计算机图形学双语教学的实践与

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文章编号：1672-5913（2013）22-0083-05

中图分类号：G642

摘 要：探讨通过双语教学增强信息与计算科学专业学生掌握计算机图形学专业知识和第二外语媒介知识的能力,分析在计算机图形学课程双语教学实施过程中,如何提高学生知识水平与外语能力,并平衡专业知识传授和外语水平提高的关系,围绕学生对该课程知识点的掌握,在学生创新能力培养和实践能力提高上作出积极的探索.

关 键 词：双语教学；教学模式；计算机图形学

双语教学是目前教学改革深入发展的热点,一方面可以满足当今社会对人才的需求,另一方面能够不断地提高学校的竞争力.信息与计算科学专业主要涉及数学和信息处理技术两个主要知识范畴,对该专业进行课程的系列化双语教学,需要逐步推进和总结其实践过程和经验.

1计算机图形学课程双语教学的实施目标

双语教学指教师同时使用英语和汉语两种语言进行授课,通过两种语言的合理搭配,并关注讲授课程专业知识的主导性,使学生通过外语语言工具学好专业课程知识,营造使用外语进行学术思考和语言交流的环境,要求学生能准确全面地理解原版教材内容,提升学生运用中英文进行新课程专业知识学习的能力,使他们能在课堂上听懂专业知识,用英文完成作业练习、阶段性考试、期末考试、小型研究报告撰写和课程设计等教学内容,力求教学内容与国际接轨,以开拓学生专业知识面的深度和广度.

双语教学的最终目标是促进学生使用母语和外语进行思维交流.信息与计算科学专业对计算机图形学课程实行双语教学,要求学生不仅要具备在数学、计算机科学方面的学科专业知识和较强的编程能力,还应具备较强的外语应用能力,在此过程中掌握和提高其应用水平,但其主要目的是掌握数学和计算机专业课程的主要理论和技术,使学生具备用新的语言媒介去获取新知识和技术的能力,为培养具备创新能力和实践能力的国际性人才奠定基础.

2计算机图形学课程双语教学的实施

组织和实施好双语教学是一个复杂的过程,它涉及教材的合理选择和利用、教学计划的合理执行、教学模式的合理选择、教师师资水平培养提高和教学方法采用等多方面因素.

2.1选择合适的教材和教辅材料

教材和教辅材料是影响信息类课程双语教学的实施的一个重要因素,因此应根据本专业学科的特点及学生水平选择教材.教材应反映本学科领域新发展和与国际接轨的人才培养新体系.英文原版教材中的图形学知识系列、外语专业词汇系列和相关应用系列组成了最具实用价值的、以外语为表达媒介的知识体系.英文教材具有知识新颖、内容丰富、数据翔实、叙述得当、强调实践等优势,因而采用原版英文教材是把握双语教学质量最基本的前提.选择原版教材要考虑被授课学生的培养目标、课文中外语语言表述的难易程度、数学基础应用与算法及程序设计部分的比例等影响学习兴趣和理解效率的因素.

教辅材料是实际教学情况的适当补充和完善.教师在教学过程中,可分发归类成册的专业词汇对比手册以帮助学生更好地理解教材,提供主要的知识点提纲提高学生学习兴趣.

考虑到华东交通大学信息与计算科学专业高年级学生对数学和计算机知识已有所掌握,我们选用了偏重于数学知识和算法的英文版《计算机图形学的算法基础》,该书系统讲解了计算机图形学的基础理论和算法,内容涉及微积分、离散数学、空间几何、图论和计算机图像学的软硬件知识,学生可以从中涉猎到已掌握知识的英文词汇和相应的描述方法,并且能够逐步在新的语言环境中掌握计算机图形学相关数学和计算机应用的知识和能力.教学辅助材料采用华东交通大学编写的中文版数字图像处理和模式识别书籍,这些教材更偏重于算法的程序实现和工程应用,与原版英文教材的理论知识结构形成互补.

