中职学校三维动画设计与虚拟现实技术结合教学研究

赵霞

[摘 要] 借鉴德国职业教育的教学模式，采用行动导向教学法，打破传统学科之间的分割，与传统学科融合，使教学内容更符合职业岗位。以数字媒体技术专业的核心课程三维动画设计与虚拟现实为例，建立学习领域，用行动导向教学法的模式进行课程设计，为改革传统教学提供新思路。

[关 键 词] 职业教育；行动导向教学法；三维动画设计；虚拟现实

[中图分类号] G712 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2017）35-0072-02

当前，许多中职校面临的问题是教学内容与社会需求之间有较大的差距。企业需要毕业生能够快速适应岗位，但是学生在学校所学知识过于理论化，不能在实际运用中有效转化，学生胜任岗位需较长时间。原因是课程按学科体系设置，教学内容不符合岗位实际工作过程，没有对知识按工作过程进行重新编排。

一、学习领域在职业教育中实施的理论依据

学习领域以一个职业的典型工作任务为基础的专业教学单元，打破传统学科之间的分割，表现为理论与实践一体化的综合学习任务。本研究以学习领域课程开发理论为基础，按照工作过程系统化教学内容，参考企业真实项目案例，结合中职校数字媒体技术应用专业教学状况，规划以虚拟现实为核心的学习领域，打破学科之间的分割，将三维动画与虚拟现实技术结合，使学生具备适应潮流的综合职业能力，重构理论与实践的教学内容。

参考德国职业教育经验，建立面向“学习领域”的教学体系，采用行动导向教学法。“学习领域”根据职业岗位要求，將工作程序划分为相对独立完整的工作任务，明确完成任务所必须掌握和具备的相关知识和能力。“学习领域”打破传统学科划分，将不同学科的需求融合在一起。

行动导向是职业教育中一个重要的教学理念，学习活动的流程是：获取信息，规划方案，确定方案，实施计划，测试产品，评价并优化产品。

二、以三维动画制作为核心的学习领域总体设计

参考德国课程设计模板，基于行动导向教学法进行课程设计——主题：三维虚拟校园自动漫游

（一）规划基础

1.课程要求

本课程是中等职业学校数字媒体专业的技术课程。本课程的任务是掌握3ds max三维制作软件的使用，实现三维模型与场景制作和动画设计制作，毕业后可从事三维产品设计与制作、影视后期三维制作、动漫设计制作，可以胜任三维建模师、灯光渲染师、动画制作师和特效制作师等多个工作岗位。

2.课程规划

学习领域：三维建模与虚拟现实综合应用。

学习情景：三维虚拟校园漫游。

学习情景描述：学校拟制作一个三维虚拟校园漫游系统，用三维立体图像展示校园建筑和校园景观，拟放置于学校网站用于宣传，使大众更充分地了解学校，扩大影响，对招生起到积极推动作用。也可帮助新生尽快熟悉校园，新生通过安放在学校的触摸屏或手机操作三维虚拟校园漫游系统了解教学楼、实验室、餐厅、办公楼、宿舍等位置，建立新生良好的体验。

学习任务：模拟现实校园的布局，交通，景观，教学和生活环境，开发三维虚拟校园漫游系统，让观众比较直观地了解校园环境的结构。

（1）信息搜集

信息收集阶段需两课时，教师通过组织结构图为学生提供全部课程内容的概览，明确课程目标和工作任务后，以小组工作的方式学习课程涉及的基础知识和软件功能等。

（2）计划/决策

各小组制定一个概要计划，列出需要的素材和需要创建的三维模型、贴图、地形图，学生应根据自己的能力和时间对展示的要素进行取舍。

（3）执行

学生根据各组的概要计划制作贴图、三维模型，赋予材质，导入虚拟现实系统，创建场景，完成校园漫游系统的制作。

（4）监督/反馈

此阶段学生对学习效果进行反馈，展示成果并进行讨论，对产品进行评估，明确什么样的作品是优秀作品，对自己的作品进行优化。

3.前提条件

在此课程之前，学生已经学习过数码摄影、Photoshop图片处理和3ds max三维建模等。每个学生分配一台电脑，安装有Photoshop cs5，3ds max2012，VR-Platform9.0虚拟现实开发平台，教师安装具有广播功能的多媒体教学软件。

（二）学生情况

1.统计信息

学生年龄在17到19之间，为中职三年级。

2.能力水平

学生对实践制作多媒体作品的兴趣很高。学生在之前的学年里有过小组合作完成任务的经历，但对自主的解决工作任务的能力需要提高。

有些学生在实际工作中，不能正确的计划和利用时间，不能长时间的集中精力。学生之间存在能力差异，有的学生实践操作能力强，可以帮助其他学生。在分组时，将能力强弱不同的学生搭配在一起，使各组以相同的速度完成工作。

