簡(jiǎn)析認知學(xué)習理論的觀(guān)點(diǎn)看三維動(dòng)畫(huà)軟件技術(shù)的論文
論文摘要：文章從認知學(xué)習理論的觀(guān)點(diǎn)，對三維動(dòng)畫(huà)軟件技術(shù)的知識歸類(lèi)、知識特點(diǎn)、知識的內在結構以及獲得等方面進(jìn)行探討。從中可以看到，三維動(dòng)畫(huà)軟件技術(shù)是一門(mén)特殊領(lǐng)域的程序性知識，它們具有自動(dòng)化執行的特性，但同時(shí)又必須借助人們的意識的參與，把產(chǎn)生式有效合理地程序化；基本技能的習得需要經(jīng)過(guò)三個(gè)階段，而認知策略性知識的習得，則貫穿在基本技能學(xué)習的過(guò)程中。清晰明了地把握這些知識特點(diǎn)，將會(huì )對做好相關(guān)的教學(xué)活動(dòng)帶來(lái)莫大的裨益。
論文關(guān)鍵詞：知識分類(lèi)程序性知識三維動(dòng)畫(huà)軟件技術(shù)基本技能認知策略
當前，動(dòng)畫(huà)產(chǎn)業(yè)在我國呈現出一派方興未艾、生氣勃勃的氣象。在動(dòng)畫(huà)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的過(guò)程中，動(dòng)畫(huà)人才的培養，從來(lái)都是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)主要的、不可或缺的部分。近年來(lái)，我國在基本動(dòng)漫制作人才的培養方面有了長(cháng)足的進(jìn)步，但仍然存在著(zhù)許多需要認真總結、深入研究、進(jìn)一步提高的問(wèn)題。其中一點(diǎn)，就是有必要對如何更好地搞好動(dòng)漫教育做更深入的研究和探討。
“教學(xué)，是實(shí)施學(xué)校教育的過(guò)程，是教學(xué)生學(xué)會(huì )自主學(xué)習的過(guò)程”，是教師有計劃地發(fā)動(dòng)、組織、引導學(xué)生進(jìn)行學(xué)習的活動(dòng)。真正做好教學(xué)的前提是必須對所教與所學(xué)的知識有正確認識和了解。知識不可盡數，學(xué)習的類(lèi)型不可盡數，但毫無(wú)疑問(wèn)，每一種知識的學(xué)習都有其自身的規律、特點(diǎn)、目的和所需要的條件和環(huán)境。做好三維動(dòng)畫(huà)軟件技術(shù)知識的教學(xué)，就必須對三維動(dòng)畫(huà)軟件技術(shù)的知識有一個(gè)明晰而正確的認識。三維動(dòng)畫(huà)軟件技術(shù)的知識是一種什么樣的知識？這種知識具有什么樣的表征特點(diǎn)？它們的內在結構是怎樣的？它們應該怎樣被習得？筆者嘗試以當代認知學(xué)習理論的觀(guān)點(diǎn)，從知識的分類(lèi)、知識的表征、知識的獲得等方面去思考和探討，以期能把三維動(dòng)畫(huà)軟件技術(shù)的知識特點(diǎn)和學(xué)習勾畫(huà)出一個(gè)明晰的輪廓。wWw.133229.com
一、知識的分類(lèi)與三維軟件技術(shù)知識
�。ㄒ唬┊敶J知學(xué)習理論根據知識的不同表征方式，將知識分為兩類(lèi)，即陳述性知識與程序性知識。所謂陳述性知識，指的是“有關(guān)人所知道的事物狀況的知識”，它們描述事物的形態(tài)、內容，或是事物變化發(fā)展的原因、過(guò)程，說(shuō)明事物是什么、為什么和怎么樣，它們一般能夠被人用口頭或書(shū)面語(yǔ)言進(jìn)行清楚明白的陳述。
與陳述性知識相對的，是程序性知識。所謂程序性知識，指的是教人們懂得如何去完成某件事情，如何進(jìn)行某種作業(yè)技能的知識。它們“主要反映活動(dòng)的具體過(guò)程和操作步驟，說(shuō)明做什么和怎么做”。它一般不容易被語(yǔ)言清晰表述，是“動(dòng)態(tài)性”的，因為程序性知識是“在人的頭腦中以‘產(chǎn)生式’這種動(dòng)態(tài)的表征形式來(lái)表示”的一種知識。
