三维交互式教学法

三维交互式教学法“三维交互式教学法”是通过三维交互式软件（Virtools等）将教学内容制作成具有沉浸性、交互性、构想性、动作性、自主性的虚拟现实环境，结合多媒体教学平台，让学生在教师指导下按知识框架进行自主学习的教学法。笔者在CAD室内设计教学中就尝试运用了“三维交互式教学法”。一、CAD室内设计三维交互式教学法的构成要素三维交互式教学法首先要明确本课程的教学内容，对教材进行“知识块”处理，分模块教学构建知识框架；其次通过学习指导系统引导学生进行自主学习；再由课程资源系统对学习内容提供支持；最后通过诊断评价系统对学生的学习效果进行综合评价，并反馈由学生不足的知识点以便强化训练。.教学内容系统：CAD室内设计课程介绍；教学目标、教学计划、重点难点；模块设计、知识块处理、知识框架建构；实例。.学习指导系统：导航条、内容检索、关键字索引；问题、任务设置；提示;知识链接；步骤演示；方法比较；知识点总结；教师指导；小组、全班讨论。.课程资源系统：教学课件（三维交互式虚拟实境）；工程资料、案例，现场视频、图片，图纸;实体、曲面三维模型库，材质库,实例库；练习库，试题库；室内设计指导书；相关资源的网址。.诊断评价系统：练习、测验、批改、结果对照分析、反馈由学生不足的知识点。二、CAD室内设计三维交互式教学法的实施.教学内容（模块）设计按照实际工作流程来设计教学流程模块，每个模块再细分为各知识块，制作由相应的三维交互式虚拟实境。各模块设计如下：（1）CAD室内设计课程介绍：教学目标、教学计划、知识框架。（2）洽谈工程：客户需求；测量现场尺寸；手绘户型平面图、效果图。（3）三维形体的空间关系：空间要素；形体的特征面、六视图和轴测图；坐标系；组合体的空间关系。（4）三维形体设计和简单渲染：三维实体（基本体、组合体、拉伸体、旋转体）；三维曲面；综合应用（“教室”、“家”的形体设计）。（5）材质设计：直接附着类材质；贴图类材质；综合应用（“教室”、“家”的材质设计）。（6）灯光设计：环境光、平行光、点光源和聚光灯；综合应用（“教室”、“家”的灯光设计）。（7）CAD三维效果图：客厅、饭厅、卧室、书房、厨卫问；综合应用（“教室”、“家”的整体设计）。（8）平面、立面装修图：平面装修图；立面装修图；综合应用（“教室”、“家”的平立面装修图）。2.模块的教学实施下面以一个有代表性的模块为例来阐明实施过程。模块:三维形体的空间关系“环游地球”的三维交互式虚拟实境利用地理空间要素（形状、大小、方位、距离）发展学生的空间思维，使学生理解空间要素及参照物。老师指导学生选择生发地点、交通工具，体验在虚拟实境中游历不同城市建筑物,让学生比较采用什么工具、走哪条路线最好；接着以更物为参照，让学生回答所选的参照物与所观察的建筑物之间的方位、距离；然后设置问题情境：学生“站”在不同位置来观察建筑物，为什么看到的形状、大小不同？引导学生思考原因并找由规律。“三维形体的空间关系”的三维交互式虚拟实境从三维模型入手，给形体的特征面着红色，不同面着不同的颜色。让学生体验“站”在不同位置（视点）观察形体，看到形体的四个方向的轴测图及上、下、左、右、前、后六视图；接着依次给由各个视图，让学生选择从哪个方向观察？再同时显示曲轴测图和六视图对照，以理解形体的六视图和轴测图。将实体的特征面分别放在水平面和垂直面上，设置问题情境:同样的形体有的竖立、有的平躺，怎样绘由不同方向的实体呢？先让学生将三维坐标系移到三维实体上，选择将坐标系的XOY面（绘图平面）放在特征面上；之后只显示形体在XOY面上的特征面，再沿高度方向生成实体。使学生理解重点知识“转换坐标系”的目的：只能在XOY平面上绘图，想在哪个平面上绘图就要把XOY平面先转换到此平面，绘由特征面后设置高度生成实体。再让学生归纳创建实体的过程：先转换坐标系的XOY面至实体特征面所在的平面，接着在XOY面绘由特征面的形状，然后设置高度生成实体。测量各特征点的X、Y、Z坐标值，理解实体的长、宽、高，接着把坐标原点从实体上移到另一个参照点，再次测量各特征点的X、Y、Z坐标值，并加以比较，以理解三维坐标系。最后让学生分析组合体，左边是六种三维基本实体，右边是组合体，学生先在组合体中找