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1.1增设专业汉语学习环节少数民族学生入学初期,汉语水平距离土木工程专业学习所要求的汉语理解水平还很远。因此,增设少数民族学生专业汉语课程的学习是非常有效的方法。专业汉语课程主要是针对少数民族学生开设的,介绍土木工程专业的专业词汇,为今后专业课程的学习奠定基础。通过专业汉语课程的学习会避免少数民族大学生在专业课程学习中遇到专业词汇不了解而阻碍专业课程的正常学习。
1.2创造语言环境应建立学习汉语的语境:①可以尝试安排有意愿的民汉学生合住,这样吃、住、行都在一起的环境氛围,有利于不同民族语言的相互学习,更有利于提高少数民族学生的汉语水平能力。②组织各种学习活动,加强民汉学生之间的专业交流,改变学习相对封闭的环境,为课堂互动和专业课学习奠定基础。例如:土木工程专业民族班级可以组织本专业的专业汉语演讲比赛,通过选择本专业的演讲题目,让民族同学们大胆用汉语来说,通过比赛来不但促进专业知识的学习,而且促进汉语水平的提高。
1.3扩大学习交流范围少数民族大学生在校园环境中,可交流的对象较少,社会交际面窄,信息相对缺乏。因此需要少数民族大学生积极参与各种活动,利用与外界信息交流的各种渠道,充分调动学生的主观能动性。
2创新教育
2.1专业课教学方式的多样化教师授课应从少数民族学生实际出发,考虑到他们现阶段的汉语水平和对汉语的理解能力。专业课基本理论的讲解尽量通俗易懂,可采用由浅入深的方式,使学生易学易懂,授课内容直观、形象、利于理解。作为教师要善于观察学生课堂表现,多表扬,多鼓励,激励学生不断努力学习。
2.2引入教学模型、多媒体等辅助方法课堂教学方法从传统的板书教学到视频教学、投影仪教学、教学模型教学和多媒体教学,采取这样的方式能够将复杂的专业知识直观展现在学生眼前,便于学生对专业知识的理解和消化。
2.3培养良好的自学能力多提供实践教学的机会,锻炼少数民族学生的实践能力,加深学习印象。用典型工程实例来讲解专业课程,这样便于学生学习应用,教会学生分析问题的方法,培养实际应用和创造能力,最终引导民族学生在发现问题,分析问题的基础上自行得到相应的结论。并且可以验证已学专业课程理论的正确性和合理性。
2.4教学中增加互动交流除了课堂教学以外,教师还需要督促学生重视课前预习和课后复习的环节,同时加强课堂互动环节,来检查学生对知识的掌握情况。课余时间,任课老师可以充分利用各种机会,与学生加强交流,及时发现学生的不足之处,纠正学生不良的学习方法。
2.5加强专业实验课的教学实验课可以使少数民族大学生多动手,这是学习专业课程重要的环节。通过实验可帮助少数民族学生充分理解课堂讲授的理论知识,提高少数民族大学生基本技能操作和实践动手能力。
3结语
1.其中首要的一步,也是至关重要的一步就是确定项目.可以看出,项目的设计是整个教学的前提,项目的好坏直接影响到教学的开展.根据数字图像处理课程的内容体系,同时结合专业教师的研究方向和研究内容,确定项目“车牌识别系统”来组织整个数字图像处理课程的教学内容.车牌识别系统分为图像采集、图像预处理、图像校正、车牌定位、字符分割和字符识别等部分,并将它们作为子项目与数字图像处理的相关教学知识点建立对应关系,车牌识别项目贯穿整个教学内容的始终.整个项目教学过程见图2.从图2可以看出,数字图像处理的内容基本上可以通过车牌识别系统这一具体项目组织起来.除此之外,在实验课和实训课程中,也结合学生的兴趣以及指导教师的研究专长和所承担的课题,还设计了如人脸识别系统、计算机自动阅卷系统、图像碎片拼接系统、三维全景图的设计、计算机视觉的立体匹配及三维重建技术以及高光谱图像压缩等案例.
二、教学改革成果与分析
2013年以信息与计算科学专业11-1班为对照班,2014年以信息与计算科学专业12-1班为实验班,2个班级学生的学时数一样,学生起步几乎也是一样,讲授的数字图像处理课程主要内容相同.在11-1班中采用的是传统教学模式,讲授理论上的图像处理原理和方法;在12-1班中采用项目教学法进行教学.为了验证在数字图像处理课程中应用项目教学法的效果,对2个班级分别进行了数字图像处理理论知识测试和编写一个图像边缘提取的程序.理论知识测试结果见表1(满分100分).编程题是通过在线考试系统完成的,由计算机给出的成绩,编程题测试结果见表2(满分20分).