產(chǎn)生式是程序性知識的基本表征方式。所謂產(chǎn)生式，是一個(gè)由于某一或某些條件得到滿(mǎn)足而引發(fā)某一或某些后續行為的程序，也即是一種“if－then”或稱(chēng)“條件－行動(dòng)”的規則。簡(jiǎn)單地說(shuō)，一個(gè)產(chǎn)生式就是一個(gè)操作方法或一個(gè)行為過(guò)程。產(chǎn)生式是程序性知識最基本的表征單元。當然，在現實(shí)世界里的絕大多數情況下，人們實(shí)現某個(gè)目標的過(guò)程是復雜的，要做成某件事情、完成某項工作，并非是單一的一個(gè)產(chǎn)生式所能實(shí)現。因此，大多數程序性知識實(shí)際上往往是由一連串的產(chǎn)生式鏈接而成的產(chǎn)生式序列。讓序列中各產(chǎn)生式之間產(chǎn)生聯(lián)系的關(guān)鍵，在于“一個(gè)產(chǎn)生式的活動(dòng)將給出另一個(gè)產(chǎn)生式所需要滿(mǎn)足的條件”。這樣，就鏈接形成了完成某項作業(yè)的一系列方法和步驟。
�。ǘ┤S動(dòng)畫(huà)軟件技術(shù)的知識不是關(guān)于某個(gè)事物的形態(tài)、內容及變化發(fā)展等方面的定義與描述，而是一整套龐大復雜的關(guān)于電腦軟件的工作步驟和操作技能。三維動(dòng)畫(huà)制作工作中的每一個(gè)制作技術(shù)環(huán)節，都由一連串相互以序列化形式聯(lián)系著(zhù)的操作步驟構成。如角色建模，從導入二維角色設計圖、建立初始幾何模型開(kāi)始，再經(jīng)過(guò)諸如切分半面、鏡像復制、增加網(wǎng)格、頂點(diǎn)編輯、面片拉伸等一系列編輯處理，最后細分平滑而完成。對這些編輯制作技術(shù)再細分，還將會(huì )得出一系列更細小的方法與步驟的序列。因此，三維動(dòng)畫(huà)軟件技術(shù)是由一系列產(chǎn)生式鏈接而成的，為實(shí)現三維動(dòng)畫(huà)制作而匯編成的、以“if－then”規則序列化的、層層套嵌的一系列作業(yè)方法和操作步驟。因此，它是一門(mén)程序性知識。
二、特殊程序性知識與三維動(dòng)畫(huà)軟件技術(shù)
�。ㄒ唬⿵闹R適用領(lǐng)域的廣度來(lái)看，程序性知識有一般程序性知識和特殊程序性知識之分。一部分程序性知識具有一定的普遍適用性，可適用于不同的領(lǐng)域，也即人們常說(shuō)的做某件事的一般方法或一般途徑，故稱(chēng)一般程序性知識。與此相對，有些程序性知識的針對性則較強，只適用于某些特定的領(lǐng)域，或只對某些領(lǐng)域的事情特別有效，這些適用領(lǐng)域較為狹小且指向性較強的程序性知識，便被稱(chēng)為特殊性程序性知識。
三維動(dòng)畫(huà)制作是一個(gè)專(zhuān)業(yè)性很強的工作，它的適用范圍因其專(zhuān)業(yè)針對性而顯得很窄，只限于在三維動(dòng)畫(huà)制作工作中應用而已。這就使它與帶有普遍適用性的一般程序性知識有著(zhù)很明顯的不同。事實(shí)上，它甚至不適用于二維動(dòng)畫(huà)的制作，盡管二維動(dòng)畫(huà)與三維動(dòng)畫(huà)本身同屬于一個(gè)藝術(shù)門(mén)類(lèi)。所以，三維動(dòng)畫(huà)軟件技術(shù)是一門(mén)只適用于特殊領(lǐng)域的、專(zhuān)業(yè)指向性很強的特殊程序性知識。
