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工程教育专业认证视角下的“虚拟现实技术”课程教改探索

来源:用户上传      作者:史卓

摘 要:工程教育专业认证从多方面对高校毕业生提出高标准要求,文章在此背景下,以学生能力培养为导向,从培养方案、教学大纲、线上慕课、线下翻转课程、评价体系、思政内容6个方面进行了“虚拟现实技术”课程教学改革实践,实践结果表明,学生的学科专业能力、工程实践能力、创新能力得到了一定程度的提高。

关键词:“虚拟现实技术”;工程教育专业认证;教学改革

0 引言

桂林地处华南地区,电子信息产业发展迅猛,本地乃至广西地区迫切需要具备虚拟现实技术和开发能力的应用型人才。本研究的目标是在工程教育专业认证视角下,构建“虚拟现实技术”的课程内容体系,建设课程相关的立体化教学资源,探索高校数字媒体技术专业应用型人才培养的改革与创新。

1 传统“虚拟现实技术”课程存在的问题

“虚拟现实技术”课程重在实践,而传统课程多在课堂上讲解理论知识,学生无法直接认识开发过程。按照工程教育专业认证中以学生为中心、注重能力的培养要求,并对达成度指标、试卷分析等进行评价后,传统课堂存在的问题逐渐暴露出来[1]。

1.1 教材知识更新慢

由于信息技术更新快,桂林电子科技大学采用国内普遍流行的Unity3d开发引擎,基本上每年更新一个或多个版本,课程指定的教材讲述的内容难以做到同步更新。

1.2 学生综合系统开发能力差

由于“虚拟现实技术”课堂时间有限,教师在教学过程中引入的案例连贯性差、碎片化,影响学生掌握知识的广度和深度。

1.3 学生动手能力差

学生在线下课堂上无法亲自动手操作实验,实验教学时间少,动手编写程序时间短,最终导致学生动手能力差。

1.4 课程内容设置缺少项目实战

与企业项目实训内容相比,传统“虚拟现实技术”课程教学内容设置更注重理论基础,在项目实用性、开发难度、代码量上都有较大差距。

1.5 教学大纲不符合工程认证要求,缺少课程教学达成度

缺少毕业要求的对应关系,以及课程与工程教育专业认证中需要的毕业要求,进而无法给出合理有效的教学达成度计算方法。

2 改革内容

依照工程教育专业认证的要求,结合上述改革思路,“虚拟现实技术”课程从培养方案、教学大纲、线上线下教学方法上分别进行改革。

2.1 修订数字媒体技术专业培养方案

在2018级数字媒体技术专业培养方案中,“虚拟现实技术”课程为32学时理论课,16节独立实验课。为适应线上线下结合教学要求,修订为线下32学时理论教学,线上9周操作类型实验课程学习,1周课程设计(按16学时计算)。这种方式能够解决独立实验课上老师操作教学时学生观看、练习困难的问题,学生可以在线上观看慕课教学视频,自由选择学习时间,反复回放,同时动手操作练习,比独立实验课教学效果要好。而在“虚拟现实技术”课程设计中,老师布置课程设计任务,以指导、回答提问为主,教学为辅,同时课程设计期间,学生可以在1周时间内集中精力,合作大型课题作业,有助于完成课程目标二复杂数字媒体工程问题的仿真和模拟。

2.2 修订符合工程教育专业认证要求的新教学大纲

修订符合工程教育专业认证需求的新教学大纲,并给出课程目标与毕业要求指标点的支撑关系。

课程目标1:掌握“虚拟现实技术”基础理论与技术的基础知识、基本概念、基本原理、典型应用,掌握虚拟现实技术相关开发软件的基本操作与使用方法,能针对不同场景正确选取相关软件方法解决实际问题。该课程目标占期末考查评价标准的50%(支撑毕业要求指标点 5.1)。

课程目标2:了解虚拟现实技术系统和方法及其应用场景和局限,能够使用相关专业开发软件进行虚拟现实应用系统的开发。该课程目标占期末考查评价标准的50%(支撑毕业要求指标点5.2),并在教学内容及进度安排中得以体现。

第八章“虚拟现实技术的相关软件”,主要内容为虚拟现实技术的常见的三维建模软件、虚拟现实开发平台以及Web3D技术。基本要求是了解3DMax,Maya,Autodesk 123D和Blender等三维建模软件中的功能与特点;重点是对不同的三维建模软件、虚拟现实开发平台、Web3D技术进行比较,分析各自的功能和特点,并根据应用场合做出合适的选择。通过该章内容使学生了解各种虚拟现实技术相关软件的功能和特点,能够在解决实际问题时针对的不同应用场景选择合适的技术软件完成任务。可以支撑课程目标一。

2.3 以中国大学MOOC为补充的线上教学

因为“虚拟现实技术”线下理论课程在教室授课,在此期间,不便进行操作类型实验授课,学生无法也缺少时间进行反复学习、操作训练。所以让学生选择在课后、线上进行参考学习操作类型知识章节学习。操作类型知识章节主要为第6章“三维全景技术”,第10章“三维开发工具Unity 3D”,第11章“增强现实技术”。

为此,课题组老师在网络公开资料中搜索“虚拟现实技术”“慕课”视频,最终选取了中国大学MOOC的“灵境-虚拟现实技术的应用”课程,该课程由南京大学金莹老师授课,内容为9周课程,正好和“虚拟现实技术”理论8周重叠,互为补充。该课程面向虚拟现实具体应用开发,其中4周为全景互動的基础知识、制作、后期处理、交互控制;4周为Unity开发基础组件、Unity室内场景烘焙渲染、硬件交互开发、基于HTC-VIVE的VR智能家居开发案例。

2.4 基于项目的翻转课堂线下教学模式

线下课堂注重理论联系实际,提高学生动手能力,提升课堂教学效果。老师以实际虚拟现实技术项目为例,按照实际开发流程对应课程技术要点,对相关技术进行探讨和讲解,巩固所学知识,强调各技术难点的技巧,培养学生项目开发能力,使学生逐渐掌握对复杂数字媒体工程问题进行预测、仿真和模拟的能力。

此外经常性的举办学生课程设计作业和作品展览,增加交流机会,提高学习兴趣,培养荣誉感,营造学习氛围,提升课堂教学效果[2]。

3 培养成效

数字媒体技术学生在学习“虚拟现实技术”课程之后,积极参加包括全国高校数字艺术设计大赛、广西大学生计算机设计大赛等各类专业比赛,获得奖项20余项,毕业生在游戏开发、虚拟现实技术公司或其他公司的相关岗位从事工程技术工作,获得用人单位的好评。

4 结语

工程教育专业认证促使高校教育更关注学生能力的发展与产出,需要重点培养学生的学习兴趣,构建以学生能力发展为主体的教学模式[3],线下理论学习与线上操作学习相结合,翻转课堂与课程设计相结合,学生竞赛与创新创业活动相结合,以培养出数字媒体行业所需的高水平专业技术人才。

[参考文献]

[1]刘佰龙.工程教育认证下“Android应用开发技术”课程改革初探[J].科教文汇,2019(10):92-95.

[2]史卓.桂林电子科技大学数字媒体专业群建设探索[J].计算机产品与流通,2019(4):224.

[3]习海旭.工程教育专业认证视角下虚拟现实开发人才的培养[J].中国多媒体与网络教学学报,2019(8):136-137,140.

(编辑 何 琳)


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