中职平面设计课程数字化教学改革实践探讨

周子月,王 琦,刘光洁

(1.长春师范大学计算机科学与技术学院,吉林 长春 130032;2.烟台科技学院数据智能学院,山东 烟台 265699)

2022年1月,国务院《“十四五”数字经济发展规划》指出,“要深入推进智慧教育与‘互联网+教育’持续健康发展,建设数字化校园是推进中职院校信息化工作的主要手段”[1]。2023年3月,教育部发布《教育部高等教育司2023年工作要点》,要求深化实验教学改革,加快“虚仿2.0”建设,打造实验教学新模式,以实现人工智能的创新教育[2]。

数字化课程建设是加快信息化建设的关键步骤。随着信息化时代的到来,教育也在不断地发展和进步。然而中职院校数字化课程教学却未能完全适应这一变革和现代教学需求,仍然存在填鸭式教学和直接生搬硬套线上资源的授课方式。基于此,本文构建了SPOC与虚拟仿真相结合的教学模式,对教学过程的不同阶段进行设计,即课前预习、课上学习以及课后巩固三部分,并对实验效果进行总结。

1 相关概念

1.1 数字化教学

所谓数字化教学,是指教师和学习者在数字化的教学环境中,遵循现代教育理论和规律,既把课程内容进行数字化多媒体信息综合处理,又把利用光盘存储的高密度压缩的教育教学信息资源或网络共享的数字化教育教学资源融合到课程教学过程中,采用多种现代化的数字信息检索和获取方式,以数字化教学模式进行培养适应新世纪需要的具有创新意识和创新能力的复合型人才的教学活动[3]。

1.2 虚拟仿真实验教学

虚拟仿真实验教学依托虚拟现实、多媒体、人机交互、数据库、网络通信等技术,创设高度仿真的环境。学生在虚拟环境中开展实验,达到教学大纲所要求的教学目的。虚拟仿真实验教学运用计算机图形学、仿真技术和多媒体技术进行教学;通过AI等技术产生的3D虚拟场景,产生画面、声音等;通过自然的语言、手势等与使用者进行即时互动,将使用者置于特定情境中,从而创造出一种适合人类的多维度资讯空间,以协助教师进行教学。

1.3 小规模限制性在线课程(SPOC)

小规模限制性在线课程(Small Private Online Course,SPOC)的概念是由福克斯教授最早使用的[4]。它以小规模和限制性准入的特点著称,能够显著提升MOOC的学习效果。

2 中职平面设计课程教学存在的主要问题

随着我国经济的迅猛发展,中等职业教育不仅满足了劳动力市场需求,也为国民经济增长和社会发展提供了重要的人力资源保障。中职平面设计课程主要包括素描与色彩、Photoshop基础与案例、Maya建模、平面与色彩构成、包装设计、视频剪辑等。其涵盖内容广泛,并且对教学环境以及教学内容有着较高的要求。虽然国家对中职教育的重视程度和资金投入不断提高,但中职计算机平面设计课程的教学模式、教学环境、教学内容等仍存在以下问题。

2.1 生源复杂,学生基础较差

中职学校学生主要来自初中毕业生或高中辍学生,学生的综合素质较低,缺乏创造能力;日常课业以基础知识为主,缺乏实践训练,难以提高综合设计能力;没有明确的学习目标,缺乏正确引导。中职平面设计专业的教师一般毕业于艺术类院校,没有接受过系统的教师技能培训。

2.2 数字化建设不足,教学模式陈旧

中职学校的数字化建设需要大量资金投入,由于学校经费有限,往往无法满足数字化建设的需求。数字化教学需要教师具备信息化技术和教育理念,但目前对中职学校教师的数字化教育培训和支持相对不足。目前中职学校仍然多以传统教学模式进行教学,虽然使学生的基础知识较为扎实,但无法有效调动学生的学习积极性。教学评估方法陈旧,多以成绩为导向,不能多方位、多角度地测评学生的学习效果。

