以項目為中心的三維建模課程教改實踐

林雪芬

摘 要： 分析當前三維建模技術課程存在的問題，提出在課程中引入以項目為中心的實踐方法。在初期階段，采用案例教學及任務驅動的方法，使每個學生學會如何分析問題、解決問題；在深入階段，采用協作學習方式完成課題，促進團隊合作并發揮個人特長；在強化階段，采用產學研結合及參與各級各類競賽的方法，以增強團隊合作意識、自我效能感和創新能力。通過這種以項目為中心的實踐方法，學生的學習興趣得以激發，主動性得以提升，教學效果顯著。

關鍵詞： 以項目為中心的實踐方法； 案例教學； 協作學習； 任務驅動

中圖分類號：G420 文獻標志碼：A 文章編號：1006-8228（2014）04-57-02

Abstract： Project-centered approach in the three-dimensional modeling curriculum is proposed by analyzing the current problems. In the early stages， the case method and task-driven method were used so that each student can learn how to analyze and solve problems. At an advanced stage， collaborative learning was applied in order to enhance teamwork and to exert individual strengths. In strengthening phase， students would be encouraged to participate in a project combining industry， study， and research. The students will go through various competitions at all levels in order to enhance teamwork， self-efficacy and innovation ability. Through this project-centered practice， students' interest can be stimulated， and their initiative is enhanced. The teaching efficiency is significant.

Key words： project-centered approach； case instruction； collaborative learning； task-driven method

0 引言

“三維建模技術”是數字媒體專業的必修課，是一門技術性、藝術性及實踐性很強的課程。該課程的重點是培養學生的三維空間感及場景模型建模能力，并開發其創新思維。雖然近年來三維動畫發展迅速，三維電影也備受關注，然而大多數院校對于該門課程的教學仍然停留在傳統的多媒體教學模式，致使培養不出直接適應社會需求的專業型三維人才[1]。筆者總結多年的教學經驗，認為當前課程主要存在以下一些問題。

⑴ 原理性教材較少。雖然目前這方面的書籍或資料出版較多，但找到一本能詮釋原理性的教材比較困難，大部分的教材均以操作為主，導致學生學習起來僅限于操作而不能以點帶面。

⑵ 該課程各部分內容比較松散，建模、材質、燈光、動畫各環節如果沒有一條主線連接起來，將使關系脫節，重點偏差，也會影響到學生的學習效果。

⑶ 學生往往為學習軟件而使用軟件，對作品的投入過少。隨著軟件的不斷升級，大量的時間花在軟件學習上，卻忽略了最終的目的，要讓學生將重點投入到三維場景及動畫設計中才是本課程是關鍵。

另外，在教學過程中也存在著諸多問題，嚴重阻礙了教學水平的提高，例如教學過程分散，缺乏交互，理論教學與實踐教學脫節，教學評價手段單一，忽視學習過程等。目前，有些學者引入項目教學法并開展相應的實踐和理論研究。例如隋南的“漸進式多項目教學在三維動畫設計課程中的應用”，陸發芹的“項目教學中計算機專業課中的應用”等。

三維建模技術課改的重點方向是提高學生的實踐動手能力和創新能力，學完本課程后能和后續課程快速銜接。項目教學法對于此類課程改革具有普遍意義，也是工程領域內廣為倡導的應用型人才培養模式[2]。

1 以項目為中心的實踐方法的內涵及現狀

項目教學法是由美國著名教育家、伊利諾易大學教授凱茲博士和加拿大教育家、阿爾伯特大學教授查德博士共同創建的，20世紀80年代以來，在基礎教育、職業教育和高等教育中得到了廣泛的應用，成為典型的以學生為主體的教學方法[3]。項目教學法的核心思想是讓學生“從做中學”，通過“任務驅動”的方式調動學生主動獲取知識和解決問題，通過學生之間，師生之間交流、討論、演示、評價等多種方式激發學生的學習熱情，增強理論與實踐的聯系，提高學生的動手能力、思維能力、探究能力和創新能力[3]。

國內的鐘志賢教授、黎家厚博士等都從不同的角度對該教學模式進行過闡釋，部分公司（如3com公司）也開始使用這種教學模式和思想對員工進行培訓。在大學里開展項目教學的研究課題較多。由諾丁漢大學、諾丁漢特倫特大學、德蒙特福德大學及拉夫堡大學聯合實施的PBLE（即將基于項目的學習應用于工程學中）取得了顯著成果。德國波鴻魯爾大學的Burkhard Priemer通過實驗指出，項目教學使學生學會了計劃、實施及評價他們自己的科學方法及實驗，達到了較為理想的結果。環球知識研習學院在內地、香港、新加坡及其他地區開展的3I（Interdisciplinary，Inter-school，and International）項目教學要求學生與校內及社區的其他學生一起合作完成特定項目，以達到構建知識的目的。從抽樣的745個學生得出的數據來看，通過該項目，學生可以學習課外知識，發展自主學習能力，同時可通過各種手段獲得學習的資料，該項目認為開展此種項目教學對學生的高級思維能力發展具有非常重要的意義。

以項目為中心的實踐方法是在項目教學的基礎上延伸而來的，它有機地整合項目教學法、協作學習、案例教學等，所使用到的方法均有一個特點，即圍繞著某個主題或者項目開展實施，學生通過討論、設計、協作開發、自我管理、成果評價最終完成項目。

