【摘要】通過對3D技術(shù)概念和特征的介紹，分析其在高校國防教育中的應(yīng)用潛能，利用3D教育科技，構(gòu)建接近直接經(jīng)驗(yàn)的學(xué)習(xí)環(huán)境，推進(jìn)國防教育的改革與實(shí)踐，克服當(dāng)前國防教育中學(xué)生興趣不高，教育效果不好的問題，增強(qiáng)國防教育的實(shí)效性與趣味性，使國防教育成為大學(xué)生喜聞樂見和廣泛參與的課程。

【關(guān)鍵詞】國防教育 3D技術(shù) 創(chuàng)新性人才

【中圖分類號】G64【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A【文章編號】2095-3089（2012）11-0233-02

隨著3D技術(shù)的發(fā)展，我們逐漸步入了一個3D數(shù)字化時代。3D技術(shù)已經(jīng)滲透到每一個角落，成為全球最熱門的話題之一，而與此相應(yīng)，與3D相關(guān)的行業(yè)也在蓬勃發(fā)展。2012年美國政府決定投資10億資金用于加快研發(fā)3D打印技術(shù)，并認(rèn)為這是與新興發(fā)展中國家競爭的制高點(diǎn)[1]?！督?jīng)濟(jì)學(xué)人》這樣評價3D技術(shù)，認(rèn)為3D技術(shù)即將掀起第三次工業(yè)革命的浪潮，3D技術(shù)是新的生產(chǎn)力，它即將改變?nèi)祟惿鐣a(chǎn)生活方式[2]。科技興邦、科教興國，我們不能讓教育行業(yè)成為3D技術(shù)應(yīng)用的最遲受惠者。特別是在國防教育方面，我們更要關(guān)注3D發(fā)展，共享3D前沿技術(shù)。

一、3D技術(shù)簡介

（一） 什么是3D技術(shù)

3D是英文“Three Dimensions”的簡稱，中文是指三維、三個維度、三個坐標(biāo)，即有長度、有寬度、有高度或者深度，換句話說，就是立體的，是相對于只有長和寬的平面（2D）而言。3D的實(shí)現(xiàn)是因?yàn)槿擞袃芍谎劬Γ笱酆陀已墼诳赐粋€物體時是有細(xì)微角度差的，即“視差”，從而在大腦中形成立體圖像，3D 立體顯示技術(shù)就是通過人工方式來重現(xiàn)視差。通俗來說，就是通過顯示技術(shù)處理讓左眼只接收給左眼的圖像，右眼只接收給右眼的圖像，然后大腦把兩幅圖像合成一個完整的立體圖像，使人產(chǎn)生身臨其境的感覺。

（二）3D技術(shù)的特征

3D技術(shù)主要呈現(xiàn)三個特點(diǎn)： 一是信息顯示的三維性或全維性。參觀者在3D影像中能夠看到現(xiàn)實(shí)中肉眼看不到的信息，或者能夠看到接近真實(shí)的三維物件內(nèi)部構(gòu)成，并且這些物件信息具有可交流性和可重建性；二是信息交流的互動性和即時性。3D虛擬世界提供了即時語音的交流功能，通過文本交流用戶可以存儲他們之間的聊天內(nèi)容，而語音的即時交流則能夠通過說話的語氣來表達(dá)自己的情感；三是信息自身的可創(chuàng)建性和可加工性。3D信息是可以隨意創(chuàng)建并隨外界環(huán)境的變化而變化，這種改變由3D虛擬世界的軟件系統(tǒng)提供支持，例如提供給學(xué)習(xí)者或教學(xué)者創(chuàng)造復(fù)雜的三維物件的機(jī)會，增加建造和組配的特征以及提供豐富的設(shè)置，支持學(xué)習(xí)者建造一些公眾性的建筑物，甚至可以構(gòu)建一個屬于自己的虛擬世界等。

（三）3D技術(shù)的應(yīng)用

3D技術(shù)是當(dāng)今最熱門的技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于廣告、影視、交通、醫(yī)療、教育、建筑、軍事等領(lǐng)域。具體來講有面向影視動畫、動漫、游戲等視覺表現(xiàn)類的文化藝術(shù)類產(chǎn)品的開發(fā)和制作，有面向汽車、飛機(jī)、家電、家具等實(shí)物物質(zhì)產(chǎn)品的設(shè)計和生產(chǎn)，也有面向人與環(huán)境交互的虛擬現(xiàn)實(shí)的仿真和摸擬，地理信息系統(tǒng)GIS（Geographic Information System），3D互聯(lián)網(wǎng)等。在教育領(lǐng)域方面，3D技術(shù)在教學(xué)、科研、實(shí)驗(yàn)中具有廣泛應(yīng)用的優(yōu)勢與潛力。將3D技術(shù)應(yīng)用于教育，國外的主要研究始于2009年，由3D投影儀生產(chǎn)商發(fā)起，并且通過開展一系列的教育項(xiàng)目大力推廣在學(xué)校的使用。國內(nèi)的3D教學(xué)應(yīng)用剛剛起步，處于實(shí)驗(yàn)試用階段。在現(xiàn)今全球教育創(chuàng)新的改革中，3D教學(xué)已成為一個不容忽視的發(fā)展趨勢。3D技術(shù)能夠使影像具有高度可視化和強(qiáng)沉浸感的特性，可最大程度地構(gòu)建接近直接經(jīng)驗(yàn)的學(xué)習(xí)環(huán)境，有力支持新課改所倡導(dǎo)的學(xué)生主動參與體驗(yàn)的教育實(shí)踐，還可為學(xué)生面向未來科技生活做積極準(zhǔn)備[3]。

