基于3D建模的線上課堂教學(xué)探索

劉珂珂

摘 要：線上課堂是在線教育未來發(fā)展的重要方向，基于3D建模的線上課堂繼承傳統(tǒng)課堂的優(yōu)點，結(jié)合遠程教育的優(yōu)勢，為師生打造包含3D動畫學(xué)生模型的模擬動畫教室，極大地促進了線上教學(xué)的發(fā)展，為疫情下當(dāng)代教育的轉(zhuǎn)變起著十分重要的作用。

關(guān)鍵詞：線上課堂;3D建模;遠程教育;3D動畫學(xué)生模型

中圖分類號：G4???? 文獻標(biāo)識碼：A????? doi：10.19311/j.cnki.16723198.2021.23.072

所謂3D建模技術(shù)，是指使用三維繪圖軟件，通過構(gòu)建三維數(shù)據(jù)空間，建立具有三維數(shù)據(jù)的空間模型。在3D建模所構(gòu)建的動畫模型基礎(chǔ)上，結(jié)合三維動畫技術(shù)構(gòu)建出一個仿實的三維課堂模擬空間，在此空間中建立與傳統(tǒng)教室教學(xué)相仿教學(xué)環(huán)境，形成線上課堂教學(xué)新模式，打造新型的遠程教學(xué)教育系統(tǒng)，為教師和學(xué)生提供異地同維的線上課堂氛圍。3D線上課堂主要通過模擬傳統(tǒng)課堂環(huán)境，運用3D建模技術(shù)、“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)、大數(shù)據(jù)分析技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)等建立起完整的課堂模擬系統(tǒng)、知識庫系統(tǒng)、樂學(xué)課堂系統(tǒng)三大系統(tǒng)，為遠程線上教育提供真實、便捷、高效的教學(xué)服務(wù)。

1 線上教育的研究背景和發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 線上教育的研究背景

線上教育（Online education）也叫遠程教育、在線教育學(xué)習(xí)，是利用信息互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和科技實現(xiàn)跨時空內(nèi)容傳授的學(xué)習(xí)方法。線上教學(xué)不是一種新型的教學(xué)方法，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和傳統(tǒng)教學(xué)模式的不斷改善，在我國“現(xiàn)代遠程教育工程”的引導(dǎo)下，線上教學(xué)開始逐漸融合到線下教學(xué)的模式中，作為一種輔助教育方法被各大高校及小學(xué)、初中、高中學(xué)校加入傳統(tǒng)教學(xué)教育系統(tǒng)中。突如其來的新冠肺炎疫情給傳統(tǒng)教學(xué)開展帶來嚴重阻礙，在教育部“停課不停教，停課不停學(xué)”的號召下，線上教學(xué)成了疫情期間主要教學(xué)方法。一大批線上教學(xué)軟件如雨后竹筍般傾涌而出，為線上教育提供了豐富多彩的內(nèi)容，線上教育也因此得到了極大發(fā)展，但傳統(tǒng)教學(xué)模式在此期間也受到巨大沖擊。疫情之后，傳統(tǒng)教學(xué)模式的逐漸恢復(fù)，線上教育和傳統(tǒng)教學(xué)模式的融合發(fā)展問題急需解決。

