基于3D技术的小学课堂教学研究

魏萧婉 倪亮 谢永朋

摘 要 随着时代以及现代科学信息技术的发展，3D技术越来越多地运用于课堂教学中，不仅给教师和学生们带来极大的方便，还改变了传统课堂的黑板书写式教学的模式。通过3D技术，在小学课堂上教师与学生们可以看到真实的图形，并且能够直观的感受课本学习内容。这很大程度上增添了学生的学习兴趣以及感受，还增强了学生的创新与实践能力，同时能提升学生的动手能力与创造性思维。

关键词 3D技术 小学课堂教学 数学 科学 语文

中图分类号：G642 文献标识码：A

如今，随着STEM教育在国内外的兴起，3D技术在教育领域应用日趋广泛。3D信息技术在教育领域的影响非常地大。3D技术从本质上培育学生的创新能力和想象与动手能力，指导学生入手验证做各自构想的图像，同时加强合作能力与沟通能力。从中可以看出3D技术在课堂教学方面的应用不容忽视了。而且我们可以通过三维课堂教学来提高教育质量和效果，三维技术与课堂教学整合的意义就在于此了。

广义上的三维指的是三个维度，通常称为三维，这三个维度蕴含了人类视觉所感受到的空间的长度、宽度和深度。它是长的，宽的，高的，换句话说，就是立体图像。

1 3D技术与小学数学课堂教学的融合

在小学数学教学中，特别是在几何教学中，我们能够运用直观的几何方法，把抽象思维与形象思维有机联系起来，充分展现问题的本质，突破认识上的困难。如何培养学生的几何直观能力是值得教师思索的。

一维是线，只有长度。二维是一个由一个区域的长度和宽度组成的平面。这三个维度是二维加上一个高分量。这些是几何学习的基本知识，也很难学习。同时，他们也应该成为教师的教学重点。特别是，点，线，面和体之间的关系，如何使用动态，几何和直观形式让学生理解平面二维过渡到三维空间的方式？突破这些问题有利于深入研究相关知识，有利于思维的分化和深化。

一些在线3D几何教学软件，比如精美的3D软件，例如在谈论旋转体，线条，面部平行和垂直判断内容时，可以在讲话时画出。操作也很简单。用点工具构建绘图点，设置控制点，动画和变量。同时让学生在领奖台上体验非常好。使用三维立体几何软件的最终目的是培养学生的空间想象力和动手能力。

2 3D技术与小学科学课堂教学的融合

在一些需要实景加深理解的课堂中，例如地理科学课的地形图，老师为学生提供3D沙盘模型。有了它的支持，学生们可以使用自己的操作在沙盘上立体显示几种类型的地球。常见的地形还显示轮廓，可让学生比较不同地形上的高程。

目前，丰富多样的信息化教学方式不仅可以导致高质量的讲座式课堂教学，而且为学生进行发现式学习和探究学习，甚至提供虚拟模拟式培训机会创造条件。 3D打印模式鼓励学生根据学生思维的活跃和活泼的本性进行思考和练习。这让学生在自主探究和合作学习的过程中受到启发，从而加深了他们对概念的理解。在手工课堂上，借助3D打印，学生可以创作出许多作品和游戏工具，例如汽车模型。在建立3D模型的过程中，学生会接触到学习的各个方面，并增加他们对学习的兴趣。几何对于学生来说通常很难理解。 3D打印技术允许学生感受和学习几何图形。 3D技术着眼于教学活动的整体优化，并坚持学生的全面发展。坚持教师主导和学生主体，探索多种教学模式，并优化教学过程，方法和手段。

市场上有很多相对容易操作的三维设计软件，我们可以将其引入到课堂教学中。例如，Autodesk开发的一系列设计软件可以轻松让学生学习建模。学生的个人作品将直接打印在3D打印机上。通过市场的3D设计软件，课堂教学内容的3D显示简洁高效，教师和同学的采购成本更低，操作难度更低，几乎可以让全班同学学习，特别是对于在传统的课堂黑板写作教学中学习成绩差的学生，这将大大提高这些学生对学习的兴趣，从而提高课堂内容学习的效率。

