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“我们希望通过展现真实事物的方式进行学习”——这是大多数学生的愿望。不过现实是我们不可能总是把学生带到教室外面去，而对于一些抽象、危险和目前人类不可触及的事物是无法拿来放在学生面前供他们学习的。怎么办呢?面对难以理解的学习内容时，教师声嘶力竭地解释，学生却仍然恹恹欲睡。那好吧，把这一切交给3D技术!让我们用它来唤醒沉闷的课堂。
情景
从第一次遭遇为课堂教学设计的3D技术时，梅根，提姆(Megan Timme)便意识到这可能带来一场教育的变革。梅根是达拉斯市汉密尔顿公园磁力学校的校长。“我是如此的专注!”她感叹到，“当我联想到这项技术能为教育带种种可能性时，我觉得这一切太不可思议了。”
去年春天，梅根校长开始在学校的三年级、四年级、五年级教室，试点测试3D内容，这并没有令她失望。当戴上特殊的3D眼镜后，学生们立即被身临其境的体验吸引，陷入投影机投射的飞舞的影像中。通过对物体的来回转动，并从各个角度进行观察，他们学会了如何计算不规则形状物体的体积；他们跳上一颗飞行的小行星进行太阳系之旅；他们通过繁殖种子，亲眼目睹了植物的生命周期；他们解剖了一只青蛙，并进入人体内去了解抗生素的工作。
梅根校长注意到了3D能让不同的学生受益。那些在传统教学中有多动症倾向或注意力不集中的学生被3D内容迷恋得目不转睛。英语水平有限的学生，有一个可视化场景可以帮助他们领会单词的意思。天才儿童则会产生很多新的想法，并问出挑战性的问题，这远远超出课程范围和教师的预期。现在梅根校长开始考虑，这项技术还会在学生身上发生什么奇迹。
劳伦，桑德斯(Lauren Sanders)在达拉斯市的谢尔顿学校教初中数学，起初她并不知道3D内容是否能很好地适合她的课堂。去年春天，劳伦进行了一个为期一周的试点，在课堂上使用3D内容提供商JTM的软件来教学复杂图形的对称性和体积。她把任教的两个班分为对照组和试验组，结果她发现，接受3D教学的学生，无论是他们提出问题的类型和学生获得测试的成绩，都比接受传统教学的学生表现出对知识更好的理解。
在计算长方体体积的课程中，学生观察2D平而图形时遇到困难，因为他们看不到物体的另外一面。有了3D技术他们能旋转长方体看到其任何一面。在轴对称图形课程中，3D技术能让学生转动图形，以显示各个角度，观察它们是否一样，从而提高对相关概念的理解。
关于3D技术
很多人从电影《阿凡达》认识到了3D技术。“3D成像是靠人两眼的视觉差产生的。人的两眼之间一般会有8厘米左右的距离，要让人看到3D影像，必须让左眼和右眼看到不同的影像，两副画面实际有一段小差距，也就是模拟实际人眼观看时的情况。这样便产生了3D的立体感觉”(百度百科)。而在几年前，在教室中布置3 D显示还是非常昂贵的，因为需要两台投影机才能办到。直到2010年德州仪器公司在佛罗里达州奥兰多市教育技术大会(FETC)上新推出的基于DLP(Digital Light Procession，数字光处理)技术的3D投影机，才使得3D技术进入教室成为可能。新开发的具有3D功能的DLP投影机只需要一台便可在普通教室实现3D显示效果，而价格远低于两台投影机的价格。随着技术的推广，目前有很多厂商都推出了类似技术的3D投影机，目前的价格已经接近传统投影机的价格。
随着廉价的3D投影机的推出，3D教育内容厂商也蜂拥而至。现在，从小学到大学的各个课程都有相应的3D内容提供，包括付费的和免费的。在德州仪器公司的支持下部分3D内容已经开始汉化，这对于中国的孩子来讲无疑是个令人兴奋的消息。
为何在教室中使用3D技术
