STEP模式下的数字媒体技术专业实践教学改革研究
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作者:吴伟敏
摘 要： 文章从教学与实践结合的角度，分析了当前数字媒体技术专业中存在的问题，并针对性地提出了基于STEP教学模式的“三六五”实践教学模式以及与之相适应的教学评价方式和评价指标。经初步尝试，该教学模式在实际应用中取得了良好的成效。
关键词： STEP模式; 数字媒体技术; 教学模式; 评价模式
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1006-8228（2020）11-98-05
Abstract： From the perspective of combining teaching and practice， this paper analyzes the problems existing in the current digital media technology specialty， and puts forward the STEP mode based "three six five" practical teaching mode and the corresponding teaching evaluation methods and evaluation indexes. After preliminary trial， the teaching mode has achieved satisfied effect in practical application.
Key words： STEP mode; digital media technology; teaching mode; evaluation mode
0 引言
實践教育的目标是使学生具备成为一名成功的解决实际问题者所需的各种知识和技能（包括：专业知识、社会意识和创新精神等）。为此，教育者的任务就是不断地改进实践教育的质量和内涵。我们越来越清楚地认识到，除了讲授知识外，工作坊教学、团队项目、开放式问题、基于经验的学习、体验式及研究型教学等，也应该成为完整的实践教育的重要组成环节。本文将基于STEP工程模式的实践教学探索性地应用于数字媒体技术专业，并由此得出必要的建议。
1 研究现状
1.1 教学模式层面
课程实践是大量工程类专业课程中必不可少的教学环节，数字媒体技术本科专业也不例外。该专业课程的实践教学中还存在不少问题。
⑴ 部分课程重理论轻实践的观念仍然存在，实践教学地位有待进一步提高;
⑵ 部分课程的实践教学体系内容陈旧，与企业及社会对高级复合型人才的实践能力需求存在差距;
⑶ 实践教学师资队伍力量相对薄弱，教师实践能力素养不够，缺乏具有实践应用能力、知识创新能力的综合型教师;
⑷ 实践教学质量监督机制尚不完善，缺乏管理和质量意识，缺少一套符合实践教学特点的质量评价体系和考核机制，缺乏对实践教学的过程监督。
此外，在工程类本科的课程教学中引入相关软件和基于项目或问题的教学模式还未得到广泛应用。对研究者而言，无论理论研究还是工程项目实施都不能脱离软件工具的支持。各种不同软件环境支持下的数字媒体研究及作品创作已经成为一种趋势，掌握各种相关模拟与创作技术已经成为数字媒体技术领域从业人员的必备技能。工程软件功能的不断进化，对工程类实践教学的支撑作用越来越明显。对于这些不断推陈出新功能强大的专业软件，以往的方案是专家培训等方式;而随着软件教学环境的不断改善，如今已经可以试探性地采用不同的实践推进方案，即将对软件及整个项目融入到教学环节中，其效果在一定条件下可能会更优。
过去的几十年间，实践教育改革在世界范围内如火如荼地开展，人们尝试提出了多种不同教育教学模式，有些也取得了显著成效。其中比较成功的教育模式有：MIT与瑞典几所大学共同创立的CDIO模式[1]、OBE工程教育模式[2]、丹麦奥尔堡大学提出的PBL课程教育模式[3]（基于问题或项目的学习模式，现已成为欧洲国家常用的综合化课程模式）以及英国帝国理工学院提出的ELED模式[4]（基于经验导向的工程教育）等。
