中職平面設計課程數字化教學改革實踐探討

周子月,王 琦,劉光潔

(1.長春師范大學計算機科學與技術學院,吉林 長春 130032;2.煙臺科技學院數據智能學院,山東 煙臺 265699)

2022年1月,國務院《“十四五”數字經濟發展規劃》指出,“要深入推進智慧教育與‘互聯網+教育’持續健康發展,建設數字化校園是推進中職院校信息化工作的主要手段”[1]。2023年3月,教育部發布《教育部高等教育司2023年工作要點》,要求深化實驗教學改革,加快“虛仿2.0”建設,打造實驗教學新模式,以實現人工智能的創新教育[2]。

數字化課程建設是加快信息化建設的關鍵步驟。隨著信息化時代的到來,教育也在不斷地發展和進步。然而中職院校數字化課程教學卻未能完全適應這一變革和現代教學需求,仍然存在填鴨式教學和直接生搬硬套線上資源的授課方式。基于此,本文構建了SPOC與虛擬仿真相結合的教學模式,對教學過程的不同階段進行設計,即課前預習、課上學習以及課后鞏固三部分,并對實驗效果進行總結。

1 相關概念

1.1 數字化教學

所謂數字化教學,是指教師和學習者在數字化的教學環境中,遵循現代教育理論和規律,既把課程內容進行數字化多媒體信息綜合處理,又把利用光盤存儲的高密度壓縮的教育教學信息資源或網絡共享的數字化教育教學資源融合到課程教學過程中,采用多種現代化的數字信息檢索和獲取方式,以數字化教學模式進行培養適應新世紀需要的具有創新意識和創新能力的復合型人才的教學活動[3]。

1.2 虛擬仿真實驗教學

虛擬仿真實驗教學依托虛擬現實、多媒體、人機交互、數據庫、網絡通信等技術,創設高度仿真的環境。學生在虛擬環境中開展實驗,達到教學大綱所要求的教學目的。虛擬仿真實驗教學運用計算機圖形學、仿真技術和多媒體技術進行教學;通過AI等技術產生的3D虛擬場景,產生畫面、聲音等;通過自然的語言、手勢等與使用者進行即時互動,將使用者置于特定情境中,從而創造出一種適合人類的多維度資訊空間,以協助教師進行教學。

1.3 小規模限制性在線課程(SPOC)

小規模限制性在線課程(Small Private Online Course,SPOC)的概念是由福克斯教授最早使用的[4]。它以小規模和限制性準入的特點著稱,能夠顯著提升MOOC的學習效果。

2 中職平面設計課程教學存在的主要問題

隨著我國經濟的迅猛發展,中等職業教育不僅滿足了勞動力市場需求,也為國民經濟增長和社會發展提供了重要的人力資源保障。中職平面設計課程主要包括素描與色彩、Photoshop基礎與案例、Maya建模、平面與色彩構成、包裝設計、視頻剪輯等。其涵蓋內容廣泛,并且對教學環境以及教學內容有著較高的要求。雖然國家對中職教育的重視程度和資金投入不斷提高,但中職計算機平面設計課程的教學模式、教學環境、教學內容等仍存在以下問題。

2.1 生源復雜,學生基礎較差

中職學校學生主要來自初中畢業生或高中輟學生,學生的綜合素質較低,缺乏創造能力;日常課業以基礎知識為主,缺乏實踐訓練,難以提高綜合設計能力;沒有明確的學習目標,缺乏正確引導。中職平面設計專業的教師一般畢業于藝術類院校,沒有接受過系統的教師技能培訓。

2.2 數字化建設不足,教學模式陳舊

中職學校的數字化建設需要大量資金投入,由于學校經費有限,往往無法滿足數字化建設的需求。數字化教學需要教師具備信息化技術和教育理念,但目前對中職學校教師的數字化教育培訓和支持相對不足。目前中職學校仍然多以傳統教學模式進行教學,雖然使學生的基礎知識較為扎實,但無法有效調動學生的學習積極性。教學評估方法陳舊,多以成績為導向,不能多方位、多角度地測評學生的學習效果。

