三维互动技术的教育教学前景分析

陈中帅+郝风富

摘 要：在当下的教学环境中，传统的教学模式一般是主流的教学模式，但这种教学模式摆脱不了刻板、缺乏直观性的缺点。三维互动技术能够直观且极为仿真的展示现实场景，令学生如亲临其境。随着三维互动展示技术的兴起，在教育学的各个领域都有望把这种技术应用在实际教学中，让学生更为清楚明白的掌握知识及其真实的应用方向。本研究对于采用三维互动技术与传统教学方式进行了对比，就三维互动技术在教育教学领域的前景展开了分析，讨论三维互动技术的优势。

关键词：三维互动；教育教学；前景分析

0 前言

从世界范围来看，三维互动技术已经在教育领域越来越普及，尤其是在职业技术教育领域大规模实现了应用。将三维互动技术在教育，尤其在职业技术教育方面的优势进行了讨论分析，发现相对于传统的理论教学中展示图片和视频的教育方法，三维互动技术更加能够达到教育的身临其境的效果，尤其是这种软件平台可以很大程度的节约教育经费，在一些专业可以节省大笔的设备资源和教师资源，因此三维互动技术在当下许多的教育领域前景都较为不错，可以采用并且完善原来的传统教学方式。

1 传统教学方法现状

1.1 教学模式概述

相比较于三维互动教育方法，传统的教学方法在当今的职业教育教学上有所欠缺，使得当下的职业教育需求无法得到最大程度的满足，传统的教育教学方法是教师通过较为系统的讲解，将理论知识有序的传授给学生。在这种情况下，教师按照提前准备的教学资料讲授知识，照本宣科的教学，一般同样的一个内容给多个班级讲授多次，学生学到的知识可能会比较偏理论性，对于相关专业领域的动手实践与操作并不了解。比如从计算机领域教学方面来看，教师讲述中央处理器（CPU）的流水线的构造时，仅仅从理论层面讲述其构造，将中央处理器内部的运算器和高速缓沖与存储器总线的用途和构造进行说明，对各个部件的性能参数进行了讲解，但是学生只是从纸面上进行了死记硬背，对于中央处理器各个知识并没有融会贯通，也没有比较直观的了解，这样下来，就算认真地经过了全程的学习也只是掌握了皮毛知识，学生并没有由浅入深的对于其各个层次结构直观的进行学习，这样也对以后从事硬件开发工作十分不利。同时目前的教学方法受老师资历与经验的影响较大，教师对于知识与学生掌握程度的把握不到位，则学生会出现无法跟上教学进度等问题，而采用三维互动教学方式，能够充分挖掘学生的自学能力与想象力，对于工程实际情况有了更佳的认识。

1.2 设备费用昂贵

设备资源不足问题也是传统教学方法中影响学生学习效率的一种不利因素。在工业设计、工艺美术、动画、环艺、园林、平面设计、服装CAD图等运用电脑作为主要工作环境的专业，学生基本都购置了笔记本电脑进行学习，由于以后工作时需要电脑作为工作设备，因此问题并不大。[1]但在很多学校的职业教育过程中，有些的工科专业，比如数控专业，在实训过程中必须在真实的机床上进行实际的操作练习。而机床设备型号多、更新速度快，并且价格动辄几十万，在学生数量众多的情况下，学校无法为每个学生配齐设备。因此很多学生难以有足够的上机操作时间，导致了在就业时，无法适应真实工作环境的设备，必须进行培训才能真正地使用工厂的设备，由于动手实践能力的不足，也会导致学生个人竞争力的下降。因此，为了提高学生的实践能力，实践设备问题需要得到解决。

