中職學校三維動畫設計與虛擬現實技術結合教學研究

趙霞

[摘 要] 借鑒德國職業教育的教學模式，采用行動導向教學法，打破傳統學科之間的分割，與傳統學科融合，使教學內容更符合職業崗位。以數字媒體技術專業的核心課程三維動畫設計與虛擬現實為例，建立學習領域，用行動導向教學法的模式進行課程設計，為改革傳統教學提供新思路。

[關 鍵 詞] 職業教育；行動導向教學法；三維動畫設計；虛擬現實

[中圖分類號] G712 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2017）35-0072-02

當前，許多中職校面臨的問題是教學內容與社會需求之間有較大的差距。企業需要畢業生能夠快速適應崗位，但是學生在學校所學知識過于理論化，不能在實際運用中有效轉化，學生勝任崗位需較長時間。原因是課程按學科體系設置，教學內容不符合崗位實際工作過程，沒有對知識按工作過程進行重新編排。

一、學習領域在職業教育中實施的理論依據

學習領域以一個職業的典型工作任務為基礎的專業教學單元，打破傳統學科之間的分割，表現為理論與實踐一體化的綜合學習任務。本研究以學習領域課程開發理論為基礎，按照工作過程系統化教學內容，參考企業真實項目案例，結合中職校數字媒體技術應用專業教學狀況，規劃以虛擬現實為核心的學習領域，打破學科之間的分割，將三維動畫與虛擬現實技術結合，使學生具備適應潮流的綜合職業能力，重構理論與實踐的教學內容。

參考德國職業教育經驗，建立面向“學習領域”的教學體系，采用行動導向教學法。“學習領域”根據職業崗位要求，將工作程序劃分為相對獨立完整的工作任務，明確完成任務所必須掌握和具備的相關知識和能力。“學習領域”打破傳統學科劃分，將不同學科的需求融合在一起。

行動導向是職業教育中一個重要的教學理念，學習活動的流程是：獲取信息，規劃方案，確定方案，實施計劃，測試產品，評價并優化產品。

二、以三維動畫制作為核心的學習領域總體設計

參考德國課程設計模板，基于行動導向教學法進行課程設計——主題：三維虛擬校園自動漫游

（一）規劃基礎

1.課程要求

本課程是中等職業學校數字媒體專業的技術課程。本課程的任務是掌握3ds max三維制作軟件的使用，實現三維模型與場景制作和動畫設計制作，畢業后可從事三維產品設計與制作、影視后期三維制作、動漫設計制作，可以勝任三維建模師、燈光渲染師、動畫制作師和特效制作師等多個工作崗位。

2.課程規劃

學習領域：三維建模與虛擬現實綜合應用。

學習情景：三維虛擬校園漫游。

學習情景描述：學校擬制作一個三維虛擬校園漫游系統，用三維立體圖像展示校園建筑和校園景觀，擬放置于學校網站用于宣傳，使大眾更充分地了解學校，擴大影響，對招生起到積極推動作用。也可幫助新生盡快熟悉校園，新生通過安放在學校的觸摸屏或手機操作三維虛擬校園漫游系統了解教學樓、實驗室、餐廳、辦公樓、宿舍等位置，建立新生良好的體驗。

學習任務：模擬現實校園的布局，交通，景觀，教學和生活環境，開發三維虛擬校園漫游系統，讓觀眾比較直觀地了解校園環境的結構。

（1）信息搜集

信息收集階段需兩課時，教師通過組織結構圖為學生提供全部課程內容的概覽，明確課程目標和工作任務后，以小組工作的方式學習課程涉及的基礎知識和軟件功能等。

（2）計劃/決策

各小組制定一個概要計劃，列出需要的素材和需要創建的三維模型、貼圖、地形圖，學生應根據自己的能力和時間對展示的要素進行取舍。

（3）執行

學生根據各組的概要計劃制作貼圖、三維模型，賦予材質，導入虛擬現實系統，創建場景，完成校園漫游系統的制作。

（4）監督/反饋

此階段學生對學習效果進行反饋，展示成果并進行討論，對產品進行評估，明確什么樣的作品是優秀作品，對自己的作品進行優化。

3.前提條件

在此課程之前，學生已經學習過數碼攝影、Photoshop圖片處理和3ds max三維建模等。每個學生分配一臺電腦，安裝有Photoshop cs5，3ds max2012，VR-Platform9.0虛擬現實開發平臺，教師安裝具有廣播功能的多媒體教學軟件。

（二）學生情況

1.統計信息

學生年齡在17到19之間，為中職三年級。

2.能力水平

學生對實踐制作多媒體作品的興趣很高。學生在之前的學年里有過小組合作完成任務的經歷，但對自主的解決工作任務的能力需要提高。

有些學生在實際工作中，不能正確的計劃和利用時間，不能長時間的集中精力。學生之間存在能力差異，有的學生實踐操作能力強，可以幫助其他學生。在分組時，將能力強弱不同的學生搭配在一起，使各組以相同的速度完成工作。

