基于OBE理念下“學(xué)習(xí)產(chǎn)出”在應(yīng)用型本科高校數(shù)字建模教學(xué)方法研究

徐曉凡

（遼寧理工學(xué)院 遼寧 錦州 121000）

1.OBE教育理念下數(shù)字媒體技術(shù)教學(xué)反思

在不斷向前推進(jìn)的0BE的教育理念下，反觀數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)的教學(xué)，任課教師需要對學(xué)生在完成學(xué)業(yè)時應(yīng)達(dá)到目標(biāo)的能力和水平有清晰的認(rèn)知，在傳統(tǒng)教學(xué)中，以教師為主，學(xué)生為輔。教師的課堂講授占據(jù)了課堂的大部分時間，而學(xué)生的學(xué)習(xí)過程基本處于被動接受灌輸?shù)臓顟B(tài)。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中沒有清晰明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)，完成課程后可以完成哪類作品？在課程完結(jié)時可以對軟件達(dá)到何種掌握程度？可以根據(jù)所學(xué)內(nèi)容從事何種工作崗位？換言之，過往之教學(xué)方法教學(xué)目標(biāo)對于學(xué)生而言較為模糊，而通過OBE教育理念下的“學(xué)習(xí)產(chǎn)出”模式，發(fā)生了從內(nèi)容為本到結(jié)果為本的實(shí)質(zhì)轉(zhuǎn)換，在OBE模式下，學(xué)生不僅要完成教學(xué)大綱中設(shè)定的教學(xué)內(nèi)容，更為重要的是能夠綜合運(yùn)用三維、平面設(shè)計(jì)軟件，高效且獨(dú)立地完成有實(shí)際市場價值的作品，并能夠?qū)λ瓿勺髌返馁|(zhì)量進(jìn)行評價與總結(jié)，做出對行業(yè)與市場正確的認(rèn)知。同時，教師也可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)產(chǎn)出，積極地對教學(xué)過程做出有效的調(diào)整。

2.結(jié)合OBE教學(xué)理念的數(shù)字建模教學(xué)實(shí)踐

2.1 數(shù)字建模課程的特點(diǎn)

在學(xué)校強(qiáng)化“應(yīng)用型大學(xué)”建設(shè)的辦學(xué)方針下，信息工程學(xué)院以“一體多維”的教學(xué)思想，將課程體系與學(xué)生的實(shí)踐能力培養(yǎng)進(jìn)行緊密的結(jié)合。以學(xué)習(xí)產(chǎn)出為課程建設(shè)的支撐點(diǎn)，大膽重構(gòu)人才培養(yǎng)計(jì)劃，緊跟時代步伐，改革數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)課程的教學(xué)與考核方法。數(shù)字建模在數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)的人才培養(yǎng)計(jì)劃中屬于專業(yè)基礎(chǔ)課程，作為虛擬現(xiàn)實(shí)類課程與三維動畫類課程的前置課程，數(shù)字建模能力的夯實(shí)對后續(xù)的學(xué)習(xí)過程至關(guān)重要。

2.2 結(jié)合OBE教學(xué)理念的教學(xué)設(shè)計(jì)

在傳統(tǒng)的數(shù)字建模課程教學(xué)過程中，教師將模型的完整數(shù)據(jù)以文檔或DWG文件形式交付與學(xué)生，該教學(xué)方法的優(yōu)點(diǎn)在于數(shù)據(jù)全面且清晰，學(xué)生在操作過程中易于上手且數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。不過，該方法的問題也較為明顯，學(xué)生獲取數(shù)據(jù)的途徑過于簡單，無法激發(fā)學(xué)生主動思考數(shù)據(jù)在實(shí)際工作中的獲取途徑，與該類項(xiàng)目在實(shí)際應(yīng)用中數(shù)據(jù)的獲取方式大相徑庭。數(shù)字建模的工作過程中，建模依據(jù)通常由三種方式組成，其一為現(xiàn)場采集圖像，結(jié)合衛(wèi)星遙感圖或高清航拍圖。建模目標(biāo)的尺寸由建模人員根據(jù)自身經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合地塊面積實(shí)際數(shù)據(jù)得出；其二為測繪數(shù)據(jù)結(jié)合設(shè)計(jì)部門/公司交付的平立面圖紙進(jìn)行制作；其三為場景設(shè)定類原畫，建模師依據(jù)原畫中的場景設(shè)定進(jìn)行建模工作。在以上三種建模方式中，建模人員能夠獲取準(zhǔn)確且全面的模型數(shù)據(jù)情況是較為少見的。