�。ǘ⿵男袨榈淖詣�(dòng)化程度或意識參與程度來(lái)看，把程序性知識又劃分為自動(dòng)化的程序性知識和有控制的程序性知識兩類(lèi)。人們的許多行為技能可在無(wú)需有意識參與的情況下自動(dòng)發(fā)生。如騎自行車(chē)、看報讀書(shū)、運球上籃等的行為，而且，這些行為一般可以通過(guò)一定時(shí)間的訓練達到“熟能生巧”的地步。這些帶有明顯自動(dòng)化傾向“程序性”行為被稱(chēng)作自動(dòng)化的程序性知識，或稱(chēng)“自動(dòng)化基本技能”。而另外一類(lèi)的行為技能則不同，因為它們所要面對的是一些具體的、不具備普遍性的工作或事物，因此需要借助思維技能（thinkingskill）或認知策略（cognitivestrategy），比如縝密的思考、認真的推理、仔細的安排方得以完成。如要辦好一件事情，除了知道辦事的目標外，還必須懂得選擇合適的方法，遵循一定的步驟，根據變化采取相應的對策，循序漸進(jìn)地去實(shí)現它。這一類(lèi)的程序性知識，因為受到思考、推理等人的意識的參與和控制，需要依著(zhù)一些策略性的思維來(lái)協(xié)助它的執行，所以被稱(chēng)為有控制的程序性知識。
三維動(dòng)畫(huà)軟件技術(shù)知識無(wú)疑是一門(mén)“有控制的”程序性知識。因為，第一，動(dòng)畫(huà)制作是屬于藝術(shù)創(chuàng )作范疇的工作，而藝術(shù)創(chuàng )作與人的主觀(guān)意識密不可分，是受人的審美心理意識控制的一種有目的行為。第二，由于三維動(dòng)畫(huà)軟件技術(shù)的復雜性，決定了三維動(dòng)畫(huà)制作工作不是一項簡(jiǎn)單的“傻瓜相機”式的工作，它無(wú)時(shí)不需要知識、經(jīng)驗來(lái)精確設計每個(gè)工作或操作的程序。在三維動(dòng)畫(huà)制作的過(guò)程中，大到整體的藝術(shù)風(fēng)格設定，小到一個(gè)小小的道具制作，都是在人們的意識參與監控下，按一定的規則、遵循一定的步驟去完成的。如動(dòng)畫(huà)角色和場(chǎng)景的布光，由于它是動(dòng)畫(huà)片整體的藝術(shù)風(fēng)格的一部分，所以，如何把燈光調整設置到所期望的藝術(shù)效果，調整哪些屬性，參數值是多少，這些操作都與創(chuàng )作者的審美意識直接關(guān)聯(lián)。而且，布光從燈光創(chuàng )建到完成設置，在軟件操作上有它的一套步驟順序，步驟的順序間有著(zhù)規律性的聯(lián)系。順序的不同，直接影響工作的效率及最后的藝術(shù)效果。有經(jīng)驗的動(dòng)畫(huà)制作者往往能夠快速而有效地以一套行之有效的產(chǎn)生式序列完成工作。而快且好的產(chǎn)生式序列的生成，其實(shí)是在人們的意識參與下，激活并調用儲存在大腦里的經(jīng)驗信息，在大腦里經(jīng)過(guò)一番預演模擬和評估而組合出來(lái)的。這說(shuō)明三維動(dòng)畫(huà)軟件的運用是一種受意識控制的、包含策略因素的工作技能，它是“有控制的”程序性知識。
�。ㄈ┏艘恍┍容^簡(jiǎn)單的行為過(guò)程或技能外，認知心理學(xué)家認為自動(dòng)化的程序性知識與有控制的程序性知識并不是截然對立的，相反在大多數情況下，它們都是共生共存的，只不過(guò)有些程序性知識更趨向于自動(dòng)化，而另外一些則更多地維持著(zhù)有控制的特征。隨著(zhù)學(xué)習者學(xué)習實(shí)踐的深入，程序性知識中共存的自動(dòng)化與有控制的成分會(huì )產(chǎn)生一定的變化，自動(dòng)化的程度會(huì )增強，有控制的成分則會(huì )相應地轉弱。所以，我們必須看到，雖然三維動(dòng)畫(huà)軟件技術(shù)具備明顯的有控制的“策略性”特征，但同時(shí)也包含著(zhù)諸如鍵盤(pán)鼠標操作，模塊轉換、窗口調用等的操作技能上“自動(dòng)化”的成分。而且隨著(zhù)操作熟練度的提高，策略運用方面也會(huì )顯現出自動(dòng)化的傾向。
因此，可以這樣概括，關(guān)于三維動(dòng)畫(huà)軟件技術(shù)的知識是一門(mén)適用于特殊領(lǐng)域的、具有特殊領(lǐng)域的策略特征的、包含一定的自動(dòng)化基本技能成分的特殊程序性知識。
三、特殊程序性知識的獲得與三維動(dòng)畫(huà)軟件技術(shù)知識的學(xué)習
