21世紀(jì)以來，3D技術(shù)有了重大的飛躍，成為目前最熱門、最前沿、最先進(jìn)的新型信息技術(shù)，與教育的深度融合深深的影響著教育的創(chuàng)新與變革，“3D教學(xué)模式”成為近年來受到熱門關(guān)注的創(chuàng)新教學(xué)形式，3D技術(shù)也成為教育界最受革命影響的技術(shù)。3D技術(shù)打破傳統(tǒng)的教學(xué)模式，在新形式、新理念、新資源、新裝備等多方面進(jìn)行教育應(yīng)用創(chuàng)新，它將教學(xué)由單一的二維平面化教學(xué)轉(zhuǎn)向多樣的三維可視化立體教學(xué)，促進(jìn)教學(xué)方式與學(xué)習(xí)方式的創(chuàng)新變革，為學(xué)生構(gòu)建沉浸式的教學(xué)環(huán)境。3D教學(xué)已經(jīng)在國際上得到了認(rèn)可，雖然國內(nèi)起步較晚，但是越來越多的教育工作者認(rèn)識到了3D教育的重要性，3D虛擬實(shí)驗(yàn)室、3D智能教室等虛擬仿真教學(xué)環(huán)境，構(gòu)建虛擬教學(xué)下教學(xué)環(huán)境、教學(xué)資源、教學(xué)模式三位一體的教學(xué)體系。
一、創(chuàng)新教學(xué)模式-3D教育
3D教育由3D教學(xué)資源、3D教育裝備、3D教學(xué)培訓(xùn)構(gòu)成。3D教學(xué)簡言之就是通過3D教育技術(shù)突破了時間和空間的限制，創(chuàng)造一個幾近真實(shí)的教學(xué)環(huán)境，將抽象的知識轉(zhuǎn)變?yōu)榫呦蠡�，讓學(xué)生在虛擬的環(huán)境下感受“真實(shí)”。
著名教育家陶行知曾說過“要解放孩子的頭腦、雙手、腳、空間、時間，使他們充分得到自由的生活，從自由的生活中得到真正的教育”。3D教學(xué)是教學(xué)創(chuàng)新的重要成果，已經(jīng)成為教育教學(xué)應(yīng)用中必不可少的教學(xué)模式。它在傳統(tǒng)教室的基礎(chǔ)上為學(xué)生拓展可交互的、沉浸式的學(xué)習(xí)空間，每一位教師都成為情景創(chuàng)造者，將虛擬世界與現(xiàn)實(shí)世界結(jié)合，讓學(xué)生在自由的環(huán)境中感受知識、理解知識、學(xué)習(xí)知識。
3D技術(shù)將教育發(fā)展推向黃金發(fā)展階段，由此可見，如何更好的發(fā)揮3D技術(shù)在教育中的優(yōu)勢，探索3D技術(shù)與教育的融合是我國教育發(fā)展的必要途徑。
二、3D教學(xué)應(yīng)用研究
目前3D教學(xué)創(chuàng)新雖然還處于探索階段，但其在教育教學(xué)中的優(yōu)勢是不容忽視的。3D教學(xué)內(nèi)容可縱橫古今中外，大到宇宙空間小到分子原子，讓學(xué)生在虛擬的環(huán)境中看到真實(shí)、觸到真實(shí)。
(一)新環(huán)境-用虛擬創(chuàng)造真實(shí)
3D技術(shù)以3D智能教室、未來教室、VR智慧教室等智慧型教室為平臺，為學(xué)生創(chuàng)建一個虛擬的、仿真的教學(xué)環(huán)境，讓其在虛擬的情境中有真實(shí)的體驗(yàn)。
特點(diǎn)一：3D技術(shù)可塑性。3D教學(xué)可根據(jù)知識教學(xué)需要，利用3D技術(shù)的可塑性塑造各種各樣的教學(xué)場景，如歷史課上，帶領(lǐng)學(xué)生回到過去親身經(jīng)歷所發(fā)生的歷史事件;生物課上，帶領(lǐng)學(xué)生跟著血液在血管里穿梭了解各個身體部位;科學(xué)課上，帶領(lǐng)學(xué)生一起遨游宇宙，觀察每一個星系每一顆星球，等等。
