趙君嶠 王小平 李光耀 臧 笛

(同濟大學(xué)電子與信息工程學(xué)院計算機科學(xué)與技術(shù)系 上海 200092)

面向國際工程教育認證的計算機圖形學(xué)課程設(shè)計及其中外案例分析

趙君嶠 王小平 李光耀 臧 笛

(同濟大學(xué)電子與信息工程學(xué)院計算機科學(xué)與技術(shù)系 上海 200092)

工程教育是國家現(xiàn)代化的基石，我國于2016年6月正式成為《華盛頓協(xié)議》會員，標(biāo)志著我國的高等教育與國際工程教育接軌，進入一個新的發(fā)展階段。當(dāng)前高校的許多課程設(shè)計教學(xué)還無法完全符合工程教育認證的要求，關(guān)于以學(xué)生為中心、培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)要求和持續(xù)改進等許多方面亟待提升。因此，目前我國的高等工程教育中機遇和挑戰(zhàn)并存。以一門計算機學(xué)科的主要專業(yè)選修課程《計算機圖形學(xué)》為例，面向國際工程教育認證的要求探討如何進行針對性的課程改革和設(shè)計，以及其實際授課效果。將實踐經(jīng)驗與發(fā)達國家一流水平高校(以荷蘭代爾夫特理工大學(xué)為例)進行對比從而找出差異，并對未來的進一步教學(xué)改革提出一些合理化的建議。

工程教育認證 課程改革 對比研究 圖形學(xué)

0 引 言

工程師培養(yǎng)是工業(yè)化國家創(chuàng)新的源泉，高等教育則是培養(yǎng)工程師的搖籃[1]。當(dāng)前，我國正處于從低端制造業(yè)向高端制造業(yè)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵階段，更需要高校培養(yǎng)具備扎實的基礎(chǔ)知識和實踐能力，同時具備創(chuàng)新思維和國際視野的高端工程人才。然而，當(dāng)前國內(nèi)高等教育普遍存在著畢業(yè)生難以滿足市場、企業(yè)實際要求，教學(xué)的知識結(jié)構(gòu)與培養(yǎng)目標(biāo)與實際需求脫節(jié)，從而衍生出就業(yè)率下降、創(chuàng)新能力不足等諸多問題[2]。發(fā)達國家在進入工業(yè)化的歷史階段中較早認識到了這個問題，從而發(fā)展出一系列的針對性措施保證工程人才的培養(yǎng)質(zhì)量，其中工程教育認證就是一個重要的手段[3-5]。

國際工程教育認證起源于歐美國家。面對工業(yè)化進程中快速擴大的工程師群體，英國最早于1818年成立了土木工程師協(xié)會，美國的相關(guān)工程師協(xié)會也于1852年開始成立[6]。為了實現(xiàn)對大量機構(gòu)以及學(xué)校的工程師培養(yǎng)項目的質(zhì)量的控制，工程教育認證機構(gòu)從而誕生。最早的工程教育認證機構(gòu)是1932年在美國成立的ECPD(Engineers’ Council for Professional Development)，其于1980年更名為ABET(Accreditation Board for Engineering and Technology, Inc.)[5-7]。ABET從1936年開始進行工程教育認證，是世界上最大的工程教育認證機構(gòu)[3]，至今已經(jīng)在全球范圍內(nèi)認證了696個教育項目，其中包括國內(nèi)的清華大學(xué)、上海交通大學(xué)以及華東理工大學(xué)[8]。英國則于1964年由多個工程協(xié)會和高校組合成立了工程委員會EC(Engineering Concil)，負責(zé)對國內(nèi)工程教育項目的認證[3,7]。德國于1999年成立了ASIIN[3, 5, 7, 9]，日本于1999年成立了日本技術(shù)者教育認定機構(gòu)JABEE(Japan Accreditation Board for Engineering Education)[10]。我國則由中國科協(xié)(CAST)成立了中國工程教育專業(yè)認證協(xié)會(CEEAA)，負責(zé)對我國的工程教育項目的認證[11]。2013年，我國正式成為國際工程教育認證《華盛頓協(xié)議》預(yù)備成員國，并于2016年6月正式成為該協(xié)會正式成員國[12]。這一方面標(biāo)志著我國的工程教育認證與國際接軌，另外，工程認證按照每5年或者2年的周期進行評估，也對我國的工科高等教育質(zhì)量提出了更高的要求。