2.3 教学资源落后,缺少实训

中职平面设计专业学制三年,要求培养有扎实平面设计方面的基础理论知识和专业技能的人才。当前,中职学校大部分的教学环境还停留在“计算机+投影”的模式上,这不利于学生对“分析、评价和创造”的高阶认知目标的培养;教科书等教学材料更新滞后,跟不上快速发展的信息技术的步伐;实训课程教学内容落后,长期以来形成“重理论、轻实践”的局面。学生毕业后并不能将其所学知识直接应用于实际工作中,无法满足社会对中职人才的需求。

3 中职平面设计课程数字化教学改革思路

3.1 依托数字化平台,构建教学模式

依托数字化平台构建教学模式是当前中职学校数字化教育发展的重要方向。《现代职业教育体系建设规划(2014—2020 年)》指出,建立面向全社会的优质数字化教学资源库是数字教育的重要任务之一[5]。

在实际教学中,教师可通过数字化平台提供的在线课程和远程教学功能,为学生提供个性化指导;将教学资源数字化并集中整合,使学生能够方便地获取和共享各类教学资源;利用数字化平台提供的虚拟仿真资源,让学生在虚拟场景中进行实践探索;通过数字化平台所收集和分析的学生学习数据,及时发现问题并进行教学调整等。教师在线下教学中发挥引导作用,为学生答疑解惑,讲授重点、难点,夯实学生的基础知识。学生可以在线上进行自学、讨论、自测,教师进行全过程的学习监督和智能化评价,将形成性评价与终结性评价相结合。

3.2 结合虚拟仿真技术,实现智慧教学

2022年3月,国家职业教育智慧教育平台正式上线运营,包括专业教学资源中心、精品在线开放课程以及虚拟仿真实习实训中心等。在数字教育资源库方面,平面设计专业教育资源库的建设应该以“能学,辅教”为目标,并遵循科学实用、共建共享、标准统一的原则。同时,以教研课题、“双万计划”建设、智能教育平台应用为抓手提高虚拟教研水平。

中职计算机平面设计课程是一门以实践为主的课程。以往很多优质计算机平面设计课程虽然可以很好地进行知识传授,但无法开展线上实验。如今,可以基于5G云渲染技术和3D渲染引擎公共服务平台,进行虚拟现实(VR)内容设计制作、VR内容渲染、远程教育评审和实验等,这为智慧教学的有效实施提供了保障。同时,数字化环境与数字化工具的发展也大大推进了启发式、讨论式、合作式等教学模式的实施。例如Photoshop基础与案例、Maya建模、平面与色彩构成、包装设计等课程都可以利用虚拟仿真技术进行教学。

3.3 创新教学内容,培养学生应用技能

当前,中职学校承担着培养适应时代需求的技能型人才的重要任务。在新基建、新环境、新思路的背景下,中职学校应该积极跟进时代步伐,运用现代化的教育技术和教育资源,探索新的教学方法和教学模式。通过更新教育理念和教学内容,结合最新的行业趋势和技术发展,中职学校可以实施更贴近实际需求的教学活动,培养学生的实际应用能力和创新思维。

在实施创新教学的过程中,中职学校还应积极借助新技术和数字化资源。例如,运用虚拟仿真技术,通过在线学习平台等远程教育方式,扩展学生的学习渠道和资源获取方式。同时,通过数据分析和个性化辅导,帮助学生发现不足、挖掘潜力,并进行有针对性的指导。

3.4 提升教师素养,加强信息技术能力

2021年8月,教育部、财政部发布了《关于实施职业院校教师素养提高计划(2021—2025年)的通知》,提出面向职业院校骨干教师,采取集中研修、项目实操等形式[6]。研修内容包括数字化教学资源开发制作应用,混合式教学组织实施,虚拟现实(VR)、增强现实(AR)、混合现实(MR)、人工智能(AI)等新一代信息技术应用,教学管理信息化应用等。

在教师研修过程中,应当定期进行个性化培训考核;组织教师进行教学研究,鼓励教师发表论文、参与教改立项;举办智慧教学课程竞赛、教学改革创新大赛等赛事;组织集体备课、评课观摩等活动;要求教师能够实时掌握教学数据、分析学生学习情况等。

