基于OBE理念下“学习产出”在应用型本科高校数字建模教学方法研究

徐晓凡

（辽宁理工学院 辽宁 锦州 121000）

1.OBE教育理念下数字媒体技术教学反思

在不断向前推进的0BE的教育理念下，反观数字媒体技术专业的教学，任课教师需要对学生在完成学业时应达到目标的能力和水平有清晰的认知，在传统教学中，以教师为主，学生为辅。教师的课堂讲授占据了课堂的大部分时间，而学生的学习过程基本处于被动接受灌输的状态。学生在学习过程中没有清晰明确的学习目标，完成课程后可以完成哪类作品？在课程完结时可以对软件达到何种掌握程度？可以根据所学内容从事何种工作岗位？换言之，过往之教学方法教学目标对于学生而言较为模糊，而通过OBE教育理念下的“学习产出”模式，发生了从内容为本到结果为本的实质转换，在OBE模式下，学生不仅要完成教学大纲中设定的教学内容，更为重要的是能够综合运用三维、平面设计软件，高效且独立地完成有实际市场价值的作品，并能够对所完成作品的质量进行评价与总结，做出对行业与市场正确的认知。同时，教师也可以根据学生的学习产出，积极地对教学过程做出有效的调整。

2.结合OBE教学理念的数字建模教学实践

2.1 数字建模课程的特点

在学校强化“应用型大学”建设的办学方针下，信息工程学院以“一体多维”的教学思想，将课程体系与学生的实践能力培养进行紧密的结合。以学习产出为课程建设的支撑点，大胆重构人才培养计划，紧跟时代步伐，改革数字媒体技术专业课程的教学与考核方法。数字建模在数字媒体技术专业的人才培养计划中属于专业基础课程，作为虚拟现实类课程与三维动画类课程的前置课程，数字建模能力的夯实对后续的学习过程至关重要。

2.2 结合OBE教学理念的教学设计

在传统的数字建模课程教学过程中，教师将模型的完整数据以文档或DWG文件形式交付与学生，该教学方法的优点在于数据全面且清晰，学生在操作过程中易于上手且数据准确。不过，该方法的问题也较为明显，学生获取数据的途径过于简单，无法激发学生主动思考数据在实际工作中的获取途径，与该类项目在实际应用中数据的获取方式大相径庭。数字建模的工作过程中，建模依据通常由三种方式组成，其一为现场采集图像，结合卫星遥感图或高清航拍图。建模目标的尺寸由建模人员根据自身经验，结合地块面积实际数据得出；其二为测绘数据结合设计部门/公司交付的平立面图纸进行制作；其三为场景设定类原画，建模师依据原画中的场景设定进行建模工作。在以上三种建模方式中，建模人员能够获取准确且全面的模型数据情况是较为少见的。

另外，在传统的教学模式中，数字建模的练习实例往往较为孤立，且与贴图的结合较少。通常在数字建模课程中，学生常常会出现脱离贴图制作，贴图修改等工作。这使得学生在日后的工作中出现能力断档，与团队制作脱钩等严重问题。在基于OBE学习产出的教学理念下，尝试设立更贴近实际项目与市场需求练习任务。其方法如下：

首先，设立合理的学习练习实例，遵循由浅入深，深入浅出，适合当代大学生理解和学习的方法。在课程初期，以形态较为简单的基础模型为例，同时结合实际应用。例如在基础形体的创建课程中，将BOX类型模型与集装箱、木箱等现实场景中，出现频率较高的实物相结合，避免出现为了讲解BOX模型而讲解BOX模型的情况。与此同时，将Photoshop软件的应用进行结合，在数字建模初期即引入UVW贴图坐标系概念，使得学生在与三维建模软件接触的初期，即可制作出完整的作品，进而极大地提升学生对于该课程的兴趣和成就感。

其次，随着课程内容的依次推进，学生在掌握了基础几何体与扩展几何体的创建，以及参数调整后，进入到处理可编辑网格与可编辑多边形的层次。在该学习进度中，着重理清以图片为建模依据的模型制作流程，同时也需要学生掌握对应的图片处理能力，以及真实世界物理相机的反向推测能力。在平面设计课程中，需要对现场照片具备采集、处理和分析的能力，以便在本教学环节中提供对应的支撑。其中对现场图片采集的方法应尽量为两点透视图，或一点透视图。如设备条件允许，尽量使用具备移轴的广角镜头进行拍摄，以确保透视正确的同时尽可能地利用图面空间。在图像的采集过程中，采用小光圈拍摄降低景深效果，确保图面各处细节清晰，易于辨认结构。在采集目标图像的同时，同步创建素材说明文档进行记录。对文件对应的拍摄与制作主体的特征摘要进行记录。在完成制作素材的采集与整理归档之后交付于三维制作环节。在三维制作环节开始之前，需要借助平面设计软件对采集获得的图片素材进行进一步的处理，以便于数字建模的操作。在平面设计软件中，预先判断出视线高度线与地平线，并新建图层，使用高饱和度线条标明，在此处需要注意提醒学生，标注线既要满足提示所需要的显著度，也要避免标注线过于粗大，对建模参考图像过度遮挡，导致无法清晰地观察到主体结构，致使在建模过程中反复进行软件的切换，影响制作效率。

