1计算思维的核心理念
1.1计算思维的核心思想
计算思维的核心思想在于问题的分解、问题的转换、问题的分析求解。问题的分解:即面对任何复杂问题时,不急于马上求解,而是根据问题的特性,将复杂问题分解为多个相近似的子问题,以便于分析求解;问题的转换:遇到一些难以求解的问题,可以通过转换,将难以直观解决的问题转变为易于求解或者已知求解方法的问题;问题的分析求解:将分解或者转换之后的子问题进行分析,并详细求解,最终由各个子问题的求解得出父问题的解答。
1.2计算思维的概念图
计算思维能够为社会任何行业提供良好的求解方法和思维,利用其先进的思维方式进行复杂问题的求解,这是一种令人非常期待的思维方式;如果能够合理的运用计算思维,将给我们带来意想不到的成效;为了让大家能够更好的去了解计算思维,以下构建了一张关于计算思维的概念图,如图1所示。
2传统课程设计存在的问题
2.1教学的被动性
在传统的教学过程中,教师和学生往往存在严重的被动性。首先,教师为了考试而教;教师根据教材的设计,被动的去安排教学内容;根据以往考试的惯例去安排教学方式;这种情况下,教师并不知道为何而教,以及为什么这么教。这种教师的被动性严重影响了课程的教学效果,教学的灵动性也非常欠缺,最终带来的负面结果是:学生学习千篇一律,对知识点的掌握只能做到表面的运用,而不能够理解深层次的原理。其次,学生为了应付考试而学;这一点在高职院校尤为突出,学生学习的目的是为了毕业学分,为了课程能够及格,而不是真正想去学好该门课程;另外,学生对课程并没有太大的学习兴趣,因此整个学习过程非常的被动,缺乏主观能动性;这些最终导致了学习不精的结果。
2.2课程内容安排不合理
课程教学效果不理想的其中一个重要原因就是课程内容的安排不合理,换言之,课程内容需要经过精心的设计以及妥善的安排,才能够为良好的教学效果铺路。如今,还是有很多的教师在教学的过程中没有合理的安排教学内容,而是简单的根据一本教材或者是按照一些过时的教学顺序来进行教学安排,更有甚者是照本宣科。课程的内容安排可以说是非常的重要,合理的内容编排能够让学生在学习过程中按部就班,循序渐进;新颖的内容编排能够让学生掌握与时俱进的知识与技巧,让他们在未来的就业中能够立于不败之地;而如今大部分教师并没有重视课程内容的编排以及内容的设计这一环节。
2.3教学方法守旧
课程教学效果不理想的另一重要原因就是教学方法的守旧。很多教师会以一种或者几种教学方法为主,千篇一律的应用在各个课程中,而每门课程的特点都不同,有些课程理论性较强,而有些课程在实践性方面更强,那么如果都采用一样的教学方法,显然是不可行的,也是不合适的;另外,陈旧的教学方法会带来很大的弊端,例如:任务驱动法;在当时提出任务驱动法时,众多教师都认为是非常好的一种教学手段。确实如此,任务驱动法能够让学生在课堂中快速的掌握案例的应用方法,但是任务驱动法也有其弊端,即:学生在课堂中看似掌握了应用方法,其实不然;学生只能够一味的克隆案例或者与其相似的案例,而并没有真正的理解方法背后的原理;因此,这样的学生未来的就业竞争力是非常弱的。
3基于计算思维的《3DSMAX三维图形制作》课程设计
3.1课程的总体设计
为了能够解决传统课程设计中存在的问题,以《3DSMAX三维图形制作》这门课程为例,引用计算思维为课程设计的核心思想,对该门课程教学进行合理的设计与安排。(1)进一步明确课程的教学目标,让教师发挥主观意识,改变以往应付考试的被动教学意识;引导学生对课程产生兴趣,让学生自主的去学习课程的知识点,改变学生被动的学习状态,其示意图如下所示。教学意识←主观能动性→学习状态(2)根据计算思维的理念,对课程进行内容上的合理设计,主要分为3个模块进行设计。(3)为了能够提升课程教学质量,基于计算思维的教学方法在设计部分需要做到三个方面:教学方法新颖、教学方法多样化、教学方法相辅相成;尽可能的实现计算思维与创新意识以及技能原理融为一体,计算思维→创新意识→技能原理;三点一线
3.2课程的详细设计