三、结束语
Web3D技术与传统的三维动画技术的主要区别在于:
1)网络传输的是模型文件,其传输量远小于视频图像;
2)由渲染引擎对模型进行实时渲染并动态显示;
3)具有无限的交互性。Web3D的实现技术主要分为三部分,即建模技术、显示技术和三维场景中的交互技术[1]。三维模型的实时建模与动态显示技术是Web3D技术的基础,该技术可以分为两类:
1)基于几何模型的实时建模与动态显示;
2)基于图像的实时建模与动态显示。交互技术是Web3D技术的关键,Web3D软件能够直接实现常用的交互功能,复杂的交互功能则可以通过编程实现。
2常用的Web3D技术
2.1Cult3D
Cult3D是一种基于Java内核的Web3D技术,由瑞典的Cy-core公司开发,用户可以将第三方开发的Java类嵌入其中,极大地增强了Cult3D的交互性和扩展性。为了提高开发效率,Cult3D的操作简单直观,开发环境十分人性化和条理化。Cult3D包括Cult3DExporterPlug-in,Cult3DDesigner和Cult3DViewerPlug-in三个程序模块。Cult3DExporterPlug-in用于将3DSMAX,MAYA等三维设计软件制作的三维模型转换为Cult3DDesigner支持的格式。Cult3DDesigner用于为模型加入交互功能,如缩放、移动、旋转等,导出后嵌入到网页或其他应用程序当中。Cult3DViewerPlug-in是显示插件,安装该插件后,用户即可在网上浏览采用Cult3D技术制作的三维模型,并进行实时交互操作。
2.2ViewpointViewpoint
是一种基于XML构架的Web3D技术,由美国的Viewpoint公司开发,它能够十分方便地与数据库和浏览器进行通信,因此得到了广泛的应用。用户仅需安装一个免费的插件,即可在网上浏览采用Viewpoint技术制作的三维模型,并进行实时交互操作。与Cult3D技术不同的是,Viewpoint自己制作三维模型,而不是导入其他软件制作的三维模型。Viewpoint模型的三维多边形网格结构具有可伸缩性和流传输性。可伸缩性即采用Viewpoint技术开发的Web3D模型能够自动地依据用户电脑的性能和网络速度调整模型的精度及相关技术参数,以确保用户获得最佳的体验;得益于这种特性,一个高精度的Web3D模型就能够满足用户对不同精度的需求,同时还可以大大减少设计者的开发工作量。流传输性允许用户在下载模型数据的同时浏览Web3D模型,并与之交互。基于这两种优越的特性,Viewpoint技术得到了广泛的应用。
2.3Java3DJava3D
是Java语言在三维图形领域的应用编程接口(API),由美国的SUN公司(2010年被Oracle公司收购)推出,利用Ja-va3D提供的API,可以快速开发基于网页的三维动画、各种计算机辅助教学软件和三维游戏等。采用Java3D开发Web3D程序时,开发者仅需调用这些API进行编程,而客户端只需要安装标准的Java虚拟机即可浏览,而无需安装额外的插件。Java3D把OpenGL和DirectX等底层3D技术封装在Java3DAPI中,提供了一个高层的面向对象的编程模型,从而使3D技术不再繁琐,并且可以加入到J2SE,J2EE的整套架构中,这些特性使得Java3D技术具有强大的扩展性。Java3D作为Java语言的扩展,具有平台无关性,即“一次书写,随处运行”;采用Java3D开发的Web3D程序可以访问所有的Java类,因此能够很好地与In-ternet集成。Java3D支持运行时装载器,因而能够兼容多种文件格式,包括各种厂商的自定义格式。
2.4X3D
X3D(Extensible3D)是新一代的Web3D国际标准,由Web3D协会(Web3DConsortium)于2003年,它在VRML97的基础上发展进化而来,更加成熟和完善。X3D整合了正在发展的XML,Java,流技术等先进技术,包括更强大、更高效的3D计算能力、模型渲染质量和网络传输速度。X3D采用XML(ExtensibleMarkupLanguage)———可扩展标记语言描述三维实体及其行为,XML是平台无关的并且得到了广泛的支持和应用,XML具有显著的技术优势:拥有自定义的标记语言来描述结构数据、易于编程者和计算机理解;具有有效的数据约束等。X3D的组件化体系结构使其具有良好的可扩展性和可定制性,它可以根据市场应用和服务的需求添加组件以扩展其功能,并且可以定制一系列标准扩展组件以满足特定应用的要求。X3D支持开发广播/嵌入式应用,可以用于从手机到超级计算机的各种设备。
3Web3D技术在土木工程专业教学中的应用
土木工程专业的主干课程包括混凝土结构、钢结构、高层建筑结构、建筑结构抗震等,这些课程的实践性很强,且构造要求很多,从而导致学生难学、教师难教。因此,如何帮助学生加深对教学内容的理解,提高学习效率,提升教学质量,长期以来一直都是土木工程专业教学改革的热点。将这些课程中涉及的各种结构组成,尤其是一些节点构造制作成Web3D模型,用户可以任意缩放、移动、旋转模型,实现360°全景浏览,还能够对模型中各种构件的显示或隐藏进行控制。如此让学生直观且互动地学习,有助于解决教学中的重点难点问题,从而提高教学效果。下面以采用Cult3D制作钢结构节点构造模型为例说明Web3D模型的制作方法及流程。
1)三维模型的建立和输出。在AutoCAD中建立三维模型,导入3DSMAX中进行渲染,最后由3DSMAX输出为Cult3DDesig-ner可以接受的.c3d文件格式。
2)为三维模型加入交互功能。在Cult3DDesigner中加入各种触发事件和动作控制,以实现三维模型的交互功能。3)三维模型的导出和。将完成的三维模型输出为.co文件格式,嵌入到网页当中。
4结语
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