项目教学法在“Rhino”专业课程教学革新中的应用探究

沈 婷

(马鞍山师范高等专科学校 艺术设计系,马鞍山 243041)

项目教学法在吸收工读教育、合作教育、目标结构教学、建构主义等多种西方主流教育思想理论的过程中不断完善教学方法论,具有重要的教学价值,将其应用在“Rhino”专业课程教学革新中具有较大可行性。 现代互联网技术发展下,智能线上设计已经成为主流,“Rhino”作为包含所有NURBS建模功能的三维建模工具,无论是在建筑工程设计还是在高精尖科研设计中,都具有重要作用。 基于此,本文从行为实践导向及目标导向的视域下,探析现阶段Rhino 课程革新的困境,研究项目教学法融入Rhino 专业课程革新发展中的创新路径。

一、项目教学法在课程教学中的应用概述

(一)项目教学法理论依据

项目教学法,即将社会化项目融入教学之中,旨在以项目为切入点,以学生自主解决、教师辅助指导的形式,提升学生的理论实践能力,促进社会化人才的培养。 项目教学法起源于欧洲劳动教育思想及美国的合作学习教学理论,其汲取了劳动教育思想中J.H.裴斯泰洛齐的“人道主义教学”系统,并结合多伊奇的目标结构主义,用项目(目标)激励学生自主学习,将学生的被动学习转化为主动创造[1]。 一方面,项目教学法充分吸收了劳动教育思想下卡连柯的“工读教育”精髓。 卡连柯将自觉纪律教育及集体美学教育应用在H.雷恩的“少年共和国( Little Commonwealth)”中,以劳动来激发青少年的创造力,这给只注重理论教学、不注重实效应用的近代教育提供了理论基础,项目教学法由此在学校中开始应用普及;另一方面,在20 世纪70 年代初期,“合作学习(Cooperative Learning)”开始流行并成为教学改革的主流理论。 项目教学法汲取合作学习中促进课堂氛围、学生心理、合作精神等精髓思想,摒弃了合作学习中对人员分配时适用条件界定不清等历史局限性。 由此,项目教学法在科学性的时代视角下,有机汲取西方优秀教学思想,并借此完善自身的教学理念构架。

(二)项目教学法价值特征

首先,生本位下的主体性特征是项目教学法的基础特征。 项目教学法将教学的重点回归到学生身上,让学生自行参与项目课题的探讨、操作,教师仅做指导工作。 相比于“先教后做”的传统教学过程,“先实践、后指导”的翻转教学,具有促进学生学习独立性、培养学生主动创造性的重要价值;其次,过程性是项目教学法的重要特征。 相比以往近代教育中对课程考核分数结果的重视程度,项目教学法更重视教学过程中学生的学习心理、技能掌握及思维养成[2]。 以现代高等教育学校为例,许多学校已经开始摒弃“赫尔巴特五步教学法”,转而以素质学分制来衡量学生的学习效果。 素质学分制包含期末考核、课上表现及课业质量等元素的综合评估,而非以单一笔试结果对学生的水平进行认定;最后,目标可控性是项目教学法的关键因素。项目教学法的项目目标性明确,学生在限定的场所及主题下进行学习实践,因教师指导及条件限制而成效快,因学生之间合作牵制而可控性强,具有教学实效性价值。

(三)应用普及度现状概述

项目教学法自发展以来,在欧美国家普及较为广泛,在亚洲国家及我国发展较为滞后[3]。 以在欧美国家的普及发展为例,20 世纪90 年代,欧美各国相继开展以“主题项目研究”及“项目设计学习”为主的项目教学活动,旨在将项目作为理论知识转型的桥梁,提高学生的职业技术能力。 以德国为例,为促进国家项目签署、市场组织生产的运作,德国联邦职业教学所于2003 年制定项目教学条例,设计以行动为导向的项目教学方案。 在亚洲国家中,以日本、韩国为例,其设置“综合学习时间”,即在日常课程中开辟出以校企合作项目为主的教学活动。 与欧美国家不同的是,日韩国家将项目教学内容与基础课程分离开展,而非有机融合。 20世纪80 年代,我国开始开展合作学习研究并取得成果,由此,项目教学法在我国的应用具有一定的学术受众基础。 但鉴于我国应试教育制度开展时限较长、素质教育转型发展较慢,项目教学法的在学校的普及程度较低,并主要集中在硕士研究生及博士研究生阶段,对于本科生及处在义务教育阶段的学生,普及度较低,依旧以传统教师单向灌输式教学为主。

