楊麗潔

摘要：隨著數(shù)字媒體教育的不斷發(fā)展，學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力的欠缺與企業(yè)的需求之間的矛盾越來越突出。以計(jì)算機(jī)動畫技術(shù)課程為例，探討設(shè)計(jì)一種研究性教學(xué)方式。通過實(shí)踐，該教學(xué)方式在教學(xué)效果上表現(xiàn)突出，十分有助于學(xué)生由單純技術(shù)應(yīng)用型思維向綜合研究創(chuàng)新型思維的轉(zhuǎn)變。為學(xué)生就業(yè)奠定良好的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)動畫技術(shù)；研究性教學(xué)；數(shù)字媒體

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）22-0180-02

隨著我國動漫產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)數(shù)字媒體專業(yè)作為一個(gè)新興的培養(yǎng)方向，為相關(guān)領(lǐng)域的企業(yè)及研究行業(yè)輸送越來越多的專業(yè)人才。計(jì)算機(jī)動畫技術(shù)成為高等院校中必修的專業(yè)課。近年來，我校從設(shè)立數(shù)字媒體專業(yè)開始，經(jīng)過不斷的教學(xué)改革與實(shí)踐，在計(jì)算機(jī)動畫技術(shù)課程專業(yè)建設(shè)上取得明顯的效果，對提高學(xué)生整體素質(zhì)發(fā)揮了極大的作用，它的教育模式也從原有的科普型講述形式轉(zhuǎn)變?yōu)橐哉莆蘸诵膭赢嫾夹g(shù)為目標(biāo)的技術(shù)應(yīng)用示范方式，形成了鮮明的專業(yè)特色，成為我校計(jì)算機(jī)專業(yè)課程系統(tǒng)中的重要課程。

一、計(jì)算機(jī)動畫技術(shù)課程的教學(xué)現(xiàn)狀

計(jì)算機(jī)動畫技術(shù)是計(jì)算機(jī)圖形圖像技術(shù)的綜合運(yùn)用，是當(dāng)前數(shù)字媒體領(lǐng)域中的重要技術(shù)之一，正不斷向規(guī)?；?、網(wǎng)絡(luò)化、多樣化方向發(fā)展。然而在目前實(shí)際應(yīng)用過程中，對具體技術(shù)較為熟悉，對各種核心技術(shù)的原理、算法及處理機(jī)制較為陌生，不利于高效地解決動畫制作中的各種難點(diǎn)、問題。因此，在教學(xué)過程中需要對教學(xué)方法進(jìn)行研究和完善。以本人所在高校的計(jì)算機(jī)學(xué)院的數(shù)字媒體系的學(xué)生為例，從以下幾個(gè)方面分析當(dāng)前計(jì)算機(jī)動畫技術(shù)課程的教學(xué)狀況和學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。

1.采用“灌輸”式教學(xué)模式講授。將大量的動畫技術(shù)理論直接“灌輸”給學(xué)生，略顯枯燥單調(diào)。對于本科階段的學(xué)生或基礎(chǔ)較為薄弱的學(xué)生來說，“灌輸”的理論知識很難消化理解，更難以應(yīng)用于實(shí)踐，造成學(xué)習(xí)效率和效果都不理想的狀況。在期中考試成績中，發(fā)現(xiàn)“死記硬背”的應(yīng)付考試的現(xiàn)象，理解應(yīng)用類的題目普遍存在得分率較低的現(xiàn)象。因此，需要改變目前的授課模式，充分激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)效率。

2.全面依賴教材的教學(xué)內(nèi)容。在目前的教學(xué)活動中主要以教材內(nèi)容為課堂講授內(nèi)容，而教材內(nèi)容很難涵蓋某些前沿重要的技術(shù)應(yīng)用、技術(shù)改良實(shí)例，使得要求學(xué)生掌握的知識與現(xiàn)實(shí)的實(shí)踐活動存在一定的時(shí)間跨度；同時(shí)，教材中的教學(xué)素材與案例具有簡單、應(yīng)用背景單一的特點(diǎn)，與當(dāng)前主流的動畫技術(shù)的結(jié)合度較低。以上兩點(diǎn)將大大降低學(xué)生獲得動畫技術(shù)的興趣，以及解決實(shí)際問題的能力。因此，教學(xué)內(nèi)容中需要引入前沿的技術(shù)應(yīng)用實(shí)例，如新版本的3ds Max、Maya商業(yè)軟件中關(guān)于動畫制作一些功能與動畫技術(shù)的結(jié)合。