实践教育改革旨在全面提升数字媒体技术专业创新人才培养能力、实现建设创新型社会目标的重要基础。当前虽然少数有实力（包括教学经费充足、师资力量雄厚等）的高校实现了小班化授课，并进一步实施了CDIO等教学模式，但大多数高校仍存在学生人数多、师资力量和教学资源相对匾乏的现状，对此寻求一种行之有效的实践教育模式则更具建设性。相比欧美一流大学的实践教育，我校数字媒体技术专业在实践教育方面的问题还是相对突出的（存在应试型、被动式学习等），实践教育改革势在必行。另外，任何先进的教学理念和人才培养模式都必须同国情、校情相适应，否则难以实现预期的成效。
STEP是软件（Software）、理论（Theory）、实验（Experiment）和项目（Project）的缩写。狭义上说，STEP可以针对单一课程实施一种过程式教学的模式，主要强调实践能力的培养。基于STEP的实践教学模式是指讲软件工具、理论教学、实验和项目实践紧密结合、共同实现整个实践环节。STEP理念实施得当时，可以做到知行合一、学以致用[5]。我校数字媒体技术专业自创办以来的10余年间，结合本校、本院及专业的特点，已逐步形成了一套实践教学模式。STEP理念融入实践教学是一个探索。从培养计划、教学过程和评价等各环节改革，针对课程的实际需求实施改进，希望将此理念有机融入现有课程体系和教学模式，以促进学生解决实际问题的能力。
1.2 教学评价及指标
从不同的角度出发，国内外学者对高等教育课堂教学质量要素以及评价体系的探索众说纷纭，没有一个较为统一的标准与评价方法，从理论体系、要素结构以及评价思想与方法上而言，都正处在一个发展的过程中。20世纪70年代后期开始，随着教育理论研究的不断深入，国外对于教育理论研究的视角开始从教育目标匹配转移到了教育质量体系。其中Centra（1979）认为教师教学质量的评价应该侧重于教学组织、师生交流和教学能力三个维度;Chickering（1987）则通过师生交流、学生协作、主动学习、及时反馈等7个方面来体现教学质量;Marsh&Dunkin（1999）提出教学质量评价包括课程组织、行为管理、学生成绩评定和师生关系四个方面[6]。 随着教学质量评价理论和实践的推进，国内学者在不断修订完善质量评价指标体系的同时，开始研究较为复杂的数学模型或网络技术，将其应用到具体的教学质量的评价中。当前我国大多数高等学校都建立了教学质量评价体系，但各高校的评价框架与指标内容基本上差异不是非常显著，主要通过对教师在课堂教学过程中的教学方法、教学态度、教学效果、教学内容、总体印象等方面进行评价与考核。如清华大学给出11项指标，北京师范大学按28项指标，浙江大学依据9个指标对教师教学质量评价等。
总体而言，教学评价需要与所采用的教学模式相匹配，才能正确反映教学的实际效果。因此，与STEP理念相匹配的教学评价也会有必要的。
2 STEP理念在数字媒体技术专业实践教学中的应用研究
数字媒体技术是一个跨自然科学、社会科学和人文科学的综合性学科，集中体现了“科学、艺术和人文”的融合。其中“数字”反映其科技基础，“媒体”强调其立足于传媒领域，“技术”则明确其所针对的是解决问题的工艺或提供的一项服务的应用领域。该领域目前属于交叉学科领域，涉及交互设计、影像设计、计算机语言、计算机图形学、信息与通信技术等方面的知识。专业的主修课程的领域包括：数字图像处理、计算机图形学、数字音频与音效、UI及交互设计、三维动画、视频特效与制作、Web技术、移动应用开发、游戏设计与制作、虚拟现实与增强现实等。以上大部分课程的实施过程中，均涉及了大量创作软件的使用，通过对软件工具的应用、教学模式的改革，希望能达到改进教学效果的目标。
2.1 软件工具的应用
STEP理念在数字媒体技术专业课程教学中主要涉及以下软件：Photoshop（图像处理）、Dreamweaver（网页编辑）、3DMax（三维建模，动画）、Premiere（基于非线性编辑设备的视音频编辑）、Unity3D（三维游戏、互动展示和游戏引擎）、After Effects（动态影像制作）等。此外还有更多媒体制作方面的软件，涉及如VR、AI及编程等领域。
2.2 教学模式
