建構(gòu)主義下三維動畫制作課程教學(xué)改革
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摘要：“三維動畫制作”作為數(shù)字媒體技術(shù)的一門專業(yè)課，在以往的教學(xué)過程中重理論、輕實踐，導(dǎo)致學(xué)生解決實際問題能力不足。為了解決這一問題，在新工科建設(shè)背景之下提出了基于建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論，以學(xué)生為中心，一種教學(xué)和實踐混合的教學(xué)模式，通過翻轉(zhuǎn)課堂充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，將學(xué)科競賽與教學(xué)相結(jié)合提高學(xué)生的動手能力，和實踐能力，并分析了這一教學(xué)模式在我校的實施情況。
關(guān)鍵詞：新工科；翻轉(zhuǎn)課堂；三維動畫制作；學(xué)科競賽
1課程建設(shè)背景
近年來，隨著《哪吒之魔童降世》、《姜子牙》等一批優(yōu)秀國產(chǎn)動畫電影陸續(xù)登上銀幕并刷新電影票房，這在一定程度上改變了人們對傳統(tǒng)動畫的刻板印象。三維動畫也隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展越來越多地出現(xiàn)在人們的生活中，從而導(dǎo)致社會對影視三維動畫的人才需要不斷增大[1,2]。雖然，現(xiàn)在多數(shù)高等學(xué)校都開設(shè)有三維影視動畫制作的相關(guān)課程，但卻很少有高質(zhì)量的專業(yè)學(xué)生被培養(yǎng)出來。因此，立足于市場需要，改革相關(guān)課程的教學(xué)體系、創(chuàng)新教學(xué)模式，培養(yǎng)有豐富經(jīng)驗的人才就顯得尤為重要[3]。為主動應(yīng)對新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革，支撐服務(wù)創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展、“中國制造2025”等一系列國家戰(zhàn)略[4]，教育部積極推動新工科的建設(shè)，鼓勵高校創(chuàng)新原有工科教育模式，推動新工科的創(chuàng)新與改革。不同于傳統(tǒng)工科，新工科更強調(diào)學(xué)科的實用性和多學(xué)科之間的相互交叉性，而數(shù)字媒體技術(shù)是一個兼顧文、理、工、藝等學(xué)科特點的專業(yè)，在新工科建設(shè)中占據(jù)著天然的優(yōu)勢。“三維動畫制作”課程作為一門專業(yè)主干核心課程在傳統(tǒng)的教學(xué)中存在諸多問題，本文在分析了該課程在我校的授課情況后，在新工科背景下從教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容、教賽結(jié)合等方面進行改革，提出了一種新的教學(xué)模式?！叭S動畫制作”作為數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)的一門主干課程，在大三下學(xué)期開設(shè)，總課時數(shù)為64學(xué)時，其中理論40學(xué)時，實驗24學(xué)時，此外本課程還安排了一周的課程設(shè)計，我校使用Cinema4D（簡稱：C4D）作為“三維動畫制作”課程的軟件。在以往課程的教學(xué)過程中，往往存在以下問題：（1）在理論課堂上教師以多媒體演示操作為主，更多地講解每個工具的用法和相關(guān)參數(shù)的含義。由于C4D軟件中不同的工具參數(shù)眾多，如果只是老師演示而學(xué)生沒能夠第一時間進行實際操作的話可能會導(dǎo)致課堂上講過的知識，下課就忘的情況發(fā)生；或者學(xué)生稍微走神就會漏掉某個關(guān)鍵知識點，這種教學(xué)模式使得學(xué)生一直處于被動接受知識的狀態(tài)中。