3.實(shí)驗(yàn)課時(shí)安排不足。目前的教學(xué)計(jì)劃中對于動畫技術(shù)課程的課時(shí)分配主要集中在理論課，學(xué)生學(xué)習(xí)過程中對具體算法或技術(shù)的操作體驗(yàn)、實(shí)踐時(shí)間不充分，因?yàn)閯赢嫾夹g(shù)是計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域中的熱門技術(shù)之一，在實(shí)踐中才能領(lǐng)悟其中的核心思想。過多的理論學(xué)習(xí)使得知識難以被真正理解掌握，難以在問題解決過程中發(fā)揮作用，也使理論知識的學(xué)習(xí)無的放矢，缺乏目的性。因此，理論課時(shí)與實(shí)驗(yàn)課時(shí)最好應(yīng)平均分配，一周內(nèi)安排一次實(shí)驗(yàn)課，把理論課上的內(nèi)容通過若干實(shí)驗(yàn)得到充分的消化吸收，落實(shí)提高學(xué)生技能水平的要求。

4.課程學(xué)習(xí)的目的性模糊。通過對現(xiàn)有的授課學(xué)生進(jìn)行調(diào)查，大多數(shù)學(xué)生對課程的學(xué)習(xí)目的存在誤解，認(rèn)為動畫技術(shù)僅僅是一門普及性的理論課程，只是常識性地補(bǔ)充現(xiàn)有的知識體系，并不認(rèn)為這門課程是理論與實(shí)踐相結(jié)合的技術(shù)型課程。所以在學(xué)習(xí)的過程中沒有投入全部的精力與積極性，為了應(yīng)付考試而采用“臨時(shí)抱佛腳”的策略。這些現(xiàn)象與是否在專業(yè)學(xué)習(xí)的開始階段進(jìn)行學(xué)科建設(shè)規(guī)劃、目標(biāo)與要求的說明與強(qiáng)調(diào)有很大關(guān)系。學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)與專業(yè)教師應(yīng)反復(fù)強(qiáng)調(diào)每一門專業(yè)學(xué)習(xí)的重點(diǎn)與目標(biāo)，讓學(xué)生明確動畫技術(shù)課程是數(shù)字媒體系學(xué)生在今后職業(yè)生涯規(guī)劃中不可或缺的專業(yè)基礎(chǔ)課程之一。同樣，這種誤解也可能會影響學(xué)生的擇業(yè)方向及專業(yè)的發(fā)展方向。數(shù)字媒體專業(yè)不是向社會培養(yǎng)如動漫畫家、動畫技師一類的美術(shù)藝術(shù)人才，而是在數(shù)字化媒體行業(yè)空前發(fā)展的大背景下，培養(yǎng)一批利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)專門解決與媒體應(yīng)用相關(guān)的領(lǐng)域中的問題，從而大力擴(kuò)展計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域的人才，他們的核心競爭力仍是高水平的計(jì)算機(jī)技術(shù)，而目標(biāo)變成針對某個(gè)特殊性領(lǐng)域的學(xué)習(xí)與深造。因此，教師有必要時(shí)常與學(xué)生溝通，引導(dǎo)他們向正確的學(xué)習(xí)目標(biāo)努力。

二、研究型教學(xué)方式的設(shè)計(jì)模型

通過對現(xiàn)有的教學(xué)情況及學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行全面的分析，可以清楚地看到，現(xiàn)有的教學(xué)模式需要調(diào)整與改良。因此，我在計(jì)算機(jī)動畫技術(shù)課程的教學(xué)過程中，做了一些試探性的創(chuàng)新與改良，形成一種針對本科生教育的研究型教學(xué)方式，在理論與實(shí)踐中，讓學(xué)生真正掌握技術(shù)的應(yīng)用效果，提高掌握技能及解決問題的能力。為了改變動畫技術(shù)課程的單一的技能性培訓(xùn)的教學(xué)目標(biāo)，增加理解技術(shù)原理的教學(xué)目的，提高學(xué)生解決問題的能力，既能“知其然”，也能“知其所以然”，我選擇難度水平稍高的教材《計(jì)算機(jī)動畫算法與技術(shù)》[1]作為課程的內(nèi)容依據(jù)，并選擇其中具有代表性的、難度較低的章節(jié)進(jìn)行講解和實(shí)踐。另外為學(xué)生推薦輔助的參考書《計(jì)算機(jī)動畫的算法基礎(chǔ)》[2]，其內(nèi)容相對簡單、易懂。課程主要內(nèi)容如下：