基于STEP理念的教学模式指在教学过程中，将软件工具、理论教学、实验和项目实践四者以一定的内在逻辑紧密结合在一起。重点强调①以贴近实际应用的环境来促进学生的技能培养;②学习者投入自主探究和解决实际问题的过程;③设计真实任务。强调将实践能力的培养放在复杂、有意义的问题情境中，通过学习者的自主探究、建构和合作，来解决实践问题，激发学生的创新能力，从而间接地激发学生的创业激情，使其掌握隐含在问题背后且仅通过原有教學方式不容易掌握的实践技能，形成解决问题的技能和自主学习的能力。其优点在于可有效提高学生知识重组、探究及应用能力，而过程性的学习方式又可提升学生系统实践能力;缺点在于容易破坏理论知识体系的整体性和前后顺序，导致学生知识存留的碎片化。尽管STEP教学模式中融入了项目化教学环节，但其本身并不等同于项目化教学。以下是对于这种教学模式的几点思考。
⑴ 项目设置的核心地位
STEP教学的四个环节中，项目设置是核心，也是真正让学生获得知识理解、应用甚至创新的关键。但如何设置项目，特别是适合学生的项目，并非易事。要求如下：①项目的整体性，理想的项目能够将理论知识的主体有机地组织在一起;②项目的真实性，源于实际工程的项目更能吸引学生自主学习的兴趣;③项目与理论知识紧密联系，设置恰当难度（深度）和综合性（广度）的项目可以深入与理论教学匹配，且与学生的最近发展区相匹配。
⑵ 在一定程度上可推动科研
源于真实科研项目并通过合理的分解和转化，最终演化为若干个与教学内容密切相关的子项目（分别设置明确的节点目标及评价指标），可根据需要转化为教学内容的主体，或学生课外训练的题目。将真实项目融合到各教学环节中，作为教学过程逐一、同步地实施，籍此学生可获得完整科研周期的训练。
⑶ 仍需强调知识体系在课程教学中的重要性
项目不能成为知识的主体，而是作为学生掌握知识的有效案例。相比研究生课程，本科阶段的大多数课程都已建立起相对成熟的知识体系，这无疑对学生掌握系统知识以及进一步深造都有着重要意义。
⑷ 可针对单一课程、课程群及专业课程体系
或整个专业课程体系中，乃至于将来本研一体化教学中。数字媒体技术专业课程间的知识结构紧密衔接，很多课程之间存在关联性、进阶性、扩展性等特点。从项目设置角度来看，有一定深度的科研型项目很难完全通过单一的本科生课程来实现，这是由该阶段的知识和能力水平等因素来决定的。但可将一个中等难度的科研项目进行分解，将任务或指标分解到多门课程中，这样一对多或多对一形式的项目设置可以有效地提升学生对知识的整体把握和应用能力。
本校的数字媒体技术专业分为两个研究方向：分别是：媒体资源开发及媒体信息处理，项目的内容可以在此两大类的基础上进一步细分为更多的类别。基于以上分析，本次研究经过提炼和反复认证，经过反复论证得到了适合数字媒体技术专业实践教育的“三六五”模式，如图1所示。
该框架构建了以创新层为目标，以应用层为抓手，以基础层为支撑的三层级实践教学体系，其中创新层由集中实践性教学、自主个性化学分训练、创新与创业、学科竞赛构成;应用层由平面设计实验、数字音视频制作实验、虚拟仿真资源开发实验、动画制作实验、游戏制作实验和软件与平台开发课程实验构成;基础层由信息技术基础实验和数字媒体技术基础实验构成。针对本专业实践性强的特点，要求学生按照自己的方向在四年内至少完成六个一（一个数字媒体应用管理软件、一件虚拟/增强现实作品、一个游戏作品、一件智能交互媒体作品、一部数字音视频作品、一件动画作品）设计与开发，并以此为主线设立相应实验平台和实验课，建立学习成果导向的实践能力培养体系。全局而言，秉承“理论与实践、技术与艺术，信息与媒体，创新与继承，专业与市场”五结合原则，在多学科领域融合中构建课程体系，凸显本专业的特色，最终形成了基于STEP理念的多学科交叉融合的课程内容体系。 2.3 教学效果的提升
结合高等教育的特点，本此研究提出了基于教学目标与资源约束条件下高等教育课堂教学质量STEP影响要素结构，将以学生学习能力认知和价值感知为核心的学生能力要素引入高等学校教学质量的评价当中，最终确定的是以20项指标为主，所制定的总体评价模型如图2所示。
⑴ 學生能力要素
学生能力主要表现在三个方面，第一是学生学习前所具备的课程知识基础;第二是学生所具备的学习天赋、能力;第三是学生对课程知识的偏爱或兴趣程度。
⑵ 教师能力要素
