智慧教室成为一个时代所向的发展趋势。由于物联网、人工智能等信息创新,智能化教学的优越性也凸现了起来。教育部明确提出要促进信息化科技应用和教育与教学深度融合,促进基础教育信息化转化升级,提高教师信息化素质。通过优质的数字教学资源共建共享、现代信息化建设与高等教育全面深入融合、积极推动教育教学与管理模式革新,助力解决高等教育改革与蓬勃发展中的重大难点问题,推动高等教育公平、改善高等教育品质、构建学习型社会;通过构建教育信息化的公共基础环境、增强团队力量、创新体制机制,逐步破解高等教育信息化发展的关键性问题,以加快中国教育信息化的可持续性发展的速度。本研究是建立在有效学习理论的基础上的进行的。本研究从掌握学习理论、人本主义学习理论以及建构主义理论入手分析智慧教室3D可视化模型的设计原则和设计初衷,丰富了智慧教室3D可视化模型的理论储备。同时,本研究在理论上丰富了智慧教室与3D可视化整合的相关理论,为学科的教学设计提供了参考。本研究在阐述教育信息化、教师科技化以及智慧教室3D可视化模型的发展背景的基础上,设计了智慧教室构建3D可视化模型并使用中学高年级数学课堂作为教学案例进行应用,得出的相关数据以验证智慧教室的有效性。研究表明,智慧教室构建3D可视化模型可以提高学生空间观念、提高学生课堂参与度和积极性、提升学生自主学习的能力、提升学生的协作学习能力以及提升学生信息素养。因此,本研究具有实践意义和理论意义。通过一学期的智慧教室教学实验,学生对于空间和图形方面的认识提升,而老师也认为智慧教室3D可视化模型促进了学生对空间和图形认识方面的直接体验积累,在课堂上学生也更易于掌握老师的教学内容。特别是对于那些在平时掌握空间和图形等基础知识上相当困难的学习者,借助交互系统模块和服务模块的帮助现在显得更加易于掌握了。提高了学生课堂参与度和积极性,提升了学生自主学习的能力,提升了学生的协作学习能力,提升了学生信息素养。但是因为受制于时间和软硬件的水平制约,目前的研究存在着样本量少、模型开发制作的水平不够等问题,笔者希望通过以后的学习和工作能够提升自我水平,完善该研究,并使该研究成果能广泛应于用教育教学,提升学习者学习效率,为实现学习者有效学习贡献一份力量,为教育信息化、教育智能化贡献一份力量。