對知識進(jìn)行分類(lèi)的目的之一，在于了解不同類(lèi)型知識的構成和特征，進(jìn)而去考察和了解它們的學(xué)習特點(diǎn)和獲得機制，并依此指導設計有效的教學(xué)。作為一門(mén)特殊程序性知識的三維電腦動(dòng)畫(huà)技術(shù)，應該如何去設計組織教學(xué)方符合其知識特點(diǎn)？
�。ㄒ唬┤S動(dòng)畫(huà)軟件技術(shù)包含著(zhù)自動(dòng)化（自動(dòng)化基本技能）成分，也即熟練執行程序的能力。熟練，是三維動(dòng)畫(huà)軟件技術(shù)學(xué)習的一個(gè)重要目標，一個(gè)稱(chēng)職的三維動(dòng)畫(huà)師首先體現在專(zhuān)業(yè)技術(shù)的嫻熟度上。要更有效率地達到熟練的程度，簡(jiǎn)單而單一的人機操作練習是不夠的。從獲得知識的角度去看，自動(dòng)化基本技能通過(guò)認知階段、聯(lián)系階段和自動(dòng)化階段三個(gè)階段來(lái)獲得。在認知階段里，人們需要逐一學(xué)習具體的解決問(wèn)題的步驟方法（產(chǎn)生式），“并對這一技能的各項條件以及在這些條件下將要執行的相應行動(dòng)形成最初的陳述性編碼的表征”；在聯(lián)系階段，人們逐漸學(xué)會(huì )將各步驟方法按一定的規則匯編成一個(gè)連貫的程序；同時(shí)，通過(guò)練習使程序的執行逐漸減低對意識的依賴(lài)；最后的自動(dòng)化階段，隨著(zhù)練習的`繼續強化，聯(lián)系階段所形成的程序化步驟得到進(jìn)一步的協(xié)調和精確化，人們的程序序列化行為（技能）變得更加嫻熟，基本不需要意識的參與，完全進(jìn)入到“嫻熟的”的自動(dòng)化狀態(tài)。
認知心理學(xué)家認為，教師應在三個(gè)方面為基本技能學(xué)習發(fā)揮作用。1.幫助并促進(jìn)學(xué)生掌握必要的前提知識和子技能。2.幫助并促進(jìn)學(xué)生對程序進(jìn)行符合規則的組合和向更大的程序發(fā)展。在這里，教師要努力“給學(xué)生提供機會(huì )，讓他們將一些小程序合成為大程序”。3.盡力“使學(xué)生學(xué)會(huì )識別與特定的行動(dòng)相聯(lián)系的條件圖式，了解各子技能的關(guān)系即合成的技能與總目標的關(guān)系”。即要盡量幫助學(xué)生把所學(xué)的程序性知識與實(shí)際應用情境聯(lián)系起來(lái)，著(zhù)意培養他們運用新知識的能力。此點(diǎn)與后面述及的策略性知識（思維技能）的獲得是相關(guān)聯(lián)的。
所以，在三維動(dòng)畫(huà)軟件技術(shù)的實(shí)際教學(xué)中，第一，教師要著(zhù)意講授與三維動(dòng)畫(huà)軟件技術(shù)相關(guān)的前提知識和子技能。比如建模的教學(xué)，除了要教會(huì )學(xué)生具體的建模命令，還應講授諸如電腦圖形語(yǔ)言基礎知識、多邊形模型與nurbs模型的內在構成特點(diǎn)等前提性知識，以及講授并指導學(xué)生練習角色設計、立體雕塑等相關(guān)的子技能。第二，在人機操作練習的同時(shí)，須注重啟發(fā)引導學(xué)生完整地理解建模的過(guò)程，注意各個(gè)步驟、各程序命令之間的必然聯(lián)系和規律性，從而不斷提高更合理和有效率地使用技術(shù)的能力。第三，教學(xué)中應用的練習樣例應盡可能豐富多樣，且與行業(yè)的實(shí)際需要和制作標準盡量吻合，最大限度地讓學(xué)生面對不同的問(wèn)題有自己尋求解決方法的能力（這一點(diǎn)在培養思維技能〈策略性知識學(xué)習〉的時(shí)候尤顯重要）；第四，有計劃、有步驟，從易到難地安排一系列的練習，并把培養學(xué)生的反應能力和對軟件技術(shù)操作的熟練度貫穿于教學(xué)中。
