3D 动画在中小学教学中的应用研究.doc

年度编号安顺学院srt计划项目申请书学科门类： 工学 研究类别： 试验研究 课题名称： 3d 动画在中小学教学中的应用研究 项目申请人： 郭* 指导教师： 杨* 申请人所在部门： 数学与计算机科学系 *学院科研处制申请者的承诺：我保证如实填写本表各项内容。如果获准立项资助，我承诺以本表为有约束力的协议，遵守安顺学院科学研究项目管理办法和安顺学院srt计划项目管理办法的有关规定，认真开展研究工作，取得预期研究成果并按时结题。安顺学院有权使用本表及项目研究成果中的所有数据和资料。 申请者（签章） 20 年 月 日 填 表 说 明一封面右上方2个代码框申请人不得填写，其他栏目由申请人用中文填写。“研究类别”为“试验研究”、“调查研究”中之一。二表中所列“项目负责人”应为项目研究和项目管理的实际负责人。三填写申请书需表达准确，资料详实。一、项目负责人及指导教师基本情况项目负责人郭*性别男出生年月1990年*月学历大学本科专业数学与应用数学联系电话1*近期成果（发表文章、获奖情况和参与科研活动等情况）全国大学生数学建模二等奖，*杯软件设计大赛特等奖，指导教师杨*性别*出生年月19*年*月学历研究生学位硕士职称讲师职务教研室主任外语语种及程度英语四级专业领域计算机科学与技术研究专长计算机教育所在部门数计系联系电话1*二、项目主要参加者基本情况姓名性别专业近期成果（发表文章、获奖情况和参与科研活动等情况）签名谌*男数学与应用数学张*男数学与应用数学获2010年数学建模全国二等奖陈*女数学与应用数学刘*女数学与应用数学三、本课题省内外、国内外研究概况及趋势，研究本课题的理论意义和实际意义，参考文献 1 国内外研究概况及趋势 3d动画又称三维动画，是近年来随着计算机软硬件技术的发展而产生的一门新兴技术。3d动画软件在计算机中首先建立一个虚拟的世界，设计师在这个虚拟的三维世界中按照要表现的对象的形状尺寸建立模型以及场景，再根据要求设定模型的运动轨迹、虚拟摄影机的运动和其它动画参数，最后按要求为模型赋上特定的材质，并打上灯光。当这一切完成后就可以让计算机自动运算，生成最后的画面。3d动画技术模拟真实物体的方式使其成为一个有用的工具。由于其精确性、真实性和无限的可操作性，目前被广泛应用于医学、教育、军事、娱乐等诸多领域。在教学方面，三维动画软件flash已经在我们大学的教学课程中开设，而将3d动画应用于中小学的教学却尚有不足，现在的中小学教学方式主要粉笔加黑板，只有部分地区利用多媒体教学，且在利用3d动画辅助教学方面很少涉及，通常是利用2d动画辅助教学。因此，3d动画辅助教学还有很大的研究空间。在国内，2006年3月上海师范大学研究生刘贵宝的硕士毕业论文完成了对“三维技术在立体几何教学中的应用研究”，2010年10月湖南第一师范学院网络信息中心常务副主任阳西述教授完成了“web3d新技术环境下现代远程教育理论与实践研究”。 综上所述，3d动画在辅助教育方面是有待发展的，3d动画在中小学教学中的应用研究这个课题是有意义的。 2 本课题研究的意义 人本主义心理学家罗杰斯认为学习具有个人参与(personal involvement)的性质，即整个人(包括情感和认知两方面)都投入学习活动； 学习是自动自发的(self_ initiated)，即便在推动力或刺激来自外界时，但要求发现、获得、掌握和领会的感觉是来自内部的； 学习是由学生自我评价的(evaluated by the learner)，因为学生最清楚这种学习是否满足自己的需要、是否有助于得到他想要知道的东西、是否明了自己原来不甚清楚的某些方面2。 在中小学教学中，学生普遍反应关于立体几何和运动过程分析的知识点难学，是因为从平面知识过渡到空间立体图形知识，静态到动态分析，本身就是一个难点。例如：长期以来，在立体几何的教学方面，只是靠传统的教学模式粉笔加黑板再加几个简单的模型，这不仅单调乏味，而且影响了学生个性发展，扼杀了学生的创造才能。对于中小学生来说，他们的逻辑思维尚未形成，空间想象力和演绎推理能力不足5，运用3d动画是提高立体几何教学和运动过程分析教学效率的有效手段，它可以不受时间、空间和宏观、微观的限制，图形逼真、直观，能开阔学生的视野，培养学生良好的思维品质，提高学习效率1。在中学的教学中，培养学生空间想象力和运动分析能力是教学的重点。但培养空间想象能力和运动分析能力，首先要认识有关物体形状的空间模型形状，这些不仅仅是数学方面的，还应包括生物化学物理等方面的内容，如:分子、原子、细胞等的空间形状和运动过程。但在实际学习中，学生在头脑中难以形成较为准确、直观的三维模型，更难以想象物体的运动状态和过程，从而影响了正常的学习。运用3d动画进行教学可以将教学中涉及的事物形象、运动过程等内容形象的再现于课堂，使教学过程形象生动，使难以觉察的东西能清晰地呈现在学生的感觉能力可及的范围之内4。 因此，充分发挥信息技术，特别是3d动画的作用，可以优化空间模型想象、物体运动过程分析的教学过程，更好的培养学生空间想象力和运动分析思维能力，提高学生学习效果，和学生个人参与学习的积极性，提高老师上课效率，推动教育学理论的发展4。 