基于OBE理念下“學習產出”在應用型本科高校數字建模教學方法研究

徐曉凡

（遼寧理工學院 遼寧 錦州 121000）

1.OBE教育理念下數字媒體技術教學反思

在不斷向前推進的0BE的教育理念下，反觀數字媒體技術專業的教學，任課教師需要對學生在完成學業時應達到目標的能力和水平有清晰的認知，在傳統教學中，以教師為主，學生為輔。教師的課堂講授占據了課堂的大部分時間，而學生的學習過程基本處于被動接受灌輸的狀態。學生在學習過程中沒有清晰明確的學習目標，完成課程后可以完成哪類作品？在課程完結時可以對軟件達到何種掌握程度？可以根據所學內容從事何種工作崗位？換言之，過往之教學方法教學目標對于學生而言較為模糊，而通過OBE教育理念下的“學習產出”模式，發生了從內容為本到結果為本的實質轉換，在OBE模式下，學生不僅要完成教學大綱中設定的教學內容，更為重要的是能夠綜合運用三維、平面設計軟件，高效且獨立地完成有實際市場價值的作品，并能夠對所完成作品的質量進行評價與總結，做出對行業與市場正確的認知。同時，教師也可以根據學生的學習產出，積極地對教學過程做出有效的調整。

2.結合OBE教學理念的數字建模教學實踐

2.1 數字建模課程的特點

在學校強化“應用型大學”建設的辦學方針下，信息工程學院以“一體多維”的教學思想，將課程體系與學生的實踐能力培養進行緊密的結合。以學習產出為課程建設的支撐點，大膽重構人才培養計劃，緊跟時代步伐，改革數字媒體技術專業課程的教學與考核方法。數字建模在數字媒體技術專業的人才培養計劃中屬于專業基礎課程，作為虛擬現實類課程與三維動畫類課程的前置課程，數字建模能力的夯實對后續的學習過程至關重要。

2.2 結合OBE教學理念的教學設計

在傳統的數字建模課程教學過程中，教師將模型的完整數據以文檔或DWG文件形式交付與學生，該教學方法的優點在于數據全面且清晰，學生在操作過程中易于上手且數據準確。不過，該方法的問題也較為明顯，學生獲取數據的途徑過于簡單，無法激發學生主動思考數據在實際工作中的獲取途徑，與該類項目在實際應用中數據的獲取方式大相徑庭。數字建模的工作過程中，建模依據通常由三種方式組成，其一為現場采集圖像，結合衛星遙感圖或高清航拍圖。建模目標的尺寸由建模人員根據自身經驗，結合地塊面積實際數據得出；其二為測繪數據結合設計部門/公司交付的平立面圖紙進行制作；其三為場景設定類原畫，建模師依據原畫中的場景設定進行建模工作。在以上三種建模方式中，建模人員能夠獲取準確且全面的模型數據情況是較為少見的。

另外，在傳統的教學模式中，數字建模的練習實例往往較為孤立，且與貼圖的結合較少。通常在數字建模課程中，學生常常會出現脫離貼圖制作，貼圖修改等工作。這使得學生在日后的工作中出現能力斷檔，與團隊制作脫鉤等嚴重問題。在基于OBE學習產出的教學理念下，嘗試設立更貼近實際項目與市場需求練習任務。其方法如下：

首先，設立合理的學習練習實例，遵循由淺入深，深入淺出，適合當代大學生理解和學習的方法。在課程初期，以形態較為簡單的基礎模型為例，同時結合實際應用。例如在基礎形體的創建課程中，將BOX類型模型與集裝箱、木箱等現實場景中，出現頻率較高的實物相結合，避免出現為了講解BOX模型而講解BOX模型的情況。與此同時，將Photoshop軟件的應用進行結合，在數字建模初期即引入UVW貼圖坐標系概念，使得學生在與三維建模軟件接觸的初期，即可制作出完整的作品，進而極大地提升學生對于該課程的興趣和成就感。

其次，隨著課程內容的依次推進，學生在掌握了基礎幾何體與擴展幾何體的創建，以及參數調整后，進入到處理可編輯網格與可編輯多邊形的層次。在該學習進度中，著重理清以圖片為建模依據的模型制作流程，同時也需要學生掌握對應的圖片處理能力，以及真實世界物理相機的反向推測能力。在平面設計課程中，需要對現場照片具備采集、處理和分析的能力，以便在本教學環節中提供對應的支撐。其中對現場圖片采集的方法應盡量為兩點透視圖，或一點透視圖。如設備條件允許，盡量使用具備移軸的廣角鏡頭進行拍攝，以確保透視正確的同時盡可能地利用圖面空間。在圖像的采集過程中，采用小光圈拍攝降低景深效果，確保圖面各處細節清晰，易于辨認結構。在采集目標圖像的同時，同步創建素材說明文檔進行記錄。對文件對應的拍攝與制作主體的特征摘要進行記錄。在完成制作素材的采集與整理歸檔之后交付于三維制作環節。在三維制作環節開始之前，需要借助平面設計軟件對采集獲得的圖片素材進行進一步的處理，以便于數字建模的操作。在平面設計軟件中，預先判斷出視線高度線與地平線，并新建圖層，使用高飽和度線條標明，在此處需要注意提醒學生，標注線既要滿足提示所需要的顯著度，也要避免標注線過于粗大，對建模參考圖像過度遮擋，導致無法清晰地觀察到主體結構，致使在建模過程中反復進行軟件的切換，影響制作效率。