2 項目教學法在課程改革中的實踐

根據課程特點，在不同階段，將使用不同的項目教學形式，以達到掌握重點，學會應用，重在實踐的目的。

2.1 項目教學的初期階段：案例教學及任務驅動

三維建模技術課程內容多，涉及面廣，可以采用分階段教學的方式。先整體認識，然后深入學習具體模塊。從而解決課程內容關系松散、重點偏差的問題。

首先，運用案例法全面介紹三維動畫的創作思路和流程，使學生對整體有一個清晰的了解。案例教學是在教師指導下，通過學生對案例的分析、研究和討論，就問題做出判斷和決策，從而提高學生思考問題、分析問題和解決問題能力的一種教學活動過程[4]。一般案例都具有生動性、趣味性和應用性等特點，學生比較能接受，且會產生一種模仿的心理，學生通過這些案例能夠很好地理解三維建模的整個過程和最終效果呈現所需的技術指標。分析完案例后，筆者建議學生自己開始選擇或設計創作三維場景或動畫，該課題將貫穿整門課程始終，但不要求馬上實施，而是在不同階段完成相應的工作。

接下來就進入到具體的內容模塊的學習：建模、材質、燈光、攝像機、骨骼動畫等。每塊內容都以小案例切入，剖析其制作方法與技巧，并進一步升華到原理。講解完所需的基本技巧和方法后，針對每個模塊學生會接到一個小任務，學生自己分析問題、解決問題并最終完成該小任務作品。如圖1所示。教師根據學生完成情況進行教學反饋。

2.2 項目教學的深入階段：協作學習

在初期的第一階段已經讓學生自己選擇某個場景或設計創作動畫，選題可以是真實的建筑、室內、產品設計或原創動畫。要求學生以小組為單位，采用協作學習的方式完成該課題。協作學習是學生以小組形式參與、為達到共同的學習目標、在一定的激勵機制下和他人習得成果，而合作互助開展的一切相關行為[5]。采用協作學習能有效地發揮個人優勢，強化團隊意識。在課程講解到某塊內容的時候則要求學生把該課題內的相應任務完成，例如，某階段是講建模方法，在這階段學生應把該課題的所有建模部分完成。該課題對比課內的任務具有相當大的挑戰性，學生必須自己解決實物拍攝、貼圖處理、圖形比例及每個場景特有的難點。整個項目完成以后，學生不僅知道實物場景建模或動畫制作的整個流程，還學會了如何分析問題、解決問題，如何與其他同學進行有效的溝通、協作。

課題基本會用一個學期完成，然后教師組織評價觀摩，如圖2所示。該門課程的期末作品評價采用主講教師（60%）、其他課題小組（40%）共同評價的辦法進行，以增強學生學生的自信心，調動其積極性。

2.3 項目教學的強化階段：產學研結合及參加各級各類競賽

在人才培養上，產學研結合已被認為是工程教育改革的一大戰略[6]。產業和教育作為社會的基本組成和分工，其目標都是要促進社會物質和精神文明，在可持續發展中。教育為產業提供高質量人才，產業為教育提供物質支持，并深刻影響人才培養的目標和過程[7]。產學研結合有幾種形式，一是讓學生直接到企業中接受鍛煉，由于學生在校期間課程繁多，再加上學生人數過多，這種方式實現較為困難；二是在學校內建立工程教學基地，通過校企合作的方式使之具備企業氛圍，讓學生接觸真實的項目。學生在這種環境下，解決實際問題，其產品也有可能被投入使用，這對學生的幫助是很大的。

立足于課程學習內容及課題，學生以小組形式將課題進行再次包裝或選擇更具產品化和挑戰性的課題參加各級各類競賽，例如挑戰杯、多媒體競賽等，在參加這些競賽過程中衍生出來的技能就不僅僅局限于課堂內的這點知識。同時團隊合作、自我效能感及創新能力會得到進一步升華。

3 結束語

筆者通過多年實踐教學，提出在課程中引入以項目為中心的實踐方法。在初期階段，采用案例教學及任務驅動的方法完成小任務；在深入階段，采用協作學習方式完成課題以發揮個人特長并促進團隊合作；在強化階段，采用產學研結合及參與各級各類競賽的方法，使學生的作品有質的提升并有一個良好的平臺得以展示。這三個階段均采用了以項目為中心的教學方法，項目由小及大，由簡及繁。學生從“你講我練”的慣有思維中走出，通過項目媒介主動探索、大膽創新，學習興趣得以激發，主動性得以明顯提升，教學效果顯著提高。

參考文獻：

[1] 史寶明，賀元香，李恒杰，邢玉娟.三維動畫課程教學改革探索[J].計算機時代，2013.3：42-45

[2] 吳建平，成毅.“工程對象教學法”模式應用研究[J].成教理工大學學報（社會科學版本），2009.12：85-88

[3] 黃亞平.項目教學法在“軟件工程”教學中的理論和實踐[J].浙江工業大學學報（社會科學版），2009.6：226-231

[4] Boehrer， J.，Linsky， M.Teaching with Cases：Learning to Question[J].New directions for Teaching and Learning，1990.42：42-57

[5] 黃榮懷.計算機支持的協作學習：理論與方法[M].人民教育出版社，2003.

[6] 查建中.中國工程教育改革三大戰略[M].北京理工大學出版社，2009.

[7] 王浩程，馮志友，王文濤.論卓越工程師培養中基于項目的教與學[J].實驗室科學，2013.16：164-167