教育的目标之一是激发学生的创新意识，提高他们的实践能力。在传统教育模式中，父母或教师是否表现出重视过高的成绩，不利于学生科学兴趣的发展以及成长过程中学生创新思维能力的整体素质。

选择教学工具通常需要在做出选择之前进行许多考虑和比较。文康智能3D打印机已广泛用于学校教学工具的选择。“Value Plus”3D打印机是一款高精度3D桌面打印机。“以高精度三维打印机设计值的发展+”键，系统排出稳定性和更换喷嘴直径被改变时，在课堂上使用是一个意外的延迟，以及能够定位系统在印刷过程中直接对学生进行印刷，还可以使用7英寸的触摸屏，可以让学生直接进行简单的操作，与各种课堂学习在课堂上积极配合，可以了解玩具，制造文具。“玩具”课可以调动学生的参与热情和兴趣，同时培养学生的实践能力。

小学数学教学的难点在于使用直观的模型向学生展示抽象的数学概念和规律，并促进学生的理解和掌握。3D打印技术为教师提供技术支持来展示形成数学抽象的过程。

在毕达哥拉斯的三维几何定理和三角函数的教学中，它们通常保留在平面的显示中，在想象中和计算水平上。在3D打印技术的支持下，教师可以使用最直接呈现给学生演示的3D技术，促进学生理解和推理他们的过程，理解抽象的数学概念和知识，并帮助增加空间感立体的学生。

三维全息投影是一种基于干预和衍射原理来记载和再现物体实际三维图像的三维技术。这是一种不必要用眼镜就能看到三维虚拟人物的观察技术。其原理是在拍摄过程中记录物体的光波信息，并依据成像过程中的衍射原理重建物体的光波信息，从而得到物体的真实三维图像。

这项技术已经广泛应用到舞台和动画制作以及博物馆。2015年春晚李宇春演唱《蜀繡》中同时出现5个李宇春。

同样，我们还是可以把它应用于教育上。例如在低年级的活动课上，我们可以利用这项技术“复活”一些卡通人物，比如动漫视频《小猪佩奇》，《熊出没》，和小朋友们以前唱歌、跳舞，增加课程的乐趣，还可以跟孩子们互动，游戏，学生肯定非常喜欢。在小朋友们观看动画视频的过程中，将3D全息投影设备应用于电脑中，当一个个生动、逼真的卡通人物出现在孩子们面前，甚至能和孩子们进行简单的沟通交流时，这或许能激发孩子们对卡通人物的强烈好奇，从而有更深层次地对于这些卡通人物的了解需求。借鉴以上想法，当3D全息投影应用到高年级的语文教学课中，比如唐代诗人李杜的《庐山瀑布》，在向同学们讲解诗词含义的同时，将庐山瀑布的3D全息投影画面投入课堂上，使得同学们更能身临其境，感受祖国的大好河山，也能更简洁高效的了解诗词内容，为了提高学生想象力，更好的开拓学生的发散思维，保持对新鲜事物的强烈好奇，遇到新鲜事物后，会第一时间去进行了解。

在应用于语文课堂教学之后，该技术同样适用其他小学课程内容，包括数学、英语、自然、科学甚至美术课堂中。该技术的引用，可以提高学生的学习能力，动手能力和思考能力。

总之，无论是在传统的课堂教学形式中，还是自主学习，都要擅于用技术武装自身，使抽象更具体。特定的学习经历是形象经验的基石。所以，我们应该充分使用特定学习经验的基础，更好地与抽象学习经验相结合。总之，3D技术本质上是多媒体技术的延展，是虚构现实科学技术的延伸。它拓展了人的感知能力，促进了人的思维能力的进一步发展。整合教学势在必行。

参考文献

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