計算機學(xué)科是信息工程領(lǐng)域的重要基礎(chǔ)學(xué)科，我國于2006年首批以計算機科學(xué)與技術(shù)等四個專業(yè)展開工程教育認證試點工作[13]。因此，討論如何在面向工程教育認證的需求下進行計算機學(xué)科專業(yè)課程的設(shè)計就具有重要的意義。

1 面向工程教育認證的課程設(shè)計需求

根據(jù)工程教育認證的理念[4]，需要分析其對課程設(shè)計的具體需求。我國工程教育認證的基本理念要求為：

(1) 以學(xué)生為本，面向全體學(xué)生

這就要求將學(xué)生作為整個教育活動的首要服務(wù)對象，需要改變高校課程設(shè)計以及教學(xué)服務(wù)中注重教師需求而輕視學(xué)生需求的現(xiàn)狀。例如，在課程設(shè)計的過程中首先要充分考慮學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)與接受能力；并且課程組教師要對課程的知識結(jié)構(gòu)以及前沿進展有準(zhǔn)確和深刻的理解，從而能夠通過啟發(fā)式的方式引導(dǎo)學(xué)生的創(chuàng)新思維；在授課之余，教師則需精心設(shè)計實驗環(huán)節(jié)，使得學(xué)生能理解所授知識和掌握實踐能力。實驗環(huán)節(jié)需保證其過程的合理性，讓學(xué)生在給定的時間內(nèi)有清晰的目標(biāo)、充足的幫助以及探索的空間；并且，要設(shè)立機制保證學(xué)生意見的及時收集和互動，以及通過包括教學(xué)團隊、學(xué)生和相關(guān)工業(yè)界的三方討論，優(yōu)化課程的內(nèi)容和授課方式，并定期對課程大綱進行更新。

(2) 以學(xué)生學(xué)習(xí)產(chǎn)出為導(dǎo)向

傳統(tǒng)授課大都針對某一級學(xué)生展開，授課任務(wù)隨著學(xué)期的結(jié)束而完成。然而工程認證強調(diào)以學(xué)生學(xué)習(xí)產(chǎn)出為導(dǎo)向，這就要求對教學(xué)的結(jié)果進行有效評估，除了傳統(tǒng)課程考試，還需進一步細化考核方式，引入課程作業(yè)、課程項目等方式。并通過調(diào)查問卷以及和學(xué)生代表面談的方式等，了解學(xué)生對課程授課質(zhì)量的評價和建議；還可通過與用人單位以及工業(yè)界代表進行討論，發(fā)現(xiàn)畢業(yè)生的素質(zhì)弱點，對課程教育產(chǎn)出的效果進行全面掌握，從而更好地在教學(xué)活動中做到以學(xué)生為本和以學(xué)生為中心。

(3) 合格評價與質(zhì)量持續(xù)改進

工程教育認證的每一個認證合格的專業(yè)均需要在固定的周期后重新接收評估認證。并且在成為國際工程教育認證《華盛頓協(xié)議》正式成員后，任何其他成員國都可以提出對我國的工程認證項目進行檢查和觀摩[14]。因此，課程設(shè)計也并非一勞永逸，而是需要在認證合格的基本需求上保證質(zhì)量的持續(xù)優(yōu)化和改進。其中，一方面可通過對學(xué)習(xí)產(chǎn)出的考核，來反饋調(diào)整以及優(yōu)化授課的知識點布局、實驗設(shè)計和考核方式等；另一方面，更重要的是需定期總結(jié)課程的改進效果，科學(xué)定量的對課程質(zhì)量的變化進行統(tǒng)計分析從而針對性的提出改進的建議。