1.2 線上教育的發(fā)展現(xiàn)狀

伴隨著科技的進步和社會的發(fā)展，眾多的新興技術(shù)被運用到現(xiàn)代教育各個環(huán)節(jié)中來，衍生出遠程教育、數(shù)字課堂、虛擬教室、智慧教室等概念。線上教育具有異地、便捷、耗費低等特點，在眾多教學(xué)方法中優(yōu)缺點突出。線上課堂因其突破時空的特性，聚合優(yōu)質(zhì)資源、打破地區(qū)限制，在疫情期間對學(xué)生教育發(fā)揮著重要作用。在國外，新冠肺炎疫情全球流行期間，許多國家的傳統(tǒng)教育教學(xué)模式深受打擊。據(jù)聯(lián)合國教科文組織調(diào)查表明，全世界大約有200多個國家被迫停止傳統(tǒng)學(xué)校教學(xué)。美國、英國、日本等發(fā)達國家采用各種方式的線上教學(xué)繼續(xù)對本國學(xué)生進行遠程授課，但一些落后的發(fā)展中國家因設(shè)備、資金等問題無法對大部分學(xué)生進行線上教育，學(xué)生日常教學(xué)基本屬于停滯狀態(tài)。為了讓學(xué)生在疫情期間繼續(xù)接受教育，英國教育部極其重視疫情之下的學(xué)生教學(xué)，及時采取各種措施、頒布一系列政策，指導(dǎo)和規(guī)范本國學(xué)生的在線教育。為保證教育公平，英國教育向所有學(xué)校提供在線教育資源，向師生推薦奧克國家學(xué)院、線上學(xué)習(xí)APP等教育網(wǎng)站資源。英國的在線教育資源眾多，沒有指定唯一的在線教育資源，所以大部分學(xué)校根據(jù)師生不同需求，采用有利可行的在線資源，使用熟悉平臺和模式，確保學(xué)生能最大化獲取教學(xué)知識。另外，為保證學(xué)習(xí)任務(wù)和檢測學(xué)習(xí)效果，學(xué)校還采取快遞的方式為學(xué)生提供學(xué)習(xí)資料和課堂作業(yè)，學(xué)生通過短信或電子郵件等方式提交給教師，以便教師及時掌握學(xué)生學(xué)習(xí)狀況以調(diào)整或改善教學(xué)計劃。在國內(nèi)，在線教育的還處于發(fā)展初期，各大互聯(lián)網(wǎng)公司開始重視發(fā)展在線教育領(lǐng)域，特別是疫情大環(huán)境背景下，在線教育得到極大發(fā)展，學(xué)校師生使用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)人數(shù)比之前急劇上升，互聯(lián)網(wǎng)教育被看作未來教育教學(xué)的發(fā)展趨勢，傳統(tǒng)教育機構(gòu)受到一定的沖擊影響。對于師生而言，線上教育是一種新型教學(xué)方式，同時也是一種挑戰(zhàn)，有些師生迅速適應(yīng)這種新教育方式，而一部分師生還無法適應(yīng)從線下到線上的這種轉(zhuǎn)變，線上教育還需很長時間的發(fā)展才能真正融入現(xiàn)代教育教學(xué)系統(tǒng)中。在我國還因一些考核和證書的影響下線上教育也得到部分動力支持，考研中的各大網(wǎng)校和網(wǎng)絡(luò)教師成為網(wǎng)絡(luò)教育的代言人和傳播者。基于3D建模的線上課堂在線教育會在此現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，與傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合，形成新的教育教學(xué)模式，促進我國教育系統(tǒng)的發(fā)展和完善。

2 3D建模線上課堂需求分析

傳統(tǒng)課堂教學(xué)是在固定學(xué)校環(huán)境中，教師和學(xué)生通過黑板和課本進行面對面的知識交流和探討。這種教學(xué)模式可以營造濃厚的學(xué)習(xí)氛圍，便于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生更容易掌握教師傳授的知識;教師也能有效監(jiān)督學(xué)生學(xué)習(xí)狀況，對學(xué)生的錯誤行為及時糾正，也能夠及時解決學(xué)生的知識疑惑，得到學(xué)生的受教反饋，更好的調(diào)整教學(xué)計劃和教學(xué)進度。但傳統(tǒng)教學(xué)易于受陳舊教學(xué)思維影響，過多重復(fù)前人的工作，會造成思維墨守成規(guī)，一定程度上會干擾學(xué)生對知識的理解和掌握，限制學(xué)生的思維創(chuàng)新和知識探索。在新冠肺炎疫情期間，這種傳統(tǒng)教學(xué)也只能處于停滯狀態(tài)。而疫情間新興起的線上課堂教學(xué)，可以在異地空間下實現(xiàn)師生遠程教育教學(xué)，使學(xué)生教育并沒有因疫情這種突發(fā)狀況得到中止，教師和學(xué)生可以利用各式各樣的軟件和教育網(wǎng)站進行繼續(xù)教育。在線上課堂受教后，學(xué)生也可以通過各種免費的教育資源解決自己的知識疑惑，對課堂知識進行及時的鞏固，可以通過查詢教育資源在多方面角度對比中闡發(fā)自己對知識的理解和拓展，從而激發(fā)濃厚的學(xué)習(xí)興趣。但面對如此多的線上教學(xué)軟件，教師和學(xué)生不知道哪種更有利于線上教學(xué)，而且大部分軟件存在死板、單調(diào)，無法帶動學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、形成良好的課堂學(xué)習(xí)氛圍。而且疫情之后，大多數(shù)學(xué)校師生重新回歸到傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式中，在線教學(xué)又一次受到冷落，發(fā)展速度開始變緩。線下線上課堂教學(xué)的正確分配是當(dāng)代教育面臨的一項難題，合理使用二者之間的互補互利的關(guān)系也是未來教育趨勢的重要方向。在此需求下，項目組開展了基于3D建模的線上課堂教學(xué)探索。