张斌|AI+3D制作技术赋能高中历史课堂教学的实践探索

人工智能技术(Artificial Intelligence)的运用与推广正在逐步改变传统课堂的教学模式。它不仅提供了丰富的教育资源，为教师的备课、授课提供帮助，也在学生的个性化学习、辅导以及评价等方面提供相应的助力。这无疑都展现出人工智能推动下未来教育革新的新方向。3D(Three-Dimension)  技术是一种非沉浸式网络虚拟现实技术，是指在计算机上通过模拟现实世界的物体，实现实时的三维模型。3D打印，又称“增材制造”，是快速成型技术的一种，直接根据计算机图形数据，通过叠加材料逐层打印的方法生成任何形状的物体。当前3D技术在历史课堂中的运用一般以数字化资源为主要形式，而AI技术的快速发展为3D技术的拓展打开了新的大门，也为高中历史课堂更好地运用这一技术提供了更为广泛与便捷的可能。

目前对于AI技术在历史课堂中的运用已经逐步受到重视，当前对这一领域的研究主要集中于人工智能技术对高中历史教学在资源整合、信息检索、教学情境、评价体系、思维能力、个性化辅导、AR、VR、MR、5G 全息投影以及人工智能的局限性和缺陷等方面。这其中对于AI+3D技术方面的研究较少，大部分涉及3D技术的讨论集中在理论层面，在具体实践上则显得相对匮乏。本文以统编教材《中外历史纲要》中的部分内容为例，尝试使用AI+3D制作技术，从具体实践层面探讨该技术在高中历史课堂中的赋能作用。

(一)基于AI+3D技术赋能下模型的选取、设计与思考

以统编教材《中外历史纲要》(上)第一课的第一目内容为例。根据课程标准的要求，第一课《中华文明的起源与早期国家》需要学生通过了解石器时代中国境内有代表性的文化遗址，认识它们与中华文明起源以及私有制、阶级和国家产生的关系。在本课中，学生需要知道中国是远古人类的重要起源地、中华文明多元一体、源远流长以及星罗棋布、多姿多彩等相关内容。课本的第一目除文本外，还补充了《元谋人门齿化石》、《中国旧石器时代重要人类遗址分布图》、《中国新石器时代文化遗存分布图》、《陕西西安临潼姜寨聚落遗址复原图》、《红山文化牛河梁遗址的祭坛、积石冢》、《良渚古城城墙分布范围示意图》、《山西襄汾陶寺遗址墓地部分及2001号大墓出土时全景》共七副图片材料。从数量来看是相当丰富的。但这些平面化的图片素材缺少了一些“真实感”和“体验感”，使学生难以获得更为真实的感受。

基于以上情况，笔者使用AI+3D制作技术，尝试创造一些新的“情境”以增强学生对课堂“真实感”的体验。在这一目的教学中，笔者选择了与中原传统遗址具有较大差异的三星堆出土文物与姜寨遗址作为对象，尝试让两者“活”起来，以创造更具“真实感”和“场景感”的历史情境。

(二)利用AI+3D技术赋能模型的制作

基于上述内容的思考，笔者通过AI+3D技术尝试制作“三星堆商戴金面罩青铜人头像”(模型)和“姜寨遗址(3D模型)”对课程内容进行优化。

在原始数据模型的采集中，笔者通过三星堆博物馆的官方网站，找到“三星堆商戴金面罩青铜人头像”的相关介绍和图像资料(见图1)。虽然上述资料与图像也可以使用于课堂教学中，但仅仅依靠2D图像与文字的介绍，对于课堂所呈现的真实效果而言并不突出。如果将其转换为3D模型，对课堂的呈现效果将会有较为明显的提升。

笔者首先通过Deep Seek大模型绘制面具的3D基础模型，该模型运用C4D建模技术、OC渲染器以及纯色背景制作基础参数。完成基础模型后，使用Blender 对模型进行修改、调整并导出，最终制作出“三星堆商戴金面罩青铜人头像”的3D模型及“三星堆商戴金面罩青铜人头像”的工程设计图(见图2)。再借助3D打印技术，使用Cura软件打印人像实物，并使用在课堂教学中。这里需要说明的是，笔者基于课堂教学的需要，对三星堆的模型进行一定程度的设计和修改，但没有过多的改变头像的主体部分。

同理，笔者还使用了同样的方式制作了“姜寨遗址”的3D模型图(见图3),该3D图像可运用于课堂对遗址的具体讲授过程。3D版的“姜寨遗址”在屏幕中不仅可以放大、缩小，还可以旋转、拆分，这些对于感受遗址所展示的场景具有极强的视觉感知。同样，3D遗址也可以通过打印技术实现“实物化”进行使用。当然另一 种更为高级的方式是使用AR交互技术，但由于当前大部分学校不可能大规模部署AR交互的相关设备，所以这种较为前沿的设计理念仍处于起步阶段。