特點(diǎn)二：沉浸式教學(xué)。日常教學(xué)使用的圖片、2D視頻等多媒體教學(xué)模式?jīng)]有真實(shí)的構(gòu)建場景，學(xué)生在自己不感興趣的時候注意力會轉(zhuǎn)移到其它的地方，但是3D教學(xué)營造的是“沉浸式、交互式”的教學(xué)環(huán)境，三維立體的展示將學(xué)生的注意力全部引向教學(xué)內(nèi)容，避免周圍其他事物的干擾。
特點(diǎn)三：交互式教學(xué)。3D教學(xué)在3D視頻基礎(chǔ)上引入交互操作，深化理論與實(shí)踐相融合，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容需要增加練習(xí)操作，讓學(xué)生在實(shí)踐操作之中學(xué)習(xí)知識牢記知識。
(二)新形式-培養(yǎng)優(yōu)質(zhì)人才
目前人工智能快速發(fā)展，其動作精準(zhǔn)度高、處理速度快、錯誤率低，具備自我學(xué)習(xí)能力的機(jī)器人或會代替部分基礎(chǔ)操作性的工作，這標(biāo)志著社會的進(jìn)步，同時也是向教育拉響了警鐘——培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神與創(chuàng)新能力的高素質(zhì)人才。3D技術(shù)作為最前沿的技術(shù)，打破時間空間的優(yōu)勢對于學(xué)生教學(xué)創(chuàng)新有著非常大的作用，應(yīng)用于3D教學(xué)的技術(shù)有3D顯示技術(shù)、VR(虛擬現(xiàn)實(shí))、AR(增強(qiáng)現(xiàn)實(shí))、全息技術(shù)、3D打印技術(shù)等，將這些技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)之中并發(fā)揮他的優(yōu)勢是一個創(chuàng)新的挑戰(zhàn)。
方式一：學(xué)校引入3D教學(xué)資源。近年來國家教育政策的支持與3D技術(shù)的迅速發(fā)展，讓越來越多的企業(yè)投入到3D教育行業(yè)中，目前已經(jīng)有了很多關(guān)于3D教學(xué)的學(xué)習(xí)產(chǎn)品。學(xué)�？梢愿鶕�(jù)自身學(xué)校的需求以及學(xué)生個性發(fā)展的需要選擇合適的教材，或者可以選擇實(shí)力強(qiáng)的企業(yè)進(jìn)行課程定制化開發(fā)。
方式二：強(qiáng)化3D教學(xué)師資力量�！皫熣撸瑐鞯朗跇I(yè)解惑也”。知識的源頭是教師，專業(yè)的、優(yōu)質(zhì)的教師為培養(yǎng)高水平的學(xué)生提供了基本的保障。教師通過知識與技術(shù)的整合實(shí)踐不斷的進(jìn)行教學(xué)創(chuàng)新，不斷的提升3D教育技術(shù)使用能力，為學(xué)生提供堅(jiān)實(shí)的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)。
方式三：開展3D創(chuàng)新比賽。競賽促進(jìn)成長。目前國內(nèi)逐步開始出現(xiàn)一些規(guī)模性的大賽，如全國三維數(shù)字化創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽、3D打印創(chuàng)意設(shè)計(jì)大賽等等，學(xué)校也可以自行組織3D創(chuàng)新比賽，例如舉辦3D打印創(chuàng)意設(shè)計(jì)、3D課堂教學(xué)等活動，給學(xué)生與老師們提供一個交流、學(xué)習(xí)的平臺，共促成長。
(三)新資源-讓課堂更豐富
