高校《病毒學(xué)》學(xué)習(xí)資源“動(dòng)漫游戲化”的開發(fā)與應(yīng)用

□謝 永 張藝川 張弟龍

“讓教改推進(jìn)教學(xué)，讓教學(xué)推動(dòng)教改”是長(zhǎng)期從事一線教學(xué)的教師一直期待的理想境界。本文以重慶市教育委員會(huì)教改課題高職慕課“動(dòng)漫游戲化”學(xué)習(xí)資源開發(fā)與應(yīng)用作為依托，通過三年的研究，使教學(xué)改革與學(xué)校課堂教學(xué)緊密結(jié)合，開發(fā)出教師難以講解、學(xué)生難以理解的《病毒學(xué)》動(dòng)漫游戲化資源，并應(yīng)用在教學(xué)過程中，對(duì)高校其它課程的動(dòng)漫游戲化教學(xué)，有一定的借鑒價(jià)值。

一、課程改革的意義

(一)課程改革的需要。在經(jīng)過國(guó)家專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)建設(shè)以及現(xiàn)在的在線學(xué)習(xí)資源庫(kù)建設(shè)，已經(jīng)形成龐大的數(shù)字化學(xué)習(xí)資源。自2012年“慕課”在全球的快速崛起，有的課程學(xué)習(xí)資源在吸引學(xué)習(xí)者方面越來越力不從心，諸多調(diào)查數(shù)據(jù)已經(jīng)顯示，大量精品課程的學(xué)習(xí)資源形式陳舊、制作粗糙、偏離學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)特征與需求，被使用率極低，淹沒了這些精品課程應(yīng)有的價(jià)值，造成大量資源投入的浪費(fèi)。

(二)“動(dòng)漫游戲化”的普及。“動(dòng)漫游戲化”是卡通動(dòng)畫、漫畫、游戲三種形式的簡(jiǎn)稱，在20世紀(jì)80年代進(jìn)入中國(guó)，隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展而在中國(guó)開始盛行。它是以動(dòng)漫形象為基礎(chǔ)，輔之以各種傳播形式，如漫畫、游戲、動(dòng)漫影視作品等出現(xiàn)，在網(wǎng)絡(luò)、智能手機(jī)等媒體瘋狂傳播開來，是現(xiàn)在的年輕人非常喜歡的一種新興的形式，促使當(dāng)代高校教師不得不正視這一現(xiàn)象。

(三)目前教學(xué)資源中存在的問題。學(xué)習(xí)者渴望的高質(zhì)量課程學(xué)習(xí)資源稀少(即使是目前主流慕課平臺(tái)上的學(xué)習(xí)資源仍然是傳統(tǒng)的簡(jiǎn)單視頻形態(tài)，對(duì)學(xué)習(xí)者的吸引力仍然是很有限的)，適合于高校的慕課優(yōu)質(zhì)學(xué)習(xí)資源更是匱乏，而動(dòng)漫游戲(ACG)式學(xué)習(xí)資源卻是高校學(xué)習(xí)者極為喜聞樂見的形式。

(四)課程內(nèi)因的驅(qū)動(dòng)。《病毒學(xué)》是分子生物學(xué)與臨床醫(yī)學(xué)相互交叉與滲透的課程，由于學(xué)生規(guī)模的增加，各高校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)條件的參差不齊，不是所有的學(xué)生都能完全進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室觀察，病毒學(xué)的微觀內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)需要更科學(xué)合理的方式呈現(xiàn)。

二、《病毒學(xué)》學(xué)習(xí)資源“動(dòng)漫游戲化”的開發(fā)

結(jié)合動(dòng)漫游戲化的特點(diǎn)，合理利用其中的三維動(dòng)畫進(jìn)行課程資源的開發(fā)既能節(jié)約實(shí)驗(yàn)室資源的浪費(fèi)，又能讓學(xué)生直觀、主動(dòng)地去學(xué)習(xí)該課程。

