探讨高校地理科学师范类专业教具制作

陈朝述 李文贝 陈汝霖 覃清丹 陈俐彦

摘 要： 充分结合高校地理科学师范类专业特点，从自制地理教具类型、地理教具制作实例、地理教具制作过程要点三个方面来探讨高校地理科学师范类专业大学生自制地理教具。通过强化和完善自制地理教具的实验实训以提高大学生实践动手能力，达到增加大学生创新能力和提升大学生专业素养的培养目标，为大学生们更好地走向地理教师工作岗位起到一定积极作用。

关键词： 教具制作;地理科学;高校;教师教育

中图分类号：G642.45、K90  文献标识码：A

通常把教师、教材、教具统称为“教学中的三大基本条件”，这是教学过程中的核心和基础。教材相对比较固定，教师和教具比较灵活，可以根据教师自身特点灵活教学，教具是重要的辅助工具[1]，可以将教材内容和教师教学风格集合于一体，是学生和教师共同完成课堂教学的载体[2]。师范院校的地理科学师范类专业是培养未来地理教师的摇篮。

心理学中认识规律是“感知——表现——概念”。制作教具恰恰符合这一规律，能充分调动大学生的学习积极性，引导学生自主思考，深入探讨，提高大学生的动手能力和实践能力[3]。按教材及大纲的要求，高校地理科学的课堂教学中应增加更多的模型演示和实验实训，加强与大学生的互动，以提高大学生思维的创造性。地理科学（教师教育）专业在教学时普遍面临课时少、容量大、学生基础参差不齐，现有常规教学仪器和教具不能满足对未来教师培育的要求。这就需要专任教师和实验教师深入了解高初中地理新课改教材，并充分了解本科大学生基础，精心设计课程实验实训内容，并激励学生自己动手制作教具。既提高学生动手能力，又增强学生的创新精神和团队协作精神。

本文深入探讨地理科学（教师教育）专业大学生根据教学内容学习自制地理教具，提升自我的地理知识学习水平，并在此基础上创新教具，从而利于深入理解地理课程中的重点和难点，利于学生创新能力的提升，为学生能够在毕业后较快转换为地理教师工作起到积极作用。

1 自制地理教具类型

自制地理教具包含三大类：学习辅助类型、地理展示模型和地理演示模型。地理自制教具具有科学性强、易于携带、用料环保、造价低廉的特点[4]。根据地理科学专业特点，結合实验室现有实验器材和教具，针对课程的重点难点，对部分教具模型进行设计，并对部分教具进行了简易模型制作，对火山喷发演示模型和喀斯特地貌展示模型进行了3D建模及相关制作。

2 地理教具制作实例

2.1 交互模型

2.1.1 教具简介

交互模型教具顾名思义除了演示的功能外，还具有让学习者手动操作的交互功能。比如，下图的3D打印制作的火山喷发演示模型。通常包括三个阶段：熔浆形成并逐步提升、进入一定的储存处、冲破地面压力喷发。该教具以火山山体的竖剖面作为载体，运用颜色深浅表示温度：越靠近地心温度越高，在演示的过程中通过手动来展示火山爆发，喷出碎屑。

下图是结合课堂实际教学，贴合课本知识，顺应课改发展，运用三维绘图软件对火山喷发模型进行三维制图，3D打印制作出火山演示地理模型。模型形象的区别火山口、熔岩、凝灰岩等构造，并可使用粉末或塑料泡沫在底部增加动力吹动，形象演示火山爆发过程。见图1。

2.1.2 教具用途

通过交互模型教具可以直观了解地理动态过程。如火山喷发演示模型用于展示火山的竖截面，可以从展示模型中表达出地壳的由浅到深的变化情况，最主要的是可以演示火山喷发时所喷出的火山物质以及火山喷发的过程[5]。

2.1.3 教具发展

交互模型教具和挂图在市场上较少见。在信息科技高速发展的今天，大学生接触到的信息种类繁多，对高科技事物有一定的了解和思考，对一些没有声像变化的教具兴趣缺乏。本文所举的火山喷发模型结合了所要展示的知识内容，加入了部分物理原理并运用较为先进的3D打印技术，将火山喷发的现象生动地展示出来。可进行教具的整体制作，易保存，不易损坏。有了3D模具之后可进行批量生产，方便快捷，成本较低。此类教具制作具有互动式，对大学生理解火山喷发和加强动手能力具有极大帮助。