（1）專業能力

學生已具備如下能力：

①能夠使用單反相機拍攝高質量（包括清晰度、亮度、色彩等）的照片。

②使用圖像處理軟件對照片進行處理，做變形、拼接等，使其適合貼圖。

③熟練使用3ds max三維建模，賦材質，布置燈光。

④能夠使用VR-Platform9.0虛擬現實開發平臺建立可互動場景。

各個步驟都由小組獨立進行。學生應按計劃進行，在行動中深化并鞏固相應的知識和技能。

學生在使用專業語言正確表達方面需要加強，在行動過程中，要求以PPT演示文稿報告相關技術，通過不斷練習使專業語言正確表達的能力獲得提高。

（2）方法能力

學生已經熟悉了分小組獨立自主和合作的學習方式。

①能夠通過軟件使用指南和教師提供的資料工作，學會利用互聯網查詢幫助解決問題。

②具有團隊合作精神，能夠相互配合完成工作任務。

③具有獨立解決問題的能力。

④了解如何對作品進行測試和評價。

⑤能夠展示其工作成果，闡述作品的特色，發現作品的缺陷并愿意進一步優化。

（3）社會能力

同學之間保持良好關系，相互尊重和相互幫助，跟組員分工協作，出色完成任務。

（三）教學法的選取

1.課程的地位

此課程計劃是三維動畫設計與制作綜合實訓的一個案例，是數字媒體技術教學的一部分。

虛擬現實是目前最為流行的媒體展示技術。在此實踐教學課程中學到的知識和技能，將在學生未來的職業生涯中發揮作用。

2.專業教學草案

此課程的內容和學習過程具有很強的面向學生的生活和工作的職業特點，因此，學生可以提高并拓展他們的職業行為能力。此課程單元是以職業行為為導向，按照完整行為進行的結構化設計。

階段1：學生通過組織結構圖對課程整體脈絡有所了解。由小組代表宣講計劃，使學生能正確使用專業語言，提高口頭表達能力。

階段2：教師介紹工作任務單及工作流程，學生分組制定時間計劃表，要求合理利用時間。時刻注意工作任務單上的時間計劃表，嚴格按計劃實施，培養學生管理時間的能力。

階段3：兩人一組按照概要計劃完成學習任務。

學生所用電腦已經安裝好相應的軟件，教師提供幫助文檔供學生查閱。

階段4：每組學生選一名代表向全班展示他們制作的校園漫游系統，闡述設計思想，學生相互評價。

3.內容結構和教學的簡化

真實的校園，有多個教學樓，如果全部表現，工作量巨大，耗時過長，一些學生會失去完成的信心，在第一階段做規劃時，要求學生根據自己的情況規劃表現部分典型建筑。

4.教學理念

教學設計遵從學習領域的概念，采用行動導向的教學方法，通過實踐一個與職業相關的工作任務學會自主學習，自主完成設計任務，優化作品。教師不再是主角，是組織者、主持人，教師負責控制工作進度。

學會分階段測試，盡早發現錯誤，糾正錯誤，避免錯誤疊加。在制作過程中要根據以往經驗選擇簡捷的方法實現目標，并及早發現錯誤，減少重做步驟。

5.行動設計

（1）導入：采用頭腦風暴分小組做概要規劃，教師準備一些詞語卡，同時提供空白卡片供學生書寫，學生協商確定項目的組織結構，并且在白板上展示成果。

達成目標：小組間交流，教師啟發引導，使每個小組的規劃都切實可行，有特色。

（2）假設：通過回憶經驗，學生在全體頭腦風暴中提出可能導致后期制作困難的錯誤。

達成目標：找出避免錯誤的方法。

（3）準備素材：小組成員一拍攝建筑外觀照片，成員二從照片中挑選可用于制作貼圖圖片的照片，進行圖片處理合成。

達成目標：教師巡視把關，指出不合格的圖片，要求學生重做，完成第一階段的制作。

（4）建模：兩人合作在網上尋找并下載校園地圖，協商分別制作的模型，分頭制作模型，賦材質，然后合并。

達成目標：教師巡視把關，指出可能導致后期錯誤的模型，要求學生修改或重做。完成第二階段的制作。

（5）合成：兩人合作將模型導入VRP，如遇問題通過查閱手冊解決。給場景添加燈光和照相機，添加互動效果，測試效果。

達成目標：對學生困擾較長時間的問題教師給予幫助，完成項目。

三、實施后的教學效果

改革前，教學以課堂講授為主，逐一講解軟件操作命令的用法，要求學生嚴格按練習題目操作，學生會認為學習的目的就是會使用軟件，沒有自主性和創造性，完全由老師占支配地位，習慣模仿，獨立完成作品的能力差，教學效果差。

改革后，通過行動導向的教學方法使學生主動參與活動，教師是行動的組織者和主持人，體現了“以學生為中心”的現代職教理念，學生能獨立完成任務，激發了學習興趣。多學科融合，行動導向教學法使教學過程轉變為工作過程，培養了學生的職業能力，學生工作后能很快適應崗位。

總之，本研究的價值在于改革傳統教學方法，引入德國先進的職業教育理念，打破學科之間的分割，跟蹤當前科技發展趨勢。掌握最新技術，具備職業素養，與職業崗位零距離的學生必定有廣闊的職業前景。

參考文獻：

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[2]崔輝，李桂蘭.談任務驅動法在《三維動畫設計》課程中的應用[J].農機使用與維修，2014（12）.

[3]國桂環，曾睿.《三維動畫制作》.課程建設研究[J].軟件導刊，2014（10）.