教师能力通常体现在以下两个方面：第一是教师对课程知识理解的程度，这个程度一般反映在教师对课程知识深度与知识宽度的理解与掌握上;第二是教师对课程知识的表达能力。
⑶ 教学氛围要素
教学氛围是在教师知识传递过程中与教学环境融合而形成的一种整体气氛或状态。一般包括两个层面的内容：教学的“硬件”环境和“软件”互动氛围。学生是否在一个良好的、和谐的教学环境下进行学习，直接关系到学生的学习效率与效果;教师能否创造一个公平、互动的氛围，也会影响学习效率。教学氛围是一种环境与过程融合互动的要素。
⑷ 教学过程要素
课堂教学是一个体验过程，教师在课堂教学过程中通过面对面的方式实现对学生知识的有效学习。这个过程一般包括几个方面：第一是教师的知识传递过程，即教师将其所理解的知识体系通过恰当的表达方式和有效的传授方式（如PPT、案例、游戏、项目等）传递给学生的过程;第二是学生的知识学习过程，即学生将其能力、知识储备融入到知识理解与学习的过程。这三者（教师、学生和教学氛围）共同发挥作用，合力形成最终的教学成果。
本次研究提出的评价机制，以更为客观和合理的方式对实际教学效果进行评价，再实时将结果反馈以改变原教学过程。在一轮教学完成后，再对总体实施效果进行较为客观的总体评价，再据此调整，然后再一次在实践中检验，周而复始。本评价模式及其中的要素和指标也是经多次反复和调整后才确定的。
3 结束语
本文对专业实践教学的本质、目的、规律、技巧及相应教学策略进行探索，提出了符合当前教学需求的STEP理念下的实践教学模式，希望能为其他类似专业的教学改革提供思路。本模式结合了高等教育的基本特点，凝练了基于教学目标与资源约束条件下STEP教学中的影响要素，将学生认知能力和应用能力为核心的能力要素引入多元评价框架中，同时提供了较为详细的评价流程和指标。
将来值得进一步研究和探索的问题包括：将STEP理念应用于专业教学的内在的机制还需进一步深入的研究;需扩大专业实施的面并扩展到其他类似专业。
参考文献（References）：
[1] SvanteGunnarsson. Automatic Control Education in a CDIO Perspective， IFAC-PapersOnline， Volume 50， Issue 1， July 2017：12161-12166
[2] OriahAkir， Tang Howe Eng， SenianMalie. Teaching and Learning Enhancement Through Outcome-Based Education Structure and Technology e-Learning Support. Procedia-Social and Behavioral Sciences， Volume 62， 24 October 2012：87-92
[3] Gerry Geitz， DesiréeJoosten-ten Brinke， Paul A.Kirschner.Changing learning behaviour： Self-efficacy and goal orientation in PBL groups in higher education. International Journal of Educational Research， Volume 75， 2016：146-158
[4] 崔军，顾露雯.经验导向：帝国理工学院工程教育学习模式新动向[J].煤炭高等教育，2014.32（5）：11-16
[5] 于靖军，郭卫东，陈殿生.面向工程教育的STEP教学模式[J].高等工程教育研究，2017.4：73-77
[6] Marsh，H.W， Dunkin，M.J. Students' evaluation of university teaching a multidimensional perspective[J].Higher Education：handbook of research and practice（Vol. 8）. New York： Agarhon Press，1999.
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