在完成前期的准备工作后，便可引领学生进入到模型制作环节中。依据之前的标记的视高线，在三维设计软件中设置相机，并依据对象数据或实践经验，合理地设定参数单位。在这里，需要任课教师结合建模对象的实际情况，引导学生进行分析，调动学生在课堂中的积极性，更多地由被动接受的角色，向主导项目的设计者进行转换，增强学生在课堂教学环节中的参与感，提升数字建模课程的教学效果。在相机高度调整完成后，创建与主体基本造型相匹配的基础几何体，并完成像角度与视域的匹配。完成相机匹配的工作后，即可在可编辑多边形的线层级与多边形层级进行高效的建模操作。

接下来的可编辑网格与可编辑多边形建模操作，在保证相机视图锁定的情况下，引导学生灵活切换顶视图，前视图与左右视图进行操作，并在选择过程中确保对象锁定，且始终保持使用选择工具，避免误触位移、旋转与缩放工具，导致模型出现非预期的形变。在建模过程中，需要学生根据实际情况灵活地使用挤出、插入、倒角、闭合等命令实现模型的编辑。至此学生即完成了数字模型的基础建模工作。

在完成基础建模的教学工作后，以项目实例的方式，向学生演示模型贴图与素模之间的区别，引发学生对贴图及UVW坐标系展开学习环节的兴趣。在演示过程中，宜选用模型结构相对简单的低模，通过UVW贴图坐标的合理展开并搭配高质量的贴图，对模型的整体细节进行极大地丰富。此方法在现代的数字影视行业、游戏行业与数字城市类项目有着广泛的应用，此处的示例可以选用出数字城市类项目的照片还原式低模，也可选用游戏类项目中含有高光贴图（Specular）、凹凸贴图（Bump）、反射贴图（Reflection）的模型。同时，在完整的数字模型类项目设计的过程中，还可以利用场景中各类模型的空间关系，突出三维场景中的层次。充分保证三维场景中，在各个空间的视角都能为体验者带来立体化的空间感受。

2.3 基于OBE教学理念教学设计的数字建模课程成果验收

在数字建模课程的教学环节完成后，对学生的理解和掌握情况进行及时有效的评估，也能为课程质量的循环提升起到一定的作用。在此可以采用多维度、多层级的评价体系，此评价体系囊括了学生的直接解决问题能力与间接解决问题能力，直接解决问题能力，体现于学生对三维设计软件操作的熟练程度，已经各项命令的理解程度，对应的考核可为闭卷考试结合上机操作。间接解决问题的能力，可以通过课内实验以及独立实践环节，完成综合应用类项目，反映出学生在解决实际问题时的综合能力。这样的评价体系可以更真实全面地反映教学效果。

结语

以OBE教育理念中“学习产出”引入数字媒体技术专业的数字建模课程教学过程，是将文中的项目实践化，市场应用化的过程，技术是产出途径和工具，但更为重要是对学生思维习惯层面上，由知识的被动接受者，向内容产出的主导者的转变。在数字建模课程中使用三维设计软件进行创作，在数字媒体技术专业的人才培养体系中尤为重要。在如今的影视动漫设计中、虚拟现实技术应用和数字城市类项目中亦都是基础，大量形式富有创新的、制作精良的数字媒体作品，吸引了众多各个年龄段的观众的关注。在我国，数字建模技术虽然发展速度的很快，但在大型的数字应用或影视作品中，与当今的国际一流水准尚存一定的差距。因此，我们的数字建模教学发展还有很长的路要走，需要更多的创作者在实践中多勇于创新，不断提高数字三维建模技术的应用范围。在人才培养上，持续有力地加大投入力度，为技术的发展提供充足且优质人才保证。本文对三维数字建模技术的常用软件、设计制作的主要步骤和常用的技术进行了探讨，在数字模型建立方面，创作者可以根据实际需求选择适合自己的三维设计软件。基于OBE教学理念下的数字建模课程实践与探索，最大的价值不在于简单地将该课程作为一门软件命令学习，而是借学生主导，学习产出的形式带动课堂教学的变化，完成学生对专业认知的转变，提升学生对日后从事行业的认知，教师从多学科融合、专业提升、学习产出的角度进行思考，并解决教学中所面对的实际问题。利用前沿科技和现代软硬件发展，突破传统教学中，学生处于被动接受知识的困境，将学生的兴趣与专业知识紧密地结合起来，同时掌握从业的前沿技术和与团队对接的实战能力。总体而言，将OBE教学理念中的“学习产出”思维融入数字建模课程中，这样的介入既是必要的，也是适应科技新时代下，数字媒体技术专业发展必然的选择。