同時，隨著計算機技術(shù)地不斷發(fā)展，現(xiàn)有教材使用的軟件版本相對滯后，且內(nèi)容很難涵蓋軟件的所有操作，因此老師常常需要對授課的內(nèi)容進行補充，并提醒學(xué)生對于補充的內(nèi)容要適當(dāng)記錄，這在一定程度上就占用了課堂時間。（2）教材中的案例為了突出當(dāng)前工具的用法，設(shè)計的課堂案例較為簡單并且使用的工具也相對單一。多數(shù)學(xué)生都會按照教材上的步驟一步一步進行機械式的重復(fù)操作，這就造成了只使用單個或兩個工具制作的模型效果很好，遇到稍微復(fù)雜一點的模型就沒了頭緒，不知如何下手的情況出現(xiàn)。（3）在傳統(tǒng)教學(xué)模式下，學(xué)生往往在課堂上看老師操作感覺很簡單，可是到了自己操作時就會遇到各種問題，在實驗課中老師要花費大量的時間針對不同學(xué)生遇到的問題進行個性化指導(dǎo)，但受制于時間和精力，并不是所有的學(xué)生問題都能得到解決，這就導(dǎo)致了一部分學(xué)生對軟件一知半解。對于學(xué)生提交的實驗報告，老師也只是簡單的進行批閱，并沒有根據(jù)每個作品給出具體的修改意見。（4）該課程對計算機硬件有著一定的要求，而學(xué)生普遍使用筆記本電腦，配置一般，運行軟件沒有專業(yè)實驗室那么流暢，這就會給學(xué)生在課后練習(xí)帶來一些困難。
2改革教學(xué)方法
2.1建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論
建構(gòu)主義認為學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過程就是對環(huán)境適應(yīng)的過程，充分發(fā)揮學(xué)習(xí)者的主觀能動性才能將學(xué)習(xí)任務(wù)同化到學(xué)習(xí)者的認知結(jié)構(gòu)中，進而完成學(xué)習(xí)過程。建構(gòu)教學(xué)理論關(guān)注學(xué)習(xí)者原有的學(xué)習(xí)經(jīng)驗、心理結(jié)構(gòu)和對課程預(yù)設(shè)目標(biāo)為基礎(chǔ)來構(gòu)建知識，在整個教學(xué)過程中，強調(diào)學(xué)習(xí)的主動性、社會性和情境性，建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論提倡教師是學(xué)習(xí)行為的指導(dǎo)者，以學(xué)生為中心，通過合理“情境”，學(xué)生協(xié)作最終完成對知識的意義構(gòu)建。
2.2基于建構(gòu)主義的教學(xué)設(shè)計
在傳統(tǒng)的教學(xué)過程中，學(xué)生處于被動接受知識的角色，只能根據(jù)老師的授課思路進行學(xué)習(xí)，基于建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的翻轉(zhuǎn)課堂則可以將學(xué)生變成知識的主動構(gòu)建者，讓學(xué)生成為課堂的主人[5]。授課教師主要教學(xué)任務(wù)由“教”變?yōu)椤爸笇?dǎo)”，通過學(xué)習(xí)通、雨課堂等線上自主學(xué)習(xí)平臺來完成“意義構(gòu)建”，不同層次學(xué)生自主選擇適宜難度，符合個體差異的學(xué)習(xí)內(nèi)容，不同化，高效完成學(xué)習(xí)過程。為了促進同學(xué)之間的相互學(xué)習(xí)，在開學(xué)初期我們對班級的同學(xué)進行分組，分組時充分考慮到每位同學(xué)的基礎(chǔ)知識、學(xué)習(xí)能力，性格特點等合理分組。并且線上平臺學(xué)習(xí)資源不僅來源于教師的支持，學(xué)生之間也可以通過談?wù)?，留言板來更?yōu)質(zhì)的學(xué)習(xí)資源，完成相互協(xié)作。
2.3利用翻轉(zhuǎn)課堂設(shè)計《三維動畫制作》任務(wù)驅(qū)動教學(xué)設(shè)計