另外，在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，數(shù)字建模的練習(xí)實(shí)例往往較為孤立，且與貼圖的結(jié)合較少。通常在數(shù)字建模課程中，學(xué)生常常會出現(xiàn)脫離貼圖制作，貼圖修改等工作。這使得學(xué)生在日后的工作中出現(xiàn)能力斷檔，與團(tuán)隊(duì)制作脫鉤等嚴(yán)重問題。在基于OBE學(xué)習(xí)產(chǎn)出的教學(xué)理念下，嘗試設(shè)立更貼近實(shí)際項(xiàng)目與市場需求練習(xí)任務(wù)。其方法如下：

首先，設(shè)立合理的學(xué)習(xí)練習(xí)實(shí)例，遵循由淺入深，深入淺出，適合當(dāng)代大學(xué)生理解和學(xué)習(xí)的方法。在課程初期，以形態(tài)較為簡單的基礎(chǔ)模型為例，同時結(jié)合實(shí)際應(yīng)用。例如在基礎(chǔ)形體的創(chuàng)建課程中，將BOX類型模型與集裝箱、木箱等現(xiàn)實(shí)場景中，出現(xiàn)頻率較高的實(shí)物相結(jié)合，避免出現(xiàn)為了講解BOX模型而講解BOX模型的情況。與此同時，將Photoshop軟件的應(yīng)用進(jìn)行結(jié)合，在數(shù)字建模初期即引入UVW貼圖坐標(biāo)系概念，使得學(xué)生在與三維建模軟件接觸的初期，即可制作出完整的作品，進(jìn)而極大地提升學(xué)生對于該課程的興趣和成就感。

其次，隨著課程內(nèi)容的依次推進(jìn)，學(xué)生在掌握了基礎(chǔ)幾何體與擴(kuò)展幾何體的創(chuàng)建，以及參數(shù)調(diào)整后，進(jìn)入到處理可編輯網(wǎng)格與可編輯多邊形的層次。在該學(xué)習(xí)進(jìn)度中，著重理清以圖片為建模依據(jù)的模型制作流程，同時也需要學(xué)生掌握對應(yīng)的圖片處理能力，以及真實(shí)世界物理相機(jī)的反向推測能力。在平面設(shè)計(jì)課程中，需要對現(xiàn)場照片具備采集、處理和分析的能力，以便在本教學(xué)環(huán)節(jié)中提供對應(yīng)的支撐。其中對現(xiàn)場圖片采集的方法應(yīng)盡量為兩點(diǎn)透視圖，或一點(diǎn)透視圖。如設(shè)備條件允許，盡量使用具備移軸的廣角鏡頭進(jìn)行拍攝，以確保透視正確的同時盡可能地利用圖面空間。在圖像的采集過程中，采用小光圈拍攝降低景深效果，確保圖面各處細(xì)節(jié)清晰，易于辨認(rèn)結(jié)構(gòu)。在采集目標(biāo)圖像的同時，同步創(chuàng)建素材說明文檔進(jìn)行記錄。對文件對應(yīng)的拍攝與制作主體的特征摘要進(jìn)行記錄。在完成制作素材的采集與整理歸檔之后交付于三維制作環(huán)節(jié)。在三維制作環(huán)節(jié)開始之前，需要借助平面設(shè)計(jì)軟件對采集獲得的圖片素材進(jìn)行進(jìn)一步的處理，以便于數(shù)字建模的操作。在平面設(shè)計(jì)軟件中，預(yù)先判斷出視線高度線與地平線，并新建圖層，使用高飽和度線條標(biāo)明，在此處需要注意提醒學(xué)生，標(biāo)注線既要滿足提示所需要的顯著度，也要避免標(biāo)注線過于粗大，對建模參考圖像過度遮擋，導(dǎo)致無法清晰地觀察到主體結(jié)構(gòu)，致使在建模過程中反復(fù)進(jìn)行軟件的切換，影響制作效率。

