翻转课堂在《3ds Max》课程实验教学中的应用研究

丁新慧，殷秀叶

（周口师范学院计算机科学与技术学院，周口466001）

0 引言

近年来，随着互联网技术和教育信息化进程的不断发展，为了进一步深化本科教育教学改革，全面提高教学质量，国家教育部相继推出了教高[2007]1 号、[2007]2 号、《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020 年）》和教高[2016]2 号等一系列关于教育教学改革方面的指导性文件。文件中明确指出，要以学生的发展为根本，以学生为主体，教师要更新教学理念，改变传统的教学方式和教学手段，采取各种有力措施，高度重视实验等实践教学环节，积极引导学生主动参与实践活动，提高学生的实践动手能力和分析、解决问题能力。国家的高度重视以及教育教学改革研究的不断深入，翻转课堂教学模式为高校教育改革的发展提供了新思路[1-2]。翻转课堂最早是源于课堂教学实验，当时的提法是The Inverted Classroom[3]，它的主要特点是教师提前将教学内容录制成教学微视频，供学生在课前观看，并完成预习作业；教师在课堂上以自主探究、小组合作等方式引导学生完成知识的深度理解和内化[4]。这种以学生的自主性、个性化、发现问题从而解决问题为理念的教学模式同国家教育部提出的全面提高高等教育质量相符合。笔者在从事3ds Max 课程实验教学过程中，发现了一些亟待解决的问题，尝试利用翻转课程和微视频相结合的方式进行教学，并通过学校教育教学课程改革项目研究实践，总结出翻转课堂在三维动画课程实验教学中的应用模式，以期达到提高教学效果的目的。

1 3ds Max实验教学现状和学生的实际情况

3ds Max 作为我校软件工程专业数字媒体技术方向的专业核心课程，共108 课时，其中，理论课时是72，实验课时是36。每周上课安排采用4 节理论和2 节实验上机的方式进行，历时一个学期，共18 周。笔者在多年从事该课程的实验教学中，通过访谈、课堂表现、学生作业随堂完成情况等进行分析，发现该课程实验教学存在一定的问题，主要总结如下。

（1）实验教学课时不足

3ds Max 课程是操作应用类课程，操作实践性很强，因此实验课是教学过程中很重要的环节。但从上面的教学安排可以看出，本校3ds Max 课程实验课时没有理论课时多，实验课时仅占理论课时的一半。学生在每周2 节的实验课上要熟悉完成4 节理论课上讲授的内容，实验内容较多，在实验课内能完成作业的学生人数比较少。另外，对于一些稍微复杂的设计性作业很难在有限的上机时间内完成。

（2）理论与实验间隔时间较长，学后易忘

为了缓解学生上同门课程时长过长的疲劳性，教学单位对各课程的上课安排主要采用2 节连排的方式进行。以3ds Max 课程为例，一周6 节课安排了3 个时段，实验课一般是安排在两次理论课之间。有的时候教学资源排不开，第一个教学时段排在周一，第二个时段排在周三，第三个时段可能会安排在周五。这种排课方法，虽然在一定程度上缓解了同门课程上课时间太长容易疲劳的弊端，但同时也带来了其他问题，例如：理论与实验的间隔时间较长，理论与实验容易脱节，学生学后容易忘记，教师在实验课上还需要进行一定的引导、讲授，讲授时间过长，占用了部分实验时间，结果导致学生在实验课上不能及时完成实验作业。

（3）学生实践操作存在差异

该课程的实验教学主要是在学校机房的网络环境中进行，在实验中，学生按照教师提前发送给他们的实验任务进行操作实践。由于学生的学习目的和学习习惯不同，从而导致完成实验作业的质量和他们的实践动手能力差异性较大。例如：在高级建模实验教学部分，让学生利用所学的网格建模及常用的修改器等内容和生活实际联系起来制作足球和排球模型。任务布置后，有的学生领悟力和实践动手能力比较强，能随堂完成教师布置的作业；有的学生需要在教师的引导下完成任务；有的学生学习能力一般，也不主动请教教师和同学，长期累积，学习差距就逐渐拉大；有的学生学习兴趣不高，主动性不强，做作业时三心二意，注意力不集中，东瞅瞅西看看，导致不能完成实验任务。由于各种原因，经过长时间的累积，同班同学之间的实践动手能力差异性比较大，尤其是在最后的综合设计作业上体现的就更加明显。

（4）实验教学模式和考核方式比较单一

在大多数情况下，教师一般提前把实验要求、注意事项、作业和实验报告上传至FTP，供学生在实验课上自主下载和完成。教师在机房巡回辅导，遇到同类问题问的比较多的时候，再利用屏幕控制软件进行广播讲授和操作演示，这种教学模式适合学习自觉、主动性强的学生，对于小动作比较多和不爱问问题的学生就不太适合，导致的结果就是学生两极分化比较严重，实验教学效果就会大打折扣。