二、3D技術(shù)在高校國防教育中的應(yīng)用潛能

當(dāng)前高校國防教育采用傳統(tǒng)的“灌輸”授課方式，使得課程枯燥無味，學(xué)生興趣不高，教育效果不好。在高校國防教育中采用3D技術(shù)能夠更好地促進(jìn)高校國防教育的改革與實(shí)踐，推進(jìn)國防教育信息化發(fā)展，使國防教育成為大學(xué)生喜聞樂見和廣泛參與的課程。目前3D技術(shù)在國防教育方面的應(yīng)用主要通過以下三種3D技術(shù)的運(yùn)用來實(shí)現(xiàn)，即3D影像技術(shù)、3D虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和3D打印技術(shù)。

（一）3D影像技術(shù)的應(yīng)用

3D影像技術(shù)是3D Video技術(shù)，指利用計算機(jī)的運(yùn)算達(dá)到視覺、聽覺等方面的立體效果，使學(xué)生能從屏幕上獲得虛擬三維空間影像的技術(shù)。在國防教育中運(yùn)用這種技術(shù)可以使國防教育影像以三維動態(tài)展示，使學(xué)生全方位地沉浸在三維虛擬時空中，成為與影像互動的主動參與者，而不是受教育的被動接收者。學(xué)校建設(shè)3D多媒體教室，通過3D影像技術(shù)將國防教學(xué)內(nèi)容以逼真的三維立體影像生動地展現(xiàn)在學(xué)生面前，會極大地提升學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、積極性。使學(xué)生很好地融入學(xué)習(xí)情境。當(dāng)學(xué)生被3D影像的縱深感、層次感、立體感、凸出感、變幻感、動感、美感所深深地吸引時，就會以強(qiáng)烈的主體精神和積極主動的態(tài)度進(jìn)入學(xué)習(xí)過程以及其他與學(xué)習(xí)有關(guān)的過程，感受、觀察、思考、發(fā)展建構(gòu)自己的知識結(jié)構(gòu)[4]。

（二）3D虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用

3D虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù) （Virtual Realty ，VR）是一種通過計算機(jī)生成一個逼真的三維虛擬環(huán)境世界，人能夠沉浸此虛擬的現(xiàn)實(shí)環(huán)境并通過語言、手勢等自然的方式與之進(jìn)行實(shí)時交互的技術(shù)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為一種新的知識載體和認(rèn)知工具，使學(xué)習(xí)者對自身的知識結(jié)構(gòu)進(jìn)行心理學(xué)上的重新建構(gòu)。在這種虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境中，學(xué)習(xí)者通過與學(xué)習(xí)系統(tǒng)或其他學(xué)習(xí)者進(jìn)行交流與合作，獲得真實(shí)的認(rèn)知體驗(yàn)，從而完成知識的建構(gòu)。由于3D虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在軍事領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，因而在國防教育中可以通過建立符合信息化條件下軍事訓(xùn)練發(fā)展要求、適應(yīng)當(dāng)代大學(xué)生心理特點(diǎn)的模擬訓(xùn)練平臺進(jìn)行訓(xùn)練。學(xué)校可建設(shè)一個軍事模擬訓(xùn)練室，模擬不同的戰(zhàn)場環(huán)境，給大學(xué)生營造了一個身臨其境的戰(zhàn)場氛圍，進(jìn)行多種訓(xùn)練（戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練、戰(zhàn)場救護(hù)、三防演練等科目訓(xùn)練）使大學(xué)生掌握一定的軍事理論和軍事技能，樹立正確的戰(zhàn)爭觀、國防觀。還可建立防空防災(zāi)訓(xùn)練室，訓(xùn)練大學(xué)生在遇空襲和火災(zāi)環(huán)境下如何逃生，通過體驗(yàn)逼真環(huán)境，開展心理、技能上的訓(xùn)練。通過這種3D實(shí)訓(xùn)案例能更有效地節(jié)省實(shí)訓(xùn)資源、更緊密地聯(lián)系理論與操作、更有效地轉(zhuǎn)化創(chuàng)新與應(yīng)用[5]。