2.3 教學資源落后,缺少實訓

中職平面設計專業學制三年,要求培養有扎實平面設計方面的基礎理論知識和專業技能的人才。當前,中職學校大部分的教學環境還停留在“計算機+投影”的模式上,這不利于學生對“分析、評價和創造”的高階認知目標的培養;教科書等教學材料更新滯后,跟不上快速發展的信息技術的步伐;實訓課程教學內容落后,長期以來形成“重理論、輕實踐”的局面。學生畢業后并不能將其所學知識直接應用于實際工作中,無法滿足社會對中職人才的需求。

3 中職平面設計課程數字化教學改革思路

3.1 依托數字化平臺,構建教學模式

依托數字化平臺構建教學模式是當前中職學校數字化教育發展的重要方向。《現代職業教育體系建設規劃(2014—2020 年)》指出,建立面向全社會的優質數字化教學資源庫是數字教育的重要任務之一[5]。

在實際教學中,教師可通過數字化平臺提供的在線課程和遠程教學功能,為學生提供個性化指導;將教學資源數字化并集中整合,使學生能夠方便地獲取和共享各類教學資源;利用數字化平臺提供的虛擬仿真資源,讓學生在虛擬場景中進行實踐探索;通過數字化平臺所收集和分析的學生學習數據,及時發現問題并進行教學調整等。教師在線下教學中發揮引導作用,為學生答疑解惑,講授重點、難點,夯實學生的基礎知識。學生可以在線上進行自學、討論、自測,教師進行全過程的學習監督和智能化評價,將形成性評價與終結性評價相結合。

3.2 結合虛擬仿真技術,實現智慧教學

2022年3月,國家職業教育智慧教育平臺正式上線運營,包括專業教學資源中心、精品在線開放課程以及虛擬仿真實習實訓中心等。在數字教育資源庫方面,平面設計專業教育資源庫的建設應該以“能學,輔教”為目標,并遵循科學實用、共建共享、標準統一的原則。同時,以教研課題、“雙萬計劃”建設、智能教育平臺應用為抓手提高虛擬教研水平。

中職計算機平面設計課程是一門以實踐為主的課程。以往很多優質計算機平面設計課程雖然可以很好地進行知識傳授,但無法開展線上實驗。如今,可以基于5G云渲染技術和3D渲染引擎公共服務平臺,進行虛擬現實(VR)內容設計制作、VR內容渲染、遠程教育評審和實驗等,這為智慧教學的有效實施提供了保障。同時,數字化環境與數字化工具的發展也大大推進了啟發式、討論式、合作式等教學模式的實施。例如Photoshop基礎與案例、Maya建模、平面與色彩構成、包裝設計等課程都可以利用虛擬仿真技術進行教學。

3.3 創新教學內容,培養學生應用技能

當前,中職學校承擔著培養適應時代需求的技能型人才的重要任務。在新基建、新環境、新思路的背景下,中職學校應該積極跟進時代步伐,運用現代化的教育技術和教育資源,探索新的教學方法和教學模式。通過更新教育理念和教學內容,結合最新的行業趨勢和技術發展,中職學校可以實施更貼近實際需求的教學活動,培養學生的實際應用能力和創新思維。

在實施創新教學的過程中,中職學校還應積極借助新技術和數字化資源。例如,運用虛擬仿真技術,通過在線學習平臺等遠程教育方式,擴展學生的學習渠道和資源獲取方式。同時,通過數據分析和個性化輔導,幫助學生發現不足、挖掘潛力,并進行有針對性的指導。

3.4 提升教師素養,加強信息技術能力

2021年8月,教育部、財政部發布了《關于實施職業院校教師素養提高計劃(2021—2025年)的通知》,提出面向職業院校骨干教師,采取集中研修、項目實操等形式[6]。研修內容包括數字化教學資源開發制作應用,混合式教學組織實施,虛擬現實(VR)、增強現實(AR)、混合現實(MR)、人工智能(AI)等新一代信息技術應用,教學管理信息化應用等。

在教師研修過程中,應當定期進行個性化培訓考核;組織教師進行教學研究,鼓勵教師發表論文、參與教改立項;舉辦智慧教學課程競賽、教學改革創新大賽等賽事;組織集體備課、評課觀摩等活動;要求教師能夠實時掌握教學數據、分析學生學習情況等。