4 平面设计课程数字化教学改革的应用实例

下面以中职平面设计课程教材《Maya 建模》中模块2中级建模——任务2.1的建筑房屋建模[7]为例,探讨平面设计课程数字化教学改革的实施过程

4.1 课前预习

首先,教师应当结合本班学生的实际学习情况进行预测分析,制定课程教学目标。本节课的教学目标可以分为以下三点:(1)知识与技能目标:使学生能够综合运用建模软件进行简单建筑建模,能够掌握建模的技巧和技能,能够熟练运用模块的相关命令进行操作;(2)过程与方法目标:学生通过学习理解建模的总体思路,增强自主探究、合作交流解决问题的能力;(3)情感态度价值观目标:通过体会整体建模的过程,使学生增强整体思维能力。

在课程目标确认后,教师进行课程设计,完善课程结构;根据教材内容准备教学资源,将思考题、练习题以及教师制作的虚拟仿真设计图推送给学生进行预习;提前发布课程任务,激发学生的好奇心,使学生带着问题进入课堂。学生提前下载课件资源进行学习,并熟悉课程任务。例如,教师利用相关软件将房屋建筑进行建模,并将其仿真虚拟化,进行有效的问题引导。学生利用VR全景模型进行观看与研究,实现所见即所得的设计效果,并站在旁观者的视角去观察与体验。

4.2 课上学习

基于课前的准备,课堂上营造了师生交流反馈的教学环境。教师起主导作用,学生是课堂学习的主体。如果学生课前学习情况未达到教学要求,教师再通过相关教学资源进行教学,而后学生深入探讨VR全景模型或者房屋建筑模型。学生在设计模型时,详细了解模型的整体和内部结构,如建筑的外形、门窗、瓦片等的制作过程,使学生不仅获得知识,也获得新体验;教师将学生在探讨过程中发现和提出的知识性和技术性问题进行总结,并且有针对性地进行答疑解惑,使学生更好地了解课程的基本内容。

在这一阶段,教师可以采取小组讨论、小组竞赛等方式,指导学生进行交互学习与深度学习,从而提高学生在课堂上的学习效率。教师可以设置AR/VR自主制作模块、小组教学模块等,引导学生进行自主学习,并与学生进行沟通、探讨。

4.3 课后巩固

在数字化教学中,教师可以实时对学生的作业完成情况和考试成绩进行管理,监控学生学习任务的完成度,进行教学反思;学生可以进行课程检索,了解知识图谱,并进行在线讨论、课后提问、提交作业等学习活动。

在建筑房屋建模教学中,可以将学生课后巩固学习分为建筑总体结构、门窗制作、瓦片制作以及细部调整四部分。教师可以对网络教学资源进行筛选整理,选择出与教学目标相近、培训技能相似的内容。

4.4 教学改革效果评价

教师可以设置评价表进行师生共同评价,包括学生自评、教师评价以及综合评价,更好地了解学生在学习过程中对知识的掌握程度。

抽取某中职学校二年级相同进度的两个班级进行对照实验,A班为实验组、B班为对照组。将学生成绩进行对比分析,如表1所示。两班在建筑总体结构上把握程度近似,但在门窗制作、瓦片制作、细部调整三方面的成绩差距较大,实验班学生通过SPOC与虚拟仿真相结合的智慧课堂学习,明显加深了理解程度。在综合评价成绩方面,A班综合评价分数为89.125,明显高于B班的85.875。由对比数据可以看出,实施SPOC与虚拟仿真相结合的实验教学班级学习效果明显比对照班的学习效果好。

表1 测验成绩对比表

5 结语

在中职平面设计课程中运用SPOC与虚拟仿真相结合的教学设计模式,能够为教学活动的实施营造良好的环境,发挥小组合作的优势,调动学生的学习积极性,从而提高学生的课堂学习专注度与学习效率。同时,在较为真实的情境中进行设计与制造,可以有效地提高学生的动手能力。