陳中帥+郝風(fēng)富

摘 要：在當(dāng)下的教學(xué)環(huán)境中，傳統(tǒng)的教學(xué)模式一般是主流的教學(xué)模式，但這種教學(xué)模式擺脫不了刻板、缺乏直觀性的缺點。三維互動技術(shù)能夠直觀且極為仿真的展示現(xiàn)實場景，令學(xué)生如親臨其境。隨著三維互動展示技術(shù)的興起，在教育學(xué)的各個領(lǐng)域都有望把這種技術(shù)應(yīng)用在實際教學(xué)中，讓學(xué)生更為清楚明白的掌握知識及其真實的應(yīng)用方向。本研究對于采用三維互動技術(shù)與傳統(tǒng)教學(xué)方式進行了對比，就三維互動技術(shù)在教育教學(xué)領(lǐng)域的前景展開了分析，討論三維互動技術(shù)的優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：三維互動；教育教學(xué)；前景分析

0 前言

從世界范圍來看，三維互動技術(shù)已經(jīng)在教育領(lǐng)域越來越普及，尤其是在職業(yè)技術(shù)教育領(lǐng)域大規(guī)模實現(xiàn)了應(yīng)用。將三維互動技術(shù)在教育，尤其在職業(yè)技術(shù)教育方面的優(yōu)勢進行了討論分析，發(fā)現(xiàn)相對于傳統(tǒng)的理論教學(xué)中展示圖片和視頻的教育方法，三維互動技術(shù)更加能夠達到教育的身臨其境的效果，尤其是這種軟件平臺可以很大程度的節(jié)約教育經(jīng)費，在一些專業(yè)可以節(jié)省大筆的設(shè)備資源和教師資源，因此三維互動技術(shù)在當(dāng)下許多的教育領(lǐng)域前景都較為不錯，可以采用并且完善原來的傳統(tǒng)教學(xué)方式。

1 傳統(tǒng)教學(xué)方法現(xiàn)狀

1.1 教學(xué)模式概述

相比較于三維互動教育方法，傳統(tǒng)的教學(xué)方法在當(dāng)今的職業(yè)教育教學(xué)上有所欠缺，使得當(dāng)下的職業(yè)教育需求無法得到最大程度的滿足，傳統(tǒng)的教育教學(xué)方法是教師通過較為系統(tǒng)的講解，將理論知識有序的傳授給學(xué)生。在這種情況下，教師按照提前準(zhǔn)備的教學(xué)資料講授知識，照本宣科的教學(xué)，一般同樣的一個內(nèi)容給多個班級講授多次，學(xué)生學(xué)到的知識可能會比較偏理論性，對于相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域的動手實踐與操作并不了解。比如從計算機領(lǐng)域教學(xué)方面來看，教師講述中央處理器（CPU）的流水線的構(gòu)造時，僅僅從理論層面講述其構(gòu)造，將中央處理器內(nèi)部的運算器和高速緩沖與存儲器總線的用途和構(gòu)造進行說明，對各個部件的性能參數(shù)進行了講解，但是學(xué)生只是從紙面上進行了死記硬背，對于中央處理器各個知識并沒有融會貫通，也沒有比較直觀的了解，這樣下來，就算認真地經(jīng)過了全程的學(xué)習(xí)也只是掌握了皮毛知識，學(xué)生并沒有由淺入深的對于其各個層次結(jié)構(gòu)直觀的進行學(xué)習(xí)，這樣也對以后從事硬件開發(fā)工作十分不利。同時目前的教學(xué)方法受老師資歷與經(jīng)驗的影響較大，教師對于知識與學(xué)生掌握程度的把握不到位，則學(xué)生會出現(xiàn)無法跟上教學(xué)進度等問題，而采用三維互動教學(xué)方式，能夠充分挖掘?qū)W生的自學(xué)能力與想象力，對于工程實際情況有了更佳的認識。

1.2 設(shè)備費用昂貴

設(shè)備資源不足問題也是傳統(tǒng)教學(xué)方法中影響學(xué)生學(xué)習(xí)效率的一種不利因素。在工業(yè)設(shè)計、工藝美術(shù)、動畫、環(huán)藝、園林、平面設(shè)計、服裝CAD圖等運用電腦作為主要工作環(huán)境的專業(yè)，學(xué)生基本都購置了筆記本電腦進行學(xué)習(xí)，由于以后工作時需要電腦作為工作設(shè)備，因此問題并不大。[1]但在很多學(xué)校的職業(yè)教育過程中，有些的工科專業(yè)，比如數(shù)控專業(yè)，在實訓(xùn)過程中必須在真實的機床上進行實際的操作練習(xí)。而機床設(shè)備型號多、更新速度快，并且價格動輒幾十萬，在學(xué)生數(shù)量眾多的情況下，學(xué)校無法為每個學(xué)生配齊設(shè)備。因此很多學(xué)生難以有足夠的上機操作時間，導(dǎo)致了在就業(yè)時，無法適應(yīng)真實工作環(huán)境的設(shè)備，必須進行培訓(xùn)才能真正地使用工廠的設(shè)備，由于動手實踐能力的不足，也會導(dǎo)致學(xué)生個人競爭力的下降。因此，為了提高學(xué)生的實踐能力，實踐設(shè)備問題需要得到解決。