这些可视化和实物3D模型的创作，大幅度地提升了课堂的授课效果，相比于“想象”中的状态更为具体和真实，对于课堂中学生更好地理解数千年前的中国古文明具有更为“具象化”的效果。

(三)其它3D模型的设计案例

除上述所展示的案例外，课程中还有大量可供设计的对象。如：商周时期的“鼎”(见图4)、东汉时期的 “坞堡”(见图5),都可以在AI技术的加持下达成3D模型或实物的制作效果。图5的模型来源于甘肃武威 “坞堡”的建筑实物，如果没有3D或AR技术的支持，想要一睹建筑的“真容”,其实并不容易。可见，无论是文物，还是建筑，甚至是古代都城等，都可以借助类似的技术达成同样的效果。而在AI技术的加持下，原本复杂的对象将不再困难。学生除图片资料外，也可以通过实物进行观察，更为真实的感受到文物的魅力。

上述原本复杂且难度极高的3D制作技术在AI的助力下，不仅实现了对象选择范围上的扩充，也大幅度减少了制作相关模型的时间和精力，这些都为未来人工智能环境下的历史课堂赋予了新的意义：

（一）AI技术提升了3D制作技术的效率，使3D技术的广泛运用成为了可能

（二）AI+3D制作技术可以活跃课堂氛围，使课堂更为生动和活泼

历史课堂应当是“活跃”的，通过充分调动学生的积极性和主动性，不仅可以大幅度地提升学生对历史课的兴趣，也是学生注意力和教学效果落实的关键之处。大部分历史课所使用的素材以文字、图片、影像为主。。这其中文字更是占有绝对主体的地位。图片由于是2D画面，对于学生的历史“想象”有一定的要求，但每位学生自身的想象力都是有些许差异的。影像资料虽然更为生动和形象，但影像资料的范围却是有限的。这里以三星堆出土的相关文物进行说明。课堂中教师将3D制作后的青铜神树、纵目面具、青铜大立人作为一组材料，让学生思考三星堆古遗址在早期遗址中为何“别具一格”?学生在通过观察、思考和讨论后得出了诸多结论(见表1)：

从上述学生的回答中，学生对于“触手可及”的“文物”进行了细致的观察和对比后，得到了一系列的结论，这些结论的整合达到了“群策群力”的效果，使学生在讨论中对三星堆早期文明有了更多的思考。结合课本和教师的讲授，也更好地理解了中华文明多元一体的主体特征。技术的运用对课堂的活跃度、参与度以及课堂的有效性都有了较大的提升。

AI技术加持下的3D制作技术弥补了传统课堂教学中的不足，让教师可以运用更为多元化的方式选择更有利于且贴合课堂设计的相关素材，课程的设计也因此可以更为丰富多彩，学生的参与度和兴趣度也得到了保证 。

(三)AI+3D制作技术有利于培养学生的批判性思维，培养史料实证的精神

AI加持下的3D制作技术对于培养学生的批判性思维具有一定的作用。历史学强调“孤证不立”,学生需要从不同类型、不同视角的史料中去理解历史事件。

笔者根据3D制作的模型在课堂中进行了这样的一个课堂讨论,AI+3D所制作的文物模型是否具有史料价值?学生进行了激烈的辩论，双方的看法如下(见表2):

从上述结论中可以看到，学生的讨论都明确了AI所还原的3D文物在史料价值上是不足的，但作为一种工具，可以帮助提供史料的解读和文化的传播。尤其在对于无法近距离观察和触摸的情况下更是具有分析、解读的重要价值。但还原的文物也需要更多的材料进行综合分析，才能更加接近历史的真相。在这一过程中，学生对于3D还原文物的价值进行了批判性的思考，同时也对史料实证这一核心素养进行了一定程度的训练，这无疑有助于学生更好地理解史料价值和对历史事实的独立思考能力及批判性意识。

3D模型和实物模型虽然价值有限，但可以作为一种辅助材料为学生提供更大的理解空间。尤其是大量的文献史料无法通过真实的视觉来进行感受的前提下，3D制作的模型无疑是一种替代方案。这也可以成为教师课堂授课中训练“史料实证”和“历史解释”的重要素材之一。

