P3D數字模型在基礎教學中的應用

P3D數字模型教學系統利用 “虛擬現實建模語言”（VRML）技術創建的交互式三維教學模型，在教學實踐中，面向基礎教育，以科學精確的細節刻畫和獨創性教學方法的觀念解決方案為特色，提供給教師和學生鮮明的視覺支持，通過進行科學知識的口述和書面的說明，幫助教師解說復雜的教學知識，并借助3D動畫介紹奇妙的科學現象，有效地促進了學生理解科學知識的思維能力，極大地增強了其對知識點的記憶、專注和參與程度，為學生和老師創造了一種加強感性認知科學知識的有利條件。

其功能具體表現為：

1.沉浸感——使學生全身心地投入到P3D數字模型教學系統所創建的三維虛擬環境中。

2.交互性——使學生對模擬環境內物體的可操作程度如同從現實環境所得到反饋的自然程度(包括實時性)。

3.構想性——三維虛擬現實技術應具有廣闊的想象空間，可拓寬學生的認知范圍，不僅可再現真實存在的事物，也可以構造客觀條件難以發生的環境。

通過虛擬現實技術表現自然科學系統的結構和動態，進行演示、探索教學，為學生提供一種可供他們體驗和觀測的環境并改變學生的思維和學習方式。

所有的模型均具備交互特性，借助投影儀、電腦鼠標、交互式電子白板、觸摸式液晶屏和平板電腦等輸入輸出設備，可以在圖像里進行無限可能的自主操作，還可以利用P3D簡便的繪圖工具，直接在圖像和視頻上自如涂寫，并能夠編輯保存成圖片形式以便彰顯個性化的教學內容。其應用范圍包括：普通課堂、生物、地理、化學專用教室、多媒體教室、學生機房等，可以部署在整個校園網絡之中。

P3D數字模型教學系統目前應用的學科有：

1.生物

具備引人入勝的人體內部旅行功能，提供的虛擬現實三維圖像，由三個獨立并重疊的圖層為組成元素（肌肉、骨骼和內臟），可以有靈活的組合展示方式。此外，通過精細的三維圖像和視頻來展現身體的不同部分和生理過程，從而對人體進行全面深入的探究。

將晦澀的科學話題表現的易于解釋，例如：細胞分裂的過程、DNA雙螺旋上的氮氫和氧氫橋結構、DNA的復制以及我們的身體如何被有害的病毒和細菌感染及自我防護的過程。

將眾多不同種類的動植物通過栩栩如生的三維交互式模型展現出來，使學生在學習理解的同時更驚奇于我們的地球不同的生命形式和豐富的生物多樣性。

2.地理

完全的交互式三維地圖，在地球同步軌道旋轉觀察和球體投影圖投射的切換展示，模型表現了當太陽在春分、秋分和冬至、夏至的時候，地球上不同區域和一年中不同時間的夜間陰影，將抽象的知識點表現的易于理解和深刻。

3.化學

以三維化學周期表為主干來表示元素的特性，三維交互式的再現了所有的元素，共價鍵和離子鍵、自旋、軌道、虛擬現實光譜儀以及一些引導我們呈現原子模型的著名實驗（湯姆森理論、盧瑟福理論、波爾理論），這將使學生對于物質原理的理解變得新奇和簡單。

正在研發的學科有：物理學、數學、歷史學。隨著內容的不斷豐富，發展和形成了一個以交互式3D模型為特色的數字模型教學系統資源庫。同時，很多機構正在探索和構建云端服務內容，以適應國家對于教育信息云端化的需求，全力推進計算機交互式3D虛擬現實技術在信息化教學領域中的應用和發展。