在理論課教學(xué)中，我們大力推廣“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)，基于翻轉(zhuǎn)課堂的“三維動畫制作”課程主要由學(xué)生課前預(yù)習(xí)、老師課中教學(xué)、小組課后練習(xí)三個部分組成。教師布置教學(xué)目標(biāo)的具體實例任務(wù)，創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，獲取解決問題途徑，學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計，實現(xiàn)小組協(xié)作，最終解決問題，反饋調(diào)整等環(huán)節(jié)來完成學(xué)習(xí)過程。研究表明，人類在連續(xù)獲取知識6-7分鐘后效率開始下降，為了獲得更好的教學(xué)效果，我們將課程知識點錄制成約10分鐘左右的視頻，并在正式上課前一周上傳至學(xué)習(xí)通中供學(xué)生課前自主學(xué)習(xí)并進行思考。在課堂教學(xué)中，對于學(xué)生可通過課前視頻掌握的基本知識點就簡單操作演示，將更多的時間放在重點和難點知識點的講解上，確保更多的學(xué)生能夠理解。例如在講授“第三章生成器”中，對于基本的旋轉(zhuǎn)和擠壓生成器進行簡單的演示即可，而對于掃描生成器，由于涉及兩個樣條，其中一個樣條是掃描的圖案，另一個是掃描的路徑，第一次接觸這個生成器的學(xué)生往往分不清到底是圖案哪個才是路徑，因此在課堂教學(xué)中通過演示不同的樣條種類（矩形和圓環(huán)），觀察各自掃描之后的結(jié)果，讓學(xué)生更加直觀的進行分辨，從而加深印象。對于實驗課教學(xué)，我們讓學(xué)生以小組為單位進行實踐操作，同時對教材中的單一案例進行整理，形成綜合案例。這些綜合案例難度適中，讓大多數(shù)小組同學(xué)可在一小時左右完成。在進行案例講解的時候也并不是從頭到尾完整的進行演示操作，而是只對案例中的關(guān)鍵步驟、難點步驟進行解釋說明，做到有的放矢，將更多的時間留給學(xué)生進行練習(xí)，從而鍛煉學(xué)生分析問題、解決問題的能力。當(dāng)所有的小組都完成實驗后，讓每組進行課堂展示，先由同班同學(xué)對作品進行點評，然后再由老師提出修改意見。這種點評模式更加有針對性，使得學(xué)生之間可以取長補短，對于普遍出現(xiàn)的問題也可以提醒老師在下次授課時進行重點講授。在小組展示完成后，我們將完整的案例制作過程視頻發(fā)給學(xué)生，并且布置2-3個相似的練習(xí)題，學(xué)生在課后通過觀看演示視頻、小組討論等方式總結(jié)經(jīng)驗，完成練習(xí)題不斷提高動手能力。同時由于課堂時間有限，我們還引入優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，作為課程的補充供學(xué)生在課后自學(xué)。為了解決學(xué)生電腦運行軟件不流暢的問題，我們還將每周一、周三的晚上和周六下午作為專業(yè)實驗室的開放時間，供各年級數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)的學(xué)生進行實驗，并安排指導(dǎo)教師。不僅僅是“三維動畫制作”，其余課程的學(xué)生也可以進入實驗室，這樣使得不同年級、不同課程的學(xué)生有了相互交流的機會，低年級的學(xué)生如果對高年級做的作品感興趣也可以參與進去，提前接觸有關(guān)知識，這有助于提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
3創(chuàng)新教學(xué)內(nèi)容
