基于虚拟现实技术的三维动画课程教学设计研究
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作者:谷林玉
摘要：随着信息技术的高速发展，虚拟现实技术（VR技术）已经进入到日常生活的各个领域。近年来，有不少学者探索将虚拟现实技术应用于各个学科的课程教学中，借此提升实践教学的效果。该文探索三维动画课程教学设计的创新途径，研究基于虚拟现实技术的三维动画课程教学设计，将虚拟现实技术与三维动画课程教学相结合，在教学过程中融入中国传统文化素材，期望提高职业教育的教学质量和学习效果。
关键词：虚拟现实技术；三维动画；课程思政；教学设计
中图分类号：TP311 文献标识码：A
文章编号：1009-3044（2022）32-0131-03
虚拟现实技术，简称VR技术，是利用计算机生成一种能让人感受并与虚拟世界交互的技术，它利用三维图形生成技术、多传感交互技术以及高分辨率显示技术，生成三维逼真的虚拟环境，用户需要通过特殊的交互设备才能进入虚拟环境中。它的视觉、听觉、触觉、力觉等多感知性使得它不同于一般的计算机技术，它的浸没感使得三维虚拟环境如同现实世界，一切都如真的一样。虚拟现实技术在教育教学中的应用，主要是通过创设情境，更直观地呈现各个学科中较难理解的内容，帮助学生提高对知识的感知。虚拟现实技术的沉浸感有助于提高学生的学习体验进而激发学生的学习驱动力[1]。本文探索将虚拟现实技术与三维动画课程教学相融合，以案例的方式创设学习情境，帮助学生增强对三维建模、动画路径、材质、空间扭曲等知识点的感受力，更好地进行实践学习。同时，在三维动画的教学案例和创作素材中融入中国传统文化，在提高学生专业能力的同时，帮助学生提高审美认知、培养爱国情怀和提升民族文化自信。
1 传统三维动画教学现状
1.1 教学目标与产业需求脱离
动画产业涉及的领域比较广泛，应用于电影、电视、游戏、建筑、产品等相关领域，紧缺的是技术与艺术并存的复合型人才和精英人才。传统的三维动画教学以软件的应用为主，存在一定的局限性，大多数院校开设这个课程的教学目标是学生能够使用3ds Max软件进行基础建模、高级建模、材质与贴图、摄影机与灯光、基础动画、粒子系统与空间扭曲动画等基本使用方法和操作技巧，虽然注重课程的实践性，但学生的学习效果仅仅是会使用软件实现既定的功能，完成的作品大多很难表现有想象力和诱惑力，动画路径也不够生动，输出的人才也就不能满足企业的需求。
1.2教学模式过于单一
三维动画课程的教学，通常是教师演示操作步骤，学生模仿逐步实现的过程，学生虽然能够按照指定的步骤实现效果，但是举一反三和创新的能力并不理想，脱离了操作文稿，往往也无从下手。对操作流程的不熟练，不仅影响学生的创意的激发，还影响到学生的学习主动性。
1.3教学设计的局限性
三维动画课程由于缺乏理论的积累、软件更新换代的速度快、课程体系陈旧等问题，使得教师的教学压力相对较大。随着社会的进步，学生的差异性越来越大，学生的学习方式由教师的课堂教学活动的设计决定，这就要求教师需要对课堂教学设计进行创新、分层次教学，解决传统课堂枯燥、学生参与度不高的问题。
2虚拟现实技术在三维动画课程教学中的应用
2.1 实现体验式教学，提高学习主动性
虚拟现实技术已经深入到教学领域，通过仿真技术模拟人在设定的环境中进行各种感知行为，给人一种“身临其境”的感官体验。拟现实实训平台的沉浸、交互、感知、仿真等特性弥补了传统三维动画教学中的诸多不足，让学生在预设的立体的逼真虚拟场景中感受客体，反复练习，调整角度和动作，在直观地感受中体会抽象知识点的原理，并指导实践，实现体验式学习[2]。解决了传统教学中学生难以把握动画运动规律、动画关键帧和三维模型构建不准确等创作技巧问题，大大提高了学生的学习主动性。
2.2改变固定教学方式，在交互中提升实践能力