该课程的最终成绩采用平时成绩和期末成绩相结合的方式，其中，平时成绩中的实验作业和实验报告占总成绩的20%，学生做完后进行压缩，自己上传到FTP，教师课下再下载下来进行批改。这种方式给一些平时不爱自己做作业、爱耍小聪明的学生提供了投机取巧的机会，在批改实验作业和实验报告中发现会有部分雷同的作业，给出的实验成绩难免有失偏颇，虽然可以在批改后做一些备注，私下批评和课堂匿名批评同时进行，但还是治标不治本。

（5）美术功底薄弱，创新性不够

3ds Max 课程不仅需要学生有扎实的课程理论基础，还需要具备一定的美术基础，具有较强的创新意识。纵观近年来的实验教学情况，可以看出在本课程的基础知识部分，学生普遍学的较好，虽然勤能补拙，熟能生巧，但到“多边形建立复杂角色模型、UV 展开和贴图、布灯、制作角色动画”等综合设计部分，美术功底薄弱和创新性不够的劣势就凸显出来。

2 基于翻转课堂的实验教学模型设计

综上所述，为了摆脱“3ds Max”实验教学的困境，根据课程特点、学生对该课程的学习兴趣以及“翻转课堂”理念，将两者相结合，对改善实验课时少、学后易忘、自主学习兴趣不高、评价模式单一等问题有一定的帮助，也是对实践类课程实验教学改革的尝试性探究。翻转课堂是将传统的课堂教学结构进行翻转，主要涉及课前、课中和课后三个阶段[5-6]。本研究的教学模型设计参考国内学者的翻课课堂教学模型[2][5-8]，依据3ds Max 实验教学特点、教学目标和学生情况，设计出了以Sakai 网络学习空间为依托的翻转课堂实验教学模型，也分为课前、课中和课后三个部分，如图1 所示。其中，在整个实验教学活动中，以学生为主体，教师只是他们的组织者、引导者和帮助者，通过多媒体技术和网络学习空间，学生在课外进行自主学习，并尝试完成实验任务；在课中（机房），主要进行讨论交流，展示自己完成的实验作品，回答教师提问的问题，在课后，学生完善作业和实验报告，上传至学习空间，进行自我反思和复习，从而对所学知识加深印象。

图1 “3ds Max”翻转课堂实验教学模型

3 基于翻转课堂的实验教学设计

3.1 实验教学内容和目标分析

《3ds Max 三维动画设计》是本校软件工程专业（文）专业数字媒体技术方向很重要的一门专业必修课，以培养三维动画应用型人才为最终教学目标。该课程的主要内容是建模、材质和贴图、灯光和摄影机、动画等。在实验教学中，教学内容要紧跟时代发展和行业发展趋势，使用生活案例来设计学习任务，调动学生的学习兴趣，激发他们自主探究的欲望。通过本课程的学习，学生不仅需要掌握这些必备的知识技能，还需要培养他们的立体创作思维、三维空间造型、动画制作和审美能力，能用所学知识解决实际问题。

3.2 学情分析

本课程的学习对象是软件工程（文）专业数字媒体技术方向大学三年级的学生，大部分学生对本课程有着浓厚的学习兴趣，喜欢和生活实际联系紧密的学习任务，有一定的软件操作能力和自主学习能力。本研究主要选用2017-2018 学年第1 学期2015 级软件工程1 班和2018-2019 学年第1 学期2016 级软件工程1班共两届学生作为实验教学研究改革对象。在本专业中，每一届的学生大约有50 人左右，文科生居多，女生占多数。因此，在需要分组合作完成任务时，一般5 人一个小组，每小组都选定1 名热心和动手能力强的学生担任，小组成员在学生自由组合的基础上，尽量均衡各小组学生的实践动手能力。

3.3 教学方法

根据课程特点，主要采用案例、问题探究和任务驱动等多种教学方法相结合。例如：在学习关键帧动画时，通过“制作魔方旋转动画”案例的引导，通过“如何把打乱顺序的魔方旋转成各面色块一样的魔方”任务的驱动，引导学生认真观察、分析，最终通过实践操作，解决问题。

