工程教育專業(yè)認證視角下的“虛擬現(xiàn)實技術(shù)”課程教改探索

摘 要：工程教育專業(yè)認證從多方面對高校畢業(yè)生提出高標準要求，文章在此背景下，以學生能力培養(yǎng)為導向，從培養(yǎng)方案、教學大綱、線上慕課、線下翻轉(zhuǎn)課程、評價體系、思政內(nèi)容6個方面進行了“虛擬現(xiàn)實技術(shù)”課程教學改革實踐，實踐結(jié)果表明，學生的學科專業(yè)能力、工程實踐能力、創(chuàng)新能力得到了一定程度的提高。

關(guān)鍵詞：“虛擬現(xiàn)實技術(shù)”;工程教育專業(yè)認證;教學改革

0? ? 引言

桂林地處華南地區(qū)，電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，本地乃至廣西地區(qū)迫切需要具備虛擬現(xiàn)實技術(shù)和開發(fā)能力的應用型人才。本研究的目標是在工程教育專業(yè)認證視角下，構(gòu)建“虛擬現(xiàn)實技術(shù)”的課程內(nèi)容體系，建設(shè)課程相關(guān)的立體化教學資源，探索高校數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)應用型人才培養(yǎng)的改革與創(chuàng)新。

1? ? 傳統(tǒng)“虛擬現(xiàn)實技術(shù)”課程存在的問題

“虛擬現(xiàn)實技術(shù)”課程重在實踐，而傳統(tǒng)課程多在課堂上講解理論知識，學生無法直接認識開發(fā)過程。按照工程教育專業(yè)認證中以學生為中心、注重能力的培養(yǎng)要求，并對達成度指標、試卷分析等進行評價后，傳統(tǒng)課堂存在的問題逐漸暴露出來[1]。

1.1? 教材知識更新慢

由于信息技術(shù)更新快，桂林電子科技大學采用國內(nèi)普遍流行的Unity3d開發(fā)引擎，基本上每年更新一個或多個版本，課程指定的教材講述的內(nèi)容難以做到同步更新。

1.2? 學生綜合系統(tǒng)開發(fā)能力差

由于“虛擬現(xiàn)實技術(shù)”課堂時間有限，教師在教學過程中引入的案例連貫性差、碎片化，影響學生掌握知識的廣度和深度。

1.3? 學生動手能力差

學生在線下課堂上無法親自動手操作實驗，實驗教學時間少，動手編寫程序時間短，最終導致學生動手能力差。

1.4? 課程內(nèi)容設(shè)置缺少項目實戰(zhàn)

與企業(yè)項目實訓內(nèi)容相比，傳統(tǒng)“虛擬現(xiàn)實技術(shù)”課程教學內(nèi)容設(shè)置更注重理論基礎(chǔ)，在項目實用性、開發(fā)難度、代碼量上都有較大差距。

1.5? 教學大綱不符合工程認證要求，缺少課程教學達成度

缺少畢業(yè)要求的對應關(guān)系，以及課程與工程教育專業(yè)認證中需要的畢業(yè)要求，進而無法給出合理有效的教學達成度計算方法。

2? ? 改革內(nèi)容

依照工程教育專業(yè)認證的要求，結(jié)合上述改革思路，“虛擬現(xiàn)實技術(shù)”課程從培養(yǎng)方案、教學大綱、線上線下教學方法上分別進行改革。

2.1? 修訂數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)方案

在2018級數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)方案中，“虛擬現(xiàn)實技術(shù)”課程為32學時理論課，16節(jié)獨立實驗課。為適應線上線下結(jié)合教學要求，修訂為線下32學時理論教學，線上9周操作類型實驗課程學習，1周課程設(shè)計（按16學時計算）。這種方式能夠解決獨立實驗課上老師操作教學時學生觀看、練習困難的問題，學生可以在線上觀看慕課教學視頻，自由選擇學習時間，反復回放，同時動手操作練習，比獨立實驗課教學效果要好。而在“虛擬現(xiàn)實技術(shù)”課程設(shè)計中，老師布置課程設(shè)計任務，以指導、回答提問為主，教學為輔，同時課程設(shè)計期間，學生可以在1周時間內(nèi)集中精力，合作大型課題作業(yè)，有助于完成課程目標二復雜數(shù)字媒體工程問題的仿真和模擬。

2.2? 修訂符合工程教育專業(yè)認證要求的新教學大綱

修訂符合工程教育專業(yè)認證需求的新教學大綱，并給出課程目標與畢業(yè)要求指標點的支撐關(guān)系。

課程目標1：掌握“虛擬現(xiàn)實技術(shù)”基礎(chǔ)理論與技術(shù)的基礎(chǔ)知識、基本概念、基本原理、典型應用，掌握虛擬現(xiàn)實技術(shù)相關(guān)開發(fā)軟件的基本操作與使用方法，能針對不同場景正確選取相關(guān)軟件方法解決實際問題。該課程目標占期末考查評價標準的50%（支撐畢業(yè)要求指標點 5.1）。

