北京工业大学本科课程教学大纲Undergraduate Course Syllabi计算机学院2020 版
北京工业大学 本科课程教学大纲 Undergraduate Course Syllabi 计算机学院 2020 版
目 录“3DSMAX"课程教学大纲“Python语言程序设计"课程教学大纲8“计算机网络技术"课程教学大纲13“计算机网络应用课程教学大纲.17.21“密码学入门”课程教学大纲，“平面设计及Photoshop"课程教学大纲..25“深度学习及其应用导论课程教学大纲..34“数字图像创意设计"课程教学大纲42“网络安全与防护"课程教学大纲.47.52“形式语言”课程教学大纲...59“信息革命漫谈"课程教学大纲，.64“运筹学V"课程教学大纲。...69“人工智能技术与应用”课程教学大纲“计算机视觉"课程教学大纲.75“AutoCAD"课程教学大纲80
I 目 录 “3DSMAX”课程教学大纲.1 “Python 语言程序设计”课程教学大纲.8 “计算机网络技术”课程教学大纲.13 “计算机网络应用”课程教学大纲.17 “密码学入门”课程教学大纲. 21 “平面设计及 Photoshop”课程教学大纲.25 “深度学习及其应用导论”课程教学大纲.34 “数字图像创意设计”课程教学大纲.42 “网络安全与防护”课程教学大纲.47 “形式语言”课程教学大纲. 52 “信息革命漫谈”课程教学大纲.59 “运筹学Ⅴ”课程教学大纲. 64 “人工智能技术与应用”课程教学大纲.69 “计算机视觉”课程教学大纲. 75 “AutoCAD”课程教学大纲.80
“3DSMAX”课程教学大纲英文名称：3DSMAX课程编号：0000993课程性质：通识教育选修课学分：2.0学时：32课程类别：口工程经济与项目管理口文化自信与艺术鉴赏团科学探索与创新发展口0A面向对象：非计算机类专业本科生先修课程：无教材：李秀荣.3dsMax课程讲义参考书：[1]张泊平，三维数字建模技术清华大学出版社2019.8[2]王涛，任媛媛，孙威，徐小明.中文版3dsMax2021完全自学教程.人民邮电出版社.2021年5月[3]耿晓武.3dsMax2019从入门到精通.中国铁道出版社.2019年10月[4]唯美世界.3dsMax2020+Vray效果图制作.水利水电出版社.2020年04月[5]李彩霞，张建琴，刘敬龙.3dsMax动画制作实例精讲教程.中国铁道出版社.2019年1月一、课程简介《3DSMAX》是面向非计算机类专业本科学生开设的一门计算机学科的工程实践基础课程。本课程强调理论与上机实践的密切结合，以培养学生立体创作思维、空间想象能力和动画制作能力，适应未来数字化创作需求能力，是面向非计算机类专业本科生的最好的工程实践类课程之一。该课程从3dsMax软件的基础知识入手，主要介绍三维建模制作与动画制作流程，内容包括3dsMax的基本操作，几何体、样条线、修改器、多边形等基础建模技术，材质和贴图、灯光、摄影机，染技术，环境和效果，视频后期处理，粒子系统，空间扭曲，动力学，基础动画和角色动画的制作等几个方面。动画制作部分主要介绍动画制作的基本原理，利用轨迹视图编辑动画的关键顺，从而控制物体的运动：通过使用动画控制器来控制非关键顺的物体运动状态：通过使用骨骼等，制作角色动画。二、课程地位与教学目标课程地位：本课程是非计算机专业的计算机选修课，属于计算机应用系列。本课程由浅入深地学习三维建模与三维动画制作的原理与方法。从基础的知识学起，注重实际操作能力，结合实践经验，教授最实用的模型设计和动画技术，注重实用性和操作性。通过对3dsMax及其辅助软件的应用来培养学生立体创作思维、空间想象能力和动画制作能力。学生在学完本课程之后，可以从理论知识的学习很快进入三维建模制作和动画设计制作。-
