3D打印技术对培养中学生地理素养的作用浅谈

戴中+陈世生

摘 要：随着新课改的不断推进，培养并提升学生的地理素养成为地理新课程改革的重要目标之一。作为一项新兴技术，3D打印技术对学生创新能力的提升具有重要影响，因此，希望借助该技术的学习来强化学生的地理素养。就3D打印技术对培养中学生地理素养的作用展开探讨。

关键词：3D打印技术；地理素养；作用

地理学科中渗透着各类文理知识，因此是一门交叉学科，具有较强的区域性、综合性与实践性，其要求学生有较高的理解与接受水平。由于理论教学与实践探究的长期分离，地理教学与学生的地理素养未能有效地连接起来。因此，需要对此进行挖掘。有学者建议将3D技术融入地理教学中，从而提升学生的地理素养。

3D打印技术的工作原理是先通过电脑完成三维建模，再将其输入至3D打印机中，3D打印机完成数据扫描并传至系统中，之后

便进行打印操作，最后获得实体。因此应用3D打印机的主要步骤即为设计、输出数据、扫描以及打印。

一、3D打印技术与地理科学素养

地理科学素养中的基础性素养是地理科学知识，处在核心地位的是地理科学能力。3D打印技术在地理教学中的重大优势即能够将实体直观地呈现出来。特别对于教具较缺乏的学校而言，该技术能够根据师生的需要打印出相应的教具，从而使课堂教学能够更加顺利地进行，满足学生学习与教师教学的要求。

以气压带分布为例，该知识点属于教学难点，学生在学习该知识点时常常因想象力与空间思维不足而难以理解相关知识，学习时易感到困难。鉴于此，教师可采用3D打印技术实现平面图向立体结构的转化，即打印出三维立体结构。中间为地球仪，外部由里外两层构成，外层是高空风向，里层是与地面较近的风向，各圈环流之间则为下沉或上升气流。由此构成以地球表面为中心的三圈环流模型，让学生在学习时能够获得更加直观的体验，并加深对三圈环流、气压带、风带知识的理解与把握，进而使其地理科学素养得到提升。

二、3D打印技术与地理人文素养

人文地理知识与人文精神是地理人文素养的重要表现，从建构主义的角度来说，知识的学习应与情境相结合，让学生在情境中学习，这样才能更好地提升学科素养。地理课文中涉及的人文精神及知识与学生实际生活联系紧密，因此，运用3D打印技术实施地理情境教学有很强的必要性。

教师在讲授水土流失问题时，通常以黄土高原为例进行说

明。为了使学生更好地理解知识，教师可运用3D打印技术将黄河周边的水文与植被覆盖情况打印出来，形成地上悬河模型，便于学生观察，并认识黄土高原出现水土流失的原因，使其理解森林在生物圈中所发挥的重要功能，如调节气候、涵养水源、保持水土、防风固沙等，从而得出结论，即加大植树造林力度，是治理水土流失的重要與根本手段。由此可见，3D打印技术的应用，有助于情境教学的开展，让学生的地理人文素养得到有效提升。

三、3D打印技术与地理技术素养

长期以来，教师所采用的授课模式是讲授式，这样的教学形式易使学生产生枯燥无味的感觉，易出现学习倦怠感，且难以实现较好的教学效果。为了使学生能够更为直观地体验地理情境，激发其探究兴趣，加深其对抽象化的地理知识的理解与领悟能

力，使其学习效率得到更好的提升，教师应有效地运用3D技术。3D技术中的三维建模能够将教师以往用语言进行讲述的物体打印出来，以实物的形式展示给学生，从而达到创建教学场景的目的。除此之外，学生还能够独立进行相关操作，使其思维更具发散性，同时提升其动手能力。

以垂直地带性分异规律为例，以往教师通常借助多媒体课件或者动手画图的形式来向学生讲解珠穆朗玛峰的南侧与北侧自然带分布图，但是教师讲授知识的过程中，学生仍旧存在较多的疑问，特别是对两侧自然带的过渡并未能得到直观透彻的认识。而借助3D打印技术，则能够将该地区的垂直地带性分布图打印出来，从而使学生对珠穆朗玛峰的形态有更加直观的认识，并且能够明显地观察到两侧自然带是如何过渡的，以此对知识进行直接地建构，帮助学生更高效地掌握知识，同时也能够使其学习到更多的地理技术知识，把握地理技术理念，提升其地理技术能力。

一直以来，教师因欠缺对地理素养的探究，导致地理素养缺少系统性，且在评价方面也存在较大的主观性，从而影响了学生地理素养的形成。3D打印技术能够使地理教学的有效性得到增强，加深学生对地理知识的理解，使其更好地掌握学习方法，并在潜移默化中培养其地理素养。就我国而言，3D打印技术尚处在初级发展阶段，成功经验较缺乏，且打印设备较昂贵，打印时间较长，故仍面临着较大的挑战。因此，教育学者应不断探索，从而使现代科技更好地服务于地理教学，培养全民的地理素养。

参考文献：

[1]李金峰，邹军华，胡鑫.3D打印技术在地理教学中的应用：以地球框架模型为例[J].软件导刊（教育技术），2016，15（5）：90.

[2]胡平广.浅谈3D打印技术在实践教学中的应用[J].科技资讯，2016（26）：93-95.

编辑 张珍珍