美国视力检测协会(American Optometri cAssociation，简称AOA)发布了公共健康报告说，在学校使用三维图像，可以帮助诊断部分学生早期的视力问题，并能增强教学和学习效果。
AOA主席多莱尔·卡尔森(Dori Carlson)说，在课堂上使用的3D技术，可以提供两个方面的帮助：首先，在3D环境中，孩子往往学得更快，并记住更多信息。其次，利用3D技术演示感知深度的能力，可以评估一系列的视力健康指标，灵敏度远高于已使用150年的标准视力检查表。
“估计1／4的孩子在视力方面有潜在的问题，通过观看3D图像能诊断先前未确诊的缺陷，帮助识别，甚至治疗这些问题。”卡尔森说，“这是因为观看3D图像需要两只眼睛协调运作，比如融合、聚焦、并跟踪三维图像。”
如何在教室中布置3D技术
首先，我们需要一台支持DLP 3D Ready功能的投影机。大多数学校购买的新投影机都已具备此功能，现在购买具有3D功能的DLP投影机与那些2D功能的设备一样便宜。
其次，还需要图像显示出色的电脑。只需很少的费用，就能将大多数标准Pc和笔记本电脑显卡进行必要的升级，以达到3D内容播放要求。较新电脑的显卡都能满足此研究需要。
再次，准备3D内容。目前已有许多3D软件内容提供商，而在线提供的免费3D内容也已达3.000多个。
最后，为师生配置3D主动式眼镜。具有3D功能的DLP投影机需要与3D主动式眼镜搭配才能展现其立体效果。目前已有许多生产“主动式”眼镜的公司。但眼镜的质量和价格差异较大，与传统3D眼镜相比价格稍贵。学生们最好每人都配带一副主动式眼镜，从而使每个孩子都能获得舒适的体验。
来自美国的研究案例
2011年6月，美国科罗拉多州的博尔德谷学校区(BVSD)试点项目BVS3D发布的结果显示：在一些案例中，3D内容的使用有助于提高学生的参与度和学习成绩。特别是对在传统学习中有困难的学生，效果更明显。
参与该项目测试的学校包括：道格拉斯小学四年级的科学和数学课程，凯西中学初中科学课程，蒙那多高中科学课程(包括AP生物学课程)，特殊教育学校——翡翠鸟公立学校的初中社会研究、数学和科学课程。内容提供商包括DesignMate、JTM Concepts、Cyber Anatomy和Amazing Interactives。
BvsD合作伙伴——丹佛市瑞吉斯大学评估了试点项目的结果。综合几个测试学校的情况，3D教学体现出下面三方面的优势。
学生参与课堂的水平更高。在试点学校观察到三种现象，表明学生们对学习内容更感兴趣。其一更加关注所学科目(学习专注度提升)；其二能长时间专注于难学的材料(学习注意力时间延长)；其三改善了学生的行为，课堂干扰减少(课堂纪律更好)。
学生对3D学习反应更积极。对参与试点的高中学生调查显示，76％的受访者表示相比传统方式他们更偏爱3D学习。小学、初中和特殊教育的反馈也同样积极。
学生对抽象概念的理解更清晰。学习了生物学 中的细胞结构的3D透视图后，学生们表达了自己的看法。一个学生说，“它提供了一个比教科书更好的视觉效果。”另一位学生说，“这让我更容易想象和理解其结构。”而第三个说，“这些3D影片，帮助我学起来更容易，尤其是对于我这样的视觉学习者。亲眼所见远比嘴上谈论更有益。”
来自英国的研究案例
2011年5月，英国伦敦的安妮·班福特(AnneBamford)博士负责的“未来教育的学习方式(LiFE)”项目完成研究。LiFE项目是一项针对3D技术而进行的试点研究评估，旨在研究3D教育和传统2D教育的影响。项目通过对来自欧洲7个国家15个不同类型的班级的740名10～13岁学生进行调查，学生分为传统2D教学法和3D教学法两组，每个国家选定的测试班级和学生均经过一定时间的教学跟踪和测试。