1 “3DSMAX”课程教学大纲 英文名称：3DSMAX 课程编号：0000993 课程性质：通识教育选修课 学分：2.0 学时：32 课程类别：□工程经济与项目管理 □文化自信与艺术鉴赏 ☑科学探索与创新发展 □ □ □ 面向对象：非计算机类专业本科生 先修课程：无 教材：李秀荣. 3ds Max 课程讲义 参考书： [1] 张泊平. 三维数字建模技术 清华大学出版社 2019.8 [2] 王涛，任媛媛，孙威，徐小明.中文版 3ds Max 2021 完全自学教程. 人民邮电出版社. 2021 年 5 月 [3] 耿晓武. 3ds Max 2019 从入门到精通. 中国铁道出版社.2019 年 10 月 [4] 唯美世界. 3ds Max 2020+Vray 效果图制作. 水利水电出版社. 2020 年 04 月 [5] 李彩霞，张建琴，刘敬龙.3ds Max 动画制作实例精讲教程. 中国铁道出版社.2019 年 1 月一、课程简介 《3DSMAX》是面向非计算机类专业本科学生开设的一门计算机学科的工程实践基础 课程。本课程强调理论与上机实践的密切结合，以培养学生立体创作思维、空间想象能力 和动画制作能力，适应未来数字化创作需求能力，是面向非计算机类专业本科生的最好的 工程实践类课程之一。 该课程从 3ds Max 软件的基础知识入手，主要介绍三维建模制作与动画制作流程，内 容包括 3ds Max 的基本操作，几何体、样条线、修改器、多边形等基础建模技术，材质和 贴图、灯光、摄影机，渲染技术，环境和效果，视频后期处理，粒子系统，空间扭曲，动 力学，基础动画和角色动画的制作等几个方面。动画制作部分主要介绍动画制作的基本原 理，利用轨迹视图编辑动画的关键帧，从而控制物体的运动；通过使用动画控制器来控制 非关键帧的物体运动状态；通过使用骨骼等，制作角色动画。 二、课程地位与教学目标 课程地位：本课程是非计算机专业的计算机选修课，属于计算机应用系列。本课程由 浅入深地学习三维建模与三维动画制作的原理与方法。从基础的知识学起，注重实际操作 能力，结合实践经验，教授最实用的模型设计和动画技术，注重实用性和操作性。通过对 3ds Max 及其辅助软件的应用来培养学生立体创作思维、空间想象能力和动画制作能力。 学生在学完本课程之后，可以从理论知识的学习很快进入三维建模制作和动画设计制作
为学生进一步使用计算机进行工业设计、建筑设计、三维造型设计、影视广告、多媒体、视觉效果、3D动画等打下基础，提高学生的就业竞争力，成为综合素质强、创新能力高、实践能力强的社会型人才。教学目标：通过本课程的教学使学生掌握3dsMax的基本理论和实际操作能力，培养学生的独立创造力和动手能力，提高学生对视频的分析理解能力，能够熟练应用所掌握的知识完成建模和动画的设计与制作。分解为以下具体目标：》加强学生的三维空间感与相关制作技法知识的了解，使学生掌握三维建模制作和动画的特点。》培养学生的创新意识和动手能力，创作出富有个性、美观的作品。通过本课程的教学，使学生具备建模、材质、灯光、染、动画、特效的应用能力，为学生毕业后能适应室内设计、工业设计、影视广告、建筑设计、三维造型设计、影视告、多媒体、视觉效果、3D动画、电脑游戏等相关领域的工作打下良好的基础。支撑的毕业能力项[1]、[2]、[3]、[5]、[6]、[7]、[8]、[10]、[12]，具体说明如下：[1]工程知识：就是将庞大而复杂的3dsMax模型和场景分为若干较小的易于处理的局部模型和场景，自顶向下，分而治之，掌握这种方法能够培养学生处理复杂工程问题的能力。[2]问题分析：课程涉及计算机科学领域相关知识和基本原理，课程的学习对学生了解3dsMax建模技术和动画技术的发展有很大帮助，有助于提升学生应用自然科学原理表达、分析研究和解决工程问题的能力。[3]设计/开发解决方案：3dsMax课程属于工程设计类课程，故本课程的学习，对学生毕业后对一些工程设计问题的解决起到帮助作用。除了在课程实践环节设计了一些建模设计和动画制作练习，还在期未考查中设计了一个学生创意作品设计的大作业，以准确地传达学生自已的设计理念、审美要求，充分培养学生的自主设计和制作、实现能力，这些对其在未来工作中体现创新和创造性有很大帮助。[5]使用现代工具：3dsMax软件是信息技术和艺术设计结合的工具，该课程学习使用当前流行的三维制作软件进行建模制作和动画设计，通过这些工具、方法和技巧的学习，培养学生使用现代工程工具解决工程问题中的图像和动画设计问题能力，使其在工作中具备信息收集、选择和整合恰当的技术、手段、资源的能力。