3D打印技術對培養中學生地理素養的作用淺談

戴中+陳世生

摘 要：隨著新課改的不斷推進，培養并提升學生的地理素養成為地理新課程改革的重要目標之一。作為一項新興技術，3D打印技術對學生創新能力的提升具有重要影響，因此，希望借助該技術的學習來強化學生的地理素養。就3D打印技術對培養中學生地理素養的作用展開探討。

關鍵詞：3D打印技術；地理素養；作用

地理學科中滲透著各類文理知識，因此是一門交叉學科，具有較強的區域性、綜合性與實踐性，其要求學生有較高的理解與接受水平。由于理論教學與實踐探究的長期分離，地理教學與學生的地理素養未能有效地連接起來。因此，需要對此進行挖掘。有學者建議將3D技術融入地理教學中，從而提升學生的地理素養。

3D打印技術的工作原理是先通過電腦完成三維建模，再將其輸入至3D打印機中，3D打印機完成數據掃描并傳至系統中，之后

便進行打印操作，最后獲得實體。因此應用3D打印機的主要步驟即為設計、輸出數據、掃描以及打印。

一、3D打印技術與地理科學素養

地理科學素養中的基礎性素養是地理科學知識，處在核心地位的是地理科學能力。3D打印技術在地理教學中的重大優勢即能夠將實體直觀地呈現出來。特別對于教具較缺乏的學校而言，該技術能夠根據師生的需要打印出相應的教具，從而使課堂教學能夠更加順利地進行，滿足學生學習與教師教學的要求。

以氣壓帶分布為例，該知識點屬于教學難點，學生在學習該知識點時常常因想象力與空間思維不足而難以理解相關知識，學習時易感到困難。鑒于此，教師可采用3D打印技術實現平面圖向立體結構的轉化，即打印出三維立體結構。中間為地球儀，外部由里外兩層構成，外層是高空風向，里層是與地面較近的風向，各圈環流之間則為下沉或上升氣流。由此構成以地球表面為中心的三圈環流模型，讓學生在學習時能夠獲得更加直觀的體驗，并加深對三圈環流、氣壓帶、風帶知識的理解與把握，進而使其地理科學素養得到提升。

二、3D打印技術與地理人文素養

人文地理知識與人文精神是地理人文素養的重要表現，從建構主義的角度來說，知識的學習應與情境相結合，讓學生在情境中學習，這樣才能更好地提升學科素養。地理課文中涉及的人文精神及知識與學生實際生活聯系緊密，因此，運用3D打印技術實施地理情境教學有很強的必要性。

教師在講授水土流失問題時，通常以黃土高原為例進行說

明。為了使學生更好地理解知識，教師可運用3D打印技術將黃河周邊的水文與植被覆蓋情況打印出來，形成地上懸河模型，便于學生觀察，并認識黃土高原出現水土流失的原因，使其理解森林在生物圈中所發揮的重要功能，如調節氣候、涵養水源、保持水土、防風固沙等，從而得出結論，即加大植樹造林力度，是治理水土流失的重要與根本手段。由此可見，3D打印技術的應用，有助于情境教學的開展，讓學生的地理人文素養得到有效提升。

三、3D打印技術與地理技術素養

長期以來，教師所采用的授課模式是講授式，這樣的教學形式易使學生產生枯燥無味的感覺，易出現學習倦怠感，且難以實現較好的教學效果。為了使學生能夠更為直觀地體驗地理情境，激發其探究興趣，加深其對抽象化的地理知識的理解與領悟能

力，使其學習效率得到更好的提升，教師應有效地運用3D技術。3D技術中的三維建模能夠將教師以往用語言進行講述的物體打印出來，以實物的形式展示給學生，從而達到創建教學場景的目的。除此之外，學生還能夠獨立進行相關操作，使其思維更具發散性，同時提升其動手能力。

以垂直地帶性分異規律為例，以往教師通常借助多媒體課件或者動手畫圖的形式來向學生講解珠穆朗瑪峰的南側與北側自然帶分布圖，但是教師講授知識的過程中，學生仍舊存在較多的疑問，特別是對兩側自然帶的過渡并未能得到直觀透徹的認識。而借助3D打印技術，則能夠將該地區的垂直地帶性分布圖打印出來，從而使學生對珠穆朗瑪峰的形態有更加直觀的認識，并且能夠明顯地觀察到兩側自然帶是如何過渡的，以此對知識進行直接地建構，幫助學生更高效地掌握知識，同時也能夠使其學習到更多的地理技術知識，把握地理技術理念，提升其地理技術能力。

一直以來，教師因欠缺對地理素養的探究，導致地理素養缺少系統性，且在評價方面也存在較大的主觀性，從而影響了學生地理素養的形成。3D打印技術能夠使地理教學的有效性得到增強，加深學生對地理知識的理解，使其更好地掌握學習方法，并在潛移默化中培養其地理素養。就我國而言，3D打印技術尚處在初級發展階段，成功經驗較缺乏，且打印設備較昂貴，打印時間較長，故仍面臨著較大的挑戰。因此，教育學者應不斷探索，從而使現代科技更好地服務于地理教學，培養全民的地理素養。

參考文獻：

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[2]胡平廣.淺談3D打印技術在實踐教學中的應用[J].科技資訊，2016（26）：93-95.

編輯 張珍珍