2.2采用与双语教学相适应的“以学生为中心”的教学模式

双语的教学模式依照学生的理解程度与课程知识面的覆盖而灵活调整,教师与学生互动的教学方式将沟通相互间的信息交流和对理解程度的反馈.授课过程中,教师既要考虑到学生的知识基础和接受能力,又要根据学生对专业英语的理解程度制定较为灵活的教学步骤和教学方法.课程专业知识的传授采用45度递增函数曲线方式,课程中外语应用程度采用峰值为方波的正态分布函数曲线方式.学生对课程内容的理论知识和应用能力应该是随着课程讲授的进展而逐步夯实和提高的,一门课程采用双语教学还是母语教学都不能影响课程知识面的掌握,而外语媒介的引入和应用程度依知识面的掌握而做合理调整.在课程讲授的最初几周,教学过程中英文交叉使用,讲解以中文为主,专业术语和内容浅显的地方用英文介绍,而重点和难点则用中文讲解.随着学生英语水平的提高和对教学方法的逐步适应,教师可逐渐提高英语讲授的比重,最后过渡到以英文教学为主甚至是全英文教学.在课程学习的后期,考虑到应用问题的广泛性和课程复习的需要,教师可适当增加中文应用的比例.在课堂讨论以及程序编写和解释方面,教师可尽量鼓励学生使用英文,另外,整个教学过程中要考虑到学生对英文表达的接受能力,根据学生的英语理解程度制定和调整比较灵活的教学安排和教学方法.普通高校信息类、计算机专业课程的双语教学应安排在高年级的学生中开展,以保证学生具有一定的专业知识和英语基础,同时还能通过学生前期的数学和计算机知识及编程能力弥补其语言理解上的不足和缺陷.

2.3制定和实施可弹性执行的教学计划

在课程的开始和复杂内容的传授阶段,同样的教学内容在两种语言授课的情况下,必然存在一定程度上对相同教学内容重复使用两种语言讲解的过程.教师还要考虑学生在知识水平和语言能力上的差异,并要保证大多数学生能够理解和掌握所授的教学内容,这在一定程度上影响了计划的课程进度.因此,教学计划在顾全内容的情况下需要考虑执行过程中的弹性和灵活性调节.在整个教学计划中,前期讲授的内容应该少而精,这个阶段是学生的语言应用适应调整期；教学计划中期讲授的内容应该控制在一般难度水平,这个阶段教师除了讲授具体的知识内容外,还需对外语语言在课程中的应用方法和技巧作一个引导式的总结,如外文教材科技知识描述的一般方式及对教学过程涉及的专业单词进行分类和总结,或将专业单词分为数学类、几何形状类和算法类等,使学生对所学知识的语言应用方法有个不断完善的过程；教学计划后期讲授的内容则可控制在用单一外语讲授知识内容的程度上,因为这个阶段的学生已适应双语教学的环境和教学方式,所以主要是加强专业知识和第二外语的使用；在教学计划最后讲授的内容安排上则要着重于课程知识点的算法实现和工程应用上,本阶段是学生双语教学的实际应用阶段,重点应放在培养学生的文献查询和研讨论文的写作上,这一阶段也是课程内容复习总结阶段,此时的授课内容和研讨专题的难易程度由具体的教学效果而做出适时调整.在每一教学单元和阶段性教学过程中,授课内容多少可以依照课堂教学的实际情况而确定,如在讲授图形区域填充的内容时,主要介绍简单种子填充算法和程序实现技术,由理论和实验分析让学生知道这种算法的运算速度慢和要求堆栈大等不足,进而引入扫描线种子填充的算法和各种相应的改进算法,由此分析各种算法的运行效率和改进算法的来龙去脉.这种新算法引入的授课内容的深度和广度需要依学生的接受程度、课堂具体情况和这个教学计划的执行情况而灵活把握.教学实践中,对书本中的相关内容要合理取舍,课程中重点内容和主要知识点一定要讲得透彻清楚.