3.4 教学过程设计

每个阶段主要涉及教师和学生两个角色，分别介绍如下。

（1）课前活动设计

①教师准备工作

为了更好地让学生学好每一节课，在多媒体网络环境下，教师在课前要做好实验教学准备，为翻转课堂的顺利实施准备各种教学资源，主要包括实验要求和任务、实验课件、实验内容微视频等。其中，实验课件中含有学习内容、目标、重要知识点和关键操作方法；微视频主要是笔者利用屏幕录像软件Camtasia Studio录制的关于实验项目的知识提纲、学习顺序和关键操作方法，微视频的时长一般在10 分钟左右，输出mp4格式，便于学生利用电脑、手机和平板电脑PDA 等进行“碎片化”学习。根据教学需要，也有从网上查找下载的与实验内容相关的网络视频和教学资源。所有的教学材料准备好之后，需要提前一天或更长时间将教学资源、实验要求和任务分别上传至Sakai 网络学习空间该班级对应的课程“资源”和“作业”模块中，设置学生可以“多次提交作业”的功能，便于学生后期完善作品。最后通过学习空间的“聊天室”和班级QQ 群发送通知，告知学生学习任务和实验要求。教师也可以通过学习空间或QQ 群提前收集好学生提出的关于实验学习的问题。

②学生自主学习

学生课前在Sakai 网络学习空间中下载学习资源和实验任务，按实验要求和任务进行自主学习、复习和小组协作学习，通过观看实验课件和微视频，使学生对实验内容有初步的了解，掌握部分实验内容。如果是综合设计型实验，他们可以通过小组分工合作完成实验任务，对于有困惑、解决不了的问题，可以在微信讨论组、QQ 小组讨论组或QQ 群中进行讨论交流，必要时可以直接寻求教师的帮助。

（2）课中活动设计

本阶段是翻转课堂顺利进行的关键，实验教学活动要围绕课前实验内容进行设计，是对课前知识的内化。

①教师组织和引导

在课堂实验教学中，教师要将课前所学内容与课堂指导紧密联系起来，在巡回指导中，根据提前收集的问题以及当堂的学生动态，进行有针对性地指导。如果是大部分学生都迷惑或解决不了的问题，就利用控屏软件进行广播讨论、讲授和演示。最后预留20 分钟左右，进行个人、小组作业展评，利用鼓励性的话语激励学生继续完善作品，根据学生的自学情况和问题进行归纳总结，提醒学生容易出错或混淆的问题，并在课下录制成微视频供学生巩固复习。

②学生主体学习

学生在实验教学课堂中根据自己提出的问题与同伴、教师进行讨论交流，或者回答其他同学提出的问题，在交流、帮助他人中内化自己的知识，学生在愉悦中体验学习的快乐，从而更加喜欢本课程，会继续完成实验作业和实验报告。对于需要小组合作完成的综合设计性作业，由小组派出的代表进行作品解说和展示，和其他小组进行评比，调动学习的积极性，激发学生的协作意识和竞争意识。

（3）课后活动设计

①教师反思

教师检查学生当堂完成作业和实验报告情况，并根据学生的出勤、课堂表现和作业完成情况等综合评定学生成绩。根据实验情况，归类作品，发送到QQ群，大家一起进行作品点评；梳理归纳实验中的重点和疑惑点及解决方案，录制成微视频；做好教学反思，总结在实验教学中遇到的问题、存在的问题和注意事项，形成文档发送给学生，以供他们进行课后复习。在教学实践中不断完善实验教学设计，引导学生积极探究相关知识的学习，并为后面的学习打下基础。

②学生

学生根据自己的实际情况，温习实验内容，巩固所学知识，继续完善作品和实验报告，重新上传到学习空间。做好个人学习反思，并自主去网上搜索相关的实验内容，积极与他人分享交流自己的资源、实验心得和经验，共同提高。

3.5 实验效果

通过两届学生的实验教学实践，以访谈、调查问卷以及学生最后的课程设计作品等方式进行了调查，结果显示，大部分学生喜欢、认可翻转课堂的实验教学方式，他们可以更好地规划好自己的学习进度，胆量、口头表达能力和实践动手能力明显提高，小组之间、同学之间的友谊小船更牢固了，但也有个别学生不喜欢这种教学方式。

4 结语

翻转课堂在“3ds Max”实验教学中的应用改变了传统的教学模式，学生在课前带着问题和任务进行有目的地学习，给予了学生更多的学习选择和支配时间，改善了实验教学中课时少和实践操作差异大的问题，提高了他们的自主学习能力、实践操作和解决问题能力；利用微视频反复观看，降低了学生学后易忘的频率；实验教学中在教师引导下的生生和师生交流，学思结合，师生互动明显增多，课堂表现也是考核方式之一，丰富了教学模式和考核方式，还拓展了学生的口头表达能力和团队协作能力；利用网上的其他资源，弥补了美术功底不好的缺憾。总之，在这两年的实验教学实践中，学生的学习目的更强，自学能力和实践动手能力比原来提高了很多，在一定程度上提高了教学效果。同时，该教学模式需要教师花费更多的精力精心准备教学材料和教学设计，把握好“翻转”的度，组织好课堂的问和答，也需要学生由被动转为主动的自主探究学习，两者需要密切配合，教学相长，从而提高教学质量。