3D虛擬技術(shù)課件在數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用探索

何震

摘要： 國無德不興，人無德不立，為落實“立德樹人“的教育任務(wù)，教育部新課程標準更加突出數(shù)學(xué)課程的基礎(chǔ)性、選擇性和發(fā)展性。明確提出了數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，更加重視學(xué)生對數(shù)學(xué)建模和數(shù)學(xué)探究活動的參與，將過分關(guān)注學(xué)科內(nèi)容轉(zhuǎn)化為重視育人素養(yǎng)模式的建立。3d虛擬技術(shù)課件引入高中抽象空間教學(xué)具有獨特的優(yōu)勢，并在高中立體幾何教學(xué)中讓學(xué)生能快速建立空間思維，更快適應(yīng)抽象空間領(lǐng)域的建模。

關(guān)鍵詞： 信息技術(shù)3D虛擬技術(shù)微視頻抽象概括邏輯推理

高中數(shù)學(xué)立體幾何模塊，知識點太過于抽象，學(xué)生缺乏空間想象力，難以形成三維空間意識，導(dǎo)致學(xué)習(xí)效果不好。從客觀上講，立體幾何要求學(xué)生具備較強的空間思維能力，同時也要具備較強的邏輯推理能力，所以學(xué)生學(xué)起來感覺比較吃力；另外，立體幾何的教學(xué)方法不合理，教學(xué)手段過于單一，學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和教學(xué)實際不相匹配，學(xué)生無法適應(yīng)抽象空間領(lǐng)域的學(xué)習(xí)。所以有必要引入新的教學(xué)手段和方法輔助我們抽象空間板塊的教學(xué)，來幫助同學(xué)們盡快適應(yīng)高中抽象空間領(lǐng)域的學(xué)習(xí)。

一、制定合理的教學(xué)計劃，在課堂中滲透抽象空間領(lǐng)域教學(xué)

根據(jù)學(xué)生實際情況制定合理的教學(xué)計劃，所謂的運籌于帷幄之中，決勝于千里之外，教學(xué)計劃中在滲透抽象空間領(lǐng)域教學(xué)，讓教學(xué)計劃和3D虛擬技術(shù)課件形成良性結(jié)合。我們的具體做法和思路如下。

①提升學(xué)生的識圖能力。在初中的時候，學(xué)生已經(jīng)接觸了三維空間內(nèi)容，但是同學(xué)們的意識其實僅僅停留在平面認識上，沒有建立真正的空間感。因此我們在教學(xué)中首先要培養(yǎng)學(xué)生的識圖能力，比如說長方體粉筆盒，去掉表面的材質(zhì)，去嘗試在腦海中構(gòu)建物體的模型。由體到面，這種通過感官上的刺激，為數(shù)學(xué)抽象空間領(lǐng)域打好基礎(chǔ)。這樣可以更好地激發(fā)學(xué)生的想象力和學(xué)生的思維能力。

②加強動手操作能力，強化三維建模意識。所謂“實踐出真知”，在觀察之后讓他們嘗試繪出所想象的圖形，當(dāng)然可能部分同學(xué)不會畫圖，但是我們要鼓勵他們畫圖，在錯誤中找到正確的繪圖方法，讓他們逐步了解三維圖形的繪制規(guī)則。我們高中階段的三視圖只有正視圖、左側(cè)視圖、俯視圖三種，而3dmax中還有更多的視角觀察，通過視圖的切換，增強空間感的建立。而我們可以借助視圖的“環(huán)繞子對象”功能，任意旋轉(zhuǎn)物體，結(jié)合視圖的平移工具，讓同學(xué)們進一步加強視圖中空間圖形的視角差異繪圖。

③強化三維實體建模，將抽象空間思維與平面繪圖相結(jié)合，強化學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)，提升多維一體的思維能力。指導(dǎo)學(xué)生在繪圖過程中關(guān)注實線與虛線的繪制，讓圖形的立體感呈現(xiàn)出來。

④指導(dǎo)學(xué)生在電腦上實際動手實踐，既激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，同時也將同學(xué)們引入信息時代的學(xué)習(xí)空間，親身感受虛擬現(xiàn)實空間的神奇，這也符合黨中央對現(xiàn)代教育的要求。

數(shù)學(xué)教學(xué)的主要目標就是培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維能力，培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力和數(shù)形結(jié)合的數(shù)學(xué)思想。3D虛擬技術(shù)課件能化抽象為具體，使他們體驗平面與空間、變量與常量、形象與抽象的變化。3D虛擬技術(shù)課件減少了數(shù)學(xué)課堂的板書，增強了課堂教學(xué)的強度，更重要的是它讓學(xué)生掃去了對數(shù)學(xué)認識的抽象與乏味，使學(xué)生學(xué)習(xí)情緒高漲，思維活躍，去體會數(shù)學(xué)中的美。

