數字媒體技術課程體系及實踐教學環節設計

蔡彪　吳靜　柳麗召

摘要：研究數字媒體技術專業的培養方案課程體系，以成都理工大學為例，闡述在該培養方案基礎上的實踐教學內容與方法，介紹本專業學生的三大能力培養模塊的基礎理論課程及對應的實踐教學環節設計。

關鍵詞：教學體系；實踐教學；數字媒體技術

0.引言

根據教育部高教發[2007]1號、[2007]2號文件關于在全國普通高校中啟動“教學質量工程”的精神，實踐教學將成為高等教育中一項非常重要的建設內容，這表明國家對高等學校人才質量的培養和實踐教學對人才培養的作用非常關注和重視，主要原因是實踐能力差和創新能力不足已經成為影響畢業生就業的一個非常重要的因素?！秶抑虚L期教育改革和發展規劃綱要（2010--2020年）》[J]明確指出，要大力提高學生的學習能力和實踐創新能力，要求高校在教育過程中要“著力提高學生服務國家、服務人民的社會責任感、勇于探索的創新精神和善于解決問題的實踐能力”，“堅持能力為重。優化知識結構；豐富社會實踐，強化能力培養。著力提高學生的學習能力、實踐能力、創新能力”，因而轉變固有的教學觀念和加強實踐教學環節具有十分重要的意義。

1.實踐教學現狀

實踐教學方法賴以生存的理論基礎包括：①扎根理論，是在經驗資料的基礎上建立理論的過程；②現象學理論，其觀點是“回歸到實物本身”，實踐教學的現象學理論就是要回歸到教學過程本身；③人類學理論，是教學研究的“課堂志”，即“深入教學課堂當中，從事參與觀察、深度訪談、深度描述等研究活動，搜集第一手的研究資料”。

開展大學生實踐教育有不同的方法和模式。1969年，麻省理工學院推出本科生科研實踐計劃，顯著提高了本科生科研能力，后來全面推廣到全美各大高校。本科生實踐計劃是麻省理工學院在2002年開始實施的另一個提高大學生實際動手能力的方案。國內也有一些提高大學生動手能力的實踐教學方法，導師制就是其中一個典型的代表，能夠為學生在大學學習過程中提供個性化、全程化和專業性的指導。項目教學法是指按照生產項目管理的原理和方法開展教學，對培養學生綜合實踐能力、團隊意識和創新能力具有積極的意義。同時，許多學校也為大學生提供多元化的實踐教育條件和外部環境，比如積極推進聯合辦學和校企合作，并建立“雙師型”的師資培養體系等。

2.以培養方案指導實踐教學

人才培養方案對實踐教學主要起宏觀支撐作用。目前常用的培養模式有“3+1”和“3.5+0.5”模式，兩種模式各有特色。在培養方案基礎上制定合理的實踐教學體系，包括課堂部分和課外部分。目前，課堂實踐教學主要有課程實驗教學、課程設計、綜合實習、專業實訓、畢業實習和畢業論文等，這些內容安排體現了實踐能力逐步提高的過程。在課堂部分，需要將課程的知識點串聯起來，通過集中實踐的方式將多門課程進行融合，形成學科專業知識的融會貫通，從而使學生具備生產實踐的能力。在課外部分，可通過多種形式的實踐實訓，讓學生將整個大學所學的專業知識和實際動手經驗相結合，形成對職業生涯發展的思考與規劃。

3.數字媒體技術專業教學及實踐內容安排

3.1人才培養的目標定位

數字媒體技術是新興的本科專業。在數字媒體技術的專業定位中，各個學校往往會根據自己的辦學歷史、師資隊伍選擇適合自己特色的專業方向。以成都理工大學為例，數字媒體技術專業在結合本地區域信息技術產業發展趨勢、學院歷史特色和數字媒體技術系的師資隊伍現狀的基礎上，明確了以培養具有扎實數字媒體資源管理理論基礎、具備較強數字媒體技術專業動手能力、面向移動互聯網行業內容展示及內容獲取的人才為目標。

結合這一目標以及多種實際情況（成都定位為打造西南移動互聯網產業示范區的發展路線；成都理工大學數字媒體技術作為信息科學與技術學院計算機本科專業群的重要一員；本專業的專業教師在移動互聯網行業從業經驗豐富），本專業從培養大綱的制定上明確了培養具有較強的數字媒體技術資源管理理論基礎（圖形圖像處理理論與實踐），移動數字媒體程序設計（手機游戲以及手機應用）以及移動媒體的藝術素材設計（手機游戲和移動應用UI、美術資源等）相結合的本科復合型人才的目標定位。

