课程思政我来讲——课程有品牌丨于文龙：《计算机图形学》拥抱新技术，迎接新时代

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山东交通学院教务处    2020年12月20日

引言

近年，随着云计算、大数据分析、人工智能（AI）等新技术的不断涌现，各行各业、社会经济及民生发展都在被这些新技术占领。其中，人工智能技术的应用已成为政府管理、数据资源化、精准分析等领域中不可或缺的手段之一。智能音箱、人脸识别、无人驾驶、智慧家居等早已走入我们的生活。这些新技术当中，都离不开计算机图形学作为图像识别的基础。2016年12月，习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上指出：“要运用新媒体新技术使教学工作鲜活起来，推动思想政治工作传统优势同信息技术高度融合，增强时代感和吸引力” 。因此，推动思想政治教育与时俱进、提高思想政治教育实际效果专业技术课程相结合，既是专业技术教师矢志不渝的初心、孜孜以求的目标，也是党和国家领导人高度关切的重大理论与现实问题。

一、计算机传统教学方式的

转变与创新

当前，传统的计算机图形学教学内容和教课方法，已经越来越难以阐述新技术的发展。如何合理地安排教学课程，引入新技术用以提高教学效果，以及使学生摆脱枯燥的学习过程，提高对该课程的学习兴趣，真正做到能够学以致用，是本课程教学中亟待解决的问题之一。虽然传统的计算机图形学教学中已经引入了程序设计相关的教学内容，但单纯的编程相关内容较为枯燥，有必要结合现实中的大量的图形学相关内容进行授课。

图1 计算机图形学图像变换（猫->虎）的过程

此时本课程就导入了现今前沿的计算机图形人工智能机械学习技术，利用前沿技术的新颖感，引起学生的上课热情，并提高教学质量。在课堂授课过程中对学生进行人工智能机械学习接口调用相关技能训练，从传授型课堂授课过程转变为实际技能 训练型的课堂教学，让学生自己根据相关参考信息去分析系统结构，主动提出解决问题的方法思路。如图1所示，本课程详细讲解了计算机图形学中图像变换（猫->虎）的过程，一张猫的图片是如何变为一张老虎的图片的。引导学生适应智能学习情境，为下一步开展“智能思政”教研活动，打下了坚实基础，确保“智能思政”建设能有序进行。

二、计算机图形学“智能思政”

“智能思政”，是指将人工智能技术嵌入思想政治教育过程中，推动思想政治理论课教学理念、平台、载体、方法等技术层面的智能化升级转型，形成精准、个性、灵活的思想政治教育教学体系，以求最大限度地满足本科学生的成长发展需求。在此，推进“智能思政”建设，要找准计算机图形学中人工智能与思想政治理论课之间的接榫点，实现二者的无缝衔接和深度融合。具体来说，在本门课程中就是运用计算机图形学中的人工智能技术与思想政治教育进行有机结合，实现教学目的与教学方法的内在统一，即用人工智能技术实例来提高思想政治理论课的时代感和技术吸引力。“智能思政”建设围绕科技创新、培养时代新人的根本思想，“因事而化、因时而进、因势而新”，并以人工智能图像识别技术为切入点，审视如何将新技术新方法融入思想政治理论课教学中。如图2所示，本课程引入了采用人工智能机械学习的图像识别具体案例内容，此处通过对比图像数据库中的图像特征来判断输入图像是否为预设结果，并返回判定结果。例如，学生拍摄一张“猫”的照片，并输入进行对比，如果与图形数据库中提取的“猫”所具有的特征相符，则返回肯定结果。反之，如果拍摄照片中的动物为“狗”，则与“猫”的特征不符，返回否定结果。通过此种课程设计，可摆脱单纯的理论内容，变为结合案例内容的教学，让学生自己动手进行程序测试，并进一步掌握教学内容，从而更好的掌握科技前沿知识，使其自发的追寻新技术。新一代人工智能技术使得数据开始“懂得人心”，能够智能地为思想政治理论课教师和学生匹配需求，助推思政教育快速进入智能化阶段。

图2 计算机图形学人工智能机械学习过程

三、中国图形软件的发展历程

——自主知识产权中的爱国主义

上世纪80年代，PC机刚诞生，国内还没有几个人会写程序，更妄论商业软件开发了。而在过去的三，四十年中，中国的软件产业伴随着中国计算机工业一步一步，从无到有，再到现在不断发展壮大起来的，其间经历了科研试制阶段，应用普及阶段，现在正走向大规模工业生产时期。伴随着计算机在中国的不断普及和应用，国产软件取得了辉煌的成就，也立下了不朽的丰碑。中国既有日常办公软件方面，可与Office抗衡的WPS，也有不下于亚马逊AWS、微软Azure的阿里云、腾讯云等云服务提供商。如图3所示，在制造业基础的图形绘制软件方面，我们也AutoCAD的替代国产软件开目CAD。正是这些软件在2020年美国实体清单制裁的影响下，使国内不至于陷入无软件可用的困境。但时至今日，哈尔滨工程大学、哈尔滨工业大学在内的33家中国实体仍被禁止使用MATLAB等数学建模软件，现今只是禁止了实体名单的上的几所高校，但是谁又能保证后续不会加码制裁打击中国高校，抑制中国科技发展呢？因此通过此次禁用事件，我们有理由说现在已经到了危急关头，急需各方面的自主知识产权国产软件。

图3 AutoCAD软件与国产开目CAD软件对比

四、图形硬件设备的发展历程

——大国制造业崛起

我国不光在图形软件方面奋力赶超，在图形硬件方面更是飞速崛起，这也是我们大国制造业实力的一种体现。以平板显示面板为例，中国大陆的面板产业也逐渐赶超起来，在全球的市场占有率也逐步提升。平板显示面板应用领域广泛，当前主流的应用领域包括电视、显示器、笔记本电脑、平板电脑、智能手机。对于液晶面板行业来说，最初从美国起源，后由日本加以发展，随后韩国和台湾相继崛起超越，而近年来，随着我国大陆高世代生产线的相继投产，面板产能、技术水平稳步提升，产业竞争力逐渐增强，如图4所示，如今的面板产业中国大陆已从2010年的全球0占比，发展到2018年的全球占比42%。我国液晶显示技术主要在“十二五”期间得到了飞速发展，形成了以京东方、华星光电和惠科股份等企业为代表的面板骨干厂商，目前，全球液晶显示行业已经形成了以中国大陆、韩国、中国台湾为核心的三分天下产业新格局。我国能在如此短的时间内取得上述成就，一切都离不开我国产业工人的辛勤付出。

图4 图形硬件大尺寸面板2010-2018年全球生产占比

五、结束语

随着人工智能（AI）日益蓬勃，甚至取代人力，我们在享受便利的同时也不免感到心生疑问：AI的到来会不会使我们失去工作？随着人工智能对社会各领域的不断征服，培养学生智能学习意识有利于他们适应社会需求，顺应智能化时代的趋势和潮流。教师的工作重心也转移到激发学生的好奇心和想象力、培养其创造性思维和批判性思维上来，提升其辨别能力和分析能力，引导其心理健康，在复杂的网络环境中，使学生能够明辨是非、去伪存真。这就要求学生必须接纳和适应自主智能学习，利用人工智能在复杂多变的思想舆论环境中把握思想政治教育的核心内容，把准思想政治教育的本质价值。

来源丨交通土建工程学院

审核｜王德利

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