PBL在《计算机图形学》混合式学习中的应用研究
廖宁
（中南林业科技大学 涉外学院，湖南 长沙）
摘 要： 随着高等教育信息化的迅速发展，信息技术正以惊人的速度改变着大学生的学习方式，教育教学手段应该与时俱进的发展。将现代教育技术手段与《计算机图形学》的课堂教学相结合是互联网+时代背景下的新课题。
关键词： PBL；混合式学习；计算机图形学
《计算机图形学》是一门理论技术与应用相结合的技术应用性课程，通过对课程的学习，使学生理解并掌握计算机图形生成与处理技术的基础知识、基本原理和方法[1]。混合式学习是在传统学习方式的基础上，与在线学习相结合，充分发挥两种学习方式的优势优势互补，从而提高学生的学习效果。混合式学习的关键是让学生作为学习过程的主体，调动他们的主动性、积极性与创造性，因此教师在整个学习过程中扮演引导、启发、监控教学过程的作用。基于问题（Problem Based Learning简称PBL）的学习方法是目前应用于计算机图形学混合式学习中的有效方法。基于问题的学习是将问题成为学生学习的动力和培养综合思考能力及解决问题能力的材料，让学习者在思考和解决问题的过程中，领会隐含于问题背后的科学知识，从而达到培养学生的自主学习能力的目的[2]。学习内容与学习方式整合为一体的关键是把教学重点、难点及其他知识点转换化为问题。将PBL教学法与混合式学习相结合，应用于《计算机图形学》教学中，倡导“学生为中心，教师为主导”的教育理念，课堂教学以“发现问题──探究问题──解决问题──深化问题”为主线，充分发挥学生和老师的主体意识，强化学习观念的转变[3]。
一 研究目标
通过该课程的学习应达到如下目标：认知和理解能力目标：理解《计算机图形学》的基本概念、光栅显示器的成像原理、图形的表示与数据结构、曲线曲面、颜色模型等知识。逻辑思维能力目标：理解基本图形的扫描转换算法，并能对现有的算法进行改进，掌握二维图形几何变换和裁剪算法，理解三维图形的基本变换和消隐算法。程序设计能力目标：能够根据图形生成算法、裁剪算法设计相应的实现程序[4]。
同时，水产品产量结构性过剩的问题凸现，不能适应居民消费结构升级的步伐，渔民持续增收难度加大。常规大宗品种供给基本饱和和过剩，价格低廉，经济效益差；优质水产品由于技术和养殖条件限制，总体供给不足，供给和需求矛盾加剧。
二 关键问题
本研究的关键问题在于如何将线上自主学习和线下课堂教学有机结合起来，发挥混合学习模式的优势[5]。混合学习活动设计以问题解决式教学设计为主线，将本课程中图形生成的原理和算法设计成一个个问题，通过提问的方式让学生参与到课堂的讲解过程中；将关联的基础知识介绍给学生，与学生共同探讨，寻找解决问题的方法和思路，实现个性化教学目标，增强学生学习动机和学习参与，提高教学质量。学生在发现问题、分析问题的过程中找到解决问题的途径和方法，从而达到教学目标的要求。课前教师发布资源，学生自主学习，提前对课程内容进行预习，提高课堂学习的效率；课中师生面对面讨论，共同解决疑难问题；课后线上线下沟通交流，学生通过练习测试巩固复习所学知识，教师及时掌握学生情况，总结反思改进教学方法。
三 研究内容
（一）教学分析
基于PBL《计算机图形学》混合式学习构建与实践研究，首先要解决如何将学生课后的零散时间与课堂教学的完整时间有机结合，实现课上与课后的无缝对接，采用基于智能手机移动教学方式能够保障学生随时随 地利用碎片时间组织学习，教师可以利用手机的便利条件，在课堂上组织在线学习活动，减轻教师的许多重复性劳动，实现平时在传统课堂上难以实现的操作，提高教学中创造性劳动的含量。同时，利用大数据平台收集学生在线学习数据，分析统计学习情况，剖析教学中存在的问题，实时调整教学安排，做到有的放矢，事半功倍，从而更好地提高课堂教学质量。
混合学习活动设计以提出问题、分析问题、解决问题为思维主线，将学生自主学习和教师课堂教学相结合，利用线上学习和线下学习相结合的特点，发挥混合学习的优势，引入PBL教学模式，将教学内容的引入以问题的形式呈现，激发学生的学习兴趣，搭建网络教学环境，将线上线下的教学资源进行整合，合理安排教学活动，具体活动安排如图1所示。
表1 PBL教学内容示例
（二）学习资源引入