在传统三维动画课堂中，学生虽然有参与有实践有成果，但是凭借简单的模仿、想象、回忆产出的作品大多是教师演示案例的粗糙“复制品”，缺乏三维动画中最重要的“创意”。虚拟现实实训平台的交互特性和超越时空特性，让学生能够实现实时或非实时人机交互、师生交互、生生交互，在协作中掌握知识的同时，营造了活跃的学习氛围。教师利用虚拟现实技术帮助学生进行三维场景的全方位模拟仿真重现，深度剖析作业对象不同角度下的结构特征、材质、细节，高度逼真的效果和体验感助力学生反复修正三维建模效果。艺术与科技融合，先进的技术体验有利于激发学生的求知欲，在好奇心的驱使下独立思考，进而培养学生的创新思维和实践能力。
2.3虚拟现实技术应用于实训教学
以岗位需求作为确立教学目标的依据，构建三维动画实训教学项目，结合虚拟现实技术，帮助学生明确岗位职责和课程内容的实际应用。在虚拟现实技术的辅助下，借助线上虚拟现实实训平台，高度还原的动画人物、场景和视觉效果，可以突破时空限制，帮助学生360度细致观察三维建模对象的细节、特征，理解抽象知识点，并在实训中反复修正、优化作品，达到最优。动画专业的知识结构涉及面广，更新较快，需要调整专业基础、专业技能、专业素养等课程的设置比例，准确定位市场，增强学生的市场适应能力，同时注意培养学生的个性及创造性思维。
2.4借助虚拟现实实训平台，提高学生自主学习能力
利用教学累积的素材，结合企业案例，建设线上教学资源库，与教学设计对接，链接到虚拟现实实训平台，成为学生自主学习丰富资源。基于实训平台，构建三维动画课程的在线课程体系，建立三维立体的学习场景和便利的师生互动平台，保障自主学习的质量。
虚拟现实技术融入三维动画课堂教学，动画场景转换为高仿真的虚拟情境，学习者沉浸在虚拟环境中，增强代入感，实现人机对话的同时，使用虚拟现实技术模拟动画中的实际案例，让原本抽象难以理解的学习内容更直观生动地展现出来，有助于学生把握重难点，充分感受自由探索的乐趣，最大化激发了学生的学习主动性和自主学习能力，在自主学习过程中发现问题、解决问题。
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3传统文化融入三维动画课程教学
中华优秀传统文化中饱含的渊博美学形态和深厚的人文自然环境，是宝贵的创作素材和教学资源。传统节日元素、民间工艺元素、园林建筑元素等中国传统文化元素承载着中国人民团结友爱、勤劳聪慧、积极进取的优秀品质。本文提出将中国优秀传统元素作为三维动画课程的教学案例素材和创作素材，借助虚拟现实实训平台，在三维动画课程中融入中华优秀传统文化，通过与课程的整合融通，帮助学生真正近距离去体验文化、理解文化和创新文化，在潜移默化中实现中国传统文化的传承和创新，建立以文化传承为己任的课程思政内容。
（1）课程教学目标融入思政
职业教育的培养目标是以立德树人为根本任务，为社会培养高技能应用型复合人才。但是，长期以来，部分教师将技能技术培养与思政课教学完全分离，专业课程的教学内容片面强调技能与实用，对于知识目标和技能目标清晰明辨，但是对于学生的职业素养、爱国主义教育、工匠精神传承等价值目标的教育引导较少。
全面推进“课程思政”的建设，落实在课程目标上，就是要确立价值塑造、能力培养、知识传授“三位一体”的课程目标[3]。本课程的教学目标是学生在理解和掌握三维动画基础知识和专业技能的前提下，提高自身的文化素养、造型能力和创作能力。课程思政是隐性的价值塑造，文化素养、审美观念是动画课程原生态的思政元素。通过对民族传统文化的关注、理解和探讨，让学生在提升艺术素质和文化素养的同时，培养学生的民族情怀和文化自信。
（2）课程教学内容融入思政
三维动画课程教学要以特定的素材为载体，本文提出将中国优秀传统元素作为本课程的教学素材，一方面凸显民族特色和民族风格，构建以审美和人文素养为中心的美育教学体系。另一方面，有助于提升学生关于美学理念的学习效果。