3D教學(xué)資源區(qū)別于2D教學(xué)資源優(yōu)勢明顯，如前面所說3D技術(shù)可以根據(jù)教學(xué)需要塑造各種各樣的教學(xué)場景，將知識由抽象轉(zhuǎn)變?yōu)榫呦螅谝欢ǔ潭壬蠝p輕了教師課堂教學(xué)的壓力。3D教學(xué)資源的立體化也減輕了不少在空間構(gòu)成上的負(fù)擔(dān)。
解決了教學(xué)素材匱乏問題。如生物中心臟與血液的課程，教師沒有辦法拿一顆真的心臟解剖演示，即使有也會有很多學(xué)生在心理上難以接受，圖片提供的心臟截面雖然對理解有一定的幫助，但是對于立體空間感差的學(xué)生來說就有點(diǎn)勉強(qiáng)，而3D教學(xué)視頻中的心臟可以進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、解剖拆分等互動操作，血液的流向也是清晰可見。不僅解決了沒有教學(xué)素材的重要問題，還讓學(xué)生在做中學(xué)，提高了學(xué)生的動手實(shí)踐能力。
打破空間時間問題。宇宙空間的事物我們只能通過衛(wèi)星拍過來的照片或者視頻來了解，生物實(shí)驗(yàn)中周期較長的要等很久才能觀察到結(jié)果，等等這類問題都是教學(xué)中遇到的，而3D教學(xué)用虛擬模擬真實(shí)創(chuàng)造真實(shí)，超強(qiáng)的3D效果讓學(xué)生猶如置身宇宙之中，實(shí)驗(yàn)之中將實(shí)驗(yàn)觀察時速加快，既可以避免生命體的死亡，又能觀察到正確的結(jié)果。
規(guī)避風(fēng)險操作。3D教學(xué)資源提供豐富的教學(xué)材料，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，虛擬環(huán)境安全可靠，讓學(xué)生可以自由的探索，培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)新精神，即使操作錯誤也不會對身體有什么樣的傷害。
(四)新裝備-讓教學(xué)更便捷
3D教育裝備主要包括3D開發(fā)裝備、3D輔助裝備、3D交互裝備和3D呈現(xiàn)裝備四大部分。資源與設(shè)備是密不可分的，3D教學(xué)視頻放置在2D播放設(shè)備上是難以實(shí)現(xiàn)其教學(xué)價值的。例如3D教學(xué)資源的展示，資源的建模研發(fā)使用的是3D開發(fā)裝備，而所使用到的3D幕布、3D音響設(shè)備、3D眼鏡等屬于3D輔助設(shè)備，用來操作交互功能的載體是3D交互設(shè)備，3D顯示裝備就是3D的輸出設(shè)備了，包括3D投影機(jī)、3D一體機(jī)、3D打印機(jī)、桌面交互一體機(jī)設(shè)備等。通過不同的教學(xué)設(shè)備的使用，資源的優(yōu)勢被放置到最大。
3D教育裝備以3D教學(xué)資源為核心，作為新型的教學(xué)設(shè)備，教師使用起來避免不了生疏。然而這些裝備操作簡便，沒有繁雜的操作，讓教學(xué)過程變得更輕松。通過裝備運(yùn)用、教學(xué)應(yīng)用的培訓(xùn)活動，教師多嘗試使用就可以熟練操作設(shè)備。教師將自己的理論與實(shí)踐相結(jié)合起來，使用3D教學(xué)資源可以是教學(xué)達(dá)到極致。
三、3D教育-視聽教育的未來
3D教學(xué)影響甚至改變了傳統(tǒng)教學(xué)模式，其直觀生動的教學(xué)形象營造出沉浸式的教學(xué)氛圍，調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，減輕了教師的教學(xué)壓力，讓學(xué)生全身心的參與到知識環(huán)境中。雖然目前我國3D教育還處于發(fā)展階段，各部分組織不盡完善，正因如此3D教育才有更好與更高的發(fā)展空間，推動我國教育信息化建設(shè)，帶動教育現(xiàn)代化發(fā)展。
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