1.3 理论性过强

在传统的教学中，教师在课堂上进行教学，而具体操作只能在极为有限的实验课上进行，还需要对紧缺的设备资源进行分配，而其余时间对于涉及的实际操作只能凭借自己的想象以及教科书和教学幻灯片上的图片等资料进行学习，教师也对于最新的设备情况并不了解，只能纸上谈兵，学生的学习情况很不理想。因此会导致在真正走向工作岗位时，由于对设备的不了解，融入工作环境慢，在机床上的操作更具有危险性，更容易导致设备、刀具等的损坏，甚至引发人身伤害事故。因此，在职业教育为首的教育中，需要对于学生的动手能力与实践知识水平着重培养。

2 三维互动平台前景

2.1 三维互动技术概述

三维互动技术是对虚拟现实技术的应用以及互动技术的实现，在计算机领域的各项科学技术快速发展的今天，在生活中的其他领域可以将三维互动技术应用于其适用的方面，对于各个领域互相融合和促进其发展有着积极作用。在当下的教育教学领域，三维互动技术也有着重要的应用，对于理论教学与知识的实际应用和互相融合有着创新性的应用，将原本比较死板与平面化的知识立体生动的展示出来。三维仿真互动技术在教学中一般是以仿真软件来实现其应用的，比如在数控教学时，学生通过学习理论知识与操作之后，将实践过程中应有的操作输入到数控编程软件中，软件根据学生输入的编程数据进行相应的模拟，将真实机器可能发生的全部操作立体的通过三维图像展示出来，这样的教学方式更加的灵活多变。相比较于原本的上机时间限制与场地、机器类型与数量不足的限制，以及学生初次实践时容易发生的各种危险，只要有一台电脑，学生就可以随时使用软件。这种应用三维互动技术开发的软件大幅度地降低了危险性，同时学生能够长时间的熟悉各种机器的操作。

2.2 节省教学设备费用

由于设备资源的昂贵性，设备种类繁多，那些昂贵的实训设备，其价格从几十万到上千万元不等，学校无法为每个学生配齐最新的设备，会导致学生在实际工作时产生不适应的问题。而三维互动技术的教学平台的优势是在能够创造一个与实际工作情况近似的仿真环境，其环境是符合人们自然交互习惯的互动操作模式，学生能观察各个部件的工作原理等，并可进行虚拟操作。而此类的平台大都支持多人同时学习，学生可随时上机操作学习，与传统实体操作仪器设备相比，不仅大幅度地节约了培训时间，并且很好地提高了学习效率，并且降低了学生实训对设备的耗损，减少了对于昂贵设备的需求，学校的资金压力也可以缓解，可以将经费投入其他教学方面，从而提高教学效率。

2.3 仿真程度高

三维互动仿真平台通过在计算机上进行的建模，将真实设备的实际运行过程以二维图形或三维图形的动态形式来展示给学生，使原来需要在机床上才能完成的大部分教学功能在这个虚拟环境中就完成，使得教学方式变得更加灵活、方便，学生的学习效率大幅度提升。[2]在教学中采用三维仿真互动教学能有效地解决理论水平高而实践能力低的问题，使理论教学和实际操作有机结合，打破了传统的数控教学模式弊端。这种三维互动软件中包含各种仪器设备模型，则可以通过计算机模拟出各个角度看到的各种仪器设备视觉效果及动态的各种仪器设备操作方法与各部件的组装过程。在经过一系列的使用三维互动仿真软件的学习之后，学生对于各种设备的实际操作就会更加熟练，在真正的实习或者正式工作中能够更快地适应工作岗位，提高自身工作能力。

3 结语

随着社会的进步与经济的发展，我国对于高水平高素质人才的需求也日益提高，因此高效培养出一些高水准人才很有必要，而三维互动技术能够在教育资源有限的程度上很高效率的对于学生进行教育，具有很大的优势，使学生在工作后能够更好地适应工作环境。在时代进步的潮流中，不断提升的高水平人才需求上，如何将该技术更好地运用在教育上是需要不断创新、改进与完善的。

参考文献：

[1] 王平安，林庆平.职业教育教学改革与三维互动数字化教学[J].中国职业技术教育，2011（26）.

[2] 刘梵均.浅析三维虚拟互动技术在高校美术教育中的应用[J].考试周刊，2011（36）.