在完成前期的準(zhǔn)備工作后，便可引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入到模型制作環(huán)節(jié)中。依據(jù)之前的標(biāo)記的視高線，在三維設(shè)計(jì)軟件中設(shè)置相機(jī)，并依據(jù)對象數(shù)據(jù)或?qū)嵺`經(jīng)驗(yàn)，合理地設(shè)定參數(shù)單位。在這里，需要任課教師結(jié)合建模對象的實(shí)際情況，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析，調(diào)動學(xué)生在課堂中的積極性，更多地由被動接受的角色，向主導(dǎo)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)者進(jìn)行轉(zhuǎn)換，增強(qiáng)學(xué)生在課堂教學(xué)環(huán)節(jié)中的參與感，提升數(shù)字建模課程的教學(xué)效果。在相機(jī)高度調(diào)整完成后，創(chuàng)建與主體基本造型相匹配的基礎(chǔ)幾何體，并完成像角度與視域的匹配。完成相機(jī)匹配的工作后，即可在可編輯多邊形的線層級與多邊形層級進(jìn)行高效的建模操作。

接下來的可編輯網(wǎng)格與可編輯多邊形建模操作，在保證相機(jī)視圖鎖定的情況下，引導(dǎo)學(xué)生靈活切換頂視圖，前視圖與左右視圖進(jìn)行操作，并在選擇過程中確保對象鎖定，且始終保持使用選擇工具，避免誤觸位移、旋轉(zhuǎn)與縮放工具，導(dǎo)致模型出現(xiàn)非預(yù)期的形變。在建模過程中，需要學(xué)生根據(jù)實(shí)際情況靈活地使用擠出、插入、倒角、閉合等命令實(shí)現(xiàn)模型的編輯。至此學(xué)生即完成了數(shù)字模型的基礎(chǔ)建模工作。

在完成基礎(chǔ)建模的教學(xué)工作后，以項(xiàng)目實(shí)例的方式，向?qū)W生演示模型貼圖與素模之間的區(qū)別，引發(fā)學(xué)生對貼圖及UVW坐標(biāo)系展開學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)的興趣。在演示過程中，宜選用模型結(jié)構(gòu)相對簡單的低模，通過UVW貼圖坐標(biāo)的合理展開并搭配高質(zhì)量的貼圖，對模型的整體細(xì)節(jié)進(jìn)行極大地豐富。此方法在現(xiàn)代的數(shù)字影視行業(yè)、游戲行業(yè)與數(shù)字城市類項(xiàng)目有著廣泛的應(yīng)用，此處的示例可以選用出數(shù)字城市類項(xiàng)目的照片還原式低模，也可選用游戲類項(xiàng)目中含有高光貼圖（Specular）、凹凸貼圖（Bump）、反射貼圖（Reflection）的模型。同時，在完整的數(shù)字模型類項(xiàng)目設(shè)計(jì)的過程中，還可以利用場景中各類模型的空間關(guān)系，突出三維場景中的層次。充分保證三維場景中，在各個空間的視角都能為體驗(yàn)者帶來立體化的空間感受。