2.4教学方法和方式的改革

课程试图采用多种教学手段和方式,实现教学资源和方式的优势互补.例如,将文字、动画、声音、图像、程序演示等媒体融为一体,通过生动活泼的教学方式使语言种类的使用对教学效果的影响降低到一定的程度.

考虑到学生间英语水平参差不齐,在讲课时应注意由浅入深.老师起初适当使用较多中文,然后慢慢增加使用英文的程度,采用多媒体英文版课件为课堂教学的内容介绍方式,板书为主要概念、关 键 词和程序流程的解释、强调的辅助方式.板书语言依具体情况可采用英文或者中文,如在课程的阶段性总结时通过板书将专业词汇按算法分类、基础理论分类乃至专业单词的数学类、几何形状类等进行讲解和总结,在整个教学过程应采用多种方法或多种方式的组合,简单的内容可以全用英文讲解,复杂的内容则采用中英文混杂在一起讲解,课程中的主要算法、原理等核心内容部分用中英文各讲一遍.虽然投影屏幕上多媒体课件是全英文的,但课堂上讲授的语言可以采用不同的中、英文比例,黑板上板书内容的提示、强调和总结也可交替采用中、英文.

在对算法原理理解的过程中,充分采用与语言没有很大关系的视觉性媒介如图片动画等方式进行辅助讲解和演示,同时多用强调实践能力培养的源程序的讲解和演示来辅助算法理解,程序的源码对不同外语水平的学生具备相同的可理解程度,且源码的字里行间只包含算法的逻辑和过程,它的语言属性是中性和共性的.采用和创造的合适的语言环境将使得专业知识的传授过程变得更加顺利和通畅,也使不同层次的专业水平和外语水平的学生逐步融入和参与到课程教与学的过程中.

在课程学习后期的综合应用问题的专题讨论中,通过选择原版的科技论文进行讨论分析,对比论文中已采用的这门课程里的技术和算法,学生逐步从课程学习到接触实际的外文科技资料的双语使用逐步走向成熟,教师适时布置该课程的课程设计任务,要求学生的设计文稿和程序用英文形式完成.

针对计算机图形学课程的实践性和应用性强的特点,教师采取算法讲解与程序演示相结合,理论学习与源码编写相结合,课堂教学与实验课上机和课程设计相结合的教学方式.同时,借助于课程网站实现全部教学资源上网,教师在网络上提供重点内容的专题讲解和课程设计、毕业设计的范例,实现本课程教学资源的共享,使学生能够准确地理解和触摸到信息学科核心与前沿信息.

2.5采用合理的考核方式和方法

有效的考核方式是对学生学习本课程的鼓励和阶段性教学质量把控的手段.本课程在信息与计算科学专业三年级展开,这一阶段的学生具备一定的数学、计算机学科知识和编程能力,针对掌握着不同层次的专业知识和外语水平的学生需实行多元化的评价方式以加强学生的学习兴趣和满足课程教育的基本要求.对学生学习的考核方式应体现在教学的各个环节,针对本课程实践性强且算法实现都有相应的视觉显示效果并具备广泛的工程应用的特点,需要考查学生对本课程知识综合运用的实际能力,采取课堂上编写小程序、上机实验时间完成小工程项目和算法改进、文献查询并撰写报告、期终卷面笔试和课程设计等阶段的考核成绩累计方式,分别在算法设计与编

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同时,合理适当的课程考核方式和结果是对双语教学效果的分析与评价指标,阶段性和分项考核也是对双语教学过程的质量的阶段性控制.通过对考核结果的分析比较,教师对教学内容难易程度和外语使用量的把控能够实时调整,也是执行和修正弹性教学计划的一个具体过程.阶段性地把握双语教学过程中的技术内容的教授和英文使用的程度是对双语教学全过程质量的控制.双语教学的效率和质量通过对教学过程和教学效果评价反映在学生的成绩和实际应用能力上.对双语教学效果的考核包含对学生的成绩评定和对双语课堂教学过程及教学效率的评价.通过学生对双语教学的网上评价和作业完成情况,可反映出学生对双语教学的质量的认同程度和对课程的理解程度.一门课程的考核也是对该专业的系列课程考核和评价的一部分,更是系列课程开展双语教学的体系构建和实施研究的一个重要方面.