二、利用3D虛擬技術(shù)的服務(wù)于抽象領(lǐng)域教學(xué)，大勢所趨

信息技術(shù)中3D虛擬技術(shù)，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代教育，在多媒體背景下的利用3D虛擬技術(shù)課件能讓教學(xué)效果更加突出。我們以3D虛擬技術(shù)為基礎(chǔ)制作出教學(xué)課件，能夠較好地配合課堂教學(xué)，既能培養(yǎng)學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力，同時也能提高他們的學(xué)習(xí)興趣，增強數(shù)學(xué)思維能力，開拓視野，增強見聞，能更好的適應(yīng)飛速發(fā)展的信息時代，成為這個社會的強者。

現(xiàn)代教育隨著科技的進步，教學(xué)手段和方式都趨于多元化。教學(xué)手段的現(xiàn)代化進程體現(xiàn)在課堂教學(xué)方法的改進，教學(xué)手段的變化，教學(xué)內(nèi)容的多樣化呈現(xiàn)，學(xué)習(xí)方式的改變。我們要在有限的課堂教學(xué)中提高教學(xué)效果，必須改進教學(xué)方式，讓課堂教學(xué)內(nèi)容能在學(xué)生熱情的參與中，較快的被學(xué)生所接受。在數(shù)學(xué)教學(xué)中利用3D虛擬技術(shù)微視頻等手段，能有效降低學(xué)生的思維難度，使學(xué)生的抽象思維能力和邏輯思維能力都能得到提高，并在學(xué)習(xí)中享受學(xué)習(xí)樂趣并提升自身的創(chuàng)造性思維。我們要繼續(xù)發(fā)揮3D虛擬技術(shù)課件的優(yōu)勢，強化高中數(shù)學(xué)中抽象領(lǐng)域的教學(xué)。

三、3D虛擬技術(shù)課件應(yīng)用在高中抽象教學(xué)富有成效

通過同類班級的效果對比發(fā)現(xiàn)，采用3D虛擬技術(shù)教學(xué)的比利用傳統(tǒng)教具的班級不僅能比較準確的從三視圖到物體實際建模，而且在解題速度上更快，平均分和最高分比同類班級也高。尤其是學(xué)生的自信程度讓人眼前一亮。他們不僅能快速解決三視圖，還能對圖形補形與切割，能對圖形的點線面關(guān)系描述的更加形象而生動。事實證明利用3D虛擬技術(shù)進行高中課堂教育效果是顯著的，優(yōu)勢是明顯的，在抽象空間領(lǐng)域引入3D虛擬技術(shù)的于抽象領(lǐng)域教學(xué)很有必要。

四、3D虛擬技術(shù)課件應(yīng)用在高中抽象教學(xué)的展望與困境

當(dāng)3D虛擬技術(shù)被應(yīng)用于教育領(lǐng)域時，它的獨特優(yōu)勢被教育工作者所熱愛。3D虛擬技術(shù)課件具有強大的融合性，能將教學(xué)應(yīng)用的大多數(shù)環(huán)節(jié)包含進去，減少了教師的勞動強度，讓教師將更多的精力用于關(guān)注學(xué)生的成長。3D虛擬技術(shù)被應(yīng)用于高中數(shù)學(xué)教學(xué)中，也會遇到一些困難，比如硬件的配置，腳本語言編寫困難，普通教師面對諸多多媒體的開發(fā)工具時不知所措，深感力不從心，知識儲備不足。我們要解決這些困難，就要加強三維軟件的操作學(xué)習(xí)，精心設(shè)計課堂教學(xué)，并且及時反饋3D虛擬技術(shù)課件的使用情況，收集實驗數(shù)據(jù)，及時完善3D虛擬技術(shù)課件，讓它更好的服務(wù)于數(shù)學(xué)教學(xué)。盡管困難多，但是3D虛擬技術(shù)應(yīng)用于現(xiàn)代教育是大勢所趨，勢在必行，這也是我們數(shù)學(xué)教學(xué)工作者課題研究價值所在。

參考文獻

[1]李重.信息技術(shù)與高中數(shù)學(xué)課程整合的研究[D].東北師范大學(xué)，2012.

[2]王尚志.如何在數(shù)學(xué)教育中提升學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)[J]2016（9）：33-38

[3]謝旭清.新課改下高中數(shù)學(xué)立體幾何有效教學(xué)的策略[J].學(xué)周刊C版，2014，（11）：82-82