全國(guó)高校微課教學(xué)比賽教學(xué)設(shè)計(jì)

1、微課教學(xué)比賽教學(xué)設(shè)計(jì)1課程基本描述微課程名稱：中點(diǎn)畫線算法課程內(nèi)容所屬學(xué)科：工學(xué)課程所屬專業(yè)：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)所屬課程：計(jì)算機(jī)圖形學(xué)適用專業(yè)：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)教材選用：孔令德主編計(jì)算機(jī)圖形學(xué)基礎(chǔ)教程北京：清華大學(xué)出版社，2011課程時(shí)長(zhǎng)：17分鐘主講人：曲毅所在院校：淮海工學(xué)院所在院系：計(jì)算機(jī)工程學(xué)院2教學(xué)背景本微課程“中點(diǎn)畫線算法”，屬于“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”課程中基本圖元掃描轉(zhuǎn)換章節(jié)內(nèi)的重點(diǎn)。計(jì)算機(jī)圖形學(xué)課程面向計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生，屬于這個(gè)專業(yè)的專業(yè)課程。2.1 本微課程特點(diǎn)本文課程主要討論的是中點(diǎn)畫線算法的原理及實(shí)現(xiàn)。課件從中點(diǎn)畫線算法的知識(shí)點(diǎn)地位說(shuō)起，以實(shí)際畫線案例為切入點(diǎn)，采用ppt

2、動(dòng)態(tài)展示和教師講授相結(jié)合的手段，詳細(xì)介紹中點(diǎn)畫線算法的原理和實(shí)現(xiàn)；在掌握中點(diǎn)畫線原理的基礎(chǔ)上，通過(guò)“邊推理，邊演示”的方式給出了算法的推導(dǎo)過(guò)程和實(shí)現(xiàn)的動(dòng)畫演示；最后，在對(duì)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步拓展延伸，為下一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的引入提供個(gè)基礎(chǔ)。本微課程在基礎(chǔ)理論知識(shí)教學(xué)的基礎(chǔ)上，注重知識(shí)的實(shí)踐和應(yīng)用，力求理論與實(shí)踐相聯(lián)系，將算法原理與程序?qū)崿F(xiàn)有機(jī)結(jié)合。同時(shí)，利用知識(shí)點(diǎn)的地位自然地引出本知識(shí)點(diǎn)，較好的實(shí)現(xiàn)了知識(shí)的連貫性。在課堂上通過(guò)對(duì)算法實(shí)例的程序執(zhí)行過(guò)程模擬，加深了對(duì)知識(shí)點(diǎn)的感性認(rèn)識(shí)和全面掌握，用啟發(fā)引導(dǎo)的方法提出對(duì)知識(shí)點(diǎn)的拓展，實(shí)現(xiàn)了知識(shí)點(diǎn)的延伸。整個(gè)課件既理論聯(lián)系實(shí)際。即完成了教學(xué)目標(biāo)，又不缺少

3、課堂教學(xué)的啟發(fā)性和互動(dòng)性，從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。3教學(xué)目標(biāo)3.1 微課程教學(xué)目標(biāo)通過(guò)微課程的學(xué)習(xí)，主要培養(yǎng)學(xué)生以下幾個(gè)方面的能力：1 .掌握中點(diǎn)畫線算法的原理2 .掌握判別式的構(gòu)造原理（重點(diǎn)、難點(diǎn)）3 .掌握判別式的遞推方法（重點(diǎn)、難點(diǎn)）4 .理解拓展的中點(diǎn)偏差判別式便于程序?qū)崿F(xiàn)的原理5 .以上面的能力為基礎(chǔ)，完成繪制直線中點(diǎn)算法的程序?qū)崿F(xiàn)6 .思考用中點(diǎn)畫線算法任意斜率直線的繪制根據(jù)學(xué)生在學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和能力方面的差異性，將整個(gè)微課程教學(xué)目標(biāo)分成三個(gè)水平：合格水平（符合課標(biāo)的最低要求），中等以上水平（符合課標(biāo)的基本要求），優(yōu)秀水平（符合或超出課標(biāo)提出的最高要求）。具體如下表：衡合格水平中等以上水

4、平優(yōu)秀水平量可以正確理解中點(diǎn)畫線算在合格水平的基礎(chǔ)上，較在中等水平基礎(chǔ)上，可以標(biāo)法的原理、算法的推導(dǎo)過(guò)好掌握算法的推導(dǎo)公式，獨(dú)立編程實(shí)現(xiàn)任意斜率直準(zhǔn)程和相關(guān)公式能獨(dú)立完成繪制直線程序線的繪制4教學(xué)方法4.1 知識(shí)點(diǎn)的引入使用層層深入的誘導(dǎo)法講授中點(diǎn)畫線算法是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中的一個(gè)經(jīng)典的直線掃描轉(zhuǎn)換算法。圖形學(xué)的一項(xiàng)主要工作是研究如何將圖形顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上，這項(xiàng)工作就是通常所說(shuō)的光柵化，即圖形的掃描轉(zhuǎn)換算法，而直線是圖形中的基本元素，所以直線的掃描轉(zhuǎn)換就顯得尤為重要，而中點(diǎn)畫線算法又是直線的掃描轉(zhuǎn)換算法中一種經(jīng)典算法。4.2 重點(diǎn)、難點(diǎn)內(nèi)容采用問(wèn)題驅(qū)動(dòng)式教學(xué)方法中點(diǎn)畫線算法是一種直線的掃描轉(zhuǎn)換算