结合思政教育与艺术实践，将《属相记之天玉传奇》这部作品作为教学切入点，间接引导学生了解我国民族发展的历史文化。在教学过程中，教师需要讲解这个作品的背景知识，使学生能够受到文化与艺术的熏陶。同时，学生在教师的讲解过程中，可以深入地感受到人文情怀，培养学生良好的道德思想品质。一方面帮助学生更好地学习主流文化，认识到思政教育的重要性；另一方面有助于学生进一步了解我国民族文化发展的历程，让学生通过创作爱国情怀或是民族文化为主题的动画作品，有效弘扬我国传统的文化精神。从而有效推进了教学与思政教育的深度融合，促使学生形成正确的德育思想和艺术观念，体现出“课程思政”的育人价值，达到素质教育的目的[4]。
（3）课程教学过程融入思政
三维动画课程线上线下混合式教学设计思路如图1所示，根据线上线下不同优势，把线上共享资源、发布任务、发起话题讨论与线下重难点讲解、启发引导、小组协作、小组汇报等各个环节有效衔接起来，形成课前、课中与课后三个阶段不同的教学任务设计。同时，将“课程思政”的设计贯穿于课程设计全过程，达到“课程思政”润物细无声的效果。
课前，教师网络教学平台发布教学资源、布置学习任务或确定主题，学生自主查找、搜集中华民族传统元素的相关资料，或者自主阅读教师分享的背景资料，完成教师布置的预习任务；教师发布讨论话题，为课堂内容的讲解做好铺垫。与乏味的理论知识相比，有趣的中国传统节日介绍、民间工艺展示、历史事件解说、园林建筑观赏等活动，调动学生学习兴趣和积极性的同时，为学生自主学习的方式打开了新思路。课中，学生分组讨论，教师启发引导。学生在课前查找教师提供的中国优秀传统元素素材的有关信息并在课堂上进行分享，讲解这些素材体现的美学理念并进行实操教学引导，学生在完成作品后汇报作品的设计理念和心得体会。课后，教师借助教学平台分层次延伸任务、答疑解惑、学生动画作品点评等，通过传统文化相关的动画作品点评，进一步提升学生的民族文化自信；学生课后自主优化作品、完成拓展任务，强调养成精益求精的品格。
4 教学评价和实施效果
改革传统的教学评价体系，采用多主体互动评价，小组汇报作品后，开展小组自评、集体互评和教师评价，将“创新”“创意”能力的发展和综合素质的提升作为学生评价的核心，建立科学的、客观的、弹性的学生考核评价机制[5]。
通过学生的作品对比可以看出，探索实施课程教学模式改革以来，学生的三维动画理论水平有所提高，作品完成率明显上升，作品的质量也是此前无可比拟的；从网络学习平台的学生在线时间可知，学生的课外投入时间明显增加，在一定程度上反映了学生对本课程的学习兴趣有所提升。此外，通过课程的系统学习，学生对中华民族魍澄幕有了更深入的认识。学生对课程的评价也非常直观地体现课程思政教学对于学生养成专业认同感、民族情怀、文化自信、审美观等价值观方面取得了较好的效果。
5 结束语
本文突破传统三维动画中手把手地灌输式教学模式，在更新课程教学资源的基础上，借助虚拟现实技术，构建技术、艺术与思政教育的协同教学模式，在动画课程教学中渗透中国传统文化，推进中华优秀传统文化的传承与发展。将中国优秀传统元素作为三维动画课程的教学素材，建立以网络教学平台为依托、以汇报为主要方式的三维动画课程混合式教学设计，并将思政元素贯穿于课前、课中和课后的教学设计全过程，让学生在学到动画知识与技巧的同时，感受中国传统元素的美，于无声中厚植爱国主义情怀和提升民族文化自信。
参考文献：
[1] 胡小雨，段炼孺.新媒体环境下VR技术在动画中的应用[J].信息与电脑（理论版），2021，33（6）：189-191.
[2] 刘庆科.虚拟现实技术发展启发新媒体动画创作方式的新思路[J].创意与设计，2014（5）：70-76.
[3] 韦春北.把握好课程思政改革创新的四个维度[J].中国高等教育，2020（9）：22-23，56.
[4] 王学俭，石岩.新时代课程思政的内涵、特点、难点及应对策略[J].新疆师范大学学报（哲学社会科学版），2020，41（2）：50-58.
[5] 高立伟.浅析三维动画与虚拟现实技术[J].中国传媒科技，2017（1）：121-122.
【通联编辑：闻翔军】
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