学生个人的自我评价和学习小组对个人的学习评价，评价内容有自主学习能力、对小组协作学习所作出的贡献以及是否完成对所学知识的意义建构等方面。研究CC2001所给出的GV核心知识体，依据建构主义教育思想尤其是“支架式”教学方法，我们设计了GV按层次划分的课程内容及教学安排。舉1GV按层次划分的课程内容设计及教学安排层次课程名称教学内容与CC2001相对应开课时

7、间（课时）教学方式评价概念构建、初级技术层CV应用基础主题；简单颜色模型；齐次坐标系；仿射变换；图像系统及输入输岀设备；光源，材质•环境（Photoshop；AutoCAD；3Dmax；SolidEdged等初步使用）GV1GV2GV5GV8第2学年短学期平台必修自学（12）讲座：从技术应用给出主题的知识概念框架；引入情景作品评比：图片处理；工程制图；三维造型图形基本技术层计算机图形学基础（辅修：OpenGL）主题：图形概述；图形用户界面与人机交互技术；2维图形生成及变换技术.3维图形生成及变换技术

8、；几何造型简介GV4GV5GV10第6学期平台必修（54）讲课：建立概念框架｛提出问题引入情景综合作业分组讨论评比高级技术层CV算法与系统真实感图形生成技术（简单光照模型；明暗处理方法；阴影生成；光线跟踪算法；纹理映射技术〉；可视化（基本槪念，断层间表面贯构；等值面生成和绘制，三维交互技术）；计算机动画简介；虚拟现实GV3GV4GV5GV6GV7GV8GV9第7学期模块选修（54）讲课完成中型作业（一个有实际意义的系统或算法改进）曲沿技术图形学工程应用及新进展赧新技术