綜上，面向國際工程教育認證需求的課程設(shè)計需要以學(xué)生為中心，以培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求為導(dǎo)向，通過足夠的師資隊伍和完備的支持條件保證課程教學(xué)的有效實施，并通過完善的內(nèi)、外部質(zhì)量控制機制進行持續(xù)改進，最終保證學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量滿足要求[15]。同時，由于工程認證的國際化、標(biāo)準(zhǔn)化的要求，需要對標(biāo)國際一流高校的同類課程，分析當(dāng)前課程教學(xué)的不足從而建設(shè)適合于我國的課程教學(xué)。

2 《計算機圖形學(xué)》課程的課程設(shè)計

本文以同濟大學(xué)計算機科學(xué)與技術(shù)系《計算機圖形學(xué)》(課程編號CS100433)為例，探討面向工程認證需求的課程設(shè)計方案。CS100433是同濟大學(xué)計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的一門專業(yè)選修課程。通過該課程的教學(xué)實踐，擬使學(xué)生了解計算機圖形學(xué)的發(fā)展和技術(shù)前沿，掌握圖形學(xué)的基本原理、算法和實現(xiàn)技術(shù)，從而滿足更高層次的圖形學(xué)研究的知識鋪墊以及其他應(yīng)用領(lǐng)域?qū)D形學(xué)應(yīng)用技術(shù)的要求。由于圖形學(xué)在工業(yè)設(shè)計、用戶界面、科學(xué)可視化、數(shù)字娛樂、虛擬現(xiàn)實等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，因此在課程設(shè)計時著重培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力，從而滿足工業(yè)界的需求。

2.1 面向工程教育認證能力培養(yǎng)的教學(xué)設(shè)計

本課程面向工程應(yīng)用型人才的培養(yǎng)需求，教學(xué)過程中體現(xiàn)以應(yīng)用為背景、以理論為主線、以算法為核心、以學(xué)校課程建設(shè)要求的合理先進教學(xué)方法為手段、以提高學(xué)習(xí)興趣和能力培養(yǎng)為目標(biāo)這一教學(xué)思路。具體培養(yǎng)能力的工程教育認證指標(biāo)如表 1所示。

表1 能力培養(yǎng)要求

2.2 課程安排

計算機圖形學(xué)課程(CS100433)主要面向二年級下半學(xué)期或三年級上半學(xué)期本科生開設(shè)。學(xué)生知識背景主要包括電子信息類專業(yè)以及相關(guān)專業(yè)。課程要求的前修課程包括線性代數(shù)、高級語言程序設(shè)計、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法設(shè)計與分析。后續(xù)課程主要包括多媒體技術(shù)、圖像處理導(dǎo)論和計算機視覺等，知識接口如圖 1所示。另外，還與研究生階段的高級計算機圖形學(xué)以及計算機視覺等課程對接。根據(jù)教學(xué)大綱的要求，總計授課學(xué)時為34個。此外，設(shè)計課外實驗學(xué)時17個。課程采用教材為國際著名圖形學(xué)教材(英文)[16]，實驗環(huán)節(jié)采用著名OpenGL開發(fā)教程[17]。同時，也兼容其他經(jīng)典的國內(nèi)外教材和參考資料。

圖1 計算機課程體系中的圖形學(xué)知識結(jié)構(gòu)

2.3 授課方式設(shè)計

為了拓展學(xué)生的國際視野，本課程采用中英文雙語教學(xué)。其中授課課件、資料、作業(yè)以及測試等均采用英文，講授過程中重點概念及其原理均采用中英文介紹，并鼓勵學(xué)生參考英文資料。授課過程遵循“從原理到實踐、再升華到理論和應(yīng)用創(chuàng)新“的規(guī)律，在基本知識點講解的過程中，同步介紹基于開放標(biāo)準(zhǔn)API(以O(shè)penGL為例)的實踐編程方法。并將原理與實踐相結(jié)合，從而加深學(xué)生的理解并激發(fā)其興趣。在實踐中鼓勵學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、思考問題，并由教師對共性問題進行解答，加深學(xué)生對知識的理解。