�。ǘ┤S動(dòng)畫(huà)軟件技術(shù)包含著(zhù)特殊程序性知識的另一個(gè)重要基本成分——策略性知識（思維技能或認知策略），“基本技能是解決整個(gè)問(wèn)題的手段或工具，而認知策略則負責對何時(shí)何處使用這些手段或工具作通盤(pán)規劃與組織”。對學(xué)習三維動(dòng)畫(huà)制作的學(xué)生來(lái)說(shuō)，盡可能達到自動(dòng)化程度的熟練的軟件操作固然重要，但面對一個(gè)新的任務(wù)，如何更準確地實(shí)現設定的藝術(shù)目標，更有效率地完成制作，則是更重要的事情。認知心理學(xué)家認為，在策略性知識的學(xué)習中，第一，教師在教學(xué)中提供的問(wèn)題樣例應在條件方面呈現足夠多的變化；第二，應該注意從學(xué)習的一開(kāi)始就讓學(xué)生有機會(huì )接觸策略的運用。
因此，教師在課堂范例和練習中所引入的樣例的豐富性與變化性就成了教學(xué)中的一個(gè)至關(guān)重要的關(guān)鍵點(diǎn)。如何在教學(xué)中不斷引入并保持足夠多變化的樣例以供學(xué)生學(xué)習策略性知識？唯一可行的途徑就是，教師必須與行業(yè)實(shí)踐保持著(zhù)很良好的聯(lián)系，因為只有源于生產(chǎn)實(shí)踐第一線(xiàn)的東西，才擁有最大的豐富性和變化性。比如，在講授角色的行走動(dòng)畫(huà)時(shí)，可以角色的普通行走作為課堂范例。然后，在練習中安排取自生產(chǎn)實(shí)踐第一線(xiàn)的一些性格化行走動(dòng)作作為習題，如昂首闊步的走、歪了腳的走、婀娜多姿的走，等等，并適時(shí)地在學(xué)生的練習中給予引導和點(diǎn)評。通過(guò)這樣的教學(xué)手段，來(lái)培養學(xué)生的策略性思考的能力。
結語(yǔ)
三維動(dòng)畫(huà)軟件技術(shù)的知識是一門(mén)特殊領(lǐng)域的程序性知識。作為特殊程序性知識，三維動(dòng)畫(huà)軟件技術(shù)知識包含了體現程序的執行熟練度的自動(dòng)化基本技能，和體現程序的運用合理性的策略性知識這兩個(gè)基本的成分。如何讓這些技能與知識能夠被最有效率地習得？這就要求我們依照知識獲得的特點(diǎn)和規律，設計組織和實(shí)施我們的教學(xué)。在三維動(dòng)畫(huà)軟件技術(shù)的教學(xué)中，培養學(xué)生們操作技術(shù)的熟練度毫無(wú)疑問(wèn)是教學(xué)的目標之一。所以，必須根據知識獲得的規律，在基本技能不同的學(xué)習階段，分別運用側重點(diǎn)不同的方式方法，去闡述相關(guān)的前提知識和關(guān)聯(lián)知識，有意識地引導學(xué)生將一系列解決問(wèn)題的產(chǎn)生式做最合理的組合和擴展，以期能夠最有效率地培養學(xué)生的操作熟練度。這是特殊程序性知識的特點(diǎn)給我們提出的第一個(gè)要求。
特殊程序性知識的特點(diǎn)給我們提出的第二個(gè)要求，是在培養熟練操作的同時(shí)，還須將策略性知識的學(xué)習貫穿在整個(gè)知識學(xué)習過(guò)程中。在三維動(dòng)畫(huà)軟件技術(shù)的教學(xué)中，讓學(xué)生從學(xué)習一開(kāi)始就將藝術(shù)創(chuàng )造的目標和要求作為三維動(dòng)畫(huà)制作工作的主要目標和衡量標準，圍繞著(zhù)這些目標和要求去思考最佳的產(chǎn)生式組合，著(zhù)重引導學(xué)生主動(dòng)地拓展運用已學(xué)到的知識和技能解決不同問(wèn)題的能力。
特殊程序性知識的特點(diǎn)給我們提出的第三個(gè)要求，為了達到最好的思維技能的學(xué)習效果，必須盡可能多地在教學(xué)中引入與當前實(shí)際生產(chǎn)狀況相接軌的、真正具有實(shí)踐意義的教學(xué)樣例與內容，以盡可能貼近生產(chǎn)實(shí)踐的情境來(lái)幫助學(xué)生磨練他們的技能和獨力實(shí)際解決問(wèn)題的能力。
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