2.3 基于OBE教學(xué)理念教學(xué)設(shè)計(jì)的數(shù)字建模課程成果驗(yàn)收

在數(shù)字建模課程的教學(xué)環(huán)節(jié)完成后，對學(xué)生的理解和掌握情況進(jìn)行及時有效的評估，也能為課程質(zhì)量的循環(huán)提升起到一定的作用。在此可以采用多維度、多層級的評價體系，此評價體系囊括了學(xué)生的直接解決問題能力與間接解決問題能力，直接解決問題能力，體現(xiàn)于學(xué)生對三維設(shè)計(jì)軟件操作的熟練程度，已經(jīng)各項(xiàng)命令的理解程度，對應(yīng)的考核可為閉卷考試結(jié)合上機(jī)操作。間接解決問題的能力，可以通過課內(nèi)實(shí)驗(yàn)以及獨(dú)立實(shí)踐環(huán)節(jié)，完成綜合應(yīng)用類項(xiàng)目，反映出學(xué)生在解決實(shí)際問題時的綜合能力。這樣的評價體系可以更真實(shí)全面地反映教學(xué)效果。

結(jié)語

以O(shè)BE教育理念中“學(xué)習(xí)產(chǎn)出”引入數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)的數(shù)字建模課程教學(xué)過程，是將文中的項(xiàng)目實(shí)踐化，市場應(yīng)用化的過程，技術(shù)是產(chǎn)出途徑和工具，但更為重要是對學(xué)生思維習(xí)慣層面上，由知識的被動接受者，向內(nèi)容產(chǎn)出的主導(dǎo)者的轉(zhuǎn)變。在數(shù)字建模課程中使用三維設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行創(chuàng)作，在數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)的人才培養(yǎng)體系中尤為重要。在如今的影視動漫設(shè)計(jì)中、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用和數(shù)字城市類項(xiàng)目中亦都是基礎(chǔ)，大量形式富有創(chuàng)新的、制作精良的數(shù)字媒體作品，吸引了眾多各個年齡段的觀眾的關(guān)注。在我國，數(shù)字建模技術(shù)雖然發(fā)展速度的很快，但在大型的數(shù)字應(yīng)用或影視作品中，與當(dāng)今的國際一流水準(zhǔn)尚存一定的差距。因此，我們的數(shù)字建模教學(xué)發(fā)展還有很長的路要走，需要更多的創(chuàng)作者在實(shí)踐中多勇于創(chuàng)新，不斷提高數(shù)字三維建模技術(shù)的應(yīng)用范圍。在人才培養(yǎng)上，持續(xù)有力地加大投入力度，為技術(shù)的發(fā)展提供充足且優(yōu)質(zhì)人才保證。本文對三維數(shù)字建模技術(shù)的常用軟件、設(shè)計(jì)制作的主要步驟和常用的技術(shù)進(jìn)行了探討，在數(shù)字模型建立方面，創(chuàng)作者可以根據(jù)實(shí)際需求選擇適合自己的三維設(shè)計(jì)軟件。基于OBE教學(xué)理念下的數(shù)字建模課程實(shí)踐與探索，最大的價值不在于簡單地將該課程作為一門軟件命令學(xué)習(xí)，而是借學(xué)生主導(dǎo)，學(xué)習(xí)產(chǎn)出的形式帶動課堂教學(xué)的變化，完成學(xué)生對專業(yè)認(rèn)知的轉(zhuǎn)變，提升學(xué)生對日后從事行業(yè)的認(rèn)知，教師從多學(xué)科融合、專業(yè)提升、學(xué)習(xí)產(chǎn)出的角度進(jìn)行思考，并解決教學(xué)中所面對的實(shí)際問題。利用前沿科技和現(xiàn)代軟硬件發(fā)展，突破傳統(tǒng)教學(xué)中，學(xué)生處于被動接受知識的困境，將學(xué)生的興趣與專業(yè)知識緊密地結(jié)合起來，同時掌握從業(yè)的前沿技術(shù)和與團(tuán)隊(duì)對接的實(shí)戰(zhàn)能力。總體而言，將OBE教學(xué)理念中的“學(xué)習(xí)產(chǎn)出”思維融入數(shù)字建模課程中，這樣的介入既是必要的，也是適應(yīng)科技新時代下，數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)發(fā)展必然的選擇。