授課的基本順序按照計算機圖形學(xué)流水線的主要過程：觀察(相機模型、坐標(biāo)變換、坐標(biāo)投影變換)->幾何造型->光柵化(消隱、光柵化)->高級幾何造型(曲線、曲面)->光照模型 ->紋理、陰影 ->光線追蹤與可編程流水線(著色器)依次展開。其中重點學(xué)習(xí)三維觀察的原理、光柵圖形的生成、參數(shù)曲線曲面和實體的幾何造型，以及光照和表面渲染和真實感圖形生成等算法。在授課的過程中分別針對圖形流水線、三維觀察、光柵化、曲線以及實體幾何建模布置知識要點和編程作業(yè)。

2.4 實驗環(huán)節(jié)設(shè)計

為了更好地培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力，在實驗環(huán)節(jié)指導(dǎo)學(xué)生以組為單位共同完成圖形學(xué)課程項目。該項目選題部分為課程組建議的圖形學(xué)重要算法集合的實現(xiàn)：如曲線生成算法軟件，交互式二維圖形繪制軟件等；部分為學(xué)生基于教師建議所設(shè)計的可視化系統(tǒng)原型：如三維場景渲染器、三維游戲和光線追蹤器等。在課程項目實施過程中，教師根據(jù)選題范圍給出項目的基本說：包括環(huán)境配置、基本知識以及參考資料等。然后將課程項目分為三個階段：啟動、中期評價和結(jié)題評估。在課程項目啟動時，要求學(xué)生完成項目的啟動任務(wù)書，包括項目的目的、范圍、內(nèi)容以及實現(xiàn)的技術(shù)路線、任務(wù)分配和實施計劃，由教師對內(nèi)容進行點評以及提出建議。在中期評價時，由項目組展示原型系統(tǒng)，報告項目進度和所遇到的問題等，教師給予針對性的指導(dǎo)和幫助。最后在結(jié)題評估中，每一組學(xué)生對課程項目最終完成的結(jié)果進行展示，報告項目過程中所遇到的問題及其解決方法，并形成項目報告。由其余小組和教師一同對結(jié)果進行評價。

2.5 考核方式設(shè)計

課程考核要全面地反映學(xué)生對課程知識的掌握程度，包括平時與期末兩個環(huán)節(jié)。其中平時考核包括對課程作業(yè)以及課程項目的評價，期末考核則是以考試的形式進行。課程作業(yè)共分為3次，其中包括問答以及編程實現(xiàn)。內(nèi)容囊括圖形學(xué)基本知識和概念，以及開放性的問題，如：“假設(shè)你是一名飛機設(shè)計師，你將采用哪些幾何造型技術(shù)？為什么？”。編程作業(yè)包括對基本圖形學(xué)算法的實現(xiàn)，例如光柵化、三角剖分以及可視化運動對象等。

