Web3D技術(shù)在《裝飾工藝材料與預(yù)算》課程中的應(yīng)用

成果

摘 要：目前我國越來越重視AI、VR等前沿科技的發(fā)展，技術(shù)的快速發(fā)展和社會(huì)的不斷進(jìn)步，使得人們對(duì)多元化教育的呼聲越來越強(qiáng)烈，信息技術(shù)作為改革傳統(tǒng)教育教學(xué)的支柱，已成為學(xué)校與其他形式教育之間的橋梁。《裝飾工藝材料與預(yù)算》作為環(huán)境設(shè)計(jì)專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)課，涉及到許多前沿的材料性能和施工技術(shù)，而在實(shí)際教學(xué)中側(cè)重傳統(tǒng)的理論教學(xué)， 缺乏實(shí)踐教學(xué)訓(xùn)練平臺(tái)，學(xué)生的動(dòng)手能力得不到鍛煉，也沒有條件讓學(xué)生實(shí)地體驗(yàn)各種工藝操作，導(dǎo)致理論知識(shí)與實(shí)踐教學(xué)存在脫節(jié)的現(xiàn)象。基于Web3D技術(shù)的虛擬教學(xué)平臺(tái)，克服了傳統(tǒng)教學(xué)中的缺陷，以其逼真的三維性、靈活的交互性及對(duì)硬件資源要求低等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：Web3D技術(shù);課程資源;環(huán)境設(shè)計(jì)專業(yè)

一、應(yīng)用的背景

在我國2010年頒布的《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》中明確指出：“信息技術(shù)對(duì)教育發(fā)展具有革命性影響，必須予以高度重視”。在2016年頒布的“國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十三個(gè)五年（2016-2020）規(guī)劃綱要”中，“促進(jìn)教育現(xiàn)代化”明確指出要“促進(jìn)現(xiàn)代信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合”。目前國家越來越重視AI、VR等前沿科技的發(fā)展，技術(shù)的快速發(fā)展和社會(huì)的不斷進(jìn)步，使得人們對(duì)多元化教育的呼聲越來越強(qiáng)烈，信息技術(shù)作為改革傳統(tǒng)教育教學(xué)的支柱，已成為學(xué)校與其他形式教育之間的橋梁。

二、應(yīng)用意義

《裝飾工藝材料與預(yù)算》是我校環(huán)境設(shè)計(jì)專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)課。本課程涉及到許多前沿的材料性能和施工技術(shù)的掌握。筆者在實(shí)際教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，課程中大部分知識(shí)點(diǎn)涉及了很多復(fù)雜的施工工藝結(jié)構(gòu)，只靠節(jié)點(diǎn)圖不能完全直觀地表達(dá)出來，如果學(xué)生思維能力不強(qiáng)，就難以理解。雖然到工地實(shí)習(xí)能夠解決一部分問題，但在實(shí)際教學(xué)中，把學(xué)生都帶到施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行解說要受到很多條件制約，但實(shí)際操作過程中，把學(xué)生都帶到工地上進(jìn)行臨場(chǎng)講授要受到多方面條件的制約，比如學(xué)生的安全問題以及學(xué)校的制度問題等。目前我校《裝飾工藝材料與預(yù)算》課程教學(xué)側(cè)重傳統(tǒng)的理論教學(xué)，教學(xué)資源以圖文、動(dòng)畫、視頻為主， 缺乏實(shí)踐教學(xué)訓(xùn)練平臺(tái)，學(xué)生的動(dòng)手能力得不到鍛煉，也沒有條件讓學(xué)生實(shí)地體驗(yàn)各種工藝操作，導(dǎo)致理論知識(shí)與實(shí)踐教學(xué)存在脫節(jié)的現(xiàn)象。

“Web3D”中文意思為網(wǎng)絡(luò)三維，是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的一種實(shí)現(xiàn)形式，是一種桌面級(jí)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，基于建模技術(shù)，具有交互性，能實(shí)時(shí)渲染，應(yīng)用范圍極廣。Web3D技術(shù)作為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的主要代表之一，克服了傳統(tǒng)教學(xué)中的缺陷，以其逼真的三維性、靈活的交互性及對(duì)硬件資源要求低等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用。從而幫助學(xué)生加快掌握并鞏固課程知識(shí)和技能，因此它在教學(xué)領(lǐng)域有著非常廣泛的應(yīng)用遠(yuǎn)景。