本课程资源采取自主研发模式，通过蓝墨云班课移动教学助手发布课程资源和课堂活动。在移动平台上将网页素材、微课程、教案资源从计算机端上传，通过网页链接、资源库等方式推送教学资源，准备混合教学模式下的课前任务，为学生提供预习资源，自测题等，课堂采用PBL教学法为主要方法，结合应用实例开展教学，每节课根据内容的需要设计一个中心问题，通过问题引领、逐步深入到核心知识，教师和学生的“角色互换”，教师的讲授仅起到“抛砖引玉”的作用，课堂的主角是学生，通过小组讨论、头脑风暴、实践演示等环节，学生参与到教学环节整个过程，在教师多个问题的引领下，使学生从消极的听讲者转变为主动的探索者和思考者。课程从问题入手，教学内容紧贴课程教学大纲，实例练习贯穿始终，为学生提供了边学边练的机会；根据教学内容提供在线测试，学生进行自测，提交习题答案后，系统会实时显示评分，教师根据移动教学平台提供的大数据分析，实时调整教学内容，合理设计教学活动。
在监管上，海洋钻井公司将平台生产经营权和HSE的管理权、监督权分离，以只比平台经理低10%的工资，任命专门的HSE监督员驻守平台，并赋予了HSE监督员特殊权利：享有经济处罚权、停产整顿权、岗位罢免权。
（三）混合学习活动设计
问题是PBL学习的起点，如何设计问题是实施PBL教学的关键。教学活动开始前，教师应构建问题情境。在设计问题时，教师应该充分考虑《计算机图形学》理论逻辑性强，内容覆盖面广，实践要求高等特点。下面以清华大学出版社孔令德教授主编的《计算机图形学基础教程》作为主讲教材，对知识点采用PBL教学，如表1所示。
图1 混合学习活动设计
（四）课堂教学评价
混合式学习教学评价，应从线上线下两个方面，对学生学习效果和教师教学工作过程进行评价。通过教学监督和管理，对教师教学过程中的教学设计、组织、实施等进行质性评价；通过考试、测验、论文、答辩等形式，对学生学习效果进行量化评价。同时，利用线上教学平台的大数据分析和统计，对学生在线学习行为和在线考核结果情况进行分析，发现和发展学生各方面的潜能，为教学活动的开展进行价值判断。
3.8.2 腹痛程度评价方法 主要包括以下几种 ：（1）面 部 表 情 量 表 法（WBS/FPS）9项（64.29%）；（2）采用视觉模拟评分量表（VAS）4项（28.57%）；（3）疼痛数字评分法（NRS‐11）1项（7.14%）。使用VAS评分者，最低入组年龄为5岁，纳入4岁患儿的研究均采用WBS/FPS。腹痛的评价，多使用受试者日志卡，每周评价1次，直至治疗结束或随访终点。有2项研究定义腹痛程度治疗应答为WBS评分至少降低两个等级。
四 结论
在线学习的方式具有丰富的多媒体资源、便捷的协同交流、友好的互动等独特的优势，但不能完全替代教师的课堂教学，缺乏了教师的深度参与，学习效果并不像预期的那么理想[6]。如何充分体现在线学习的主动参与性，以及如何充分发挥教师或专家的引导作用、人格影响、学习和研究方法的渗透的优势，已经成为大家共同关注的问题。将混合式学习模式应用于《计算机图形学》教学整合了线上线下教学资源，是对传统教学模式的颠覆，是多媒体教学手段、教学理念和培养途径创新改革的一种升华。混合教学模式的关键问题在于怎样在教学设计中满足学生不同层次的需求，如何从不同难易程度的教学内容、不同学习水平的学生等视角出发，实现对现行课堂的有效翻转，就必须在教学方法上有所变革。
参考文献
[1] 廖宁.层次化任务驱动教学法在计算机图形学实践教学中的应用[J].当代教育理论与实践，2013(9)：135-136.
[2] 陈丽虹，周莉等.PBL教学模式效果评价及思考[J].中国远程教育 ，2013，(01)：70-73.
[3] 陈然，杨成，SPOC混合学习模式设计研究[J].中国远程教育 ，2015，0(5)：42-47.
[4] 廖宁.泛在学习下独立学院《计算机图形学》混合式教学构建 [J].高教学刊 ，2018，(14)：127-128.
[5] 程美.SPOC：一场静悄悄的教学模式创新[J].现代商贸工业 ，2016，(23) ：189-190.
[6] 商娟叶.混合式学习在大学《计算机应用基础》课程教学中的应用研究 [J].教育现代化 ，2018，5(36)：289-293.
本文引用格式： 廖宁.PBL在《计算机图形学》混合式学习中的应用研究[J].教育现代化，2019，6(47)：143-144.
doi： 10.16541/j.cnki.2095-8420.2019.47.066
基金项目： 本文系教育部产学合作协同育人项目（201802153158）；湖南省教育厅普通高校教学改革研究项目（2017-647）
作者简介 ：廖宁，女，湖南湘潭人，讲师，硕士，研究方向：计算机图形图像处理、软件服务、智能优化算法等。
标签：PBL论文; 混合式学习论文; 计算机图形学论文; 中南林业科技大学涉外学院论文;