多媒體技術與虛擬現實教學研究

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摘要:通識教育是我國高等教育的重要組成部分,實現通識教育的主要途徑之一是通識課程,通識課程目標的設定、內容的建設、教學方法以及考核評價體系的建立是實現通識教育理念的關鍵。論文對《多媒體技術虛擬現實》通識課程的教學目標、教學內容、教學方法以及考核方式進行了探討。

關鍵詞:通識教育;多媒體技術;虛擬現實;教學研究

《多媒體技術與虛擬現實》課程是武漢大學“武大通識3.0”的一般通識課,面向全校本科生。通識教育不同于專業教育,有其自身的特點,在《多媒體技術與虛擬現實》課程的教學過程中,嘗試改革和創新。在武大通識教育理念“博雅弘毅,文明以止,成人成才,四通六識”的指導下,課程帶領學生遨游在數字圖像、數字音頻、數字視頻構建的真實世界和虛擬世界中,學習多媒體技術和虛擬現實技術的基本概念、發展歷程和發展方向,理解其關鍵技術及相互關系,觸摸先進技術帶來的最新成果,明晰面臨的問題和技術難點,感知多媒體技術、虛擬現實技術等新一代信息技術改造世界的邏輯,培養批判性思維能力。

一、課程的目標

為了更好地落實通識教育的定位和理念,對1學年的選課學生(共355名)進行了問卷調查和統計分析,結果顯示:共有30個學院的學生選課,其中,理工類學生占選課人數的55%,經濟管理類學生占選課人數的16%,人文社科類學生占選課人數的20%,醫學類學生占選課人數的9%。理工科學生多數學習了計算機基礎知識,有的專業還學習了數字圖像處理等課程,有一定的基礎。而經管、文科、醫學類(除新聞傳播專業外)學生沒有學習且后續專業課也沒有涉及多媒體與虛擬現實的相關知識。對于選課的理由,幾乎所有的學生都表示對多媒體和虛擬現實知識感興趣,希望拓展知識面,掌握多媒體制作軟件的使用和虛擬現實技術的應用,培養綜合能力和人文精神,并能夠將所學知識用于專業學習。因此,確定課程的目標為:1.使學生掌握多媒體技術和虛擬現實技術的普遍性、一般性知識。課程通過對多媒體技術和虛擬現實技術的基本概念、發展歷程、技術路線、研究方向、軟件應用以及面臨問題的闡述和探討,讓學生感受多媒體技術的魅力和虛擬現實技術的魔力,為學生進一步拓展專業領域的應用奠定扎實的基礎。課程不是多媒體和虛擬現實知識的“科普課”,而是通過知識的傳授和技能的訓練,培養學生分析問題和解決問題的能力。2.引導學生去體會多媒體和虛擬現實的思想、方法及其價值,以及未來的機遇與挑戰。啟發其心智、開闊其眼界,提升學生的創新、創造能力,培養他們的團隊合作精神。3.課程的重點是培養學生的批判性思維能力,尤其是學生在正確的價值觀指導下,綜合運用多媒體技術和虛擬現實技術的知識和思維方式,分析和解決實踐中具體問題的能力。

二、課程內容的建設

多媒體技術與虛擬現實技術具有概念多、內容新、實踐性強、涉及領域廣泛、是多學科多技術的綜合體現等特點,特別是虛擬現實技術,隨著人工智能、大數據等新一代信息技術的發展,其內涵和外延還在不斷地發展和變化。因此,根據課程的目標,在選取課程內容時,注重博與專的平衡、知識傳授和能力培養的平衡,考慮學生的自身情況和實際能力,選擇相對穩定的、成熟的和主流的知識作為教學內容,選取目前常用和實用的技術手段解決問題。從基本概念到核心技術再到軟件應用和實踐,將多媒體技術和虛擬現實技術呈現給學生。課程內容如表1所示。