2.6 對標(biāo)國際課程

本課程組選擇了國際知名的開設(shè)計算機圖形學(xué)教學(xué)和科研的高校，對其講授內(nèi)容進行分析并加以借鑒。主要對標(biāo)課程為：麻省理工學(xué)院計算機圖形學(xué)課程《6-837Fall-2003 Computer Graphics MIT》，新墨西哥州立大學(xué)的《交互式圖形學(xué)》，代爾夫特理工大學(xué)的《TI1805計算機圖形學(xué)》，康奈爾大學(xué)的《CS4620/5620計算機圖形學(xué)》。其中麻省理工學(xué)院、康奈爾大學(xué)與代爾夫特理工大學(xué)以光線追蹤作為起點，依次介紹渲染、幾何以及傳統(tǒng)光柵化流水線和著色器等；新墨西哥州立大學(xué)以固定流水線光柵化圖形學(xué)的過程作為授課流程，最后引入真實感繪制的光線追蹤等技術(shù)。其中前一種授課流程主要從圖形生成的基本原理開始，其優(yōu)點在于更接近學(xué)生的思維方式，但缺點為實踐的起點較高，容易讓學(xué)生感到挫折；后一種流程也是本課程所采用的授課流程，其從基本的圖形流水線的過程依次介紹相關(guān)知識點，一方面注意知識的銜接和由淺入深的關(guān)系，便于學(xué)生理解；另一方面能夠結(jié)合OpenGL編程實踐，使學(xué)生更快地具備圖形學(xué)的實踐能力。另外，麻省理工學(xué)院和新墨西哥州立大學(xué)按照圖形學(xué)知識的遞進關(guān)系進行展開；而代爾夫特理工大學(xué)和康奈爾大學(xué)則按照圖形學(xué)的專題內(nèi)容的方式獨立進行講授。其中，前者的知識脈絡(luò)更為清楚，而后者從問題出發(fā)對學(xué)生的獨立思維的能力培養(yǎng)更具優(yōu)勢。本課程結(jié)合了兩者的特點，按照一定的知識脈絡(luò)，分專題進行以問題為導(dǎo)向的組織。同時課程建設(shè)了全英文課程網(wǎng)站，將課件、課程作業(yè)答疑以及課程項目進行共享，并提供了常用參考資料，例如參考書、論文、程序庫以及國際知名公開課的鏈接等。

3 課程實踐與分析

根據(jù)上述課程設(shè)計，本課程組在2015年春季學(xué)期和2016年秋季學(xué)期分別針對2013級和2015級的本專業(yè)學(xué)生進行了教學(xué)實踐。其中2013級選課人數(shù)為32人，均為計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)。2015級選課人數(shù)為68人，為計算機科學(xué)與技術(shù)以及信息安全專業(yè)。2015年春季學(xué)期周學(xué)時為3個，共計17周51個學(xué)時；2016年秋季學(xué)期由于教學(xué)大綱的修訂，本課程周學(xué)時縮減為2個，共計17周34個學(xué)時。

在整個學(xué)期授課過程中，針對2015年春季和2016年秋季分別設(shè)置4個和3個課時用于跟蹤課程項目進展。分別包括項目啟動，項目階段一(2016年秋季為項目中期)，項目階段二(2016年秋季無)，項目結(jié)題。其中，在每一個階段均對學(xué)生課程項目的過程進行指導(dǎo)和評估。最后，將學(xué)生完成的課程項目報告以及項目本身在課程網(wǎng)站上進行展示。在授課過程中，學(xué)生普遍接收中英文授課方式，能夠使用并參閱英文教材和參考書。

成績評價按照課后作業(yè)10%，課程項目40%以及期末考核50%的比例進行，課后作業(yè)與期末測試的內(nèi)容在覆蓋重要知識的同時還考慮到對表 1中的工程教育能力培養(yǎng)的要求。從而較為全面地評價學(xué)生對知識的掌握以及工程實踐的能力。

在學(xué)期結(jié)束后通過課程網(wǎng)站發(fā)放課程調(diào)查問卷，要求學(xué)生對課程中知識點的難易情況、教師授課效果、以及能力培養(yǎng)幾個部分進行打分，從而輔助課程的進一步改進。于此同時，課程組還在授課中引導(dǎo)學(xué)生參與或申請與課程相關(guān)的實際研究課題。2015年春季以及2016年秋季分別有2名同學(xué)和5名同學(xué)參與了實際研究課題或申請了與課程內(nèi)容相關(guān)的創(chuàng)新項目。兩個學(xué)期中課程項目完成率100%，自由選題的方式激發(fā)了學(xué)生的濃厚興趣，并且通過項目跟蹤的機制引導(dǎo)了學(xué)生的主觀能動性。根據(jù)兩個學(xué)期的課程調(diào)查問卷反饋結(jié)果，70%的學(xué)生對課程的難易程度滿意，29%的學(xué)生認為部分知識點較難；另外，40%的學(xué)生認為課后習(xí)題的指導(dǎo)不足，希望能夠在課程中進行講解；最后，由于課時縮減，學(xué)生對于課程項目完成的滿意程度從85%下降到80%，反饋希望在課程項目中得到更多指導(dǎo)。總體而言，大部分學(xué)生認為授課安排得當(dāng)，并且能夠幫助自己培養(yǎng)工程實踐所需的理論和實踐知識。

