符合新课程改革理念的教学资源是当前信息化教学资源建设的关键。三维动画作为一种颇受师生欢迎的信息化教学资源类型,在教育领域有着广阔的应用前景。本文针对当前三维教学动画在设计、制作上存在的问题,指出主要问题是动画的教学设计存在缺陷。本文深入分析三维教学动画的教学功能,采用以学习者为中心的设计取向,选择从认知负荷理论视角研究如何设计三维教学动画,特别关注在动画设计过程中降低阻碍学习的外在认知负荷、优化促进学习的相关认知负荷,通过促使学习者合理地利用认知资源,达到较好的学习效果。在分析了三维教学动画设计制作过程中会影响学习者认知负荷的因素的基础上,笔者提出具有可操作性的设计原则:必要性原则、引导思维原则、简明呈现原则、相邻呈现原则、速度适中原则、良好视觉效果原则、超载负荷分解原则、兼顾个体差异原则。并依据上述原则,结合高二物理《磁场》内容进行三维教学动画的研制。最后,将开发的教学动画应用于教学实践,得到师生的肯定,能够有效地辅助教师进行课堂教学,动画设计能够减轻学生的认知负荷,促进学生学习。通过本文的研究与实践以期指导三维教学动画的设计与制作。本研究提出将三维交互技术融入三维动画设计的思路,制作出带有三维交互功能的三维教学动画,丰富三维教学动画的类型,有力地拓展了三维教学动画的功能。在运用技术促进学习的过程中关注学习者的认知负荷是一个有意义的研究方向,认知负荷理论作为一种理论建构可以用于教学设计的原则,本研究以三维教学动画设计为载体进行尝试,动画设计仍有不完善的地方,需要加以改进。