(四)AI+3D制作技术有利于打造“情境化”课堂

AI加持下的3D制作技术可以被广泛运用于课堂的设计中，对于打造“情境化”的课堂具有一定的价值。“情境教学”是历史课堂中非常重要的教学方法之一。打造较为真实的“情境”对于学生更好地理解课本内容具有重要的作用。上文所展示的“三星堆商戴金面罩青铜人头像”模型、姜寨遗址3D模型、商周时期的3D “鼎”模型以及东汉时期的“坞堡”模型都可以用来打造课堂中的具体“情境”。学生不仅仅从视觉上实现了 “三维化”的观察，更加入了触觉的身体感受，“多维感知”对情境课堂在未来的继续发展提供了重要的基础。

上文所述的“姜寨遗址”作为教学中的重要材料，被广泛使用在课堂教学中。传统对“姜寨遗址”的运用， 教师一般通过设问，让学生对遗址的基本概况、社会结构、经济生活、文化特征等历史价值进行多个维度的展开，也符合当前历史课堂的基本教学要求。但AI+3D技术的拓展却可以在传统方式之外提供更多的设计可 能，“沙盘推演”就是其中之一。教师通过设计情境，让学生通过模型部件“自行”设计遗址布局，再通过对比分析姜寨遗址的布局与学生想象中的遗址所存在的差异分析相关原因(见表3)。

通过对比后，学生从基本生存需要、遗址内部的社会结构特点、经济生活发展水平、安全保障、交流需求、宗教需求等方面进行思维上的“重塑”,完整的认识了早期部落遗址发展的主体特征和发展水平。这种“推演” 的方式还可以进行前后衔接，让学生借助社会发展阶段进行“后续设计”，从社会发展的角度“推断”遗址可能出现的变化。人类社会的演变过程一直是课堂教学中较为抽象的概念，在教学中存在着相当程度的困难，学生大多只能通过材料的分析和一定程度的想象来理解早期人类社会的演变过程。通过“沙盘推演”的方式，可以让这一过程的分析“有迹可循”。学生不再通过空想，而是借助布局的变化“身临其境”，设身处地的思考变化的原因和过程，从而借助“以小见大”的方式去理解早期人类社会从原始社会走向国家的变化进程。

当然，伴随着VR及AR技术的快速发展，未来或许可以通过人工智能和数字技术实现“身临其境”的课堂效果。教师甚至可以通过3D制作技术还原古战场，让学生在课堂中实现古代战争的“沙盘推演”,这无疑将会成为学生最受欢迎的教学方式之一。AI技术的赋能让原本非沉浸式的3D技术实现了课堂沉浸式的效果，这无疑是技术上的巨大进步。

当然，伴随着VR及AR技术的快速发展，未来或许可以通过人工智能和数字技术实现“身临其境”的课堂效果。教师甚至可以通过3D制作技术还原古战场，让学生在课堂中实现古代战争的“沙盘推演”,这无 疑将会成为学生最受欢迎的教学方式之一。AI技术的赋能让原本非沉浸式的3D技术实现了课堂沉浸式的 效果，这无疑是技术上的巨大进步。

(五)AI+3D制作技术是跨学科学习的一种重要体现

跨学科项目化学习已经成为当前最为热门的学习模式之一，而AI+3D制作技术本质上就是将信息技术与历史教学相结合的一种的跨学科组合。随着数字化技术和人工智能技术的逐步深化，以AI为代表的人工智能技术将越来越成为未来教育改革中最为重要的方向之一。如何借助AI技术大幅度的提升3D制作技术 的效率，从而更好地运用于历史教学中，不仅仅是教学技术的革新，其本身也是跨学科项目化的一种表现方式。同样，AI赋能下的3D技术可以实现更为多元化的跨学科教学和项目化学习，笔者对这一问题的思考如下表所示(见表4)。

表4 Al+3D技术赋能跨学科与项目化学习(部分)

上述的一些实践探索已经逐步在课堂内外进行了实践与尝试，但仍有许多值得我们去思考和探索的未知领域。在未来的历史课堂中，教师利用AI+3D技术也将逐步转向学生使用AI+3D技术来实现师生共育的课堂模式，而作为引导者的教师对这门技术的学习和使用也将成为一种必不可少的发展趋势。

AI助力下的3D技术仅仅是AI技术在教育领域中的一种尝试。当前AI技术已经开始逐步出现在未来的新型课堂中，无论是人机交互的使用，数字人技术的推广，人形机器人，AI在课堂中的学习分析、AI虚拟导师等，都将不断推动未来新型AI课堂的出现和发展。教师在这一过程中也将通过运用AI技术更好地实现课堂的创新与发展。

相信在AI技术加持下，作为引导者的教师将熟练的运用各类AI工具打造新型课堂以适应不断发展的智能趋势。

(本文刊载于《历史教学问题 》2025年第6期，转载时原注释从略。）