4 中荷教學(xué)實踐對比

作者曾于2012年-2014年在荷蘭代爾夫特理工大學(xué)進行博士后研究。在此期間，參與了該校部分相關(guān)課程的授課，對其教學(xué)方式以及其過程進行了直觀了解，在此與本課程教學(xué)的多個方面展開對比。

荷蘭與許多歐洲國家例如德國、法國等并未加入《華盛頓協(xié)議》，但作為發(fā)達的工業(yè)國家，其有著深厚的工程師培養(yǎng)底蘊以及嚴謹創(chuàng)新的工程師培養(yǎng)的制度和文化。例如，荷蘭政府成立了NVAO對荷蘭以及比利時荷語地區(qū)的工程教育項目進行認證。代爾夫特理工大學(xué)是世界知名的理工學(xué)院，在QS世界大學(xué)排名工學(xué)第19名。代爾夫特理工大學(xué)的《TI1805計算機圖形學(xué)》課程由信息技術(shù)系開設(shè)，授課人為著名的圖形學(xué)學(xué)者Elmar Eisenmann教授。授課面向的學(xué)生為信息技術(shù)系以及外專業(yè)相關(guān)方向的三年級學(xué)生。

4.1 學(xué)生人數(shù)和知識水平

TI1805課程平均每學(xué)期參加課程人數(shù)為60人，其中大部分學(xué)生為信息技術(shù)專業(yè)，還有部分學(xué)生來自航天航空、材料以及建筑專業(yè)。相較CS100433而言，TI1805課程的學(xué)生的知識水平差異較大，部分學(xué)生編程基礎(chǔ)薄弱，線性代數(shù)知識了解不足，但學(xué)生的專業(yè)多樣性較好。

4.2 課程安排

TI1805課程共計10周(實驗課為6周)，周學(xué)時為6個，其中包括2個學(xué)時的講座(Lecture)，以及4個學(xué)時的實驗課(Lab)。CS100433課程中實驗環(huán)節(jié)為課后實驗，沒有開設(shè)專門實驗課程。另外，針對學(xué)生的知識水平差異，TI1805還增設(shè)兩次實驗課程對線性代數(shù)以及編程語言進行補充授課。

4.3 師資投入

TI1805課程的講座環(huán)節(jié)主講人為1名教授，但在授課過程中會邀請相關(guān)主題方向的博士后以及博士生進行授課，課程聘請助教博士生1名。CS100433課程為1名教師授課，沒有助教和其他授課人員。在實驗課環(huán)節(jié)，TI1805課程安排有1名教授、1名博士后和2名博士生參與課堂教學(xué)和課外輔導(dǎo)活動。

4.4 教學(xué)方法

TI1805課程的講座內(nèi)容包括圖形學(xué)基礎(chǔ)知識與前沿學(xué)術(shù)報告，主要由授課人進行講解；實驗課對課后作業(yè)以及課程項目的原理與編程方法進行講解，并在學(xué)生實驗過程中給予現(xiàn)場指導(dǎo)。CS100433主要對圖形學(xué)基本知識進行講解，并由授課人在授課過程中對編程方法進行介紹和演示。

