以游戲?qū)W習(xí)與社會活動的三維建模教育整合策略

吳毓杰 銘傳大學(xué)新媒體暨傳播管理學(xué)系 臺灣臺北 111

1 簡介

學(xué)習(xí)三維建模設(shè)計(jì)和構(gòu)造的最佳方法之一是從有趣的學(xué)習(xí)材料和評估中獲得靈感。在多媒體藝術(shù)設(shè)計(jì)中，二維圖像處理技術(shù)與三維建模技術(shù)的結(jié)合往往被視為高等教育學(xué)生的主要目標(biāo)。例如，在圖像處理中，學(xué)習(xí)者需要通過圖像授權(quán)工具執(zhí)行單個照片處理。三維模型的概念揭示了學(xué)習(xí)者在創(chuàng)建相應(yīng)模型之前的能力。對二維和三維空間的認(rèn)知是設(shè)計(jì)活動的基礎(chǔ)。因此，許多開放的課程都是從二維圖像設(shè)計(jì)/處理開始的，然后在進(jìn)行三維建模講座之前討論三維空間概念。

為了找到更有效的方法來理解學(xué)習(xí)動機(jī)的主要因素，形成了著名的動機(jī)ARCS（注意力、相關(guān)性、信心和滿意度）模型（Keller，1983年）。ARCS模型定義了四個主要條件（注意力、相關(guān)性、信心和滿足感），這些條件必須滿足才能成為并保持動力（Dick、Carey和Carey，2001年）。在應(yīng)用多媒體輔助學(xué)習(xí)后，應(yīng)提高學(xué)習(xí)者的注意力，以有效的方式提高學(xué)習(xí)者的信心和滿意度。

學(xué)習(xí)三維造型設(shè)計(jì)通常涉及到一個復(fù)雜而動態(tài)的過程。學(xué)生從頭腦中的東西開始，這些東西不是真實(shí)的，而是抽象的。他們需要通過使用3D開發(fā)工具來開發(fā)3D表單。學(xué)生在設(shè)計(jì)過程中面臨的主要問題是，傳統(tǒng)媒體在產(chǎn)生更復(fù)雜空間的良好視覺表現(xiàn)方面能力有限。根據(jù)Lawson（1997），建筑設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)師創(chuàng)造對人類生活有重大影響的空間、場所和建筑的過程。早期的一項(xiàng)研究（Moum，2006）研究了基于高科技的可視化媒體在概念建筑設(shè)計(jì)過程數(shù)字化中的應(yīng)用。在整合設(shè)計(jì)和施工過程以支持團(tuán)隊(duì)成員之間的協(xié)作時此外，通過使用高科技媒體，可以大大降低勞動力和材料生產(chǎn)成本。

目前，SketchUp三維建筑開發(fā)軟件受到廣泛關(guān)注。為了擴(kuò)展三維建模技能，需要與其他二維圖像處理系統(tǒng)合作。CAD工具可以作為二維布局圖像的預(yù)處理工具，而photoshop處理通常在生成二維圖像時增加了圖像的特殊效果。在三維建模的學(xué)習(xí)過程中，素描通常能為學(xué)生提供直觀、清晰的空間設(shè)計(jì)視圖。它通過一個簡單易用的界面和有效的反應(yīng)和觀點(diǎn)來激發(fā)學(xué)習(xí)者的注意力。同時，一些渲染工具也可以插入到草圖中，在草圖中可以生成幾乎真實(shí)的照片圖像。SketchUp的另一個優(yōu)點(diǎn)是，它不僅可以生成精確的三維模型，還可以與其他軟件共享。

本文提出了一種將社會活動與項(xiàng)目學(xué)習(xí)相結(jié)合的教學(xué)策略。社會活動具有很強(qiáng)的激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)時間的動機(jī)，而項(xiàng)目目標(biāo)提高了學(xué)習(xí)效果的強(qiáng)度。在社交活動中，要求學(xué)生推廣最終產(chǎn)品，并嘗試在網(wǎng)上向人們展示。在教學(xué)項(xiàng)目目標(biāo)中，學(xué)習(xí)者共同努力，學(xué)會將大項(xiàng)目作為團(tuán)隊(duì)工作。在最后一個階段，將進(jìn)行類似于banking的游戲競賽。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，學(xué)習(xí)者不僅沉浸在項(xiàng)目中，而且在課程中大大提高了三維建模能力。此外，一些學(xué)習(xí)者也明確指出，教學(xué)方法有助于提高學(xué)習(xí)的積極性。