[6]工程与社会：该课程本身属于工程类课程，且几乎在各个领域的方方面面都有应用的需求，而该课程主要学习和熟练掌握进行三维模型设计和创作的技巧，能够基于不同领域工程的相关背景知识进行合理分析、评价后作出合理的解决方案，以及由于课程中关于原始素材和原创作品的知识产权问题的声明，能够让学生理解工作中涉及到的知识产权问题和设计中对社会、安全、文化等方面的影响及应承担的责任。[7]】环境和可持续发展：课程练习中加入关于环保、健康等元素的作品，培养学生在各行各业的工程实际设计中充分考虑产品对环境的影响，以及对节约资源和社会可持续发展的考虑。[8】职业规范：该课程是一门设计类课程，故对原创和版权的问题格外重视。在学习应用技术的同时，课程还特别强调作品中体现的个人人文社会科学素养和社会责任感，这2
2 为学生进一步使用计算机进行工业设计、建筑设计、三维造型设计、影视广告、多媒体、 视觉效果、3D 动画等打下基础，提高学生的就业竞争力，成为综合素质强、创新能力高、 实践能力强的社会型人才。 教学目标：通过本课程的教学使学生掌握 3ds Max 的基本理论和实际操作能力，培养 学生的独立创造力和动手能力，提高学生对视频的分析理解能力，能够熟练应用所掌握的 知识完成建模和动画的设计与制作。分解为以下具体目标： 加强学生的三维空间感与相关制作技法知识的了解，使学生掌握三维建模制作和 动画的特点。 培养学生的创新意识和动手能力，创作出富有个性、美观的作品。 通过本课程的教学，使学生具备建模、材质、灯光、渲染、动画、特效的应用能力， 为学生毕业后能适应室内设计、工业设计、影视广告、建筑设计、三维造型设计、影视广 告、多媒体、视觉效果、3D 动画、电脑游戏等相关领域的工作打下良好的基础。 支撑的毕业能力项[1]、[2]、[3]、[5]、[6]、[7]、[8]、[10]、[12]，具体说明如下： [1]工程知识：就是将庞大而复杂的 3ds Max 模型和场景分为若干较小的易于处理的局 部模型和场景，自顶向下，分而治之，掌握这种方法能够培养学生处理复杂工程问题的能 力。 [2] 问题分析：课程涉及计算机科学领域相关知识和基本原理，课程的学习对学生了 解 3ds Max 建模技术和动画技术的发展有很大帮助，有助于提升学生应用自然科学原理表 达、分析研究和解决工程问题的能力。 [3] 设计/开发解决方案：3ds Max 课程属于工程设计类课程，故本课程的学习，对学 生毕业后对一些工程设计问题的解决起到帮助作用。除了在课程实践环节设计了一些建模 设计和动画制作练习，还在期末考查中设计了一个学生创意作品设计的大作业，以准确地 传达学生自己的设计理念、审美要求，充分培养学生的自主设计和制作、实现能力，这些 对其在未来工作中体现创新和创造性有很大帮助。 [5] 使用现代工具：3ds Max 软件是信息技术和艺术设计结合的工具，该课程学习使用 当前流行的三维制作软件进行建模制作和动画设计，通过这些工具、方法和技巧的学习， 培养学生使用现代工程工具解决工程问题中的图像和动画设计问题能力，使其在工作中具 备信息收集、选择和整合恰当的技术、手段、资源的能力。 [6] 工程与社会：该课程本身属于工程类课程，且几乎在各个领域的方方面面都有应 用的需求，而该课程主要学习和熟练掌握进行三维模型设计和创作的技巧，能够基于不同 领域工程的相关背景知识进行合理分析、评价后作出合理的解决方案，以及由于课程中关 于原始素材和原创作品的知识产权问题的声明，能够让学生理解工作中涉及到的知识产权 问题和设计中对社会、安全、文化等方面的影响及应承担的责任。 [7] 环境和可持续发展：课程练习中加入关于环保、健康等元素的作品，培养学生在 各行各业的工程实际设计中充分考虑产品对环境的影响，以及对节约资源和社会可持续发 展的考虑。 [8] 职业规范：该课程是一门设计类课程，故对原创和版权的问题格外重视。在学习 应用技术的同时，课程还特别强调作品中体现的个人人文社会科学素养和社会责任感，这