LiFE项目研究组组长安妮·班福特表示：“此次调查中涉及的所有学校中，3D帮助学生缩短了学习概念的时间，提高了学生在课堂中的注意力并使他们更深入地思考问题。调查显示，3D投影应该被列为提升学生学习成绩及课堂参与程度的一种重要方法。”
该项目公开发布的试点结果主要包括以下三方面。
对学习的影响
86％的3D班小学生比测试前有进步，52％的2D班学生比测试前有进步。
3D班的个人平均分比测试前提高了17.1％，2D班提高了8％。
当学生们学习新内容时，每节课使用更多3D教学并且每周学习更多3D课程，学生成绩会有更大的提升。
100％的教师同意或非常同意：在教学中使用3D技术能使学生们更好地理解课程，以及学生在3D学习中发现了以前不知道的新事物。
84％的小学生同意或非常同意：3D改善了他们的学习，以及有83％的学生认可3D学习。
记忆保留与表退
一个月后，要求教师记录学生的记忆情况，主要是要比较3D学习和无3D学习在质量与数量上的差别。通过一个开放式的任务，来确定3D教学对于记忆保留与唤起的影响。教师们记录下了学生利用3D和2D回忆所学内容时的不同之处。例如：
在描述概念时，3D能使学生更喜欢使用手势或身体语言。
3D能使学生能更好地对概念分类(排序)。
3D能使学生更好地掌握了概念性的知识(尤其是通过3D介绍新概念时)。
3D能使学生描述其学习内容的能力得到增强(包括写得更多、说得更多、更愿意用模型来展示学习内容)。
3D对课堂互动的影响
100％的教师感觉学生在上3D课时，注意力比其他课程更集中。
70％的教师注意到学生在上3D课时课堂行为更好。
平均来说，若以5分钟为测试间隔，非3D教学中，只有46％的学生可以集中注意力；而在3D教学中，有92％的学生可以集中注意力。
在3D课堂上，96％的学生会在5分钟内集中完全注意力。
相较于2D教学，在3D教学中，男生和有注意力障碍的学生在注意力集中和沟通能力(包括提问)方面，显示出了积极的变化。
未来的3D学习
从上面两个研究案例中，我们还发现3D内容对学生的思维产生了一些有趣的影响。
在美国的BVS3D项目中，研究者发现了一种“思维重建”的现象，即学生观看3D内容后，往往能够在大脑中重建他们所学，有时甚至在数周后这种能力仍未消退。
而在Anne Bamford博士的LiFE项目中，研究人员发现参与3D学习的学生更愿意从3D的角度来提问和思考，并能够对开放式问题给出更详尽的答案。
可以预见，3D学习的深入开展将会对人类思维的开启产生巨大作用。那么3D学习的下一步是怎样的呢?
为此，博尔德谷学区教育技术总监莱恩，斯可洛根(Len Scrogan)有自己的看法：“我们希望3D内容，能帮助学生产生较高层次的思考。”
莱恩·斯可洛根认为：从教学的角度来看3D影像最低层次的内容，虽然能吸引住学生的视线，却代表的是被动的学习体验。接下来是互动3D学习和3D仿真，这可以使复杂的概念更易被理解。比如：能解剖生物体和从内部观察其结构，或者穿越太阳系在每个行星上停下来探索。然而，3D学习的最高层次是由学生来创建3D内容。
最近，Smart Technologies公司宣布将在明年春节推出一套3D内容学习包，并与其最新的互动实物投影机Smart Document Camera 330配合使用，在交互式电子白板上创建出被称为“mixed-reality”(混合现实)的3D学习场景。此外，Promethean公司也承诺即将提供有3D功能的交互式电子白板。
更让人惊奇的是，一家叫做RealIusion的公司推出的iclone软件能让学生把视频和静止图像输出为3D内容，而富士公司也正在开发可以拍摄3D照片的相机。未来的课堂，如果厂商不能生产更多3D内容，就交给孩子们去创造吧!
