以项目为中心的三维建模课程教改实践

林雪芬

摘 要： 分析当前三维建模技术课程存在的问题，提出在课程中引入以项目为中心的实践方法。在初期阶段，采用案例教学及任务驱动的方法，使每个学生学会如何分析问题、解决问题；在深入阶段，采用协作学习方式完成课题，促进团队合作并发挥个人特长；在强化阶段，采用产学研结合及参与各级各类竞赛的方法，以增强团队合作意识、自我效能感和创新能力。通过这种以项目为中心的实践方法，学生的学习兴趣得以激发，主动性得以提升，教学效果显著。

关键词： 以项目为中心的实践方法； 案例教学； 协作学习； 任务驱动

中图分类号：G420 文献标志码：A 文章编号：1006-8228（2014）04-57-02

Abstract： Project-centered approach in the three-dimensional modeling curriculum is proposed by analyzing the current problems. In the early stages， the case method and task-driven method were used so that each student can learn how to analyze and solve problems. At an advanced stage， collaborative learning was applied in order to enhance teamwork and to exert individual strengths. In strengthening phase， students would be encouraged to participate in a project combining industry， study， and research. The students will go through various competitions at all levels in order to enhance teamwork， self-efficacy and innovation ability. Through this project-centered practice， students' interest can be stimulated， and their initiative is enhanced. The teaching efficiency is significant.

Key words： project-centered approach； case instruction； collaborative learning； task-driven method

0 引言

“三维建模技术”是数字媒体专业的必修课，是一门技术性、艺术性及实践性很强的课程。该课程的重点是培养学生的三维空间感及场景模型建模能力，并开发其创新思维。虽然近年来三维动画发展迅速，三维电影也备受关注，然而大多数院校对于该门课程的教学仍然停留在传统的多媒体教学模式，致使培养不出直接适应社会需求的专业型三维人才[1]。笔者总结多年的教学经验，认为当前课程主要存在以下一些问题。

⑴ 原理性教材较少。虽然目前这方面的书籍或资料出版较多，但找到一本能诠释原理性的教材比较困难，大部分的教材均以操作为主，导致学生学习起来仅限于操作而不能以点带面。

⑵ 该课程各部分内容比较松散，建模、材质、灯光、动画各环节如果没有一条主线连接起来，将使关系脱节，重点偏差，也会影响到学生的学习效果。

⑶ 学生往往为学习软件而使用软件，对作品的投入过少。随着软件的不断升级，大量的时间花在软件学习上，却忽略了最终的目的，要让学生将重点投入到三维场景及动画设计中才是本课程是关键。

另外，在教学过程中也存在着诸多问题，严重阻碍了教学水平的提高，例如教学过程分散，缺乏交互，理论教学与实践教学脱节，教学评价手段单一，忽视学习过程等。目前，有些学者引入项目教学法并开展相应的实践和理论研究。例如隋南的“渐进式多项目教学在三维动画设计课程中的应用”，陆发芹的“项目教学中计算机专业课中的应用”等。

三维建模技术课改的重点方向是提高学生的实践动手能力和创新能力，学完本课程后能和后续课程快速衔接。项目教学法对于此类课程改革具有普遍意义，也是工程领域内广为倡导的应用型人才培养模式[2]。

1 以项目为中心的实践方法的内涵及现状

项目教学法是由美国著名教育家、伊利诺易大学教授凯兹博士和加拿大教育家、阿尔伯特大学教授查德博士共同创建的，20世纪80年代以来，在基础教育、职业教育和高等教育中得到了广泛的应用，成为典型的以学生为主体的教学方法[3]。项目教学法的核心思想是让学生“从做中学”，通过“任务驱动”的方式调动学生主动获取知识和解决问题，通过学生之间，师生之间交流、讨论、演示、评价等多种方式激发学生的学习热情，增强理论与实践的联系，提高学生的动手能力、思维能力、探究能力和创新能力[3]。

国内的钟志贤教授、黎家厚博士等都从不同的角度对该教学模式进行过阐释，部分公司（如3com公司）也开始使用这种教学模式和思想对员工进行培训。在大学里开展项目教学的研究课题较多。由诺丁汉大学、诺丁汉特伦特大学、德蒙特福德大学及拉夫堡大学联合实施的PBLE（即将基于项目的学习应用于工程学中）取得了显著成果。德国波鸿鲁尔大学的Burkhard Priemer通过实验指出，项目教学使学生学会了计划、实施及评价他们自己的科学方法及实验，达到了较为理想的结果。环球知识研习学院在内地、香港、新加坡及其他地区开展的3I（Interdisciplinary，Inter-school，and International）项目教学要求学生与校内及社区的其他学生一起合作完成特定项目，以达到构建知识的目的。从抽样的745个学生得出的数据来看，通过该项目，学生可以学习课外知识，发展自主学习能力，同时可通过各种手段获得学习的资料，该项目认为开展此种项目教学对学生的高级思维能力发展具有非常重要的意义。

以项目为中心的实践方法是在项目教学的基础上延伸而来的，它有机地整合项目教学法、协作学习、案例教学等，所使用到的方法均有一个特点，即围绕着某个主题或者项目开展实施，学生通过讨论、设计、协作开发、自我管理、成果评价最终完成项目。