(一)原理的確定。由重慶師范大學(xué)學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì)提供學(xué)術(shù)資料給學(xué)習(xí)資源開發(fā)項(xiàng)目組，了解各類病毒產(chǎn)生、攻擊和作用的原理與過程，學(xué)習(xí)資源開發(fā)項(xiàng)目組設(shè)計(jì)完成資源開發(fā)方案與學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行溝通并確定無科學(xué)原理錯(cuò)誤。

(二)模型的建立。原理都確定好了以后確定病毒和人體作用細(xì)胞的模型形狀、大小比例和發(fā)生的環(huán)境以及結(jié)合后的變化，并同時(shí)建立病毒在人體中的作用環(huán)境，這個(gè)環(huán)節(jié)中最難解決的是如何精準(zhǔn)地還原出微觀環(huán)境中病毒以及人體細(xì)胞的各種形狀，比如抗原抗體表面的凹凸感、血管內(nèi)的環(huán)境等，通過學(xué)習(xí)資源開發(fā)項(xiàng)目組的討論和研究，最后引入了三維技術(shù)用添加了噪波、粒子系統(tǒng)、動(dòng)力學(xué)等方法來解決這些問題。

(三)貼圖的繪制。為了達(dá)到學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì)要求的真實(shí)微觀環(huán)境，模型的精準(zhǔn)建立只完成了小部分，更重要的是模型的材質(zhì)貼圖，根據(jù)收集的圖片資料和學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì)實(shí)驗(yàn)室提供的高倍顯微鏡提供的素材開始制作。使用3S材質(zhì)解決抗原抗體邊緣有點(diǎn)透明效果，使用漫反射添加了衰減貼圖解決抗原表面是綠色，周邊隱約有點(diǎn)紅色的色彩效果，使用調(diào)整混合曲線讓模型達(dá)到更真實(shí)的效果。

(四)動(dòng)畫的實(shí)施。動(dòng)畫的實(shí)施難度最大的是運(yùn)動(dòng)規(guī)律，比如巨噬細(xì)胞吞噬病毒這一資源的開發(fā)，最先出現(xiàn)的是環(huán)境——血管，為了解決里面是流動(dòng)的紅細(xì)胞和白細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)，嘗試了多種方法，但運(yùn)動(dòng)規(guī)律都不對(duì)，最后經(jīng)過項(xiàng)目組的不斷嘗試，采用粒子噴射最后解決了這一問題，再做抗原抗體的結(jié)合動(dòng)畫和巨噬細(xì)胞吞噬這一部分動(dòng)畫，巨噬細(xì)胞吞噬還是比較費(fèi)時(shí)間的，因?yàn)榫奘杉?xì)胞有很多凸起的“觸手”，它游動(dòng)時(shí)所有的觸手都在做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，因此最后使用手動(dòng)關(guān)鍵幀來解決，每打一次關(guān)鍵幀都要調(diào)整所有觸手的位置才保證了運(yùn)動(dòng)規(guī)律的正確。

(五)資源的輸出。動(dòng)畫完成后進(jìn)行整合，調(diào)整位置，打燈光和打攝像機(jī)，燈光強(qiáng)度也是通過渲染后的圖像進(jìn)行反復(fù)調(diào)整，全部調(diào)整完畢后找學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì)最后一次確認(rèn)。

渲染是分模型、環(huán)境、動(dòng)畫分層級(jí)來分別渲染的，渲染時(shí)的問題是預(yù)防噪點(diǎn)的產(chǎn)生，通過修改圖像采集類型為塊，使用局部細(xì)分，調(diào)整暴力計(jì)算值為8再調(diào)整燈光緩存來解決的，渲染完成后通過pr后期出小樣再給學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì)做最后一次確認(rèn)，有幾個(gè)地方環(huán)境太暗，材質(zhì)光澤度不夠再返回max做燈光調(diào)整，材質(zhì)燈光調(diào)整完后把畫質(zhì)調(diào)整為720p就開始最后的渲染，渲染完成后的素材到pr進(jìn)行后期添加音樂和字幕最后導(dǎo)出MPEG4的格式完成資源開發(fā)。