三、課程教學方法

作為一門通識課,選課學生的基礎有很大差異,要做到讓每個學生都能學到知識、提高能力,則需要從深層次上改革教學方法和手段,因人施教,因材施教,以思維帶動知識的學習。課程的教學不僅要傳授知識,更要注重培養學生的思維方式、綜合能力和創新意識。實際教學中,采用多種授課方式和教學方法來落實課程的教學理念和教學內容。從“以教師為中心”的教學模式轉變為“以學生為中心”的模式。傳統的“教師講,學生聽”的教學模式顯然不適合通識課的教學。在《多媒體技術與虛擬現實》課堂上,學生是學習的主體,教師通過設問和案例來引導學生,調動學生獲取知識的興趣。學生通過課下大量的學習,以及課堂上的講解、討論和辯論,學習了知識,培養了能力,使課堂成為學生自主學習和發展的平臺。下面以學習“第3章圖像處理技術”為例,說明“以學生為中心”的教學模式的具體實施。1.學生自學:在第3章導課上,教師介紹本章的學習內容,然后引出若干個問題,學生帶著問題去學習、思考和探索。課下,學生根據本章學習目標,結合老師提出的問題進行自主學習,通過學習去尋找答案,并將學習體會和疑問反饋到課程網站上。2.基礎學習:教師收集學生的問題后在課堂上進行系統的講解,使學生掌握數字圖像處理技術的普遍性、一般性知識,以及使用軟件進行圖像處理的基本操作。3.應用實踐:通過案例和實踐教學,讓學生對所學知識進行檢驗或論證。如教師提出問題“美顏相機里神奇的瘦臉、磨皮、美白等功能是如何實現的?”來激發學生的興趣,學生使用Photoshop軟件進行實踐,循序漸進地深化知識的掌握和軟件的使用。4.深入學習、分組討論:教師在課堂上講解圖像處理技術在文字識別、人臉識別等方面的典型應用。課下,學生查找圖像處理技術在所學專業中應用的相關資料,思考使用圖像處理技術解決本專業相關問題的可能性。課上,學生進行分組交流和討論。通過深入學習,使得學生深入思考,提出自己的見解,從而培養學生的綜合能力。5.挑戰深度和難度:在平面圖像處理的基礎上,加強課程內容的難度和深度,引入三維圖像的概念。學生組隊或單人進行相關知識的學習,并完成具有挑戰性的綜合題。如學生選擇“制作三維全景圖”綜合題,從無人機拍攝、到全景圖的拼接、到網上等,完成制作三維全景圖的全過程。通過這個環節的學習和實踐,學生從問題提出開始,探索已有的觀念和方法,進行分析、評估和比較后,提出新的見解和觀點,然后再進行實踐驗證。

四、課程考核方式

通識課的學生來源、教學內容和教學手段不同于專業課,考核方式也有所不同。對學生的考核評價體現以學生為中心的原則,重點考核學生所應具備的各項能力??己藘热萦煽记?、作業、討論分和綜合分等組成。每一章設計有測試題目或課堂作業環節,學生通過課程網站完成測試或提交作業文件,主要考核學生對知識的掌握程度。討論分主要評價學生在分組討論、提問和回答問題、成果展示等環節中的表現??己说氖菍W生獨立思考能力、交流能力、應變能力和批判性思維能力。綜合能力的考核以綜合題的形式呈現,主要考核學生綜合運用所學知識的能力和創新能力。將綜合題設計為基礎型、挑戰型和創新型三個等級,學生可以自主選擇或自主命題,單人或組隊完成?!抖嗝襟w技術與虛擬現實》通識課作為武漢大學的一般通識課,已經開設了3個學期。在教學過程中,課程組的教師不斷地完善教學內容,探索適合通識理念和課程目標的教學方法和考核方式,收到了較好的效果。

參考文獻:

[1]馬鳳岐.建設“金課”是提高通識教育質量的關鍵[J].高校教育管理,2019,13(4):58-63.

[2]王海青.“以學生為中心”的教學理念在翻轉課堂教學模式中的實施[J].教育教學論壇,2019,(30):193-195.

作者:劉英 周雅潔 單位:武漢大學計算機學院

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