面向課堂教學(xué)的3D教學(xué)資源設(shè)計(jì)研究.pdf

1、近幾年，信息化社會(huì)大背景下，學(xué)生接觸到的信息更加多元化，視野更加寬闊。傳統(tǒng)課堂教學(xué)中，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣下降，注意力不集中，不喜歡或者不參與到課堂教學(xué)互動(dòng)活動(dòng)中，有的甚至到厭學(xué)的程度，各種不良的情緒不僅使學(xué)生課堂學(xué)習(xí)效率下降，也不利于他們身心健康的發(fā)展。如何將學(xué)生的注意力吸引到課堂教學(xué)內(nèi)容上，促進(jìn)他們積極主動(dòng)的學(xué)習(xí)，是迫切需要解決的問(wèn)題。
　　3D教學(xué)資源無(wú)論是從色彩、空間感，還是動(dòng)態(tài)交互方面都可以帶給學(xué)生更加全面、更加真實(shí)的視覺(jué)感受。

2、通過(guò)三維空間中的互動(dòng)演示和運(yùn)動(dòng)模擬，可以彌補(bǔ)常規(guī)媒體所不能呈現(xiàn)的視角和空間體驗(yàn)，具有更強(qiáng)的交互性和表現(xiàn)效果。無(wú)論從知識(shí)點(diǎn)突出展現(xiàn)，還是從學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性考慮，將3D教學(xué)資源應(yīng)用于課堂都是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。將3D教學(xué)資源引進(jìn)課堂越來(lái)越多的受到相關(guān)學(xué)者的認(rèn)可和關(guān)注，3D教學(xué)資源也越來(lái)越多的被應(yīng)用在教學(xué)中。然而，目前對(duì)于3D教學(xué)資源的研究具有一定局限性，研究主要集中在包括虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、全息投影技術(shù)在內(nèi)的3D顯示技術(shù)和3D打印技術(shù)，對(duì)于3D技術(shù)如何

3、可視化表達(dá)、開(kāi)發(fā)和支持工具的研究不足，并且由于成本方面的限制，3D資源不僅形式局限，數(shù)量上也存在明顯的不足。本文對(duì)3D教學(xué)資源形式、3D資源可視化表達(dá)及3D資源設(shè)計(jì)制作等關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行研究，提出一種基于計(jì)算機(jī)制作和顯示的3D教學(xué)資源，搭建了包括資源從前期準(zhǔn)備到后期制作、合成輸出和展示的3D課堂資源應(yīng)用系統(tǒng)。
　　為了使采集到的三維數(shù)據(jù)更加精細(xì)和逼真，提高采集的速度，除了傳統(tǒng)的資源庫(kù)數(shù)據(jù)采集方法外，本文提出了基于三維掃描和三維形貌測(cè)量

4、的數(shù)據(jù)采集方法。由于現(xiàn)有3D數(shù)據(jù)可視化方法形式單一，主要基于設(shè)備，除了常見(jiàn)的3D打印這種實(shí)物可視化方法，本文提出了基于OSG平臺(tái)的三維數(shù)據(jù)可視化方法，通過(guò)與vs2010環(huán)境的結(jié)合，不僅可以直接展示之前建立和處理好的模型，也可以在vs2010中通過(guò)代碼編輯來(lái)對(duì)模型進(jìn)行修改和建立交互功能。該種方法的交互方式簡(jiǎn)單，由于是基于計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行的可視化，資源具有數(shù)字化資源的可移植性強(qiáng)、不失真、實(shí)時(shí)共享等特點(diǎn)，豐富了三維數(shù)據(jù)可視化的形式。
　　

5、為了制作和輸出符合學(xué)生認(rèn)知習(xí)慣和學(xué)科特點(diǎn)，并且具有個(gè)性化學(xué)習(xí)交互作用的3D教學(xué)資源，本文從實(shí)際案例出發(fā)，給出了3D交互仿真案例設(shè)計(jì)的步驟和方法。主要從前期準(zhǔn)備、制作加工和合成輸出三個(gè)大方面詳細(xì)的介紹了設(shè)計(jì)主題確定、學(xué)習(xí)者和知識(shí)點(diǎn)分析、腳本制作、動(dòng)畫(huà)制作、交互設(shè)計(jì)、字幕以及音效的設(shè)計(jì)等，最后資源輸出格式為.exe，教師和學(xué)生只需要一臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備即可進(jìn)行教學(xué)和學(xué)習(xí)，并且實(shí)時(shí)的和教學(xué)資源進(jìn)行交互，根據(jù)自己的學(xué)習(xí)需要來(lái)自主控制資源的展示內(nèi)容和速