三、《病毒學(xué)》“動(dòng)漫游戲化”學(xué)習(xí)資源教學(xué)與應(yīng)用

以重慶師范大學(xué)、重慶電子工程職業(yè)學(xué)院、重慶房地產(chǎn)職業(yè)學(xué)院在校大學(xué)生為主要研究對(duì)象。其中在重慶師范大學(xué)設(shè)置《病毒學(xué)》試驗(yàn)班級(jí)，使用動(dòng)漫游戲化教學(xué)班和非使用動(dòng)漫游戲化教學(xué)班，通過完整的教學(xué)過程采用問卷調(diào)查的方法采集數(shù)據(jù)，對(duì)教學(xué)效果進(jìn)行分析對(duì)比，為其它的教師在進(jìn)行動(dòng)漫游戲化教學(xué)時(shí)提供重要的參考意見。

(一)專題調(diào)查報(bào)告1——《病毒學(xué)》將動(dòng)漫游戲融入課程以前情況調(diào)查報(bào)告。

1.調(diào)查目的。抽樣調(diào)查生命科學(xué)類專業(yè)學(xué)生對(duì)本課程的學(xué)習(xí)興趣、態(tài)度，從而為尋求影響該類專業(yè)課程學(xué)習(xí)成效的內(nèi)外因素提供依據(jù)。

2.調(diào)查對(duì)象。重慶師范大學(xué)共計(jì)136名學(xué)生。

3.基本情況的調(diào)查。對(duì)學(xué)生發(fā)出問卷136份，學(xué)生交回134份，有98%的有效問卷。

4.調(diào)查數(shù)據(jù)分析。經(jīng)過數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，對(duì)問卷設(shè)計(jì)問題進(jìn)行了分析整理，現(xiàn)匯總?cè)缦拢阂皇菍W(xué)生對(duì)本課程興趣的調(diào)查：有35%左右學(xué)生選擇不太喜歡上本課程。二是對(duì)課程“不太滿意”原因有，選擇“教師講的內(nèi)容不容易理解，比較深?yuàn)W，專業(yè)性太強(qiáng)68%；選擇“教師講得內(nèi)容太多，學(xué)生提問較少，師生之間缺乏互動(dòng)”的有57%；選擇“教學(xué)資源單一，教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)不吸引人”的有53%；選擇“課件制作多用PPT，課件制作吸引力弱”的有40%。三是在課前去查閱相關(guān)資料的學(xué)生只有45%。四是想在課程上積極參與討論的學(xué)生有83%。五是在教師授課方式的只有67%的學(xué)生滿意。

5.調(diào)查分析與總結(jié)。從數(shù)據(jù)上對(duì)這次對(duì)學(xué)生的問卷調(diào)查的分析：第一，大多數(shù)學(xué)生是不太喜歡上《病毒學(xué)》課程的，其原因是太難理解，很多原理性東西不夠直觀。第二，多數(shù)學(xué)生對(duì)《病毒學(xué)》不太滿意的原因主要集中在教師這一方面，一是教師講得太多、太深，尤其是大一年級(jí)的學(xué)生，反應(yīng)的很多；二是課堂互動(dòng)少也是一個(gè)重要原因。三是內(nèi)容枯燥，缺乏吸引力。因此，得出結(jié)論是，教師先要反思自己，從教學(xué)理念、教學(xué)態(tài)度、教學(xué)方式方法等方面去反思。

(二)專題調(diào)查報(bào)告2——《病毒學(xué)》將動(dòng)漫游戲融入課程以后情況調(diào)查報(bào)告。

1.調(diào)查目的。抽樣調(diào)查生命科學(xué)類專業(yè)學(xué)生對(duì)本課程的學(xué)習(xí)興趣、態(tài)度，從而總結(jié)將動(dòng)漫游戲融入管理類課程在學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和興趣所形成的作用提供依據(jù)。