1.對動畫制作進(jìn)行概述。首先，講述動畫在人類視覺方面的原理；其次，通過不同時(shí)期的動畫技術(shù)列舉動畫制作的過程，了解動畫的發(fā)展進(jìn)程。圖1展示了動畫制作的一般工序：

2.技術(shù)背景知識介紹。計(jì)算機(jī)動畫技術(shù)需應(yīng)用《計(jì)算機(jī)圖形學(xué)》中的一些理論知識，因此在講授主要動畫技術(shù)之前，先介紹這些背景知識在動畫技術(shù)中的應(yīng)用。包括兩部分：第一部分闡述了與計(jì)算機(jī)圖形顯示管線相關(guān)的基礎(chǔ)知識以及處理圖形數(shù)據(jù)時(shí)的潛在問題源。第二部分主要探討定向表示方法，對于動畫技術(shù)中的方向插值計(jì)算很重要。圖2顯示具體包含的知識點(diǎn)。

3.插值技術(shù)介紹。動畫是在一段時(shí)間內(nèi)改變數(shù)據(jù)值進(jìn)而影響視覺效果的過程，因而插值技術(shù)在動畫技術(shù)中占有重要的地位。對于理解動畫技術(shù)的應(yīng)用有很大幫助。這部分討論與各類插值技術(shù)以及逼近曲線相關(guān)的基礎(chǔ)知識，并闡述曲線上的頂點(diǎn)移動控制方案。隨后，對方向插值技術(shù)加以介紹。另外，還將簡單介紹路徑的工作方式。同時(shí)，安排4次實(shí)驗(yàn)課對插值方案進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)，并對比插值計(jì)算結(jié)果。

4.插值動畫方案介紹。討論數(shù)值插值方案在計(jì)算機(jī)動畫制作過程中的應(yīng)用方案。首先討論基于關(guān)鍵幀的動畫系統(tǒng)，該過程可視為與傳統(tǒng)手繪動畫對應(yīng)的三維計(jì)算機(jī)動畫版本。然后，對動畫語言加以分析。動畫語言可用于控制高層算法，且從歷史角度來看，該語言多與數(shù)值插值應(yīng)用方案相關(guān)。實(shí)際上，大多數(shù)語言均針對特定的動畫場景構(gòu)建，并在各關(guān)鍵幀及其插值過程中設(shè)置相應(yīng)的轉(zhuǎn)換操作。最后，將分別探討對象的變形技術(shù)、三維對象形狀間的插值技術(shù)以及二維變形技術(shù)。同時(shí)，安排5次實(shí)驗(yàn)課對插值動畫方案的技術(shù)細(xì)節(jié)通過程序?qū)崿F(xiàn)的方式深入理解、掌握。具體知識點(diǎn)如圖3：

在改進(jìn)后的教學(xué)模型中，學(xué)生對計(jì)算機(jī)動畫技術(shù)的學(xué)習(xí)興趣較舊的教學(xué)方式下，有了明顯提升，主要反映在課堂教學(xué)的互動活動、平時(shí)作業(yè)的完成情況、實(shí)驗(yàn)課的實(shí)踐任務(wù)的進(jìn)展情況等方面。學(xué)生開始主動思考、探索問題，而不再是單純被動接受教學(xué)內(nèi)容。在期末測試中主觀題目的答題率和正確率均有提高，由于理解性地記憶相關(guān)知識點(diǎn)的概念，客觀題目的答題時(shí)間也相對縮短。由此不難看出，在研究型的教學(xué)模式下，學(xué)生更容易獲得應(yīng)用技術(shù)的方法，掌握發(fā)現(xiàn)問題、分析問題及解決問題的要領(lǐng)。此外，隨著學(xué)習(xí)的深入，學(xué)生也能逐漸明白數(shù)字媒體專業(yè)的學(xué)習(xí)方向及要求，端正態(tài)度，有助于其他專業(yè)課程的學(xué)習(xí)。數(shù)字媒體專業(yè)是計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)下一個(gè)新興的專業(yè)方向，與之相關(guān)的計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷地發(fā)展，因此，我們需要適時(shí)地調(diào)整已有的教學(xué)模式，使專業(yè)教育與時(shí)俱進(jìn)，才能不斷為科技發(fā)展及社會進(jìn)步提供高水平的專業(yè)人才。

參考文獻(xiàn)：

[1]帕倫特.計(jì)算機(jī)動畫算法與技術(shù)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2012.

[2]鮑虎軍，金小剛，彭群生.計(jì)算機(jī)動畫的算法基礎(chǔ)[M].杭州：浙江大學(xué)出版社，2000.