為實現這一專業人才培養的目標定位，本專業以高數、線性代數、離散數學、程序設計基礎、數據結構、面向對象程序設計、繪畫基礎、色彩平面立體構成作為先導課程，以培養學生的數學理論基礎、程序設計基礎、算法設計基礎和藝術欣賞能力，為后續課程起到支撐作用。

3.2數字媒體資源管理及實踐教學

數字媒體資源管理是體現本專業學生理論水平的最重要環節。我校數字媒體技術專業對于該內容的教學主要為圖形圖像處理理論與實踐能力的培養，形成了以數學基礎、程序設計能力貫穿整個過程的圖形、圖像處理理論學習與實踐的技術培養路線。在專業基礎課程的基礎上，學校開設計算機圖形學、數字圖像處理兩門課程，拔高學生數字媒體資源管理理論基礎，并通過開設Open CV開發課程，使得學生在理解圖像處理基本理論的基礎上，能夠結合Open CV進行利用經典算法實現圖像變換、圖像輪廓提取和圖像局部分割等內容的實踐；開設計算機雙目立體視覺課程，引導學生結合Open CV進行攝像機標定、投影與三維視覺方面的學習與實踐，提高其進行更高層次學習研究的興趣。

針對以上理論課程，學校在培養方案的制訂中配套了足夠的實踐教學與之相適應：分別安排40學時的程序設計課程設計來提高學生的編程能力、40學時的數據結構課程設計來提高算法設計能力、40學時的計算機圖形學課程設計幫助學生理解各種曲線在計算機中的實現、40學時的數字圖像處理課程設計幫助學生完成特征提取以及邊緣檢測等圖像處理關鍵算法編程實現。在學生熟練掌握上述數字媒體資源管理技術知識后，專門開設Open CV，讓學生進行相關圖形圖像工程、科研任務的開發與實踐。最后，開設一門實時虛擬現實課程，通過講解計算機雙目立體視覺，引導數字媒體技術專業學生接觸一些前沿研究活動與方向，拓寬學生的學術國際視野。

3.3移動媒體程序設計及實踐教學

根據培養方案的安排，移動互聯網程序設計定位為培養學生利用計算機知識進行移動媒體內容展示開發的能力，針對此設計了移動應用程序和手機游戲程序設計兩個教學內容。移動應用程序開發環節以Android為主要培養方向，在面向對象程序設計的課程中設置基于Java的面向對象程序設計能力內容，介紹Java環境的搭建、Java語言的程序設計結構、類和對象、IO流與GUI等，并在這期間指導學生通過翻轉課堂學習完成Android的入門知識學習，包括Android架構的理解、環境搭建、Android的UI開發以及Activity、Intent、Service等內容的學習，最終通過實踐，讓學生完成一個單機版的科學型計算器，使學生具備Android的入門能力。在完成操作系統與計算機網絡的知識學習后，單獨設置移動互聯網開發技術課程，對Android的高級開發進行系統學習，并進行多媒體、網絡應用、定位等內容的學習和實踐（因本專業另外設置有專門的游戲引擎學習模塊，因此不在Android環節引人游戲開發內容），最終通過綜合項目實踐課程讓學生完成一款網絡App的開發。

在手機游戲的程序設計內容安排上，本專業結合當前成都市的游戲行業現狀，選擇基于Unity 3D的游戲引擎能力培養作為主要方向。為了培養學生的動手能力，在課程安排上設置兩個介紹課程——游戲引擎技術和游戲開發。根據Unity的特點，課程教學全部在實驗室進行，使得學生在掌握引擎使用的同時，培養游戲開發能力。在每個課程結束后，單獨安排40學時的課程設計，讓學生進行完整的項目制作與嘗試。游戲引擎技術課程結束后，學生需要掌握Unity編輯器結構中的Project、Hierarchy、Inspector、Scene與Game視圖的功能與使用，掌握GUI控件的使用，掌握GUIlayout與NGUI腳本的編寫與綁定、輸入輸出控制、各種游戲元素的使用等內容。在40學時的游戲引擎技術課程設計中，學生需要完成一個單機游戲作品，這將作為課程考核的要求。在游戲開發課程中，學生需要掌握物理引擎（力、碰撞、組建控制等）、媒體（音效、視頻等）與網絡（網絡連接、數據交互等）、數據庫（連接與增刪改查）等內容。在40學時的游戲開發課程設計課程中，學生需要熟練結合各種技術實現一款網絡游戲的開發，作為課程的結題報告。最后，在綜合項目實踐環節課程中，學生可通過小組合作的方式開發一個完整的項目。