2.調(diào)查對(duì)象。重慶師范大學(xué)共計(jì)128名學(xué)生。

3.基本情況的調(diào)查。對(duì)學(xué)生發(fā)出問卷128份，學(xué)生交回122份，有95%的有效問卷。

4.調(diào)查數(shù)據(jù)分析。經(jīng)過數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，對(duì)問卷設(shè)計(jì)問題進(jìn)行了分析整理，現(xiàn)匯總?cè)缦隆Ｒ皇菍?duì)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)漫游戲化《病毒學(xué)》學(xué)習(xí)資源課程后的調(diào)查：只有2%左右學(xué)生選擇不喜歡上本課程，較學(xué)習(xí)前的45%提高了33個(gè)點(diǎn)。二是由于將動(dòng)漫游戲的融入，選擇課件形式新穎獨(dú)特的有75%，較之前的40%提高了35個(gè)點(diǎn)，由于游戲性的增強(qiáng)，學(xué)生的參與性、師生互動(dòng)性，教師的弱講性都有顯著提高。有93%的學(xué)生對(duì)課程表示滿意，有5%的學(xué)生對(duì)課程非常滿意。三是有90%左右的學(xué)生會(huì)按要求在課前查閱相關(guān)資料。四是有96%的學(xué)生選擇在課上積極參與討論。

5.調(diào)查分析與總結(jié)。教師將學(xué)生喜聞樂見的動(dòng)漫游戲融入課程后，在課程開發(fā)、教學(xué)態(tài)度、教學(xué)方式方法上進(jìn)行改進(jìn)后，學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度是積極的，從而使學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、學(xué)習(xí)的興趣上得到了很大的提升。

四、結(jié)論

(一)教學(xué)的優(yōu)勢(shì)。通過《病毒學(xué)》學(xué)習(xí)“資源動(dòng)漫游戲化”的開放和教學(xué)應(yīng)用，課程內(nèi)容直觀、真實(shí)、生動(dòng)、有趣，極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)也對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)模式做出了改變，教師從本本式的教學(xué)方式改變?yōu)轶w驗(yàn)式的教學(xué)方式，學(xué)生從被動(dòng)接受式的學(xué)習(xí)方式改變?yōu)橹鲃?dòng)式的學(xué)習(xí)方式。在所有的教學(xué)環(huán)節(jié)中，學(xué)生不再是接受知識(shí)的容器，而是成為知識(shí)的主動(dòng)構(gòu)建者。從問題的提出、問題的分析到問題的解決，都需要靠學(xué)生積極的興趣來完成，動(dòng)漫游戲化的教學(xué)方式不僅提高了學(xué)生的興趣，更加提升了學(xué)習(xí)的樂趣，讓學(xué)生分析解決問題的能力、獲取新知識(shí)的能力、學(xué)生收集處理信息的能力等都得到了提高。學(xué)生好問、敢問的現(xiàn)象明顯高于接受式的課堂教學(xué)。

(二)引發(fā)的思考。

1.進(jìn)行動(dòng)漫游戲化教學(xué)的前提條件是轉(zhuǎn)變教師的教學(xué)觀念。教學(xué)觀念比較陳舊是目前很多教師都有的情況。學(xué)生的學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變是需要教師去引導(dǎo)，教師的教學(xué)方式落后學(xué)生的學(xué)習(xí)方式也就落后。只有教師認(rèn)識(shí)到動(dòng)漫游戲化教學(xué)實(shí)施的重要性和對(duì)學(xué)生可持續(xù)發(fā)展的重要性，把培養(yǎng)人才觀念進(jìn)行轉(zhuǎn)變，才能在課堂教學(xué)中推進(jìn)動(dòng)漫游戲化教學(xué)的實(shí)施。