5、法，以如何生成直線上的各個(gè)點(diǎn)為目標(biāo)任務(wù)，采用發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的思路，在一個(gè)個(gè)的問(wèn)題驅(qū)動(dòng)下，完成了判別式的構(gòu)造原理，判別式的遞推方法，以及算法的優(yōu)化過(guò)程等幾個(gè)重點(diǎn)和難點(diǎn)的逐個(gè)突破。如在講算法實(shí)現(xiàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)算法實(shí)現(xiàn)是存在乘法運(yùn)算，為提高算法效率，如何想辦法將乘法轉(zhuǎn)換成加法成為問(wèn)題，經(jīng)過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，決定算法效率的判別式d是一個(gè)線性函數(shù)，可采用增量計(jì)算的方法，將加法轉(zhuǎn)換為乘法，于是引出了判別式增量的設(shè)計(jì)。如下圖：用一tltJS的計(jì)JIHiE4個(gè)刖*，V注Jt同E.J”的疆11星Sb盅國(guó)癥鼻遁軍通過(guò)這種方法，不但有助于知識(shí)點(diǎn)的理解和掌握，更傳授給學(xué)生一種用解決問(wèn)題的方法去認(rèn)識(shí)世界和改變

6、世界的能力。真正做到了教書育人。4.3 注重應(yīng)用性的實(shí)例教學(xué)法整個(gè)教學(xué)過(guò)程都是圍繞著畫一條連接兩點(diǎn)P0(0,0)和P1(5,2)的直線段這一案例進(jìn)行，通過(guò)實(shí)際問(wèn)題的解決，使學(xué)生不但掌握了“中點(diǎn)畫線法”這一知識(shí)點(diǎn)，同時(shí)復(fù)習(xí)了程序設(shè)計(jì)，并將兩者結(jié)合完成了中點(diǎn)畫線算法的程序?qū)崿F(xiàn)，滿足應(yīng)用型人才的培養(yǎng)要求。4.4 用啟發(fā)引導(dǎo)式教學(xué)法實(shí)現(xiàn)知識(shí)點(diǎn)的拓展和延續(xù)本課件的中點(diǎn)畫線算法是以斜率在0和1之間的直線為例，但現(xiàn)實(shí)生活中，直線的斜率還有其他的情況，在設(shè)計(jì)一個(gè)通用的中點(diǎn)畫線算法時(shí)對(duì)于不同情況的考慮，在課程的結(jié)束時(shí)通過(guò)啟發(fā)大家思考的形式引出，實(shí)現(xiàn)了知識(shí)點(diǎn)的拓展和延續(xù)。4.5 運(yùn)用現(xiàn)代化教學(xué)手段豐富教學(xué)形式在講

7、授相關(guān)知識(shí)的時(shí)候，結(jié)合一些最新的資料如：flash動(dòng)畫、視頻資料以及相關(guān)的圖片資料。這樣在增加同學(xué)們學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)，也減輕了教師授課的難度，更容易把教師對(duì)知識(shí)的理解和把握清晰的傳遞給學(xué)生。例如：在中點(diǎn)畫線算法的程序?qū)崿F(xiàn)時(shí)，借助ppt動(dòng)作逐步展示掃描轉(zhuǎn)換生成點(diǎn)的狀態(tài)變化過(guò)程，加深同學(xué)們對(duì)算法實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)的理解。如下圖所示。當(dāng)然在教學(xué)過(guò)程中，會(huì)不斷發(fā)現(xiàn)需要進(jìn)行改進(jìn)的地方，如果能不斷的進(jìn)行總結(jié)，必然會(huì)在教學(xué)水平和能力方面有更大的提高。同時(shí)，培養(yǎng)出來(lái)的學(xué)生才能真正適應(yīng)社會(huì)需求，服務(wù)社會(huì)。5教學(xué)總結(jié)本文課程主要討論了中點(diǎn)畫線算法的原理和實(shí)現(xiàn)。從畫線實(shí)例入手，由淺入深，層層深入介紹了算法的原理、性能的改進(jìn)及算法的實(shí)現(xiàn)。在掌握了中點(diǎn)畫線算法基本思想的基礎(chǔ)上，通過(guò)“邊提問(wèn)，邊思考”的方式逐層深入地給出了算法的完善和優(yōu)化過(guò)程。通過(guò)ppt演示，加上教師的逐步誘導(dǎo)，及問(wèn)題驅(qū)動(dòng)啟發(fā)學(xué)生對(duì)算法的理解，并用動(dòng)畫展示了算法的實(shí)現(xiàn)過(guò)程，加深了對(duì)算法實(shí)現(xiàn)過(guò)程的形象化認(rèn)識(shí)。本微課程在基礎(chǔ)理論知識(shí)教學(xué)的基礎(chǔ)上，注重知識(shí)的實(shí)踐和應(yīng)用，力求理論與實(shí)踐相聯(lián)系，將原理與實(shí)現(xiàn)有機(jī)結(jié)合。同時(shí)，利用前導(dǎo)