(作者单位：重庆江津聚奎中学)
情景
从第一次遭遇为课堂教学设计的3D技术时，梅根，提姆(Megan Timme)便意识到这可能带来一场教育的变革。梅根是达拉斯市汉密尔顿公园磁力学校的校长。“我是如此的专注!”她感叹到，“当我联想到这项技术能为教育带种种可能性时，我觉得这一切太不可思议了。”
去年春天，梅根校长开始在学校的三年级、四年级、五年级教室，试点测试3D内容，这并没有令她失望。当戴上特殊的3D眼镜后，学生们立即被身临其境的体验吸引，陷入投影机投射的飞舞的影像中。通过对物体的来回转动，并从各个角度进行观察，他们学会了如何计算不规则形状物体的体积；他们跳上一颗飞行的小行星进行太阳系之旅；他们通过繁殖种子，亲眼目睹了植物的生命周期；他们解剖了一只青蛙，并进入人体内去了解抗生素的工作。
梅根校长注意到了3D能让不同的学生受益。那些在传统教学中有多动症倾向或注意力不集中的学生被3D内容迷恋得目不转睛。英语水平有限的学生，有一个可视化场景可以帮助他们领会单词的意思。天才儿童则会产生很多新的想法，并问出挑战性的问题，这远远超出课程范围和教师的预期。现在梅根校长开始考虑，这项技术还会在学生身上发生什么奇迹。
劳伦，桑德斯(Lauren Sanders)在达拉斯市的谢尔顿学校教初中数学，起初她并不知道3D内容是否能很好地适合她的课堂。去年春天，劳伦进行了一个为期一周的试点，在课堂上使用3D内容提供商JTM的软件来教学复杂图形的对称性和体积。她把任教的两个班分为对照组和试验组，结果她发现，接受3D教学的学生，无论是他们提出问题的类型和学生获得测试的成绩，都比接受传统教学的学生表现出对知识更好的理解。
在计算长方体体积的课程中，学生观察2D平而图形时遇到困难，因为他们看不到物体的另外一面。有了3D技术他们能旋转长方体看到其任何一面。在轴对称图形课程中，3D技术能让学生转动图形，以显示各个角度，观察它们是否一样，从而提高对相关概念的理解。
关于3D技术
很多人从电影《阿凡达》认识到了3D技术。“3D成像是靠人两眼的视觉差产生的。人的两眼之间一般会有8厘米左右的距离，要让人看到3D影像，必须让左眼和右眼看到不同的影像，两副画面实际有一段小差距，也就是模拟实际人眼观看时的情况。这样便产生了3D的立体感觉”(百度百科)。而在几年前，在教室中布置3 D显示还是非常昂贵的，因为需要两台投影机才能办到。直到2010年德州仪器公司在佛罗里达州奥兰多市教育技术大会(FETC)上新推出的基于DLP(Digital Light Procession，数字光处理)技术的3D投影机，才使得3D技术进入教室成为可能。新开发的具有3D功能的DLP投影机只需要一台便可在普通教室实现3D显示效果，而价格远低于两台投影机的价格。随着技术的推广，目前有很多厂商都推出了类似技术的3D投影机，目前的价格已经接近传统投影机的价格。
随着廉价的3D投影机的推出，3D教育内容厂商也蜂拥而至。现在，从小学到大学的各个课程都有相应的3D内容提供，包括付费的和免费的。在德州仪器公司的支持下部分3D内容已经开始汉化，这对于中国的孩子来讲无疑是个令人兴奋的消息。
为何在教室中使用3D技术
美国视力检测协会(American Optometri cAssociation，简称AOA)发布了公共健康报告说，在学校使用三维图像，可以帮助诊断部分学生早期的视力问题，并能增强教学和学习效果。
