浅谈3D打印在高中地理课堂教学中的应用意义与措施

徐成开

（浙江省绍兴市诸暨市海亮实验中学，浙江 绍兴）

一、3D打印在高中地理教学的应用意义

现阶段，高中阶段地理课堂教学依旧使用传统的教学模型，绝大多数是采取手工制作、模型加工以及铸膜等手段制作而成，不仅生产速度过低，还有着制作成本高的缺陷。即便是多媒体课程，借助于课件呈现教学内容也难以帮助学生直接观察和接触到三维实体。科学使用3D打印则能够有效弥补上述缺陷，设计出针对性教学模型，展示学生想法和构思实体，锻炼学生动手能力的同时加深对地理知识记忆，充分调动学习积极性，最终形成良性循环。

二、3D打印在高中地理教学中的应用

1.打印3D地形图

3D打印主要应用在地理模型设计环节，而想要打印出准确的地理模型，必须建立起完善的模型数据库。结合课堂教学情况进行分析，获取三维地理数据的途径主要有：第一，对于实物展开三维扫描；第二，使用MAX三维软件进行地理模型的设计；第三，直接在卫星所提供的3D影像数据库里导出数据高程模型图（三维DEM），以及使用GIS软件将3D打印机兼容的相关文件导出，打印模型。而针对大范围地理结构图，需要采取分块分段方式把地理模型逐一打印，然后拼接为整体。

2.制作地理教具

传统地理课堂教学模式下，任课教师主要采取图片、语言、视频等进行教学内容的描述，无法定制和配备直观形象的立体教具。再加上教师也缺乏设计教具、制作教具的能力与时间，使得整体教学效果不尽如人意。而3D打印技术所打印出来的山地、平原以及城区等地形图仅仅需要几个小时，输出质量也相对较高。任课教师采取3D打印出来的有形三维格式替代教材描述的二维信息，能使学生更加形象、直观地体会地理知识，有助于学生搭建地理知识体系。比如：《地表形态塑造》的课程内容，山地地形种类相对较多，典型的山谷、冲积扇、山脊等地貌分布于山地不同的地段中，其形成原因和特征也有着明显差异，日常学习中学生非常容易混淆。再加上学生生活经验有限，对于很多地形地貌都很

陌生，单一采取图片加文字的形式无法帮助学生形成系统认知。时间、空间、安全等因素影响下，实地考察活动也无法实现，针对这种情况，教师需要采取3D打印技术，快速且精准地打印出授课需要地貌微缩模型，以三维立体模型引导学生直观参与课堂活动中，简化地理知识理解难度。概括来讲，借助于3D打印将学生构思转变成真实立体的彩色模型，将抽象概念融入现实生活，最大程度上激发学生的探究欲望。此外，由设计至打印均需要教师、学生的全程参与，学生在实践操作中也锻炼了观察能力、逻辑思考能力以及创新能力，对于培育创新型高素质人才有着不可取代的作用。

3.为教学评价提供依据

以《黄土高原的水土流失治理》课程为例，教师可以积极鼓励学生自主设计黄土高原水土流失治理方案，采取3D打印技术把方案成果打印出来，师生沟通后总结改进意见。3D打印与课堂教学有机连接，客观且具体地展示学生实际学习情况与教学效果，进一步改进授课方法。当前，地理教学活动中3D打印技术的应用有限，主要原因包括设备造价相对较高、入门困难、软件操作比较复杂、数据模型驱动软件和预处理软件的运算量过大、成型件普遍是树脂类（耐热性、强度、刚度有限）。但是，伴随3D打印技术不断深入研究和发展，今后势必会为地理课堂教学活动带来新面貌。

总而言之，教师如果采取传统授课模式讲解地理概念以及特征，可能会造成学生对地理学科的抵触厌恶心理，难以实现预期教学目标。通过应用3D打印技术进行地理知识记忆到构建，使学生以体验、操作等手段自主完成学习任务，充分发挥出学习主动性、想象能力以及创造能力，将地理知识全面渗透到日常行为和生活选择上，实现人格教育以及价值观、社会观熏陶，为学生未来学习深造和个人发展奠定良好基础。