浅析人工智能背景下三维模型课程的转型

蒲蓓蕾

摘要：在人工智能背景之下，三维建模呈现出新的智媒体语境：不断涌现智能和简便的三维建模的方法，模型的应用重心也从动画游戏模型向VR，AR模型转变，在AI技术的支持之下，新型教学工具得到越来越多的应用。在人工智能时代三维模型课程也出现了转型的要求，目前，人工智能及相关技术在教育领域的应用主要有以下五个方面：自适应/个性化学习;虚拟导师;教育机器人;基于编程和机器人的科技教育;基于虚拟现实/增强现实的场景式教育。笔者通过一段时间的教学探索与实践，认为三维建模课程应该在课程本身，课程资源，课程团队方面做出相应的改变才能应对时代的发展。

关键词：人工智能;三维建模;教学改革

随着人工智能在教育领域应用日益广泛，人工智能必将引发教育模式、教学方式、教学内容、评价方式、教育治理、教师队伍等一系列的变革和创新。并且随着人工智能的发展，三维建模的方式发生了巨大的转变，呈现出智能化与简单化的趋势。涌现出的新技术有：基于大数据的模型、纹理、视频、音频、动作、界面素材自动生成与加工技术，基于模型拓扑特征的自动纹理映射技术，基于视觉识别的3D自动化逆向建模技术，基于平面图像的AI智能结算建模技术等。

在AI时代，三维建模变得越来越简单，不再需要大量的时间，对技术、甚至造型能力的要求都大大的降低。此外三维模型的应用领域的重心也发生了偏移.从影视动画，游戏模型到VR模型转变。因为VR技术的蓬勃发展，以及政策、行业渗透等因素，新的VR应用场景不断涌现，对VR及AR内容的需求增大。

可以看出人工智能背景之下，三维建模呈现出新的智媒体语境，并且在AI技术的支持之下，新型教学工具得到越来越多的应用。基于这些变化，三维建模课程也必须适应新形势的发展进行课程改革。本文探讨在人工智能背景之下三维建模教学的变革，这对于解决目前三维建模教学中的实际问题有着的积极的实践价值。

一、三维建模教学现状分析

当前的三维模型教学，以学习三维软件基本操作为主，教学目标涵盖知识目标和技能目标。其中知识目标包括：了解模型的文化背景，掌握建模思路，掌握结构分析策略;技能目标为建立三维空间意识，养成良好的三维学习习惯，建立正确的三维制作观念，掌握三维动画软件，操作掌握Polygon多边形建模方法，掌握曲面建模方法，学会对建模目标进行结构拆分，了解三维动画制作流程中材质灯光及动画模块的工作原理，以及掌握基本操作等。课程虽然旨在提高学生的全面素质和培养学生的各项能力为核心组织教学。但仍然是以技能讲述为主，讲述性为主，且实行无差异性教学。还是保留传统的教学模式。存在以下问题：

（一）课程目标设置落后

当前的课程目标是以培养掌握三维建模的专业技术型人才，讲授软件操作和进行项目实训为主。旨在培养技能型人才。但人工智能时代的来了，模型的建立变得越来越简单和智能化，三维建模变得越来越简单，不再需要大量的时间，对技术甚至是造型能力的要求都大大的降低。基于此单纯的讲授技术，将不再适应目前的发展。

（二）课程内容设置有偏差

当前人才培养是贴合动画游戏模型行业需求，针对性的培养适合影视动画及游戏行业的模型师需求，但目前随着VR和AR行业的兴起，模型的需求重心也发生了偏移，单纯的讲述动画及游戏模型，学生如果对VR和AR模型的制作不了解，将不利于学生就业。

（三）教学方式的陈旧

目前的教学方式以往教学设计内容以教授技术为主，内容单一，以教师为中心采取传统讲授型。学生在课堂上学习单纯的技术，是知识的被动接受者。学生自主学习能力得不到锻炼。且无差异的教学，只能满足一部分学生的需要。不能惠及所有学生。

二、三维建模教学课程的变革的探讨

（一）教学目标的变革

在人工智能背景之下以往教学设计内容以教授技术为主，内容单一，新的教学设计应该结合技术学习，学习方法学习，人文艺术素养培养，文化自信和工匠精神培养，以信息化手段和人工智能为支撑，全面多维进行。同时学生应该掌握敏捷化学习能力，以便快速掌握先进技能与技术，AI将我们从技术的局限中解放，学习能力，创新创意能力，跨界复合能力，是我们当前的课程培养重点。

例如笔者的课程改革中尝试使用智慧职教平台，以省级专业教学资源库为基础。案例选取以企业真实案例（如博物馆文物修复项目）为导向，模拟真实工作环境，注重培育从业者的使命感。在教学内容方面，以中国经典瓷器相关文化为载体，思政进课堂，增强学生文化自信。注重培养学生的创新创意能力，以及VR模型的制作能力。

（二）教学方法的变革

从以教师为中心转变为以学生为中心。以传统讲授型变革为学生试错、教师点评的方式。采用信息化教学手段及利用职教云平台，提前发布学习任务，并拆解为子任务、分组讨论、师生互动方式，让学生容易学。学生利用碎片化时间学习，缩短了授课时长。并且分层次教学，根据职教云数据、AI问答后台数据、测试成绩、作业评分等元素为辅助，通过神经网络算法形成学生画像，得出学生画像。进行个性化推送和辅导，做到因材施教，让学生精准学习。