二、“Rhino”专业课程教学革新探究

Rhino 是美国设计师罗伯特·麦克尼尔和阿索尔共同开发的专业3D 造型软件,主要用于工程设计、机械设计、科学研究、三维动画制作及产品设计等方面。 Rhino 针对3D 软件的适用覆盖面达到95%以上,是现代社会各类企业产品设计的主流应用软件。 然而,我国国内设计产业发展滞后,各学校及企业对于Rhino 软件的使用模式过于固化,教学革新力度不足。 下面从教育职业转型、教育专业性及教学效率三方面,探究 Rhino 专业课程的教学发展现状。

(一)技术课程的职业转型探究

目前,我国国内针对Rhino 课程的教材较为丰富,例如,以潘皇波《Rhino 3D 从入门到专业》、徐平《Rhino 5.0 完全自学教程》为主的Rhino 自学教材;以齐兵《设计工程师丛书-Rhino 4.0 基础与实例教程》、黄少刚《Rhino 3D 工业级造型与设计》及盛建平《从Rhino 到产品设计》为主的实例应用教材;以韩国崔成权《Rhino 3D 4.0 产品造型设计学习手册》为主的国外译著教材等。 针对Rhino 软件下的技术设计类课程,学校教师多以教材作为辅助进行理论讲解,并为学生进行操作演示。 由此,学生对于Rhino 软件的基本创建、分析及NURBS 曲线转换能够快速掌握,但对于多面曲面创建、I/O工具包插件处理及高级建模技术的掌握精度不够。可见,学生的技术能力,在由教材理论转化为职业技能时的深度不足[4]。 在此情况下,我国受教育者对于现代生产关系及企业流变力的适应性不足,Rhino 软件在高精尖机械设计上的应用无法有序开展。 究其原因,学校对技术型人才的培养方式及教师的教学模式相对滞后,阻碍职业性人才的培养。

(二)环境标准下专业程度探究

Rhino 相对于市场上的建模软件,具有教学普及度高的优势。 以Maya、XSI 等其他设计软件为例,其需依靠Windows NT 或SGI 图形工作站运作。除此之外,通常这类软件对配备显卡也有要求,多配备以Geforce 为主的高档显卡。 而Rhino 软件仅依靠Windows 95、ISA 显卡即可进行工作,这对于部分多媒体设施更新较慢、资金供应不足的学校来说,教学上的性价比更高、可行度更高;学生自我课下练习时不会受到外在环境条件的限制。 因此,在宽松的外部市场环境下,Rhino 专业课程的教学及项目练习较其他建模软件来说,普及度更高。 然而,宽松环境标准下,Rhino 课程的专业上升度不够,教学的配备软件及学生对其重视程度也都没Maya 或 XSI 课程高。 在此情况下,Rhino 课程在高精尖机械设计、大型工程建模的市场份额占比较少,课程的经济效益转化度不高。 鉴于此,学者蔡学静提出,针对“平民化”的Rhino 课程,不可因其受限的环境标准低,就否定其专业度。 由此,需转化现代学校对Rhino 课程“高普及”“浅发展”的现状[5],平衡教学革新的纵向及横向维度。

(三)层级项目内教学效率探究

项目教学法已经开始试点融入计算机、土木工程及艺术设计等专业,针对不同水平的项目,学校给学生提供的可实践课题也不同。 现阶段,学校多给学生提供以产品形象设计、广告设计、动画制作等较为简易的初级层次项目,对于重工机械设计、老旧建筑区域修复、大型土木工程结构设计等中级或高级层次的项目,学校提供较少,学生自主实习时能够接触的范围也较为狭窄[6]。 我国《关于在重大项目实施中加强创新人才培养的暂行办法》指出,社会不仅需对不同类型的创新人才进行重点培养,对于重大基础研究项目的创新团队、产业化和工程项目重点培养的产学研结合的高级人才也有需求。 在政府支持、市场需求下,以武汉理工大学、北京理工大学及大连理工大学为主的部分学校,已经通过校企合作,开放较为复杂的高难度项目给学生。 但以项目教学法让学生自主独立完成项目,不仅企业面临的风险较高,教师的教学效率也相对滞后。 究其原因,项目教学法实施不完善、学生基础技术能力不足,导致对高精尖的复杂建模任务无法消化,教学效率也被拖沓放缓。