4.5 考核方法

TI1805課程的評分來源于課后作業(yè)、課程項目以及期末考試，與CS100433相似。TI1805的課程項目為給定主題，學(xué)生分組進行自由發(fā)揮，根據(jù)項目中的技術(shù)應(yīng)用程度進行分數(shù)評定。CS100433為自由選題，但要求學(xué)生分組按照項目方式進行過程管理，能夠更好地培養(yǎng)學(xué)生的解決工程問題的能力。TI1805在期末考試還包括面試環(huán)節(jié)，學(xué)生需當(dāng)面回答課程組教師的問題，CS100433無此類設(shè)計。面試的優(yōu)勢在于其可直接對學(xué)生的知識掌握程度進行了解。

4.6 教學(xué)輔助

TI1805課程利用代爾夫特理工大學(xué)的Blackboard教學(xué)系統(tǒng)進行課程通知、課件以及作業(yè)等的分發(fā)，其中Blackboard還支持學(xué)生與教師之間的答疑。CS100433課程組自行構(gòu)建了課程主頁，提供相似功能(cs1.#edu.cn/courses/CS100433.php)。

5 結(jié) 語

根據(jù)中荷雙方《計算機圖形學(xué)》課程對比，發(fā)現(xiàn)荷方的優(yōu)點在于師資力量投入多，而且?guī)熧Y配置較為靈活。此外，荷方較注重實驗課，包括實驗課的講義編制、實驗課授課、以及作業(yè)和課程實驗指導(dǎo)均較為完備。而我方由于學(xué)時、課程師資投入等原因?qū)嶒灜h(huán)節(jié)較為薄弱。從授課的內(nèi)容分布的系統(tǒng)性，課程項目的組織形式而言，我方則更具優(yōu)勢。

從工程教育的角度出發(fā)，荷方這種授課方式也是發(fā)達國家一流高校普遍采用的授課方式[18]。其實驗環(huán)節(jié)通過大量師資能夠較好地對每位學(xué)生進行針對性的指導(dǎo)(因材施教)，從而保障了學(xué)生對課程的投入時間，以及對課程所教授的知識的理解。我方較多依賴于學(xué)生的自學(xué)能力，雖然學(xué)生分組完成課程項目，但容易出現(xiàn)知識水平方差大，落后學(xué)生難以得到關(guān)注的問題。從學(xué)生角度而言，我方學(xué)生知識基礎(chǔ)好、學(xué)習(xí)能力強的前提下，一定程度能夠彌補上述缺陷。

因此，要滿足工程教育認證要求的以學(xué)生為中心、以學(xué)生為本，本課程雖已進行了針對性的設(shè)計，但還需要進一步借鑒國際經(jīng)驗：完善課程教學(xué)團隊和師資投入，增加對學(xué)生的實踐指導(dǎo)，以及進一步引入多樣化成績評價方法。同時，要面向工業(yè)界實踐需求，緊密聯(lián)系工業(yè)界發(fā)展，邀請工業(yè)界導(dǎo)師一同參與課程教學(xué)實踐。在課程之外，我們還需要看到一些教育理念和制度上的差別：國際一流高校的授課過程更強調(diào)師生的平等性，從而在授課過程中討論氣氛熱烈。而國內(nèi)高校課程容易形成教師權(quán)威，不利于激發(fā)學(xué)生的主動性。另外，國際一流高校鼓勵博士后、博士生參與到教學(xué)活動中，而我國高校則對此限制較嚴格，從而間接的導(dǎo)致了師資不足的問題。最后，國際一流高校的專業(yè)課授課過程中教師的時間投入普遍大于國內(nèi)高校，這也與高校對教師的評價體系相關(guān)。綜上，要更好地滿足國際工程教育認證的要求，除了對照指標(biāo)對課程進行改進，還需從更深層次上認識到問題和不足，從而系統(tǒng)地進行改進。

[1] 林健. “卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”質(zhì)量要求與工程教育認證[J]. 高等工程教育研究, 2013(6):49-61.

[2] 崔軍, 汪霞. 社會對高等工程教育課程改革的訴求研究——基于工業(yè)界企業(yè)雇主的調(diào)查[J]. 高等工程教育研究, 2013(2):82-89.

[3] 倪凱, 金尚忠, 孫彩霞,等. 發(fā)達國家高等工程教育認證體系及其啟示[J]. 高等理科教育, 2011(5):51-55.