4 平面設計課程數字化教學改革的應用實例

下面以中職平面設計課程教材《Maya 建模》中模塊2中級建模——任務2.1的建筑房屋建模[7]為例,探討平面設計課程數字化教學改革的實施過程

4.1 課前預習

首先,教師應當結合本班學生的實際學習情況進行預測分析,制定課程教學目標。本節課的教學目標可以分為以下三點:(1)知識與技能目標:使學生能夠綜合運用建模軟件進行簡單建筑建模,能夠掌握建模的技巧和技能,能夠熟練運用模塊的相關命令進行操作;(2)過程與方法目標:學生通過學習理解建模的總體思路,增強自主探究、合作交流解決問題的能力;(3)情感態度價值觀目標:通過體會整體建模的過程,使學生增強整體思維能力。

在課程目標確認后,教師進行課程設計,完善課程結構;根據教材內容準備教學資源,將思考題、練習題以及教師制作的虛擬仿真設計圖推送給學生進行預習;提前發布課程任務,激發學生的好奇心,使學生帶著問題進入課堂。學生提前下載課件資源進行學習,并熟悉課程任務。例如,教師利用相關軟件將房屋建筑進行建模,并將其仿真虛擬化,進行有效的問題引導。學生利用VR全景模型進行觀看與研究,實現所見即所得的設計效果,并站在旁觀者的視角去觀察與體驗。

4.2 課上學習

基于課前的準備,課堂上營造了師生交流反饋的教學環境。教師起主導作用,學生是課堂學習的主體。如果學生課前學習情況未達到教學要求,教師再通過相關教學資源進行教學,而后學生深入探討VR全景模型或者房屋建筑模型。學生在設計模型時,詳細了解模型的整體和內部結構,如建筑的外形、門窗、瓦片等的制作過程,使學生不僅獲得知識,也獲得新體驗;教師將學生在探討過程中發現和提出的知識性和技術性問題進行總結,并且有針對性地進行答疑解惑,使學生更好地了解課程的基本內容。

在這一階段,教師可以采取小組討論、小組競賽等方式,指導學生進行交互學習與深度學習,從而提高學生在課堂上的學習效率。教師可以設置AR/VR自主制作模塊、小組教學模塊等,引導學生進行自主學習,并與學生進行溝通、探討。

4.3 課后鞏固

在數字化教學中,教師可以實時對學生的作業完成情況和考試成績進行管理,監控學生學習任務的完成度,進行教學反思;學生可以進行課程檢索,了解知識圖譜,并進行在線討論、課后提問、提交作業等學習活動。

在建筑房屋建模教學中,可以將學生課后鞏固學習分為建筑總體結構、門窗制作、瓦片制作以及細部調整四部分。教師可以對網絡教學資源進行篩選整理,選擇出與教學目標相近、培訓技能相似的內容。

4.4 教學改革效果評價

教師可以設置評價表進行師生共同評價,包括學生自評、教師評價以及綜合評價,更好地了解學生在學習過程中對知識的掌握程度。

抽取某中職學校二年級相同進度的兩個班級進行對照實驗,A班為實驗組、B班為對照組。將學生成績進行對比分析,如表1所示。兩班在建筑總體結構上把握程度近似,但在門窗制作、瓦片制作、細部調整三方面的成績差距較大,實驗班學生通過SPOC與虛擬仿真相結合的智慧課堂學習,明顯加深了理解程度。在綜合評價成績方面,A班綜合評價分數為89.125,明顯高于B班的85.875。由對比數據可以看出,實施SPOC與虛擬仿真相結合的實驗教學班級學習效果明顯比對照班的學習效果好。

表1 測驗成績對比表

5 結語

在中職平面設計課程中運用SPOC與虛擬仿真相結合的教學設計模式,能夠為教學活動的實施營造良好的環境,發揮小組合作的優勢,調動學生的學習積極性,從而提高學生的課堂學習專注度與學習效率。同時,在較為真實的情境中進行設計與制造,可以有效地提高學生的動手能力。