三、研究方法

根據(jù)學(xué)生的接受能力、學(xué)習(xí)習(xí)慣及其認(rèn)知規(guī)律，設(shè)計(jì)教學(xué)情景、教學(xué)實(shí)驗(yàn)、技能訓(xùn)練等進(jìn)行虛擬環(huán)境，運(yùn)用在《裝飾工藝材料與預(yù)算》課程教學(xué)中。構(gòu)建主義理論認(rèn)為，認(rèn)知過程是建立在活動(dòng)情景之中的。它強(qiáng)調(diào)知識(shí)必須在真實(shí)世界的情境中呈獻(xiàn)，才能激發(fā)學(xué)習(xí)者的認(rèn)知需要;同時(shí)，學(xué)習(xí)還需要社會(huì)性的互動(dòng)作用和合作，這既是情境學(xué)習(xí)的重要組成成分，又是情境學(xué)習(xí)環(huán)境產(chǎn)生的重要前提。“知識(shí)具有情境性，而且是被利用的文化背景及活動(dòng)的部分產(chǎn)物，知識(shí)是在情境中通過活動(dòng)而產(chǎn)生的”。通過Web3D技術(shù)，JAVA3D三維場(chǎng)景的建立為學(xué)生提供了一個(gè)靈活、互動(dòng)、真實(shí)、穩(wěn)定的課程資源操作平臺(tái)。使用web3D技術(shù)開發(fā)的虛擬學(xué)習(xí)平臺(tái)，可以讓過去很難在傳統(tǒng)課堂教學(xué)中呈現(xiàn)的現(xiàn)實(shí)教學(xué)情境和課堂體驗(yàn)在虛擬情境中完成知識(shí)建構(gòu)。Web3D技術(shù)逼真的交互式虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境，能讓學(xué)習(xí)者產(chǎn)生一種身臨其境的感覺。

四、應(yīng)用原則

（一）堅(jiān)持教育性、技術(shù)性與藝術(shù)性兼?zhèn)涞脑瓌t

良好技術(shù)的使用是實(shí)現(xiàn)教育目標(biāo)和平臺(tái)藝術(shù)的前提。藝術(shù)性主要是指虛擬現(xiàn)實(shí)學(xué)習(xí)平臺(tái)在設(shè)計(jì)過程中需要有一個(gè)人性化的界面，操作步驟及操作結(jié)果的顯示要明顯，學(xué)生能在第一時(shí)間察覺到操作過程中產(chǎn)生的變化，否則容易使學(xué)習(xí)者產(chǎn)生抵觸感，操作界面導(dǎo)航要清晰，配色大方，指令指示明確，平臺(tái)內(nèi)所需的場(chǎng)景模型應(yīng)盡量做到精簡又不失藝術(shù)性，而具有藝術(shù)性的平臺(tái)有利于對(duì)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，這三者相輔相成，缺一不可。

（二）堅(jiān)持交互便利原則

交互性主要指人與計(jì)算機(jī)之間互相反饋信息，發(fā)生互動(dòng)。堅(jiān)持交互原則就要做到選擇有效的交互方法，達(dá)到良好的交互效果。如鼠標(biāo)交互，是較常見且通用的交互方式，用戶進(jìn)入虛擬教學(xué)平臺(tái)后，只需操作右鍵便可以對(duì)虛擬場(chǎng)景內(nèi)的工具、材料進(jìn)行點(diǎn)選，進(jìn)行答題和提交，操作簡單易懂。學(xué)生虛擬實(shí)驗(yàn)的交互，使學(xué)生可以模擬實(shí)際操作過程，學(xué)生可以通過做操作虛擬項(xiàng)目來提高實(shí)對(duì)材料和工藝技術(shù)的理解，同時(shí)通過虛擬系統(tǒng)提供的各種交互手段，學(xué)生可以在網(wǎng)上交流學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)、操作方法以及操作中出現(xiàn)的疑問。

（三）堅(jiān)持項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)原則

傳統(tǒng)的教學(xué)是在理論課上到相應(yīng)的章節(jié)內(nèi)容，布置對(duì)應(yīng)的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，傳統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)有利于組織課堂教學(xué)，教師在現(xiàn)場(chǎng)觀察容易發(fā)現(xiàn)學(xué)生實(shí)操中出現(xiàn)的問題，及時(shí)給予指導(dǎo)。傳統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)也存在許多問題：實(shí)踐環(huán)節(jié)多以教師講解為主，學(xué)生按部就班，處于被動(dòng)學(xué)習(xí)狀態(tài)，對(duì)實(shí)踐的理解不深刻;沒有調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，不利于學(xué)生思維能力的培養(yǎng);虛擬教學(xué)平臺(tái)基本上克服了傳統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)的不足。

結(jié)束語

Web3D技術(shù)在課程資源建設(shè)中的應(yīng)用，不但豐富了傳統(tǒng)課程資源的內(nèi)在，而且賦予了課程資源新的形式，使理論課程具有更強(qiáng)的互動(dòng)性，同時(shí)一定程度上還可以減輕學(xué)校課程資源緊缺的壓力。本課題基于Web3D技術(shù)，針對(duì)《裝飾工藝材料與預(yù)算》課程進(jìn)行課程資源建設(shè)和平臺(tái)開發(fā)，整個(gè)教學(xué)設(shè)計(jì)的流程對(duì)相關(guān)專業(yè)的課程資源的開發(fā)都具有一定的參考價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

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