些能够帮助学生在今后工作中培养学生的诚信意识，理解并遵守工程职业道德和规范，履行责任。[10]】沟通：课程设计不仅要求每位同学按专业及个人特长、需求等自主创作主题作品，还要求规范地撰写课程设计报告，包括设计理念、素材选取、设计和制作过程、参数设计、实验报告撰写等，并每位同学陈述发言、答辩，这些都培养了学生就复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流的能力。[12]】终身学习：课程属于实践应用课，是一门讲授+自学的实践类课程，需要学生平时的自主练习和自主学习，这对养成其自主学习和终身学习的意识大有帮助，对其适应日后的发展提供了良好的基础。三、课程教学内容及要求1.3dsMax简介教学目的[了解]、课程基本内容[了解]、课程要求[了解]、计算机图形、三维建模基础知识[理解]、三维动画基础知识[理解]、3dsMax的功能与应用[了解]。重点：教学目的、课程基本内容。难点：三维建模基础知识、三维动画基础知识。2.3dsMax用户界面与基本操作3dsMax的用户界面[了解]、基本操作、菜单、常用工具[掌握]，动画运行原理[了解]重点：选择、变换、复制、染、视图控制、动画控制等。难点：变换坐标系、变换中心。3.三维模型建模基本三维模型种类[理解]、基本三维模型的一般创建流程[理解]，编辑、修改三维模型方法[掌握]。重点：修改器命令面板、修改器堆栈、参数变形修改器、曲线修改器、自由变形修改器等。难点：编辑多边形修改器。4.二维图形建模基本二维图形种类[理解]、二维图形的一般创建流程[理解]、编辑样条线[掌握]、二维图形生成三维模型的方法[掌握]。重点：点、线、图形、编辑样条线、二维造型修改器。难点：车削修改器、挤出修改器。5.放样建模和复合对象建模方法放样概念[了解]、放样建模方法[掌握]、复合概念[了解]、复合对象建模方法【掌握]。重点：lof放样、放样变形、布尔运算、图形合并。难点：loft放样、放样变形、布尔运算、图形合并。6.材质与贴图材质和贴图的概念[了解]、原理[理解]，类型[理解]、材质和贴图的创建、编辑[掌握]、贴图坐标的编辑方法[掌握]。重点：各类材质和贴图的操作、贴图坐标的编辑方法、贴图的组合用法。3
3 些能够帮助学生在今后工作中培养学生的诚信意识，理解并遵守工程职业道德和规范，履 行责任。 [10] 沟通：课程设计不仅要求每位同学按专业及个人特长、需求等自主创作主题作品， 还要求规范地撰写课程设计报告，包括设计理念、素材选取、设计和制作过程、参数设计、 实验报告撰写等，并每位同学陈述发言、答辩，这些都培养了学生就复杂工程问题与业界 同行及社会公众进行有效沟通和交流的能力。 [12] 终身学习：课程属于实践应用课，是一门讲授+自学的实践类课程，需要学生平 时的自主练习和自主学习，这对养成其自主学习和终身学习的意识大有帮助，对其适应日 后的发展提供了良好的基础。 三、课程教学内容及要求 1. 3ds Max 简介 教学目的[了解]、课程基本内容[了解]、课程要求[了解]、计算机图形、三维建模基础 知识[理解]、三维动画基础知识[理解]、3ds Max 的功能与应用[了解]。 重点：教学目的、课程基本内容。 难点：三维建模基础知识、三维动画基础知识。 2. 3ds Max 用户界面与基本操作 3ds Max 的用户界面[了解]、基本操作、菜单、常用工具[掌握]，动画运行原理[了解] 重点：选择、变换、复制、渲染、视图控制、动画控制等。 难点：变换坐标系、变换中心。 3. 三维模型建模 基本三维模型种类[理解]、基本三维模型的一般创建流程[理解]，编辑、修改三维模型 方法[掌握]。 重点：修改器命令面板、修改器堆栈、参数变形修改器、曲线修改器、自由变形修改 器等。 难点：编辑多边形修改器。 4. 二维图形建模 基本二维图形种类[理解]、二维图形的一般创建流程[理解]、编辑样条线[掌握]、二维 图形生成三维模型的方法[掌握]。 重点：点、线、图形、编辑样条线、二维造型修改器。 难点：车削修改器、挤出修改器。 5.放样建模和复合对象建模方法 放样概念[了解]、放样建模方法[掌握]、复合概念[了解]、复合对象建模方法 [掌握]。 重点：loft 放样、放样变形、布尔运算、图形合并。 难点：loft 放样、放样变形、布尔运算、图形合并。 6. 材质与贴图 材质和贴图的概念[了解]、原理[理解]，类型[理解]、材质和贴图的创建、编辑[掌握]、 贴图坐标的编辑方法[掌握]。 重点：各类材质和贴图的操作、贴图坐标的编辑方法、贴图的组合用法