課程目標2：了解虛擬現(xiàn)實技術(shù)系統(tǒng)和方法及其應用場景和局限，能夠使用相關(guān)專業(yè)開發(fā)軟件進行虛擬現(xiàn)實應用系統(tǒng)的開發(fā)。該課程目標占期末考查評價標準的50%（支撐畢業(yè)要求指標點5.2），并在教學內(nèi)容及進度安排中得以體現(xiàn)。

第八章“虛擬現(xiàn)實技術(shù)的相關(guān)軟件”，主要內(nèi)容為虛擬現(xiàn)實技術(shù)的常見的三維建模軟件、虛擬現(xiàn)實開發(fā)平臺以及Web3D技術(shù)。基本要求是了解3DMax，Maya，Autodesk 123D和Blender等三維建模軟件中的功能與特點;重點是對不同的三維建模軟件、虛擬現(xiàn)實開發(fā)平臺、Web3D技術(shù)進行比較，分析各自的功能和特點，并根據(jù)應用場合做出合適的選擇。通過該章內(nèi)容使學生了解各種虛擬現(xiàn)實技術(shù)相關(guān)軟件的功能和特點，能夠在解決實際問題時針對的不同應用場景選擇合適的技術(shù)軟件完成任務。可以支撐課程目標一。

2.3? 以中國大學MOOC為補充的線上教學

因為“虛擬現(xiàn)實技術(shù)”線下理論課程在教室授課，在此期間，不便進行操作類型實驗授課，學生無法也缺少時間進行反復學習、操作訓練。所以讓學生選擇在課后、線上進行參考學習操作類型知識章節(jié)學習。操作類型知識章節(jié)主要為第6章“三維全景技術(shù)”，第10章“三維開發(fā)工具Unity 3D”，第11章“增強現(xiàn)實技術(shù)”。

為此，課題組老師在網(wǎng)絡公開資料中搜索“虛擬現(xiàn)實技術(shù)”“慕課”視頻，最終選取了中國大學MOOC的“靈境-虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應用”課程，該課程由南京大學金瑩老師授課，內(nèi)容為9周課程，正好和“虛擬現(xiàn)實技術(shù)”理論8周重疊，互為補充。該課程面向虛擬現(xiàn)實具體應用開發(fā)，其中4周為全景互動的基礎(chǔ)知識、制作、后期處理、交互控制;4周為Unity開發(fā)基礎(chǔ)組件、Unity室內(nèi)場景烘焙渲染、硬件交互開發(fā)、基于HTC-VIVE的VR智能家居開發(fā)案例。

2.4? 基于項目的翻轉(zhuǎn)課堂線下教學模式

線下課堂注重理論聯(lián)系實際，提高學生動手能力，提升課堂教學效果。老師以實際虛擬現(xiàn)實技術(shù)項目為例，按照實際開發(fā)流程對應課程技術(shù)要點，對相關(guān)技術(shù)進行探討和講解，鞏固所學知識，強調(diào)各技術(shù)難點的技巧，培養(yǎng)學生項目開發(fā)能力，使學生逐漸掌握對復雜數(shù)字媒體工程問題進行預測、仿真和模擬的能力。

此外經(jīng)常性的舉辦學生課程設(shè)計作業(yè)和作品展覽，增加交流機會，提高學習興趣，培養(yǎng)榮譽感，營造學習氛圍，提升課堂教學效果[2]。

3? ? 培養(yǎng)成效

數(shù)字媒體技術(shù)學生在學習“虛擬現(xiàn)實技術(shù)”課程之后，積極參加包括全國高校數(shù)字藝術(shù)設(shè)計大賽、廣西大學生計算機設(shè)計大賽等各類專業(yè)比賽，獲得獎項20余項，畢業(yè)生在游戲開發(fā)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)公司或其他公司的相關(guān)崗位從事工程技術(shù)工作，獲得用人單位的好評。

4? ? 結(jié)語

工程教育專業(yè)認證促使高校教育更關(guān)注學生能力的發(fā)展與產(chǎn)出，需要重點培養(yǎng)學生的學習興趣，構(gòu)建以學生能力發(fā)展為主體的教學模式[3]，線下理論學習與線上操作學習相結(jié)合，翻轉(zhuǎn)課堂與課程設(shè)計相結(jié)合，學生競賽與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動相結(jié)合，以培養(yǎng)出數(shù)字媒體行業(yè)所需的高水平專業(yè)技術(shù)人才。

[參考文獻]

[1]劉佰龍.工程教育認證下“Android應用開發(fā)技術(shù)”課程改革初探[J].科教文匯，2019（10）：92-95.

[2]史卓.桂林電子科技大學數(shù)字媒體專業(yè)群建設(shè)探索[J].計算機產(chǎn)品與流通，2019（4）：224.

[3]習海旭.工程教育專業(yè)認證視角下虛擬現(xiàn)實開發(fā)人才的培養(yǎng)[J].中國多媒體與網(wǎng)絡教學學報，2019（8）：136-137，140.

（編輯 何 琳）