3 主要参考文献1.刘贵宝.上海师范大学硕士学位论文.中国知网2006.32.李康.从行为主义到人本主义一论学习理论对cai课件设计的影响.1992.33.kevsmi.立体形态的蔚蓝天空追溯3d历史起源. /bbs/forum4.雷体南.现代教育技术教程.武汉.华中师范大学出版社.2001.105.章士藻.中学数学教育学.南京.江苏教育出版社.1996.116.庞志平，解月光，杨玉娟.三维cai课件的编制原则.北京.中国电化教育1998.57.陶维林.几何画板.北京.清华大学出版社2001.18.胡礼和.现代教育技术学.武汉.湖北科学技术出版社2000.19.王良.三维cai在化学教学中的应用模式.长春.吉林教育科学高教研究2001.110.秦长春，王淑荣.三维cai教学模式初探.北京.中国电化教育2001.411.祝智庭.现代教育技术一走向信息化教育.北京.高等教育出版社2001.612.吴卫祖.浅谈三维课件的开发与评价.杭州.浙江树人大学学报2001.1113.美加涅著，皮连生等译.学习的条件和教学论.上海.华东师范大学出版社2002 .1114.张克善.三维图形与动画制作.北京.中国电力出版社. 2004.115.庞志平，解月光，杨玉娟.三维cai课件的编制原则.北京.中国电化教育四、 本课题研究的基本内容、难点、特色或创新之处 1 研究基本内容 基本内容一 探究中小学教育中能运用3d动画进行教学的方面。我们将从中小学课本入手，按小学中学高中这一线索，收集整理现阶段各种中小学教材中能运用3d动画进行辅助教学的知识点，对比分析这些知识点在教学中利用传统教学方式和3d动画进行辅助教学的方式的优缺点。将适合与用3d动画进行辅助教学的知识点归类。 基本内容二 运用现阶段已有教学、互联网、计算机软件资源模拟运用3d动画进行辅助教学的方式授课。我们将设计一个利用3d动画进行辅助教学的课件，在课件的设计中，我们需要研究怎样将3d动画软件与多媒体资源和教学知识有机结合。在制作好课件后，将把该课件在课堂上进行试验，并对试验结果进行分析，初步模拟运用3d动画进行辅助教学的方式授课，并对试验结果及反映进行分析。2 难点 对于基本内容一，难点主要是在资料的收集整理过程中在工作量大。 对于基本内容二，难点主要是：通过自学和老师的指导，在几个月的时间内学会maya8、3d max这两个3d动画软件中至少一个；研究怎样将3d动画软件与多媒体资源和教学知识有机结合，制作出一个利用3d动画进行辅助教学的课件。 3 创新之处3d动画应用于中小学教学是今后教学科研发展方向和趋势之一。课题研究的内容与教学紧密联系，可推动教学设备的发展和教学技术的改进；课题研究利用maya8、3d max等3d动画软件，与多媒体资源和教学知识有机结合制作出一个利用3d动画进行辅助教学的课件，是教学课件制作的创新，为老师们教学提供一种新的手段。五、课题的研究思路和方法或技术路线，研究工作方案、进度计划及最终成果形式1 拟采取的研究思路、方法及工作方案 首先分析课题中需要研究的问题，找出需要研究的内容，收集相关资料，在基本内容一中按“小学-初中-高中”这一线索收集整理中小学教材中可利用3d动画进行辅助教学的知识点，找出适合于采用3d动画进行辅助教学的知识点。最后，在基本内容三中，利用现有的互联网、3d动画软件指导课本从中提取出对课题研究有用的内容，并通过试验、操作、总结，研究出课件的制作要领。2 进度计划 2011年5月2012年2月 提出项目研究所涉及的问题，分析问题的特征，资料收集，进行本课题基本内容一和基本内容二的研究，将研究所得出的资料和心得整理分析，撰写学术论文。同时对3d动画软件进行学习，研究课件的制作方法。 2012年2月2012年5月 制作一个利用3d动画进行辅助教学的课件，并在学校教室试验该课件，并收集去听课同学的反馈，检验这种授课方式的可操作性。最后总结研究所获内容，准备结题材料并结题。3 最终成果形式 学术论文 1-2篇 3d动画课件 六、条件保障（包括研究工作的前期准备、调研内容、项目组成员情况等）1 前期准备、调研内容 通过互联网和图书馆搜集大量的相关资料，认真研读学习，总结出相关的知识方法，并结合所要处理的问题加以分析研究。 2 项目组成员情况 青年化的年龄结构，参与者的年龄均在2024岁之间 郭* 制定课题研究方案 组织开展课题研究 学习3d动画软件maya 8 撰写学术论文 张* 谌* 学习3d max等相关软件 制作3d动画课件理论分析及技术指导 陈 * 刘* 收集整理中小学教材中可利用3d动画进行教学的知识点 撰写研究报告 七经费预算序号开支项目计算过程预算金额1图书资料费购买相关图书3-4本，上中国知网等图书网站下载相关论文资费300元2上机费、通信补助费计算机网络流量费用，课题研究通信费500元3成果印刷补助费复印、打印相关资料及论文，编写书册印刷费400元4预算金额合计1200元八、指导教师意见课题选题能体现学科、专业特色，符合本本学科的理论与应用发展，具有一定的学术意义。课题研究与中小学教育紧密联系，课题