3双语教学的思考与分析

3.1师资队伍的培养

双语教学的师资应具备良好的英语和专业水平.本课程的双语教学要求教师具备数学、计算机科学系列课程的专业知识,还要具备扎实的外语应用能力,并能将这两方面的知识灵活地兼顾应用.双语教师在教学实践中要通过合理分配两种语言的使用率使学生接受和掌握课程的主要知识点,在教学准备环节把握课程的难点和重点及学生的可接受程度,在课堂教学的过程中要揣摩学生的认知心理和理解程度,及时调整教学方式和两门语言使用的比率.教师扎实的专业知识只有通过合适的教学氛围和方式才能被学生所掌握.教师个体的双语教学技能要通过教学过程逐步提升,系列课程教师队伍的形成要通过合理的师资队伍培训和培养机制的建立和传、帮、带方法完成,这样双语教学工作就能得到良好开展.

3.2探索有效提高学生学习主动性的教学方式

由于学生的专业知识和外语水平层次差别较大,教师不管采用何种教学方式,都应该考虑到施教对象的可接受程度等因素.在双语教学推广的初期,教师注重把双语教学的目标和涉及面控制在一定的高度和广度,课堂教学应考虑部分采用中文或英文讲授,慢慢过渡到用英文讲授专业知识.对于复杂的知识点,教师应采用从少到多、从易到难、先中文后英文讲授或交替的方法进行,配以多媒体演示和程序演示,分阶段将专业性英文单词进行分类总结.随着学生对技术内容和双语形式的适应,逐步加大课程内容的难度和英文使用的分量,教师授课时可以采用全英文的课件,但在授课过程中应注意循序渐进,对于简单的概念和理论采用英文解释,对于不太难的算法解释可采用中英文两种语言配合解释,最后逐步过渡到全英文简要介绍新的知识点.

学生对一门课程产生的兴趣将使其学习过程变得更加主动和顺利,对学生兴趣的培养需要将双语课程和他们的后继课程、毕业设计和职业规划相结合.考虑到部分学生由于外语水平层次缺陷而对于双语课程的学习与开展有一定的畏难或抵触情绪,因此双语课程的教学一定要控制外语教学实施的难度.知识点传授的重点和语言理解的难度要逐步推进和全面兼顾,使学生克服对外语语言的畏难情绪.教师根据学生的认知程度来调整教学活动,在教与学的互动过程中获得学生的反馈并提升其学习的主动性,使学生对课程内容和语言驾驭的积极性、主动性都能发挥出来,提高学生的创新能力和参与国际竞争的能力.

在信息与计算科学专业进行计算机图形学的双语教学,不但提高了学生在这门课程中的专业知识掌握程度和借助外语媒介进行新技术学习的能力,也为以后学习与国际合作、新技术相关的课程和从事相关研究建立了一个学习方法和途径.由于注重学生的实践能力和综合能力的培养,本课程中运用双语学习的方法和能力在后继课程、课程设计和毕业设计中将得到应用和发展,进而促使本课程在系列化课程双语教学实践中发挥更大作用.

4结语

计算机图形学课程双语教学的成功实施取决于教学内容的合理调配,并始终将教学内容中知识点的传授放在教学工作的首要位置.实践证明,通过学生的主动参与,专业课程内容的掌握和外语水平同时均得到提高.我们将在教学过程中继续把更多教学经验和方法应用于相关专业的双语教学上,更好地为培养创新型人才探索贡献力情.