3.4移動媒體藝術素材設計及實踐教學

移動媒體藝術素材是數字媒體技術在專業藝術方面實現交叉學科培養的重要體現。數字媒體技術專業針對該內容的教學主要為藝術創作理論與實踐能力的培養，以藝術審美、圖像繪制、跨媒體視頻制作讓學生掌握繪畫、設計、多媒體制作工具的理論與實踐。繪畫基礎和平面色彩/立體構成作為先導課程，培養學生的審美意識和造型能力、對客觀事物的藝術創作能力、對結構及點線面的創意表現能力，提高學生的藝術修養和對事物認識、觀察及造型的能力，提升學生的審美意識和美學概念。動畫設計和三維造型與動畫技術兩門課程培養學生運用動畫技巧制作網絡及多媒體動畫的能力。課程設Flash多媒體制作軟件使用方法內容，Flash的元件骨骼、動畫繪制工具、Action Script語言的使用及編寫技巧，并設置3DSMAX、MAYA建模、貼圖、動畫、渲染、多格式跨媒體輸出方法等內容，提高學生的三維動畫設計能力，加強學生對動畫應用概念的理解。場景設計與表現和影視制作與合成屬于提高課程，讓學生能夠結合繪畫及3DSMAX進行場景設計與表現，設計制作出多單元場景組合。影視制作與合成課程設置時下流行的高級影視后期軟件AE與視頻采編軟件Premiere的使用內容，使學生能夠獨立編輯視頻、音頻和熟練運用軟件中的特技效果，掌握各種數據壓縮方法和輸出方法。

針對以上理論課程，學校在培養方案中配套了足夠的實踐教學與之相適應：分別安排40學時的三維造型與動畫課程設計，讓學生能運用修改器工具制作三維變形造型，并運用材質編輯工具給三維物體賦予材質，掌握放置燈光和攝像機的方法，能創建一個完整的場景，最后通過參數設置制作計算機三維動畫。安排一周的動畫設計課程培養學生的Flash開發動畫創作思路，使學生掌握源件及骨骼動畫的使用、Flash的Action Script語言的動用及編寫技巧、跨媒體視頻輸出制作技能、制作App及網頁動態圖資源的能力。

我校數字媒體技術專業的教學目標是培養具有較好的數學基礎、軟件開發能力、專業發展潛力和一定藝術修養的復合型人才，知識結構體系如圖1所示。

4.課外教學與實踐的延展

共性的課堂教育難于滿足學生專業學習的個性需求，教師可利用自己的專業知識對學生進行課外實踐指導。首先，導師制能很好地滿足個性化教學需求，在我國一些重點高校被普遍采用，但也存在一些問題。當前高校教師均面臨教學、科研等多重任務，如何制定指導教師在導師制培養過程中參與任務的合理尺度就顯得非常關鍵。如果導師介入過早，會限制學生的發展；如果導師制實行較晚，就會失去導師制的意義。所以，導師制是一把雙刃劍，需要結合專業特點進行詳細設計后再加以實施。

其次，在大學生掌握了一定的專業基礎知識和基本理論后，鼓勵并支持大學生在教師的指導下參與各級科技競賽，擴大其專業知識面和提升專業熱愛度。也可以鼓勵學生進入教師科研團隊，并通過完成一些教師科研中的指定任務來激發其對科研的興趣和潛能，培養團隊合作精神和創新精神。

最后，在國家提倡的“大眾創業、萬眾創新”新形勢下，將創新創業思維納入實踐教學。但是，當前大學生創業成功率較低，社會對大學生創業的實際支持力度不夠，很多支持僅僅是一種形式。例如，為大學生講授創業課程的教師本身就沒有創業實踐經歷，往往在網上找一些案例作為授課內容，造成教學內容空洞；創業資金支持往往只注重發放，而沒有將重心放在項目本身的可持續性方面等。因此，課外實踐教學亟需完善，包括由專業老師對項目技術水平、團隊能力、保障基礎進行指導，校外企業家對項目市場預測、商業模式進行輔導，這樣才能真正提高大學生的創業成功率。

5.結語

成都理工大學數字媒體技術專業所采用的人才培養方案在實踐中取得了良好的效果：本專業辦學6年，專業學生參加各類競賽獲得國家獎近20項、省獎10余項；已畢業的兩屆畢業生就業率均為100%、就業專業相關率87%。該人才培養方案不僅能讓學生具備良好的專業理論基礎，還通過系統的實踐訓練環節提高了學生的動手能力，達到了重基礎、強實踐的人才培養目標，對提高本科專業的人才培養質量效果明顯，可為其他院校的教學改革提供借鑒。