推进信息化教育，开展多媒体教学与网络教学迫切需要大批优质的三维动画学习资源，然而部分开发者对于三维动画的认识，还停留在信息传递的层面，把学习者放在被动接受的地位上。认知工具的基本思想是将学习者放在认知主体的地位上，帮助学习者完成认知操作、促进学习者进行思维、问题解决和反思。本文认为用认知工具思想来指导三维动画学习资源的设计，可以发挥三维动画在教育领域的价值，有效促进学习者的认知。围绕这个主题，本研究主要完成了以下几个方面的工作： 第一，分析了三维动画的特点及其在教育领域的开发情况，梳理了国内外有关认知工具理论的研究，探讨三维动画作为认知工具的特点和功能目标。 第二，在理论研究的基础上，分析了学习者的认知过程和视知觉规律，提出了具有较好操作性的设计策略，并且结合案例进行阐述，以帮助三维动画的开发者设计出优质的、符合学习需要的资源。 第三，在认知工具理论的指导下，基于上述设计策略，开发了三维教学动画作品，并且分析了设计策略在具体实例的开发中的运用，归纳了具体实例开发中的一些经验及努力方向。 最后，对本研究进行了总结，反思了不足之处，探讨了进一步的研究方向。