三、项目教学法在“Rhino”教改中的应用路径

(一)项目促进下“先练后教”

项目教学法以社会大生产下对受教育者的实用型人才培养为目的,能够弥补学生理论基础与实践能力二者发展失衡问题。 基于学生对Rhino 职业技能转化不足的困境,以项目教学法中“先练后教”的形式,培养学生使用Rhino 软件的行为习惯熟练度,建立学生的软件适应性思维[7]。 一方面,以学生为主体进行“先练”。 学校统一分配基础设计项目,在零讲解的基础上让学生结合教材自学且独立完成项目。 通过初级项目测试,教师能够掌握不同学生的自主学习能力及对Rhino 课程的理解力,基于不同学生的表现,以“自学能力强+自学能力弱”“建模基础强+思维活跃”等标准进行互补分组,从而针对学生的个人能力进行项目组别发展下的个性化培养;另一方面,转换教师角色进行“后教”。 作为需要启发个人创新思维的设计软件,教师对学生的辅导应当在重视技术的基础上,重视对学生学习心理、学生思维拓展的趣味教学。 陈吉宁在第十五届人民代表大会上指出要实施“雏鹰人才计划”,建设全国科技创新中心的同时塑造更多具有“先发性、引领型”的人才。 由此,“先练技术”与“后教思维”的项目教学模式,契合我国政府对创新创业人才的培养方针,具有施行价值。

(二)目标指向下“以赛促教”

目前,我国各个学校对Rhino 课程的设备配置具有差异性,对于Rhino 课程中复杂的深度教学问题,教师回答的专业性也有区别。 在短时间无法改变学校大环境的情况下,以项目教学中的多元教学场景为切入点,设置全国性或区域性的Rhino 设计比赛,通过“以赛促教”,提升教师思维素养,拓展学生对专业领域的认知。 彼得·德鲁克曾言,企业的性质促使其本身需要多重目标;而目标多重性则是项目教学法的重要特征之一[8]。 以学生、教师、学校及Rhino 课程革新作为四位一体的多重目标,在明确目标指向下,通过比赛推动Rhino 课程的专业发展[8]。 以国际大学生程序设计竞赛(ACM International Collegiate Programming Contest)、华中软件设计大赛、微软创新杯等专业赛事作为借鉴,将项目教学与比赛相结合,提高学生项目完成能力的同时,契合我国《关于基础教育改革与发展的决定》中对“鼓励合作学习”的相应政策,在赛事中培养学生的合作创新能力,为其今后进入社会进行项目设计打下专业性基础。

(三)建构主义下“支架教学”

上文提到,项目教学法吸收西方建构主义教学思想。 鉴于此,以建构主义完善项目教学法,在保障学生项目完成独立性的同时,提高教师教学效率。 将建构主义中的“支教式教学”融入项目教学法,教师为学生提供“先练后教”中的外部教学支持,但根据项目活动的进行程度及学生能够独立完成的程度,不断剥离学生独立运作项目时的“外部支架(即教师支持)”,层级测算后持续呈现“引导—剥离—引导—剥离”的趋势[9],直到支架(教师支持)全部消解。 这时,学生能够独立完成相应项目,教师的教学效率也得以提高。

四、结语

项目教学法在以项目导入Rhino 专业课程教学的过程中,丰富了项目的分配模式、构造手段及实现过程,推进Rhino 课程下学生的设计精度及实践思维,也同时丰富了项目教学法自身的应用方式,如以支架教学融入方法论这一创新路径。 在我国对职业人员发展需求提高的当下,项目教学法将继续在Rhino 专业课程中持续应用、多元发展。 在针对Rhino 这类实践操作类课程中,学生的自主积极性提高,为其他实践技术类课程的发展提供了良好范例。