2.1.4 模型制作方法

交互模型教具可统一使用3D打印手段制作而成。首先将模型进行计算机三维建模，使用3D打印机对3D模型进行打印，然后涂抹不易脱落的颜料即可，简单易行。

2.2 展示模型

2.2.1 教具简介

展示模型包括喀斯特地貌、丹霞地貌模型、地震地貌、海岸地貌、地质构造模型、军事模型、港口模型和交通模型等[6]。这些类型均可利用3D打印或纸浆翻模两种方法制作而成。使用环保低廉的制作材料，轻便并且色彩艳丽美观。形象、整体展现地貌的形态和特征，制作出简易模型。

2.2.2 教具用途

（1）喀斯特地貌。该模型是模仿喀斯特地貌制作而成，3D打印融入山水风景与地形地貌为一体。在模型中可以看到喀斯特地貌地面的与地面的景观和喀斯特地貌特有的溶洞的形成和形态特点。见图2。

（2）丹霞地貌。本文的丹霞地貌模型采用纸浆翻模方法。使用纸浆翻制丹霞地貌模型，可以将丹霞地貌的砂岩特性表现出来，同时将丹霞地貌的整体形态表现得非常真实和直观。见图3。

2.2.3 教具发展

该类教具使用3D打印或纸浆翻制的制作方法，制作较为简单，模型本身也非常轻便，便于携带。此类环保轻便、价格低廉的教具，是教具资金匮乏的救星。

2.3 仪器类系统模型

仪器类系统模型主要包括日地月三球仪、经纬网仪、地动仪、风速风向仪、雨量器、蒸发器、日照仪、日暑、区时计算器、测角器等[7]。本文举例日地月三球系统模型。

2.3.1 教具简介

日地月三球系统模型里固定一个灯可以发出亮光代表太阳，在图中位于中心的圆球代表月球，最右边为地球，将太阳、月球、地球固定在一条长直木板上，其中地球仪可以自由转动，月球也可以绕着地球运动。地球仪上三条明显的带状分别表示南北回归线和赤道。详见图4。这个系统模型可以使我们更容易明白一些地球上出现的现象，比如，为什么会有昼夜交替现象，为什么会四季轮回等。

2.3.2 教具用途

日地月三球系统模型可直观展示以下五种地理空间关系或变化：日、地、月三者位置关系;日食、月食的食相变化;地、月同步自转;太阳直射点的变化;地球的自传。

2.3.3 教具发展

仪器类系统模型作为一个多功能教具，需对其使用过程和安装过程有较为详细的说明，以方便课程中使用。其安装过程简单易操作，并附安装说明书和附赠功能使用说明，按照安装说明进行安装，使教具与所要展现的知识融合在一块，便于学生记忆、理解、掌握，以便推陈出新。在实际制作过程中还要严把材料关，材料的选择至关重要，不仅影响着实际操作的准确性和教具模型的美观性，还对身体健康有影响，选材的安全性也是需要考虑的一个重要因素。

仪器类系统模型具有操作简单，所表现内容丰富具体的特点，目前在市场上同类教具较少。在中学课堂中，日地月的关系及相应知识一直都是学生们学习的重难点，不仅学生们难以理解这方面的知识，就教师而言，单从课本上讲解这一内容仍显吃力。大学生对此部分内容的理解也相当有难度，如果有这样的教具作为辅助，教师在讲授教具制作过程中会有更深入的理解，更有利于上课的讲解，有助于学生理解该部分内容。

2.4 教学立体挂图或模型

教学立体挂图或模型包括课堂教学的各种自然、人文地理实物挂图或图片。如图5的中国三阶梯地形模型。该模型主要是立體地体现出三阶梯的高低，能够更好地去体会到中国的地形，增加学生的理解与记忆。在课堂教学中使用中国地形展示模型，鼓励大学生自己使用铅笔、泡沫、水粉、铅笔、胶水等工具，在对教材进行基本讲解之后，鼓励学生以小组为单位，利用工具，制作中国三级阶梯地形模型。

3 地理教具制作过程要点

3.1 遵循科学地理知识

教具的制作和使用必须遵循事物的本质与发展规律，严格遵守科学性原则，以科学思想为指导，以客观事实为依据，体现正确的教育思想、教育目标和教育内容，不允许出现违背科学地理规律的教具存在，不许误导学生。

3.2 充分启发学生的创新思维

学生是学习的主体，如何调动学生学习的积极性和主动性，是教师需要考虑的现实因素，创设需要适当的问题情境，引导学生积极思考是关键。教具可以帮助教师解决部分难题，教具可以帮助教师活跃气氛，带动学生动手的积极主动性。在教授教具制作过程中，可以帮助理解一些难以理解的知识，有利于与相关知识融会贯通，有助于学生理解记忆，增强了学生动手能力。借助先进手段制作教具。比如，近年来随着科学技术进步，用电子软件进行火山喷发模型模拟，结合流行的3D打印技术，制作出3D火山喷发模型，可以充分发挥学生的主观性和能动性进行学习，达到更好的学习效果。让学生参与教具制作，在制作过程中，经过教师的正确引导，学生不仅可以获得理论知识，还可以增强主人翁精神，积极思考教具改进的方式方法，甚至创新，为培养高素质人才做出积极努力。