2.取得動(dòng)漫游戲化教學(xué)成效的關(guān)鍵是主導(dǎo)作用的教師和主體作用的學(xué)生。動(dòng)漫游戲化教學(xué)的基本條件是促進(jìn)學(xué)生有效體驗(yàn)：一是學(xué)生要完全地進(jìn)入有意義的動(dòng)漫游戲化情境，在情境中向?qū)W生提出問題，或者將知識(shí)點(diǎn)做成任務(wù)讓學(xué)生體驗(yàn)；二是體驗(yàn)要有必需的時(shí)間和空間，并在學(xué)習(xí)資源、硬件設(shè)備、教師指導(dǎo)等方面都要為學(xué)生提供支持。

3.建立一個(gè)與動(dòng)漫游戲化教學(xué)相適應(yīng)的評(píng)價(jià)體系。動(dòng)漫游戲化教學(xué)這種學(xué)習(xí)方式是比較新的，過程和結(jié)果雙重并重，動(dòng)漫游戲化學(xué)習(xí)不太適合原來的評(píng)價(jià)體系，原來的評(píng)價(jià)體系會(huì)導(dǎo)致動(dòng)漫游戲化教學(xué)的效果不太準(zhǔn)確，更容易導(dǎo)致不真實(shí)的教學(xué)結(jié)果的反饋，教師對(duì)課堂教學(xué)的調(diào)控會(huì)不容易把控，甚至?xí)?duì)學(xué)生產(chǎn)生負(fù)面影響。因此，需要建立一個(gè)與動(dòng)漫游戲化相適應(yīng)的評(píng)價(jià)體系。內(nèi)容評(píng)價(jià)上，應(yīng)多方面、多角度地去評(píng)價(jià)學(xué)生，應(yīng)綜合評(píng)價(jià)學(xué)生的知識(shí)、能力、情感態(tài)度等，過程評(píng)價(jià)與結(jié)果評(píng)價(jià)相結(jié)合，檢驗(yàn)性評(píng)價(jià)與考核性評(píng)價(jià)相結(jié)合，自評(píng)與互評(píng)相結(jié)合。

4.課程對(duì)動(dòng)漫游戲化教學(xué)的適應(yīng)性。在整個(gè)課程的教學(xué)活動(dòng)中，動(dòng)漫游戲化教學(xué)成效是顯著的，但并不是學(xué)生的全部學(xué)習(xí)方式，微觀的、復(fù)雜原理的內(nèi)容適宜動(dòng)漫游戲化教學(xué)課堂教學(xué)，而有些內(nèi)容還是接受學(xué)習(xí)更有意義，教師在教學(xué)過程中應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法讓課堂教學(xué)更有效。

(三)待解決的問題。本次研究只是在《病毒學(xué)》課程中進(jìn)行了開發(fā)和實(shí)踐，在其它課程的研究和實(shí)踐還需要更多的時(shí)間，本次研究過程中仍存在許多問題。一是如何使動(dòng)漫游戲化教學(xué)較好地落實(shí)到在高校文科類、理科類、藝術(shù)類專業(yè)課、課堂教學(xué)中動(dòng)漫游戲化教學(xué)中，取得最佳的教學(xué)效果，還有待在今后的課堂教學(xué)實(shí)踐中進(jìn)一步去探索。二是對(duì)教學(xué)資源開發(fā)的成本高，存在資金不足的問題。三是新媒體的發(fā)展導(dǎo)致的閱讀習(xí)慣的養(yǎng)成還需要較長(zhǎng)時(shí)間培養(yǎng)。四是每一堂課中進(jìn)行動(dòng)漫游戲化教學(xué)與教學(xué)任務(wù)的預(yù)期完成之間的矛盾仍需花大力氣解決，解決的關(guān)鍵仍需教師專業(yè)團(tuán)隊(duì)的制作與研發(fā)。