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三维仿真技术在中学生物教学中的应用 　　摘 要：多媒体和三维仿真技术为教师提供了更为丰富和广阔的教学手段，利用好信息技术可以为学生创建一个更加生动和有趣的学习环境，提高他们主动学习的能力。本文以中学生物教学中的三维模型展示为例，把抽象知识具体化，促进学生学习方式多样化，丰富教学手段，发挥了现代信息技术在中学生物教学中的推动作用。 　　关键词：三维仿真；中学生物；教学 　　引言 　　随着信息科技的不断发展，多媒体技术逐渐应用到了教学过程中，在中学生物教学过程中通过多媒体技术既能丰富课堂教学手段，提升学生的学习积极性，还能够帮助学生对课堂上的重难点进行突破，同时通过多媒体教学能够促进不同层次学生的发展。因此应当对多媒体技术在中学生物教学中的有效运用进行研究[1]。特别是在具体生物模型的讲解介绍上，教师可以利用三维仿真技术，下载并操作三维模型，使学生全方位无死角地了解模型的详细功能和结构，达到事半功倍的教学效果。 　　一、三维模型的基本概念 　　三维模型是三维仿真技术的重要体现，它作为物体的多边形表示，通常用计算机或者其它视频设备进行显示。显示的物体可以是现实世界的实体，也可以是虚构的物体。任何物理自然界存在的东西都可以用三维模型表示。 　　现在，三维模型已经用于各种不同的领域。在医疗行业使用它们制作器官的精确模型；电影行业将它们用于活动的人物、物体以及现实电影；视频游戏产业将它们作为计算机与视频游戏中的资源；在科学领域将它们作为化合物的精确模型；建筑业将它们用来展示提议的建筑物或者风景表现；工程界将它们用于设计新设备、交通工具、结构以及其它应用领域。广为人知的三维模型创建软件3D Studio Max，简称为3ds Max或MAX，是一种常见的三维动画渲染和制作软件。在中学生物教学中，教师在安装3ds Max软件之后，即可在互联网下载所需的三维模型，读取之后并进行展示，实现对指定模型的放大、缩小、旋转以及动画设定等操作。 　　二、三维仿真技术对生物教学的重要意义 　　信息技术与生物教学的有效整合，是增强生物教学的形象性和趣味性，提高课堂教学效果的必然选择。生物科学是研究生命现象和生命活动规律的科学，涉及到人类生产生活的各个方面。有效引导学生自主学习犹如登山，虽步履艰难却步步升高，最终能尝到成功的喜悦。在教学中，利用计算机、多媒体对教材中一些抽象的概念、原理等知识理论，对难以观察的细微结构、生命现象和活动过程等进行信息处理和图像传输，模拟或再现其真实情景，可以尽最大限度地满足学生的视听等感官需求，在学生头脑中建构理论模型和知识结构，轻而易举地突破重难点[2]。像《神经调节》中的兴奋的传导这个难点，传统教学手段教师难于讲清，学生难于理解，而用三维仿真技术模拟出兴奋在“神经元内”“神经元间”的电位变化和突触内递质的释放过程。 　　2.1 激发学生的学习兴趣 　　“兴趣”是最好的老师，是一种渴求知识、探索事物的心理倾向。学生一旦对学习发生兴趣，就会由被动学习转化成主动学习，甚至达到乐此不疲，废寝忘食的地步。初中生物教学中，有很多教学内容具有时空性、运动性、微观性或宏观性等特点，这些特点使得有许多生物学的真实情景不能直观地展现在学生面前。教师在教学中要根据教学内容、学生的认知水平、教学习惯灵活有效地利用现代信息技术把相关的文字、图形、图像、声音、动画、影视等多种信息融为一体，创设出具有真实感和表现力，生动而富有启发性的情境，引导学生动情入境，激发学习兴趣和求知欲，充分调动学生学习的积极性、主动性，为提高学习效率奠定基础。 　　比如：在“心脏的功能”一节时可下载利用三维仿真软件3D MAX制作的人体心脏模型，向学生详细介绍心脏的血流方向。并用三维动画的演示方式呈现左：肺静脉→左心房→左心室→主动脉（流动脉血），右：上腔静脉、下腔静脉→右心室→肺动脉（流静脉血）。又如，在“昆虫的生殖和发育”一节时可利用多媒体播放“毛毛虫”变成美丽蝴蝶的三维动画来“刺激”学生的视觉，并配以解说和巧妙提问导入新课，这样既可激发学生的学习兴趣，又可激活学生的思维和求知欲。 　　2.2 帮助学生掌握重点突破难点 　　在生物课堂教学中，我们常会遇到一些抽象的概念、原理等理论知识，以及不易观察到的生命现象如细胞显微结构、生命活动过程如尿液的形成等教学内容。这些内容单纯用常规的教学方式是很难向学生讲清楚，缺乏形象性、直观性和生动性，学生也会感到枯燥无味，不易理解，但这些内容常常又是教学中的重点和难点。对这些抽象的、不易观察的知识，最好的教学方法就是利用现代信息技术处理，制作图片、动画、模拟或再现其真实情景，尽最大限度地给予学生视听等感官刺激，帮助学生建构理论模型和知识结构，轻松掌握教学重点并突破难点[3]。 　　比如：在教学“细胞的生长