3.3 时刻保证教具的安全性

学生与教师的安全是需要维护的，教具制作若没有考虑安全性，再有趣的教具也无济于事，还可能对学生和教师造成伤害。例如，卡片往往有尖锐的角，若制作完毕后需要加以修剪，否则有可能被割伤。火山喷发模型，如果用于喷发物体出来的不是泡沫，而是其他有害气体或者尖锐物体，则易对在场人员造成伤害。因此，教具的选材和制作一定要考虑到安全性原则。某些教具体积较大，不利于搬动，需考虑其稳定性或者能够自由拆解以便搬到课堂教学，减少搬动过程中的不安全因素。

3.4 尽量选择经济实用的材料

制作教具时，选用何种材质需要慎重。因为教具的使用是一段时间的，因此对材质上的要求严格些。不仅需要耐用、实用，还要环保，不能使用含有对人体有害的材质或者环保要求超标的物品来制作教具，以免对身体造成伤害。例如，字卡的制作就必须加以护贝以增加其耐用性。因此在考虑其经济因素的同时考虑环保因素，若有较好替代性的材质且可达到同样的教学目标，则可以考虑使用价格较为低廉的材质，注重经济实用性原则。

3.5 灵活体现教具的多元化

教具本身是死的东西，如何把它灵活运用，甚至利用多种教具的搭配使用更是一门学问，不仅如此，若能将同一种教具应用变化教不同的目标，更要依靠教师巧妙构思将知识点串联起来，将现有教具搭配使用，增强教学氛围，达到较好的教学效果。根据学生的理解以及学习习惯，可以尝试教具的制作多元化，如火山爆发模型，可以根据学生对色彩的喜好自行定义，也可以根据教学内容调整教具成品的大小等，可以结合学院学科设置介绍与环境保护相关的内容，以不同方式、不同内容等来体现教具多元化。

4 讨论与结论

基于互联网的快速发展，虚拟教具发展迅速。在虚拟教具中，Flash动画、虚拟地球仪等交互性的教学工具均需要屏幕操作，不管是电脑屏幕还是手机屏幕，缺乏对学生动手实践能力的培养。而自制实体教具是可以触摸得到的真实模型，可以让学生仔细观察，并感知或理解其中的地理知识。实体教具以模拟真实的物体书本更立体鲜活，便于学生更好记忆和理解。

教具是教学中不可缺少的辅助手段，对理解、分析、记忆、创新都具有十分重要的作用。中学地理科目新课标对大学培养地理科学（教师教育）专业的实验实训提出了更高的要求。地理科目新课标的实施，涉及教育的方方面面，从理论到实验，从理解到创新。具体体现在教学展示手段、再现方式、实验实训内容、实验实训模式等方面的改变，对实验仪器和教具提出了新的要求[8]。所以在高校里开展地理科学专业大学生自制地理教具有一定的实际作用和指导意义。

参考文献：

[1]依力哈木·沙吾提.我国高校地理教学的现状分析及改进建议[J].西部素质教育，2017（15）：173.

[2]陈志国.教具制作在中职电子专业教学中的应用[J].当代教育实践与教学研究，2017（07）：176.

[3]于殿臣，于殿钦.小学数学教学中自制教具的作用分析[J].中国教育技术装备，2016（13）：140-141.

[4]肖春华.运用自制教具开展中职汽车机械基础教学探索[J].中国教育技术装备，2018，441（15）：47-49.

[5]刘嘉麒.敬畏火山无须恐慌[J].大自然探索，2018，（11）：8-15.

[6]陈海丽.地貌模型在中学地理教学中的应用策略研究[D].内蒙古师范大学，2012.

[7]佘晓彤.学生自制教具的探索实践[J].地理教育，2014（5）：10-11.

[8]兰先峰.让自制教具成为教学的助推器[J].读写算（教研版），2013，（1）：177.

资助项目： 广西高校中青年教师科研基础能力提升项目（2018KY0079、2019KY0050）;桂林市科学研究与技术开发计划项目（20140125-4）;2019年度广西高等教育本科教学改革工程项目（2019JGB131）

作者简介： 陈朝述（1980—），女，汉族，四川安岳人，助理研究员，主要从事生态修复研究。

*通讯作者： 李文贝（1984—），男，汉族，山西运城人。