根据总体设计的要点,对该课程进行详细的设计,主要分为三大模块,它们分别是:兴趣模块、衔接模块、原理模块;在最后的原理模块完成之后,该课程能够与后续的多媒体3D技术综合实训课程无缝的连接。(1)兴趣模块。在该模块中主要是为了提升学生学习的兴趣,该模块学习结束时,应实现学生对该门课程非常感兴趣,能够自发的去了解该课程的相关内容。模块中主要分为两部分内容:1、将标准几何体与扩展几何体的知识点融入到具体案例中,例如:案例“桌子一角”等,该部分内容非常简单,易学易掌握,用于吸引学生学习兴趣最为合适;2、将FFD、挤出、车削、倒角等常用修改器融入到具体案例中,例如:案例“玻璃杯”等常见模型;通过一些单一的修改器命令制作出日常生活中常见的实体模型,进一步提升了学生学习的欲望。(2)衔接模块。在兴趣模块之后,学生有了一定的求知欲望,在该模块中主要是为了加深学习的深度;在该模块学习结束时,应实现学生对该门课程的知识点有了一定的了解,并掌握了一定的技巧。模块中主要分为四部分内容:1、多边形建模;将复杂的多边形建模分解为点、线、面等子知识点进行讲解,并融入到具体的案例中,例如:案例“足球”等,该部分内容深度有了明显的加深,并且该部分内容是在实际工作当中应用最为广泛的知识点之一,必须掌握;2、Vray渲染器;鉴于实际企业在工作中的广泛运用,必须要掌握这部分知识点;而Vray的知识面极其宽广,想要很好的掌握并非一朝一夕即可实现的;因此,这部分内容要进行筛选,选择其最为常用的知识点来进行讲解,并融入案例之中,例如:案例“书房一角”等;3、材质与灯光;这部分内容牵涉到很多原理部分的知识,很难在这个模块中立即掌握,因此,只能把较为普及的知识点与用法作为重点来掌握;4、动画控制器;此部分内容为动画领域的重要知识点,它是实现各种动画效果的基础控制模块;该模块主要以学习各种运动控制器的用法以及时间帧的设置为主,并融入到具体案例中,例如:案例“瓦力动画”等。(3)原理模块。在衔接模块之后,学生已经有了一定的基础,并能够灵活制作一些简单动画场景效果;在此模块需要学习的是进阶内容;此模块主要分为三部分内容:1、Vray渲染原理;主要在案例中对比演示不同设置方法带来不同效果的原因,对各种材质纹理的设置需要注意其软件工作的原理;2、gamma校正的合理设置;该部分旨在培养学生养成良好的工作习惯,以正确的工作流程来进行工作;3、CS骨骼;这部分内容是对动画控制器的扩展,掌握CS骨骼的架设以及蒙皮的方法,属于加深内容,需要一定的耐性去学习其中庞大的设置方法和技巧。在教学方法上,各个模块都采用了案例对比演示法与换位教学法相融合,在课堂上利用案例对比演示法将知识点融入案例中,并在案例讲解过程中对比演示多种情况,以便于学生理解其原理;而在案例对比演示法之后,采用换位教学法,挑选作品中具有代表性的学生作品,并让其制作者向其余学生展示其制作过程,分享心得以及讨论出现的问题,此刻,教师与学生的角色进行了互换,由学生来演示整个过程;这样的方法能够让学生对所学知识印象深刻,对出现的问题能够及时讨论并予以解决。
3.3课程设计的测试与不足
通过两个学期的测试,这样的课程设计带来了不同的课堂效果,其主要体现在于以下两个方面:(1)之前传统课程设计的学生作品,经过全新课程设计过后的学生作品。学生对知识点的掌握更加深刻,对原理的运用更加纯熟。(2)可以发现:学生得益于计算思维的课程教学之后,其作品不再是一味克隆复制,开始具备自己的想法,初步养成了创新的意识。经过两个学期的测试之后,也发现了一些不足的地方:该课程设计还需要进一步的对课程内容进行筛选,知识点需要更好的融合于所选案例,在今后最好能够将这一系列设计编写成教材,这样能够在教学上为教师提供方便,也能够让学生在主观上更好的了解该课程的知识点结构。
4结语
随着中国对计算机行业的愈加重视,加上计算机行业对人才的迫切需求,高职院校培养社会应用型人才的任务变得更加艰巨。将计算思维应用在实践类课程教学中去,有其实际的意义,不仅能够在人才培养上提高人才的输出质量,还能够提高学生的学习兴趣。基于计算思维的《3DSMAX三维图形制作》课程设计在测试过程中获得了不少成效,但仍有不足,希望在不久的将来,能够将这项课程设计继续完善,以此为广大师生带来更多的帮助。
作者：李谷伟 单位：浙江东方职业技术学院工程技术系