2 项目教学法在课程改革中的实践

根据课程特点，在不同阶段，将使用不同的项目教学形式，以达到掌握重点，学会应用，重在实践的目的。

2.1 项目教学的初期阶段：案例教学及任务驱动

三维建模技术课程内容多，涉及面广，可以采用分阶段教学的方式。先整体认识，然后深入学习具体模块。从而解决课程内容关系松散、重点偏差的问题。

首先，运用案例法全面介绍三维动画的创作思路和流程，使学生对整体有一个清晰的了解。案例教学是在教师指导下，通过学生对案例的分析、研究和讨论，就问题做出判断和决策，从而提高学生思考问题、分析问题和解决问题能力的一种教学活动过程[4]。一般案例都具有生动性、趣味性和应用性等特点，学生比较能接受，且会产生一种模仿的心理，学生通过这些案例能够很好地理解三维建模的整个过程和最终效果呈现所需的技术指标。分析完案例后，笔者建议学生自己开始选择或设计创作三维场景或动画，该课题将贯穿整门课程始终，但不要求马上实施，而是在不同阶段完成相应的工作。

接下来就进入到具体的内容模块的学习：建模、材质、灯光、摄像机、骨骼动画等。每块内容都以小案例切入，剖析其制作方法与技巧，并进一步升华到原理。讲解完所需的基本技巧和方法后，针对每个模块学生会接到一个小任务，学生自己分析问题、解决问题并最终完成该小任务作品。如图1所示。教师根据学生完成情况进行教学反馈。

2.2 项目教学的深入阶段：协作学习

在初期的第一阶段已经让学生自己选择某个场景或设计创作动画，选题可以是真实的建筑、室内、产品设计或原创动画。要求学生以小组为单位，采用协作学习的方式完成该课题。协作学习是学生以小组形式参与、为达到共同的学习目标、在一定的激励机制下和他人习得成果，而合作互助开展的一切相关行为[5]。采用协作学习能有效地发挥个人优势，强化团队意识。在课程讲解到某块内容的时候则要求学生把该课题内的相应任务完成，例如，某阶段是讲建模方法，在这阶段学生应把该课题的所有建模部分完成。该课题对比课内的任务具有相当大的挑战性，学生必须自己解决实物拍摄、贴图处理、图形比例及每个场景特有的难点。整个项目完成以后，学生不仅知道实物场景建模或动画制作的整个流程，还学会了如何分析问题、解决问题，如何与其他同学进行有效的沟通、协作。

课题基本会用一个学期完成，然后教师组织评价观摩，如图2所示。该门课程的期末作品评价采用主讲教师（60%）、其他课题小组（40%）共同评价的办法进行，以增强学生学生的自信心，调动其积极性。

2.3 项目教学的强化阶段：产学研结合及参加各级各类竞赛

在人才培养上，产学研结合已被认为是工程教育改革的一大战略[6]。产业和教育作为社会的基本组成和分工，其目标都是要促进社会物质和精神文明，在可持续发展中。教育为产业提供高质量人才，产业为教育提供物质支持，并深刻影响人才培养的目标和过程[7]。产学研结合有几种形式，一是让学生直接到企业中接受锻炼，由于学生在校期间课程繁多，再加上学生人数过多，这种方式实现较为困难；二是在学校内建立工程教学基地，通过校企合作的方式使之具备企业氛围，让学生接触真实的项目。学生在这种环境下，解决实际问题，其产品也有可能被投入使用，这对学生的帮助是很大的。

立足于课程学习内容及课题，学生以小组形式将课题进行再次包装或选择更具产品化和挑战性的课题参加各级各类竞赛，例如挑战杯、多媒体竞赛等，在参加这些竞赛过程中衍生出来的技能就不仅仅局限于课堂内的这点知识。同时团队合作、自我效能感及创新能力会得到进一步升华。

3 结束语

笔者通过多年实践教学，提出在课程中引入以项目为中心的实践方法。在初期阶段，采用案例教学及任务驱动的方法完成小任务；在深入阶段，采用协作学习方式完成课题以发挥个人特长并促进团队合作；在强化阶段，采用产学研结合及参与各级各类竞赛的方法，使学生的作品有质的提升并有一个良好的平台得以展示。这三个阶段均采用了以项目为中心的教学方法，项目由小及大，由简及繁。学生从“你讲我练”的惯有思维中走出，通过项目媒介主动探索、大胆创新，学习兴趣得以激发，主动性得以明显提升，教学效果显著提高。

参考文献：

[1] 史宝明，贺元香，李恒杰，邢玉娟.三维动画课程教学改革探索[J].计算机时代，2013.3：42-45

[2] 吴建平，成毅.“工程对象教学法”模式应用研究[J].成教理工大学学报（社会科学版本），2009.12：85-88

[3] 黄亚平.项目教学法在“软件工程”教学中的理论和实践[J].浙江工业大学学报（社会科学版），2009.6：226-231

[4] Boehrer， J.，Linsky， M.Teaching with Cases：Learning to Question[J].New directions for Teaching and Learning，1990.42：42-57

[5] 黄荣怀.计算机支持的协作学习：理论与方法[M].人民教育出版社，2003.

[6] 查建中.中国工程教育改革三大战略[M].北京理工大学出版社，2009.

[7] 王浩程，冯志友，王文涛.论卓越工程师培养中基于项目的教与学[J].实验室科学，2013.16：164-167