（三）3D打印技術(shù)的應(yīng)用

3D打印技術(shù)學(xué)術(shù)名稱為快速成型（Rapid Prototyping，RP）技術(shù)，也稱為增材制造技術(shù)，是一種根據(jù)零件或物體的三維模型數(shù)據(jù)通過成型設(shè)備以材料累加的方式制成實(shí)物模型的技術(shù)，它不再需要傳統(tǒng)的刀具、夾具和機(jī)床就可以打造出任意形狀的物體。這種立體打印技術(shù)以其獨(dú)特的制造工藝引起了廣泛關(guān)注。在制造業(yè)它改變了傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式，它不僅能打印食品、房屋、汽車等生活用品，而且能夠打印各種武器裝備，據(jù)軍事網(wǎng)站報道，美軍快速裝備部隊(duì)（REF）2012年7月交付了首個移動遠(yuǎn)征實(shí)驗(yàn)室，美國陸軍已經(jīng)加入擴(kuò)展3D打印行動，向阿富汗部署移動實(shí)驗(yàn)室，配備了原型設(shè)計和印刷設(shè)備，可以為士兵現(xiàn)場創(chuàng)建工具和其他設(shè)備[6]。由于3D打印技術(shù)在軍事上潛在優(yōu)勢，其在國防教育方面具有廣泛的應(yīng)用前景。學(xué)?？山ㄔO(shè)一個3D打印創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，讓學(xué)生親自動手打印各種武器裝備，了解其結(jié)構(gòu)、原理、性能等，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力。3D打印技術(shù)引入高校國防教育，將為我國國防建設(shè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展培養(yǎng)更多應(yīng)用型、實(shí)踐型、創(chuàng)新性人才。

三、應(yīng)用3D技術(shù)需要注意的幾個問題

3D技術(shù)在高校國防教育中的應(yīng)用是一個系統(tǒng)工程，任重而道遠(yuǎn)，需要政府、企業(yè)、軍隊(duì)和高校多方共同努力。在推動應(yīng)用的過程中以下幾個問題需要引起我們注意。

（一） 3D硬件升級的問題

3D技術(shù)是一個熱門技術(shù)，其硬件設(shè)施更新?lián)Q代周期較短，今天我們花了不少資金建成了一個3D多媒體教室，但沒過一年，或者更短的時間，這種3D技術(shù)已經(jīng)被淘汰。因此3D技術(shù)在普及過程中，我們考慮到3D硬件升級的問題?？梢韵壬倭吭圏c(diǎn)應(yīng)用，技術(shù)成熟以后再普及。

（二）3D資源稀缺的問題

校園裝配3D硬件設(shè)備的條件已初步具備，但更重要的是要有3D教學(xué)資源。目前，國外的數(shù)字內(nèi)容生產(chǎn)商如Discovery Education、Promethean等開發(fā)的3D教學(xué)資源已服務(wù)于使用西語的校園。在中國3D教育資源還十分缺乏，尤其是在國防教育方面3D資源更為稀缺。

（三）3D健康安全的問題

應(yīng)用3D技術(shù)進(jìn)行高校國防教育是一種探索，學(xué)生佩戴眼鏡上課是否會影響學(xué)生健康是一個值得考慮和研究的問題。學(xué)生在模擬系統(tǒng)中體驗(yàn)式學(xué)習(xí)會沉浸入虛擬世界之中，那么經(jīng)常沉浸在虛擬世界會不會對現(xiàn)實(shí)世界產(chǎn)生不良反應(yīng)，也是一個值得考慮和研究的問題。

四、結(jié)束語

將3D技術(shù)應(yīng)用于高校國防教育是具有開拓性和前瞻性的。盡管目前大規(guī)模地應(yīng)用的條件還不完善，但是隨著科技的不斷進(jìn)步與研究的逐漸深入，影響普及應(yīng)用的那些問題都有可能被一一解決。我們期望通過將3D技術(shù)引入高校國防教育，能引起廣大師生的共鳴，共同開創(chuàng)高校國防教育新局面。

參考文獻(xiàn)：

[1]美國加快研發(fā)3D打印技術(shù)[N].浙江日報.2012-8-27

[2]《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》：3D打印將推動第三次工業(yè)革命 [N].證券時報.2012-8-29

[3]李蕾，王健等.3D影像資源在教育中的應(yīng)用探析[J].中國電化教育.2011（2）

[4]黃作維．淺談虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境及其在當(dāng)代教育中的應(yīng)用[J].高等教育研究.2010（2）

[5]張晗.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在醫(yī)學(xué)教育中的應(yīng)用研究[D].山東師范大學(xué).2011 22-23

[6]美國陸軍將3D打印技術(shù)引入阿富汗戰(zhàn)區(qū).2012-8-27 來源：中國新聞網(wǎng)