AOA主席多莱尔·卡尔森(Dori Carlson)说，在课堂上使用的3D技术，可以提供两个方面的帮助：首先，在3D环境中，孩子往往学得更快，并记住更多信息。其次，利用3D技术演示感知深度的能力，可以评估一系列的视力健康指标，灵敏度远高于已使用150年的标准视力检查表。
“估计1／4的孩子在视力方面有潜在的问题，通过观看3D图像能诊断先前未确诊的缺陷，帮助识别，甚至治疗这些问题。”卡尔森说，“这是因为观看3D图像需要两只眼睛协调运作，比如融合、聚焦、并跟踪三维图像。”
如何在教室中布置3D技术
首先，我们需要一台支持DLP 3D Ready功能的投影机。大多数学校购买的新投影机都已具备此功能，现在购买具有3D功能的DLP投影机与那些2D功能的设备一样便宜。
其次，还需要图像显示出色的电脑。只需很少的费用，就能将大多数标准Pc和笔记本电脑显卡进行必要的升级，以达到3D内容播放要求。较新电脑的显卡都能满足此研究需要。
再次，准备3D内容。目前已有许多3D软件内容提供商，而在线提供的免费3D内容也已达3.000多个。
最后，为师生配置3D主动式眼镜。具有3D功能的DLP投影机需要与3D主动式眼镜搭配才能展现其立体效果。目前已有许多生产“主动式”眼镜的公司。但眼镜的质量和价格差异较大，与传统3D眼镜相比价格稍贵。学生们最好每人都配带一副主动式眼镜，从而使每个孩子都能获得舒适的体验。
来自美国的研究案例
2011年6月，美国科罗拉多州的博尔德谷学校区(BVSD)试点项目BVS3D发布的结果显示：在一些案例中，3D内容的使用有助于提高学生的参与度和学习成绩。特别是对在传统学习中有困难的学生，效果更明显。
参与该项目测试的学校包括：道格拉斯小学四年级的科学和数学课程，凯西中学初中科学课程，蒙那多高中科学课程(包括AP生物学课程)，特殊教育学校——翡翠鸟公立学校的初中社会研究、数学和科学课程。内容提供商包括DesignMate、JTM Concepts、Cyber Anatomy和Amazing Interactives。
BvsD合作伙伴——丹佛市瑞吉斯大学评估了试点项目的结果。综合几个测试学校的情况，3D教学体现出下面三方面的优势。
学生参与课堂的水平更高。在试点学校观察到三种现象，表明学生们对学习内容更感兴趣。其一更加关注所学科目(学习专注度提升)；其二能长时间专注于难学的材料(学习注意力时间延长)；其三改善了学生的行为，课堂干扰减少(课堂纪律更好)。
学生对3D学习反应更积极。对参与试点的高中学生调查显示，76％的受访者表示相比传统方式他们更偏爱3D学习。小学、初中和特殊教育的反馈也同样积极。
学生对抽象概念的理解更清晰。学习了生物学 中的细胞结构的3D透视图后，学生们表达了自己的看法。一个学生说，“它提供了一个比教科书更好的视觉效果。”另一位学生说，“这让我更容易想象和理解其结构。”而第三个说，“这些3D影片，帮助我学起来更容易，尤其是对于我这样的视觉学习者。亲眼所见远比嘴上谈论更有益。”
来自英国的研究案例
2011年5月，英国伦敦的安妮·班福特(AnneBamford)博士负责的“未来教育的学习方式(LiFE)”项目完成研究。LiFE项目是一项针对3D技术而进行的试点研究评估，旨在研究3D教育和传统2D教育的影响。项目通过对来自欧洲7个国家15个不同类型的班级的740名10～13岁学生进行调查，学生分为传统2D教学法和3D教学法两组，每个国家选定的测试班级和学生均经过一定时间的教学跟踪和测试。
LiFE项目研究组组长安妮·班福特表示：“此次调查中涉及的所有学校中，3D帮助学生缩短了学习概念的时间，提高了学生在课堂中的注意力并使他们更深入地思考问题。调查显示，3D投影应该被列为提升学生学习成绩及课堂参与程度的一种重要方法。”