在完成前期的準備工作后，便可引領學生進入到模型制作環節中。依據之前的標記的視高線，在三維設計軟件中設置相機，并依據對象數據或實踐經驗，合理地設定參數單位。在這里，需要任課教師結合建模對象的實際情況，引導學生進行分析，調動學生在課堂中的積極性，更多地由被動接受的角色，向主導項目的設計者進行轉換，增強學生在課堂教學環節中的參與感，提升數字建模課程的教學效果。在相機高度調整完成后，創建與主體基本造型相匹配的基礎幾何體，并完成像角度與視域的匹配。完成相機匹配的工作后，即可在可編輯多邊形的線層級與多邊形層級進行高效的建模操作。

接下來的可編輯網格與可編輯多邊形建模操作，在保證相機視圖鎖定的情況下，引導學生靈活切換頂視圖，前視圖與左右視圖進行操作，并在選擇過程中確保對象鎖定，且始終保持使用選擇工具，避免誤觸位移、旋轉與縮放工具，導致模型出現非預期的形變。在建模過程中，需要學生根據實際情況靈活地使用擠出、插入、倒角、閉合等命令實現模型的編輯。至此學生即完成了數字模型的基礎建模工作。

在完成基礎建模的教學工作后，以項目實例的方式，向學生演示模型貼圖與素模之間的區別，引發學生對貼圖及UVW坐標系展開學習環節的興趣。在演示過程中，宜選用模型結構相對簡單的低模，通過UVW貼圖坐標的合理展開并搭配高質量的貼圖，對模型的整體細節進行極大地豐富。此方法在現代的數字影視行業、游戲行業與數字城市類項目有著廣泛的應用，此處的示例可以選用出數字城市類項目的照片還原式低模，也可選用游戲類項目中含有高光貼圖（Specular）、凹凸貼圖（Bump）、反射貼圖（Reflection）的模型。同時，在完整的數字模型類項目設計的過程中，還可以利用場景中各類模型的空間關系，突出三維場景中的層次。充分保證三維場景中，在各個空間的視角都能為體驗者帶來立體化的空間感受。

2.3 基于OBE教學理念教學設計的數字建模課程成果驗收

在數字建模課程的教學環節完成后，對學生的理解和掌握情況進行及時有效的評估，也能為課程質量的循環提升起到一定的作用。在此可以采用多維度、多層級的評價體系，此評價體系囊括了學生的直接解決問題能力與間接解決問題能力，直接解決問題能力，體現于學生對三維設計軟件操作的熟練程度，已經各項命令的理解程度，對應的考核可為閉卷考試結合上機操作。間接解決問題的能力，可以通過課內實驗以及獨立實踐環節，完成綜合應用類項目，反映出學生在解決實際問題時的綜合能力。這樣的評價體系可以更真實全面地反映教學效果。

結語

以OBE教育理念中“學習產出”引入數字媒體技術專業的數字建模課程教學過程，是將文中的項目實踐化，市場應用化的過程，技術是產出途徑和工具，但更為重要是對學生思維習慣層面上，由知識的被動接受者，向內容產出的主導者的轉變。在數字建模課程中使用三維設計軟件進行創作，在數字媒體技術專業的人才培養體系中尤為重要。在如今的影視動漫設計中、虛擬現實技術應用和數字城市類項目中亦都是基礎，大量形式富有創新的、制作精良的數字媒體作品，吸引了眾多各個年齡段的觀眾的關注。在我國，數字建模技術雖然發展速度的很快，但在大型的數字應用或影視作品中，與當今的國際一流水準尚存一定的差距。因此，我們的數字建模教學發展還有很長的路要走，需要更多的創作者在實踐中多勇于創新，不斷提高數字三維建模技術的應用范圍。在人才培養上，持續有力地加大投入力度，為技術的發展提供充足且優質人才保證。本文對三維數字建模技術的常用軟件、設計制作的主要步驟和常用的技術進行了探討，在數字模型建立方面，創作者可以根據實際需求選擇適合自己的三維設計軟件。基于OBE教學理念下的數字建模課程實踐與探索，最大的價值不在于簡單地將該課程作為一門軟件命令學習，而是借學生主導，學習產出的形式帶動課堂教學的變化，完成學生對專業認知的轉變，提升學生對日后從事行業的認知，教師從多學科融合、專業提升、學習產出的角度進行思考，并解決教學中所面對的實際問題。利用前沿科技和現代軟硬件發展，突破傳統教學中，學生處于被動接受知識的困境，將學生的興趣與專業知識緊密地結合起來，同時掌握從業的前沿技術和與團隊對接的實戰能力。總體而言，將OBE教學理念中的“學習產出”思維融入數字建模課程中，這樣的介入既是必要的，也是適應科技新時代下，數字媒體技術專業發展必然的選擇。