（三）教学设计的变革

结合优质资源，充分利用信息化资源和技术，采用线上线下形结合的混合式教学模式，把一次课分成课前，课中，课后三个阶段。

课前：通过职教云平台布置课前任务，教师根据平台数据，调整接下来的课堂教学，设计课堂活动，以学定教。并且将技术性的学习放在课下，利用碎片化时间学习，可以大大缩短学生课堂时间，也锻炼学生的自主性。

课中：包括分析、测试、操作、比赛、评价五个层层递进的教学环节。采用问题引导，任务驱动，小组探究等教学方法，做中学，做中教。

在实践中应用所学。采用課堂建模竞赛的方式，充分调动学生的学习积极性和学习热情。采用学生互评，教师评价和企业评价的多元评价方式。

课后：在线测试，反馈学生掌握情况加强学习，同时展开拓展环节，讨论三维造型在游戏产品、文创产品、衍生产品等环节的深度应用。

通过教学设计的改变，让学生从被动的参与者变为课堂的主导者，从被动学习到主动学习，提高学生的自主学习能力。

（四）变革中的信息化手段应用

1.结合AR技术全息展现素材，做到了学生不受时空限制，全面细致观察素材。

2.采用人工智能AI建模助手辅助学习，对学生提问进行分析，形成学生画像，后期进行学习任务的精准推送。

3.在线专家点评，引入企业标准，更加贴近行业要求，形成学校、企业两位一体的良性互动生态教学环境。

4.引入3D打印技术，学生建造的模型输出为实物，这大大激发学生的学习兴趣。

5.VR及AR内容拓展训练课程引入。

三、教学资源的重构的探讨

面对人工智能，大数据，互联网资源的大量涌入，教学资源方得到了丰富、大量的教学资源，也对三维模型课程变革给出了信息与要求。

首先对于教材进行改编：采用前沿教材，在此基础上，根据课时长度和学生后续课程的创作需求，加强了结构讲解，补充了简要的分UV和绑定介绍知识，对顺序上也做了相应的调整，并且引入了前沿技术：如VR虚拟现实近距离全息观察系统、三维扫描系统、3D打印设备、立体成像系统等。

其次使用现代的信息化教学资源：资源库，微信辅导群，项目管理系统，职教云平台等的升级完善，另一方面课程可以和人工智能软件开发企业合作，进行新资源的开发。开发AI建模回复系统，可以二十四小时在线相应学生咨询，并且可以根据学生咨询的问题进行数据分析，自动推送相关教学视频和测试。人工智能的加入，让因材施教在大规模教育中变为可能，教育、教学内容更加精准化。

四、教学体系反馈和评测

人工智能在三维建模课程教学当中，也可以为教学反馈与评测系统，当某学生在查询自己的期末成绩的时候，他看到的不仅仅是一个简单的分数，还附有一份“诊断报告单”。通过这份报告，他不但可以了解到自己学科板块知识点和能力点的掌握情况，还能看到对自己的优势、劣势的学科分析。通过这些数据为每个学生进行“画像”，从而找到提升成绩的方法。这就是借助大数据的帮助，通过对学生学习成长过程与成效的数据统计，诊断出学生知识、能力结构和学习需求的不同，以帮助学生和教师获取真实有效的诊断数据。

学生可以清楚看到问题所在，学习更高效;教师也可对症下药地针对具体情况，选择不同的教学目标和内容，实施不同的教学方式，进一步提高教与学的针对性、有效性和科学性。三维建模课程可以规划三维模型人工智能评价系统的开发。虽然现在还没有人工智能评价系统在三维建模方向的应用。但工业造型领域应用的智能评价系统已经落地，三维模型的AI评价系统的应用，是课程的未来展望的方向。

五、教学团队的变革思考

人工智能系统将打通教育数据孤岛，有效帮助教师分析出学生的兴趣爱好，然后进行个性化教学，相比传统的教学管理模式，这种数据化的管理行为为个性化教育和资源合理配置也提供了智能化决策。当前三维建模课程的教学团队大多数为专任教师为主，辅助于相关模型行业的企业专家。面对人工智能时代的来临，课程应当引入VR及AR内容开发专家的辅助，以及人工智能开发背景企业专家，在课程整体建设，课程整体开发方面，才能积极面对，真正应对学生需求，应对时代的变革。

六、结束语

随着人工智能的发展，人类在社會经济中的位置也会不断变化，要让我们的下一代适应这些变化，并在其中游刃有余，我们的教育就必须跟上科技的发展，甚至需要比科技的进步更前卫。目前，人工智能技术在教育上的应用主要体现在图像识别、语义识别、语音识别等方面。这些技术虽然得到了应用，但目前尚处于初级阶段。在技术和应用场景上还需要更多的探索。尽管教育工作者、心理学家和家长们，对于人工智能教育有不同的看法，但人工智能和机器学习这一新兴技术，正在改变教育的未来。所以在人工智能时代，三维模型课程只能积极面对“智能+”时代的产业与教育变革，同时也要兼顾产业未来发展需求以及行业现状，在尊重专业性格的基础上，探析人工智能与数字创意内容产业交叉发展格局所形成的压力、动力和机遇，淡化技术，着力培养学生的创新创意能力，才能更好的改造现有的课程。