[4] 林健. 工程教育認證與工程教育改革和發(fā)展[J]. 高等工程教育研究, 2015(2):10-19.

[5] 張彥通, 韓曉燕. 美、德兩國工程教育專業(yè)認證制度的特色與借鑒[J]. 中國高等教育, 2006(2):60-62.

[6] ABET. About ABET[OL]. http://www.abet.org/about-abet/.

[7] 張曉琴. 美、英、德工程教育認證的比較與借鑒[J]. 高教發(fā)展與評估, 2007, 23(1):84-90.

[8] ABET. Accredited Programs[OL]. http://main.abet.org/aps/Accreditedprogramsearch.aspx.

[9] 清華大學(xué)工程教育認證考察團. 德國工程教育認證及改革與發(fā)展的考察報告[J]. 高等工程教育研究, 2006(1):57-59, 64.

[10] 袁本濤, 王孫禺. 日本高等工程教育認證概況及其對我國的啟示[J]. 高等工程教育研究, 2006(3):58-65.

[11] 方崢. 中國工程教育認證國際化之路——成為《華盛頓協(xié)議》預(yù)備成員之后[J]. 高等工程教育研究, 2013(6):72-76.

[12] Alliance IE. Washington Accord[OL]. http://www.ieagreements.org/Washington-Accord/signatories.cfm.

[13] 王玲, 雷環(huán). 《華盛頓協(xié)議》簽約成員的工程教育認證特點及其對我國的啟示[J]. 清華大學(xué)教育研究, 2008, 29(5):88-92.

[14] 中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會. 國際工程師互認概述[OL]. 2016-05-12.http://cast.org.cn/n17040442/n17134804/n17134848/n17135215/n17135406/17183294.html.

[15] CEEAA. 工程認證標(biāo)準(zhǔn)及知識問答[EB/OL]. http://cn.ceeaa.org.cn/column.php?cid=17.

[16] Hearn D, Baker MP, Carithers WR. Computer Graphics with OpenGL Fourth Edition[M]電子工業(yè)出版社, 2012.

[17] Shreiner D, Woo M, Neider J, et al. OpenGL Programming Guide: The Official Guide to Learning OpenGL, Version 1[M].4th ed. Addison-Wesley Professional, 2004.

[18] 高明霞. 從中澳教師的C++課程作業(yè)看中外教學(xué)差別[J]. 計算機教育, 2010(7):39-40,90.

ENGINEERINGEDUCATIONACCREDITATIONORIENTEDCOURSEDESIGNFORCOMPUTERGRAPHICSANDITSCOMPARATIVERESEARCHONSINO-DUTCHTEACHINGMETHODS

Zhao Junqiao Wang Xiaoping Li Guangyao Zang Di

(DepartmentofComputerScienceandTechnology,CollegeofElectronicsandInformationEngineering,TongjiUniversity,Shanghai200092,China)

Engineering education is the basis of all industrial countries. The CEEAA of China was found in 2006 by CAST and in 2016 China was accepted as the signatory of the Washington Accord, which indicates the international recognition of its engineering education quality. Nevertheless, many aspects of the courses of Chinese universities are still to be improved to fully meet the standard of the accreditation, which brought challenges along with opportunities. This paper discussed how to improve the course design and teaching facing the requirements of the accreditation, taking one of the core selective courses computer graphics as an example. We analyzed the detailed goals derived from the accreditation, course design and teaching result respectively. Finally, we compared our result with a similar course given by EWI of Delft University of Technology, which offered us the direction of future improvement.

Engineering education accreditation Course improvement Comparative research Computer graphics

TP311.52

A

10.3969/j.issn.1000-386x.2017.10.024

2016-12-14。趙君嶠，助理教授，主研領(lǐng)域：智能無人駕駛，視覺定位，計算機視覺，數(shù)字幾何處理。王小平，教授。李光耀，教授。臧笛，副教授。