1.3 理論性過強

在傳統(tǒng)的教學(xué)中，教師在課堂上進行教學(xué)，而具體操作只能在極為有限的實驗課上進行，還需要對緊缺的設(shè)備資源進行分配，而其余時間對于涉及的實際操作只能憑借自己的想象以及教科書和教學(xué)幻燈片上的圖片等資料進行學(xué)習(xí)，教師也對于最新的設(shè)備情況并不了解，只能紙上談兵，學(xué)生的學(xué)習(xí)情況很不理想。因此會導(dǎo)致在真正走向工作崗位時，由于對設(shè)備的不了解，融入工作環(huán)境慢，在機床上的操作更具有危險性，更容易導(dǎo)致設(shè)備、刀具等的損壞，甚至引發(fā)人身傷害事故。因此，在職業(yè)教育為首的教育中，需要對于學(xué)生的動手能力與實踐知識水平著重培養(yǎng)。

2 三維互動平臺前景

2.1 三維互動技術(shù)概述

三維互動技術(shù)是對虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用以及互動技術(shù)的實現(xiàn)，在計算機領(lǐng)域的各項科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的今天，在生活中的其他領(lǐng)域可以將三維互動技術(shù)應(yīng)用于其適用的方面，對于各個領(lǐng)域互相融合和促進其發(fā)展有著積極作用。在當(dāng)下的教育教學(xué)領(lǐng)域，三維互動技術(shù)也有著重要的應(yīng)用，對于理論教學(xué)與知識的實際應(yīng)用和互相融合有著創(chuàng)新性的應(yīng)用，將原本比較死板與平面化的知識立體生動的展示出來。三維仿真互動技術(shù)在教學(xué)中一般是以仿真軟件來實現(xiàn)其應(yīng)用的，比如在數(shù)控教學(xué)時，學(xué)生通過學(xué)習(xí)理論知識與操作之后，將實踐過程中應(yīng)有的操作輸入到數(shù)控編程軟件中，軟件根據(jù)學(xué)生輸入的編程數(shù)據(jù)進行相應(yīng)的模擬，將真實機器可能發(fā)生的全部操作立體的通過三維圖像展示出來，這樣的教學(xué)方式更加的靈活多變。相比較于原本的上機時間限制與場地、機器類型與數(shù)量不足的限制，以及學(xué)生初次實踐時容易發(fā)生的各種危險，只要有一臺電腦，學(xué)生就可以隨時使用軟件。這種應(yīng)用三維互動技術(shù)開發(fā)的軟件大幅度地降低了危險性，同時學(xué)生能夠長時間的熟悉各種機器的操作。

2.2 節(jié)省教學(xué)設(shè)備費用

由于設(shè)備資源的昂貴性，設(shè)備種類繁多，那些昂貴的實訓(xùn)設(shè)備，其價格從幾十萬到上千萬元不等，學(xué)校無法為每個學(xué)生配齊最新的設(shè)備，會導(dǎo)致學(xué)生在實際工作時產(chǎn)生不適應(yīng)的問題。而三維互動技術(shù)的教學(xué)平臺的優(yōu)勢是在能夠創(chuàng)造一個與實際工作情況近似的仿真環(huán)境，其環(huán)境是符合人們自然交互習(xí)慣的互動操作模式，學(xué)生能觀察各個部件的工作原理等，并可進行虛擬操作。而此類的平臺大都支持多人同時學(xué)習(xí)，學(xué)生可隨時上機操作學(xué)習(xí)，與傳統(tǒng)實體操作儀器設(shè)備相比，不僅大幅度地節(jié)約了培訓(xùn)時間，并且很好地提高了學(xué)習(xí)效率，并且降低了學(xué)生實訓(xùn)對設(shè)備的耗損，減少了對于昂貴設(shè)備的需求，學(xué)校的資金壓力也可以緩解，可以將經(jīng)費投入其他教學(xué)方面，從而提高教學(xué)效率。

2.3 仿真程度高

三維互動仿真平臺通過在計算機上進行的建模，將真實設(shè)備的實際運行過程以二維圖形或三維圖形的動態(tài)形式來展示給學(xué)生，使原來需要在機床上才能完成的大部分教學(xué)功能在這個虛擬環(huán)境中就完成，使得教學(xué)方式變得更加靈活、方便，學(xué)生的學(xué)習(xí)效率大幅度提升。[2]在教學(xué)中采用三維仿真互動教學(xué)能有效地解決理論水平高而實踐能力低的問題，使理論教學(xué)和實際操作有機結(jié)合，打破了傳統(tǒng)的數(shù)控教學(xué)模式弊端。這種三維互動軟件中包含各種儀器設(shè)備模型，則可以通過計算機模擬出各個角度看到的各種儀器設(shè)備視覺效果及動態(tài)的各種儀器設(shè)備操作方法與各部件的組裝過程。在經(jīng)過一系列的使用三維互動仿真軟件的學(xué)習(xí)之后，學(xué)生對于各種設(shè)備的實際操作就會更加熟練，在真正的實習(xí)或者正式工作中能夠更快地適應(yīng)工作崗位，提高自身工作能力。

3 結(jié)語

隨著社會的進步與經(jīng)濟的發(fā)展，我國對于高水平高素質(zhì)人才的需求也日益提高，因此高效培養(yǎng)出一些高水準(zhǔn)人才很有必要，而三維互動技術(shù)能夠在教育資源有限的程度上很高效率的對于學(xué)生進行教育，具有很大的優(yōu)勢，使學(xué)生在工作后能夠更好地適應(yīng)工作環(huán)境。在時代進步的潮流中，不斷提升的高水平人才需求上，如何將該技術(shù)更好地運用在教育上是需要不斷創(chuàng)新、改進與完善的。

參考文獻：

[1] 王平安，林慶平.職業(yè)教育教學(xué)改革與三維互動數(shù)字化教學(xué)[J].中國職業(yè)技術(shù)教育，2011（26）.

[2] 劉梵均.淺析三維虛擬互動技術(shù)在高校美術(shù)教育中的應(yīng)用[J].考試周刊，2011（36）.