2 教學(xué)策略的發(fā)展

在課堂教學(xué)活動的前10周，正常的教學(xué)策略構(gòu)成了主要教學(xué)過程的基礎(chǔ)。教師從空文件開始，學(xué)習(xí)者跟隨。教學(xué)過程大部分是同步的，遵循課本。老師解釋草圖中的每個函數(shù)，并用空示例進(jìn)行了說明。學(xué)生在教學(xué)過程中可以直接使用智能手機(jī)記錄操作過程，并在課堂或課后重新進(jìn)行操作。

3 復(fù)合教學(xué)策略

我們的教學(xué)目標(biāo)是讓學(xué)生創(chuàng)造和推廣設(shè)計(jì)的三維模型。在本課程中，主要的主題是設(shè)計(jì)一個房子，包括室內(nèi)外基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)計(jì)。我們提出的復(fù)合式教學(xué)策略主要有2個步驟：1）團(tuán)隊(duì)合作和三維建模；2）使用臉書FB；第一步只是通過團(tuán)隊(duì)工作實(shí)現(xiàn)三維模型。為了在這項(xiàng)任務(wù)中獲得更好的質(zhì)量，每組人數(shù)限制在3人以下。分組后，每個團(tuán)隊(duì)可以合作討論路線圖，然后實(shí)現(xiàn)三維模型。

第二步中的學(xué)習(xí)者應(yīng)該登錄到社交活動平臺如微信，并嘗試與他們的朋友或試圖訪問頁面的人互動。在這個步驟中，學(xué)生必須在他們的社交頁面上展示創(chuàng)建的3D模型和在網(wǎng)上推廣房子，同時投放商業(yè)廣告。創(chuàng)建的三維模型激勵學(xué)習(xí)者做更好的工作。在這一步中，響應(yīng)和商品的數(shù)量也是本課程評估的一部分。這個策略進(jìn)一步激活了學(xué)生做三維模型。

4 實(shí)驗(yàn)

我們將我們的方法應(yīng)用于大學(xué)開放課程中的實(shí)際課程。測試科目來自兩個來源：臺灣的傳播學(xué)院，第二個學(xué)生來自國際計(jì)算機(jī)科學(xué)項(xiàng)目的學(xué)生。課程均在大三開課，年齡在21~24歲之間。參加該課程的學(xué)生都是新手從未接觸3D。表1總結(jié)了受試者的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

表1 受試者統(tǒng)計(jì)

5 討論

表2列出了教學(xué)滿意度調(diào)查表。問卷調(diào)查、課程設(shè)計(jì)、實(shí)踐、課堂控制、教學(xué)評價(jià)、教學(xué)輔助共5項(xiàng)。結(jié)果顯示,我們的教學(xué)策略對這五個項(xiàng)目顯示出高度一致性。

表2.滿意問卷的結(jié)果

6 結(jié)論

計(jì)算機(jī)輔助學(xué)習(xí)是高等教育的重要課程之一。本文提出了一種提高學(xué)生學(xué)習(xí)動機(jī)、自我學(xué)習(xí)能力、態(tài)度和團(tuán)隊(duì)合作效果的教學(xué)策略。我們的方法包括三個步驟：3D建模實(shí)施，F(xiàn)acebook推廣和交互，以及banking的游戲過程。我們在兩個學(xué)生背景不同的班級中應(yīng)用了這一策略。實(shí)驗(yàn)時間共5周。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，學(xué)習(xí)者不僅沉浸在項(xiàng)目中，而且在課程中大大提高了三維建模能力。兩項(xiàng)統(tǒng)計(jì)顯著性檢驗(yàn)均認(rèn)為，設(shè)計(jì)的教學(xué)策略比以前有了顯著改善。