參加學(xué)科競賽是檢驗學(xué)生學(xué)習(xí)效果的一個有效途徑，我校一直都鼓勵學(xué)生參加認可度高的專業(yè)學(xué)科競賽。在教學(xué)內(nèi)容方面，除了教材中的基礎(chǔ)案例，我們會根據(jù)中國大學(xué)生計算機設(shè)計大賽、安徽省大學(xué)生數(shù)字媒體創(chuàng)新設(shè)計賽等學(xué)科競賽主題指導(dǎo)學(xué)生進行相關(guān)作品的創(chuàng)作。一般來說，多數(shù)學(xué)生在課程設(shè)計那一周完成參賽作品的初步制作，而后由老師提出修改意見并逐步完善作品，最后選擇合適的比賽參加。我們通過競賽項目來促進教學(xué)工作，不斷提升學(xué)生實踐創(chuàng)新能力，增強自信心，學(xué)生通過參加專業(yè)競賽，不僅有機會與其他高校的學(xué)生進行交流，吸取了經(jīng)驗，而且擴展了視野，有助于其今后的發(fā)展。我們還鼓勵學(xué)生將C4D與Unity、Premiere等其他軟件相互配合使用，輔助完成其他作品。如在拍攝陳勝墓紀錄片的時候，為了更加生動直觀地展現(xiàn)出陳勝墓的結(jié)構(gòu)，我們利用C4D對其進行建模，并導(dǎo)入Premiere中進行加工，最后呈現(xiàn)在視頻中。圖1是陳勝墓的C4D建模界面，圖2為紀錄片中截圖。我校處于有著千年古銅都之稱的銅陵，結(jié)合當(dāng)?shù)劂~文化產(chǎn)業(yè)和我校實際，我們指導(dǎo)學(xué)生參與以銅文化為主題的數(shù)字博物館項目建設(shè)，包括了銅工藝品的三維建模、場館的虛擬漫游、工藝品的動畫制作等。利用實際項目驅(qū)動教學(xué)，將這些內(nèi)容加入到課程的中后期授課過程中，此時教學(xué)進度已過大半，多數(shù)學(xué)生應(yīng)該掌握了軟件的基本操作和一些基礎(chǔ)知識，我們讓學(xué)生進行相關(guān)的工作，在鍛煉學(xué)生創(chuàng)新能力的同時提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極主動性，增強了學(xué)生解決實際問題的能力。
4實踐操作考核改革
“三維動畫制作”是一門考查課，在以往的課程考核中，一直采用的是30%平時成績和70%的期末成績相合成的考核方式。對于期末作品，我們只要求學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識在課后制作一個三維動畫作品，并在課程的最后一周提交即可。對于作品的難易程度、內(nèi)容并沒有做出詳細規(guī)定，這就導(dǎo)致一部分同學(xué)期末僅僅提交了一個簡單的三維模型。（下轉(zhuǎn)第100頁)在本次課程改革中，我們采用過程考核方式進行，將平時成績的比例提高至60%，并且注重平時的每一次實驗、每一次小組作業(yè)，這些都將直接影響到最終的課程成績。同時我們在課程的最后一周組織學(xué)生上機進行實踐操作考核，現(xiàn)場給出作品的具體要求，并要求學(xué)生在規(guī)定時間內(nèi)制作完成。根據(jù)作品完成程度結(jié)合平時成績綜合評定課程成績。為了鼓勵學(xué)生高質(zhì)量的參與學(xué)科競賽，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，對于學(xué)生參加學(xué)科競賽并且獲得省級以上獎項，經(jīng)教師認定可以直接用獲獎作品替代期末作品，并且課程評定為“優(yōu)”；對于沒有獲獎的作品經(jīng)過修改也可以替代期末作品。這在一定程度上提高了學(xué)生參與學(xué)科競賽的積極性和學(xué)習(xí)的積極主動性。
5總結(jié)
本次“三維動畫制作”課程改革是在新工科建設(shè)背景下進行的，我們從教學(xué)方式、教學(xué)內(nèi)容等方面進行了探索。實踐表明學(xué)生的學(xué)習(xí)效果、動手能力和創(chuàng)新能力有了顯著的提升，課程改革也取得了一定的成績。在今后的工作中，我們將不斷總結(jié)教學(xué)改革經(jīng)驗，完善教學(xué)內(nèi)容，提升自己教學(xué)水平，為提升數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)學(xué)生的實踐應(yīng)用能力，培養(yǎng)面向未來的新時代復(fù)合型人才做出應(yīng)有的貢獻。
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作者:陳飛 李田力 束紅 單位:銅陵學(xué)院巢湖學(xué)院