三维可视化算法教学在程序设计课程中的应用研究

王梅亮

摘要：算法是利用计算机解决问题的方法，是程序设计的灵魂和重要基础。但算法的抽象性使其一直为高校程序设计基础课程教学中的难点。利用三维动画技术和情景教学方法，将算法进行三维可视化，以三维动画的形式将算法思想和执行过程演示出来，可以帮助学生更好地理解和掌握算法，提高学生学习的积极性和学习效果。

关键词：三维可视化；算法教学；程序设计基础；三维动画

中图分类号：TP399 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）14-3355-03

Abstract： Algorithm is the method of using a computer to solve the problem and the soul of the program design and the important basis. But the abstractness of the algorithm makes it the difficulty of the program design foundation course teaching in colleges and universities. Using the three dimensional animation technology and situational teaching method， the algorithm for 3 d visualization will be in the form of the three dimensional animation algorithm thought and the implementation process， demonstration.They can help students better understand and grasp algorithm and improve the students' learning motivation and learning effect.

Key words： 3D visualization； algorithm teaching； Program design basis； three-dimensional animation

1 概述

程序设计基础是我国高校非计算机专业计算机基础教学体系中的重要组成课程之一。在教学实践中，这门课知识量大，理解层次深、实践性强 ，存在一定的教学难度[1]，尤其是对于非计算机专业的学生，对算法的理解普遍感觉特别困难。而算法是计算机程序设计的灵魂，是人们利用计算机解决问题的方法。所以没有掌握算法，就设计不出真正能解决问题的程序；没有使用好的算法，也就不可能设计出好的程序。但是算法向来是计算机教学中的难点，这主要是由于算法描述的计算过程是抽象、动态的，一般算法教学方法很难解释这种过程。[2]特别是对于初次学习计算机程序设计的高校非计算机专业学生，利用传统的教学方法很难真正地理解算法思想，这直接影响学生对程序设计课程的学习兴趣和学习效果。

如果将算法过程通过三维可视化手段进行仿真 ，也就是用三维动画的形式形象地表现出来，帮助学生建立思维轨迹，加深理解和记忆[3]，这将会在很大程度上提高学习效率。……