21世紀以來，3D技術有了重大的飛躍，成為目前最熱門、最前沿、最先進的新型信息技術，與教育的深度融合深深的影響著教育的創(chuàng)新與變革，“3D教學模式”成為近年來受到熱門關注的創(chuàng)新教學形式，3D技術也成為教育界最受革命影響的技術。3D技術打破傳統(tǒng)的教學模式，在新形式、新理念、新資源、新裝備等多方面進行教育應用創(chuàng)新，它將教學由單一的二維平面化教學轉向多樣的三維可視化立體教學，促進教學方式與學習方式的創(chuàng)新變革，為學生構建沉浸式的教學環(huán)境。3D教學已經(jīng)在國際上得到了認可，雖然國內起步較晚，但是越來越多的教育工作者認識到了3D教育的重要性，3D虛擬實驗室、3D智能教室等虛擬仿真教學環(huán)境，構建虛擬教學下教學環(huán)境、教學資源、教學模式三位一體的教學體系。
一、創(chuàng)新教學模式-3D教育
3D教育由3D教學資源、3D教育裝備、3D教學培訓構成。3D教學簡言之就是通過3D教育技術突破了時間和空間的限制，創(chuàng)造一個幾近真實的教學環(huán)境，將抽象的知識轉變?yōu)榫呦蠡寣W生在虛擬的環(huán)境下感受“真實”。
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教學是教學創(chuàng)新的重要成果，已經(jīng)成為教育教學應用中必不可少的教學模式。它在傳統(tǒng)教室的基礎上為學生拓展可交互的、沉浸式的學習空間，每一位教師都成為情景創(chuàng)造者，將虛擬世界與現(xiàn)實世界結合，讓學生在自由的環(huán)境中感受知識、理解知識、學習知識。
3D技術將教育發(fā)展推向黃金發(fā)展階段，由此可見，如何更好的發(fā)揮3D技術在教育中的優(yōu)勢，探索3D技術與教育的融合是我國教育發(fā)展的必要途徑。
二、3D教學應用研究
目前3D教學創(chuàng)新雖然還處于探索階段，但其在教育教學中的優(yōu)勢是不容忽視的。3D教學內容可縱橫古今中外，大到宇宙空間小到分子原子，讓學生在虛擬的環(huán)境中看到真實、觸到真實。
(一)新環(huán)境-用虛擬創(chuàng)造真實
3D技術以3D智能教室、未來教室、VR智慧教室等智慧型教室為平臺，為學生創(chuàng)建一個虛擬的、仿真的教學環(huán)境，讓其在虛擬的情境中有真實的體驗。
特點一：3D技術可塑性。3D教學可根據(jù)知識教學需要，利用3D技術的可塑性塑造各種各樣的教學場景，如歷史課上，帶領學生回到過去親身經(jīng)歷所發(fā)生的歷史事件;生物課上，帶領學生跟著血液在血管里穿梭了解各個身體部位;科學課上，帶領學生一起遨游宇宙，觀察每一個星系每一顆星球，等等。
特點二：沉浸式教學。日常教學使用的圖片、2D視頻等多媒體教學模式?jīng)]有真實的構建場景，學生在自己不感興趣的時候注意力會轉移到其它的地方，但是3D教學營造的是“沉浸式、交互式”的教學環(huán)境，三維立體的展示將學生的注意力全部引向教學內容，避免周圍其他事物的干擾。
特點三：交互式教學。3D教學在3D視頻基礎上引入交互操作，深化理論與實踐相融合，根據(jù)教學內容需要增加練習操作，讓學生在實踐操作之中學習知識牢記知識。
(二)新形式-培養(yǎng)優(yōu)質人才
目前人工智能快速發(fā)展，其動作精準度高、處理速度快、錯誤率低，具備自我學習能力的機器人或會代替部分基礎操作性的工作，這標志著社會的進步，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)新能力的高素質人才。3D技術作為最前沿的技術，打破時間空間的優(yōu)勢對于學生教學創(chuàng)新有著非常大的作用，應用于3D教學的技術有3D顯示技術、VR(虛擬現(xiàn)實)、AR(增強現(xiàn)實)、全息技術、3D打印技術等，將這些技術應用于教學之中并發(fā)揮他的優(yōu)勢是一個創(chuàng)新的挑戰(zhàn)。
方式一：學校引入3D教學資源。近年來國家教育政策的支持與3D技術的迅速發(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)有了很多關于3D教學的學習產品。學校可以根據(jù)自身學校的需求以及學生個性發(fā)展的需要選擇合適的教材，或者可以選擇實力強的企業(yè)進行課程定制化開發(fā)。
方式二：強化3D教學師資力量。“師者，傳道授業(yè)解惑也”。知識的源頭是教師，專業(yè)的、優(yōu)質的教師為培養(yǎng)高水平的學生提供了基本的保障。教師通過知識與技術的整合實踐不斷的進行教學創(chuàng)新，不斷的提升3D教育技術使用能力，為學生提供堅實的學習基礎。
方式三：開展3D創(chuàng)新比賽。競賽促進成長。目前國內逐步開始出現(xiàn)一些規(guī)模性的大賽，如全國三維數(shù)字化創(chuàng)新設計大賽、3D打印創(chuàng)意設計大賽等等，學校也可以自行組織3D創(chuàng)新比賽，例如舉辦3D打印創(chuàng)意設計、3D課堂教學等活動，給學生與老師們提供一個交流、學習的平臺，共促成長。
(三)新資源-讓課堂更豐富
3D教學資源區(qū)別于2D教學資源優(yōu)勢明顯，如前面所說3D技術可以根據(jù)教學需要塑造各種各樣的教學場景，將知識由抽象轉變?yōu)榫呦�，在一定程度上減輕了教師課堂教學的壓力。3D教學資源的立體化也減輕了不少在空間構成上的負擔。
解決了教學素材匱乏問題。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生來說就有點勉強，而3D教學視頻中的心臟可以進行旋轉、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素材的重要問題，還讓學生在做中學，提高了學生的動手實踐能力。
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，生物實驗中周期較長的要等很久才能觀察到結果，等等這類問題都是教學中遇到的，而3D教學用虛擬模擬真實創(chuàng)造真實，超強的3D效果讓學生猶如置身宇宙之中，實驗之中將實驗觀察時速加快，既可以避免生命體的死亡，又能觀察到正確的結果。
規(guī)避風險操作。3D教學資源提供豐富的教學材料，提升學生的學習興趣，虛擬環(huán)境安全可靠，讓學生可以自由的探索，培養(yǎng)學生自主創(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。資源與設備是密不可分的，3D教學視頻放置在2D播放設備上是難以實現(xiàn)其教學價值的。例如3D教學資源的展示，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音響設備、3D眼鏡等屬于3D輔助設備，用來操作交互功能的載體是3D交互設備，3D顯示裝備就是3D的輸出設備了，包括3D投影機、3D一體機、3D打印機、桌面交互一體機設備等。通過不同的教學設備的使用，資源的優(yōu)勢被放置到最大。
3D教育裝備以3D教學資源為核心，作為新型的教學設備，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，讓教學過程變得更輕松。通過裝備運用、教學應用的培訓活動，教師多嘗試使用就可以熟練操作設備。教師將自己的理論與實踐相結合起來，使用3D教學資源可以是教學達到極致。
三、3D教育-視聽教育的未來
3D教學影響甚至改變了傳統(tǒng)教學模式，其直觀生動的教學形象營造出沉浸式的教學氛圍，調動了學生的學習興趣，減輕了教師的教學壓力，讓學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，帶動教育現(xiàn)代化發(fā)展。
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