讓3D全息投影技術(shù)走進(jìn)課堂

潘燕

如今3D打印，無人駕駛以及4G時(shí)代的到來讓我們深刻的感受到科學(xué)技術(shù)對生活的改變。在教學(xué)上，從錄音機(jī)、幻燈機(jī)到白板、多媒體教學(xué)、微課等等，我們的課堂也經(jīng)歷著因?yàn)榭萍级l(fā)生的變化。將來，我們的教學(xué)也一定不會(huì)是一成不變的，3D全息投影技術(shù)有一天會(huì)代替今天普通的投影儀走進(jìn)教室、走進(jìn)課堂，給學(xué)生強(qiáng)烈的視覺震撼和美妙的課堂效果。

一、什么是“3D全息投影技術(shù)”

也許很多人還不了解什么是“3D全息投影技術(shù)”。“3D全息投影技術(shù)”是一種利用干涉和衍射原理記錄并再現(xiàn)物體真實(shí)的三維圖像，是一種無需配戴眼鏡的3D技術(shù)，也被稱為裸眼3D技術(shù)，觀眾可以看到立體的虛擬世界。（摘自百度）其實(shí)它最初的原理來自“海市蜃樓”。看過《鋼鐵俠》和《復(fù)仇者聯(lián)盟》的朋友一定對電影中未來科幻世界的先進(jìn)技術(shù)感到驚嘆。那讓人炫酷的用手在空中操作的電腦界面就是運(yùn)用了“3D全息投影技術(shù)”。一般而言這種立體電影或畫面，我們需要佩戴3D眼鏡才能看到的，而現(xiàn)在研究的這一系列產(chǎn)品就是將圖像投射到視網(wǎng)膜的裸眼技術(shù)，讓人們不借助任何工具的情況下可以親眼感受。

二、“3D全息投影技術(shù)”在現(xiàn)代社會(huì)的應(yīng)用

這項(xiàng)技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應(yīng)用于舞臺(tái)燈光設(shè)計(jì)和電影動(dòng)畫的制作，以及博物館和各種展會(huì)的現(xiàn)場展示。像兩年前演唱會(huì)上周杰倫和鄧麗君的隔空演唱，2015年央視春晚李宇春演唱的《蜀繡》中同時(shí)出現(xiàn)5個(gè)李宇春和2016年遼寧衛(wèi)視春晚中六小齡童《金猴鬧春》的表演中變幻莫測的仙女、不停變裝的孫悟空以及虛幻的背景等等都用到了類似的技術(shù)，給觀眾真實(shí)而又玄幻的感覺。因?yàn)檫@項(xiàng)技術(shù)目前價(jià)格很高，所以也被稱為是春晚中最貴的節(jié)目。

在博物館里我們可以運(yùn)用這項(xiàng)技術(shù)“復(fù)活”各個(gè)時(shí)代的動(dòng)植物，例如把恐龍的生活生動(dòng)的展現(xiàn)在觀眾面前，身臨其境，讓你感覺回到了“恐龍時(shí)代”；展會(huì)上，運(yùn)用3D全息投影技術(shù)可以將一輛概念車凌空懸起，還可以變換角度，讓你360度全方位的了解它，分析它。

三、“3D全息投影技術(shù)”走進(jìn)課堂

讓我們來想象一下未來的課堂：教師可以在這種特定的軟件支持下，像《鋼鐵俠》的男主角那樣實(shí)現(xiàn)空中操作系統(tǒng)，用手指在空中的投影屏幕上的觸摸選擇，打開界面，轉(zhuǎn)換畫面等控制功能。將來的教室也不需要笨重的操作臺(tái)。比如《美術(shù)鑒賞》或是語文課上講到《蘇州園林》，老師在課前充分的準(zhǔn)備后，一座立體的蘇州園林便呈現(xiàn)在學(xué)生面前，亭臺(tái)樓閣碧瓦，小橋流水人家，綠樹環(huán)繞，小徑通幽，學(xué)生們一定會(huì)驚訝的叫起來。老師還可以通過拉伸，讓園林放大、縮小、翻轉(zhuǎn)、變化不同的角度。這樣近距離的觀察和感受是老師用再多的語言也無法描繪的。我們還可以把任意一個(gè)建筑投射到學(xué)生面前讓學(xué)生欣賞，埃及的金字塔、印度的泰姬陵、北京的故宮……它們對學(xué)生來說不在是圖片，而是一個(gè)立體的建筑，給學(xué)生直觀的感受。