（1）专业能力

学生已具备如下能力：

①能够使用单反相机拍摄高质量（包括清晰度、亮度、色彩等）的照片。

②使用图像处理软件对照片进行处理，做变形、拼接等，使其适合贴图。

③熟练使用3ds max三维建模，赋材质，布置灯光。

④能够使用VR-Platform9.0虚拟现实开发平台建立可互动场景。

各个步骤都由小组独立进行。学生应按计划进行，在行动中深化并巩固相应的知识和技能。

学生在使用专业语言正确表达方面需要加强，在行动过程中，要求以PPT演示文稿报告相关技术，通过不断练习使专业语言正确表达的能力获得提高。

（2）方法能力

学生已经熟悉了分小组独立自主和合作的学习方式。

①能够通过软件使用指南和教师提供的资料工作，学会利用互联网查询帮助解决问题。

②具有团队合作精神，能够相互配合完成工作任务。

③具有独立解决问题的能力。

④了解如何对作品进行测试和评价。

⑤能够展示其工作成果，阐述作品的特色，发现作品的缺陷并愿意进一步优化。

（3）社会能力

同学之间保持良好关系，相互尊重和相互帮助，跟组员分工协作，出色完成任务。

（三）教学法的选取

1.课程的地位

此课程计划是三维动画设计与制作综合实训的一个案例，是数字媒体技术教学的一部分。

虚拟现实是目前最为流行的媒体展示技术。在此实践教学课程中学到的知识和技能，将在学生未来的职业生涯中发挥作用。

2.专业教学草案

此课程的内容和学习过程具有很强的面向学生的生活和工作的职业特点，因此，学生可以提高并拓展他们的职业行为能力。此课程单元是以职业行为为导向，按照完整行为进行的结构化设计。

阶段1：学生通过组织结构图对课程整体脉络有所了解。由小组代表宣讲计划，使学生能正确使用专业语言，提高口头表达能力。

阶段2：教师介绍工作任务单及工作流程，学生分组制定时间计划表，要求合理利用时间。时刻注意工作任务单上的时间计划表，严格按计划实施，培养学生管理时间的能力。

阶段3：两人一组按照概要计划完成学习任务。

学生所用电脑已经安装好相应的软件，教师提供帮助文档供学生查阅。

阶段4：每组学生选一名代表向全班展示他们制作的校园漫游系统，阐述设计思想，学生相互评价。

3.内容结构和教学的简化

真实的校园，有多个教学楼，如果全部表现，工作量巨大，耗时过长，一些学生会失去完成的信心，在第一阶段做规划时，要求学生根据自己的情况规划表现部分典型建筑。

4.教学理念

教学设计遵从学习领域的概念，采用行动导向的教学方法，通过实践一个与职业相关的工作任務学会自主学习，自主完成设计任务，优化作品。教师不再是主角，是组织者、主持人，教师负责控制工作进度。

学会分阶段测试，尽早发现错误，纠正错误，避免错误叠加。在制作过程中要根据以往经验选择简捷的方法实现目标，并及早发现错误，减少重做步骤。

5.行动设计

（1）导入：采用头脑风暴分小组做概要规划，教师准备一些词语卡，同时提供空白卡片供学生书写，学生协商确定项目的组织结构，并且在白板上展示成果。

达成目标：小组间交流，教师启发引导，使每个小组的规划都切实可行，有特色。

（2）假设：通过回忆经验，学生在全体头脑风暴中提出可能导致后期制作困难的错误。

达成目标：找出避免错误的方法。

（3）准备素材：小组成员一拍摄建筑外观照片，成员二从照片中挑选可用于制作贴图图片的照片，进行图片处理合成。

达成目标：教师巡视把关，指出不合格的图片，要求学生重做，完成第一阶段的制作。

（4）建模：两人合作在网上寻找并下载校园地图，协商分别制作的模型，分头制作模型，赋材质，然后合并。

达成目标：教师巡视把关，指出可能导致后期错误的模型，要求学生修改或重做。完成第二阶段的制作。

（5）合成：两人合作将模型导入VRP，如遇问题通过查阅手册解决。给场景添加灯光和照相机，添加互动效果，测试效果。

达成目标：对学生困扰较长时间的问题教师给予帮助，完成项目。

三、实施后的教学效果

改革前，教学以课堂讲授为主，逐一讲解软件操作命令的用法，要求学生严格按练习题目操作，学生会认为学习的目的就是会使用软件，没有自主性和创造性，完全由老师占支配地位，习惯模仿，独立完成作品的能力差，教学效果差。

改革后，通过行动导向的教学方法使学生主动参与活动，教师是行动的组织者和主持人，体现了“以学生为中心”的现代职教理念，学生能独立完成任务，激发了学习兴趣。多学科融合，行动导向教学法使教学过程转变为工作过程，培养了学生的职业能力，学生工作后能很快适应岗位。

总之，本研究的价值在于改革传统教学方法，引入德国先进的职业教育理念，打破学科之间的分割，跟踪当前科技发展趋势。掌握最新技术，具备职业素养，与职业岗位零距离的学生必定有广阔的职业前景。

参考文献：

[1]胡光军.三维虚拟校园自动漫游系统的设计与实现[D].山东大学，2013.

[2]崔辉，李桂兰.谈任务驱动法在《三维动画设计》课程中的应用[J].农机使用与维修，2014（12）.

[3]国桂环，曾睿.《三维动画制作》.课程建设研究[J].软件导刊，2014（10）.