该项目公开发布的试点结果主要包括以下三方面。
对学习的影响
86％的3D班小学生比测试前有进步，52％的2D班学生比测试前有进步。
3D班的个人平均分比测试前提高了17.1％，2D班提高了8％。
当学生们学习新内容时，每节课使用更多3D教学并且每周学习更多3D课程，学生成绩会有更大的提升。
100％的教师同意或非常同意：在教学中使用3D技术能使学生们更好地理解课程，以及学生在3D学习中发现了以前不知道的新事物。
84％的小学生同意或非常同意：3D改善了他们的学习，以及有83％的学生认可3D学习。
记忆保留与表退
一个月后，要求教师记录学生的记忆情况，主要是要比较3D学习和无3D学习在质量与数量上的差别。通过一个开放式的任务，来确定3D教学对于记忆保留与唤起的影响。教师们记录下了学生利用3D和2D回忆所学内容时的不同之处。例如：
在描述概念时，3D能使学生更喜欢使用手势或身体语言。
3D能使学生能更好地对概念分类(排序)。
3D能使学生更好地掌握了概念性的知识(尤其是通过3D介绍新概念时)。
3D能使学生描述其学习内容的能力得到增强(包括写得更多、说得更多、更愿意用模型来展示学习内容)。
3D对课堂互动的影响
100％的教师感觉学生在上3D课时，注意力比其他课程更集中。
70％的教师注意到学生在上3D课时课堂行为更好。
平均来说，若以5分钟为测试间隔，非3D教学中，只有46％的学生可以集中注意力；而在3D教学中，有92％的学生可以集中注意力。
在3D课堂上，96％的学生会在5分钟内集中完全注意力。
相较于2D教学，在3D教学中，男生和有注意力障碍的学生在注意力集中和沟通能力(包括提问)方面，显示出了积极的变化。
未来的3D学习
从上面两个研究案例中，我们还发现3D内容对学生的思维产生了一些有趣的影响。
在美国的BVS3D项目中，研究者发现了一种“思维重建”的现象，即学生观看3D内容后，往往能够在大脑中重建他们所学，有时甚至在数周后这种能力仍未消退。
而在Anne Bamford博士的LiFE项目中，研究人员发现参与3D学习的学生更愿意从3D的角度来提问和思考，并能够对开放式问题给出更详尽的答案。
可以预见，3D学习的深入开展将会对人类思维的开启产生巨大作用。那么3D学习的下一步是怎样的呢?
为此，博尔德谷学区教育技术总监莱恩，斯可洛根(Len Scrogan)有自己的看法：“我们希望3D内容，能帮助学生产生较高层次的思考。”
莱恩·斯可洛根认为：从教学的角度来看3D影像最低层次的内容，虽然能吸引住学生的视线，却代表的是被动的学习体验。接下来是互动3D学习和3D仿真，这可以使复杂的概念更易被理解。比如：能解剖生物体和从内部观察其结构，或者穿越太阳系在每个行星上停下来探索。然而，3D学习的最高层次是由学生来创建3D内容。
最近，Smart Technologies公司宣布将在明年春节推出一套3D内容学习包，并与其最新的互动实物投影机Smart Document Camera 330配合使用，在交互式电子白板上创建出被称为“mixed-reality”(混合现实)的3D学习场景。此外，Promethean公司也承诺即将提供有3D功能的交互式电子白板。
更让人惊奇的是，一家叫做RealIusion的公司推出的iclone软件能让学生把视频和静止图像输出为3D内容，而富士公司也正在开发可以拍摄3D照片的相机。未来的课堂，如果厂商不能生产更多3D内容，就交给孩子们去创造吧!
(作者单位：重庆江津聚奎中学)