地理或生物課上，老師可以把一個(gè)地球或是整個(gè)銀河系都投射在學(xué)生頭頂上；把以前很難看到的海底生物或遠(yuǎn)古時(shí)代的動(dòng)植物投射在教室里，就像在現(xiàn)實(shí)世界里親眼看到一樣。在醫(yī)學(xué)課上，老師可以放大一個(gè)“跳動(dòng)的心臟”或“血管”活生生的呈現(xiàn)在學(xué)生面前，讓學(xué)生觀察的更清晰，細(xì)致。在幼兒園里，我們還可以利用這項(xiàng)技術(shù)“復(fù)活”迪斯尼的卡通人物和小朋友們一起唱歌、跳舞，增加課程的樂趣，還可以和孩子們互動(dòng)、游戲，小朋友們一定非常的喜歡！

另外，我們可以利用“3D全息投影技術(shù)”在教室里“還原”一個(gè)博物館或是美術(shù)館；也可以在教室里創(chuàng)設(shè)一個(gè)近乎真實(shí)的3D游戲環(huán)境，例如山洞，叢林，沙漠……它不僅增加了教學(xué)的趣味性，提高孩子們學(xué)習(xí)的興趣，也解決了教室、學(xué)校相對封閉的環(huán)境，教學(xué)中無法變換的地理位置等種種問題，方便學(xué)生足不出戶就能看到一個(gè)立體的世界。

這項(xiàng)技術(shù)一旦應(yīng)用于辦公、教育教學(xué)等各方面，將顛覆傳統(tǒng)的教學(xué)方法，成為教育史上的一次技術(shù)革命。

四、“3D全息投影技術(shù)”在教學(xué)中的應(yīng)用及未來的發(fā)展

3D技術(shù)正逐漸在知識(shí)創(chuàng)新，深度學(xué)習(xí)，虛擬實(shí)驗(yàn)，技能訓(xùn)練等方面彰顯優(yōu)勢，為教育應(yīng)用創(chuàng)新提供新環(huán)境，新平臺(tái)，新資源和新工具。作為反映國際教育信息化發(fā)展趨勢的美國新媒體聯(lián)盟《地平線報(bào)告》，2013年預(yù)測3D打印技術(shù)在未來4-5年將成為主流趨勢，并大面積的走進(jìn)中小學(xué)課堂。如今越來越多的教學(xué)機(jī)構(gòu)把建設(shè)“虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心”等硬件設(shè)施作為工作重點(diǎn)，預(yù)計(jì)在未來的十到二十年，“3D全息投影技術(shù)”將慢慢走進(jìn)教室，走進(jìn)我們的身邊。

目前，在國外，美國Ocoee中學(xué)推出了3D教室，阿卜杜拉國王大學(xué)建設(shè)了跨校園研究的3D立體顯示數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室。此外，一些公司機(jī)構(gòu)也開發(fā)了3D產(chǎn)品和系統(tǒng)，旨在利用3D全息投影技術(shù)提高學(xué)校教學(xué)效果，推動(dòng)科研進(jìn)步。國內(nèi)3D全息投影技術(shù)也已經(jīng)慢慢走進(jìn)課堂并與3D打印等將構(gòu)建成一個(gè)與眾不同的3D教室。如蘭州四中集聲光，數(shù)字投影系統(tǒng)等立體模型為一體的3D教室，鄭州二中創(chuàng)新班將平板電腦與四棱錐結(jié)合呈現(xiàn)的3D全息投影動(dòng)畫等等。

前不久，MagicLeap公司基本完成了C輪融資，中國的阿里巴巴也有參投。MagicLeap表示他們的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品可以將“數(shù)字光場”投影到用戶的眼睛上，從而獲得更強(qiáng)的真實(shí)感。還有其他幾家公司包括微軟也在研究相似的技術(shù)，積極的開發(fā)3D裸眼技術(shù)的產(chǎn)品和教學(xué)工具。

雖然現(xiàn)在3D全息投影技術(shù)的價(jià)格還比較高，3D的課程軟件還有待開發(fā)，3D的教學(xué)工具及其互動(dòng)的教學(xué)方法還有待探討，但將來3D全息投影技術(shù)一定會(huì)廣泛應(yīng)用于教學(xué)的各個(gè)方面。

現(xiàn)在我們看來不可思議的事情，在不久的將來會(huì)變成再平常不過的事?？萍几淖兩睿淖兪澜?。這就要求我們的老師要與時(shí)俱進(jìn)，堅(jiān)持不斷的學(xué)習(xí)；除了專業(yè)知識(shí)以外，還要學(xué)習(xí)科學(xué)技術(shù)，以跟上時(shí)代的步伐。我們期待3D全息投影技術(shù)早日走進(jìn)普通課堂，期待3D教室給教學(xué)帶來跨時(shí)代的改變，給學(xué)生帶來全新的視覺體驗(yàn)！

參考文獻(xiàn)：

[1]王娟等.3D技術(shù)教育應(yīng)用創(chuàng)新透視[J].學(xué)術(shù)時(shí)空，2015（1）.

（作者單位：安徽省六安市新安中學(xué)）