探討高校地理科學師范類專業教具制作

陳朝述 李文貝 陳汝霖 覃清丹 陳俐彥

摘 要： 充分結合高校地理科學師范類專業特點，從自制地理教具類型、地理教具制作實例、地理教具制作過程要點三個方面來探討高校地理科學師范類專業大學生自制地理教具。通過強化和完善自制地理教具的實驗實訓以提高大學生實踐動手能力，達到增加大學生創新能力和提升大學生專業素養的培養目標，為大學生們更好地走向地理教師工作崗位起到一定積極作用。

關鍵詞： 教具制作;地理科學;高校;教師教育

中圖分類號：G642.45、K90? 文獻標識碼：A

通常把教師、教材、教具統稱為“教學中的三大基本條件”，這是教學過程中的核心和基礎。教材相對比較固定，教師和教具比較靈活，可以根據教師自身特點靈活教學，教具是重要的輔助工具[1]，可以將教材內容和教師教學風格集合于一體，是學生和教師共同完成課堂教學的載體[2]。師范院校的地理科學師范類專業是培養未來地理教師的搖籃。

心理學中認識規律是“感知——表現——概念”。制作教具恰恰符合這一規律，能充分調動大學生的學習積極性，引導學生自主思考，深入探討，提高大學生的動手能力和實踐能力[3]。按教材及大綱的要求，高校地理科學的課堂教學中應增加更多的模型演示和實驗實訓，加強與大學生的互動，以提高大學生思維的創造性。地理科學（教師教育）專業在教學時普遍面臨課時少、容量大、學生基礎參差不齊，現有常規教學儀器和教具不能滿足對未來教師培育的要求。這就需要專任教師和實驗教師深入了解高初中地理新課改教材，并充分了解本科大學生基礎，精心設計課程實驗實訓內容，并激勵學生自己動手制作教具。既提高學生動手能力，又增強學生的創新精神和團隊協作精神。

本文深入探討地理科學（教師教育）專業大學生根據教學內容學習自制地理教具，提升自我的地理知識學習水平，并在此基礎上創新教具，從而利于深入理解地理課程中的重點和難點，利于學生創新能力的提升，為學生能夠在畢業后較快轉換為地理教師工作起到積極作用。

1 自制地理教具類型

自制地理教具包含三大類：學習輔助類型、地理展示模型和地理演示模型。地理自制教具具有科學性強、易于攜帶、用料環保、造價低廉的特點[4]。根據地理科學專業特點，結合實驗室現有實驗器材和教具，針對課程的重點難點，對部分教具模型進行設計，并對部分教具進行了簡易模型制作，對火山噴發演示模型和喀斯特地貌展示模型進行了3D建模及相關制作。

2 地理教具制作實例

2.1 交互模型

2.1.1 教具簡介

交互模型教具顧名思義除了演示的功能外，還具有讓學習者手動操作的交互功能。比如，下圖的3D打印制作的火山噴發演示模型。通常包括三個階段：熔漿形成并逐步提升、進入一定的儲存處、沖破地面壓力噴發。該教具以火山山體的豎剖面作為載體，運用顏色深淺表示溫度：越靠近地心溫度越高，在演示的過程中通過手動來展示火山爆發，噴出碎屑。

下圖是結合課堂實際教學，貼合課本知識，順應課改發展，運用三維繪圖軟件對火山噴發模型進行三維制圖，3D打印制作出火山演示地理模型。模型形象的區別火山口、熔巖、凝灰巖等構造，并可使用粉末或塑料泡沫在底部增加動力吹動，形象演示火山爆發過程。見圖1。

2.1.2 教具用途

通過交互模型教具可以直觀了解地理動態過程。如火山噴發演示模型用于展示火山的豎截面，可以從展示模型中表達出地殼的由淺到深的變化情況，最主要的是可以演示火山噴發時所噴出的火山物質以及火山噴發的過程[5]。

2.1.3 教具發展

交互模型教具和掛圖在市場上較少見。在信息科技高速發展的今天，大學生接觸到的信息種類繁多，對高科技事物有一定的了解和思考，對一些沒有聲像變化的教具興趣缺乏。本文所舉的火山噴發模型結合了所要展示的知識內容，加入了部分物理原理并運用較為先進的3D打印技術，將火山噴發的現象生動地展示出來。可進行教具的整體制作，易保存，不易損壞。有了3D模具之后可進行批量生產，方便快捷，成本較低。此類教具制作具有互動式，對大學生理解火山噴發和加強動手能力具有極大幫助。

2.1.4 模型制作方法

交互模型教具可統一使用3D打印手段制作而成。首先將模型進行計算機三維建模，使用3D打印機對3D模型進行打印，然后涂抹不易脫落的顏料即可，簡單易行。

2.2 展示模型

2.2.1 教具簡介

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、地質構造模型、軍事模型、港口模型和交通模型等[6]。這些類型均可利用3D打印或紙漿翻模兩種方法制作而成。使用環保低廉的制作材料，輕便并且色彩艷麗美觀。形象、整體展現地貌的形態和特征，制作出簡易模型。

2.2.2 教具用途

（1）喀斯特地貌。該模型是模仿喀斯特地貌制作而成，3D打印融入山水風景與地形地貌為一體。在模型中可以看到喀斯特地貌地面的與地面的景觀和喀斯特地貌特有的溶洞的形成和形態特點。見圖2。

（2）丹霞地貌。本文的丹霞地貌模型采用紙漿翻模方法。使用紙漿翻制丹霞地貌模型，可以將丹霞地貌的砂巖特性表現出來，同時將丹霞地貌的整體形態表現得非常真實和直觀。見圖3。

2.2.3 教具發展

該類教具使用3D打印或紙漿翻制的制作方法，制作較為簡單，模型本身也非常輕便，便于攜帶。此類環保輕便、價格低廉的教具，是教具資金匱乏的救星。

2.3 儀器類系統模型

儀器類系統模型主要包括日地月三球儀、經緯網儀、地動儀、風速風向儀、雨量器、蒸發器、日照儀、日暑、區時計算器、測角器等[7]。本文舉例日地月三球系統模型。

2.3.1 教具簡介

日地月三球系統模型里固定一個燈可以發出亮光代表太陽，在圖中位于中心的圓球代表月球，最右邊為地球，將太陽、月球、地球固定在一條長直木板上，其中地球儀可以自由轉動，月球也可以繞著地球運動。地球儀上三條明顯的帶狀分別表示南北回歸線和赤道。詳見圖4。這個系統模型可以使我們更容易明白一些地球上出現的現象，比如，為什么會有晝夜交替現象，為什么會四季輪回等。

2.3.2 教具用途

日地月三球系統模型可直觀展示以下五種地理空間關系或變化：日、地、月三者位置關系;日食、月食的食相變化;地、月同步自轉;太陽直射點的變化;地球的自傳。

2.3.3 教具發展

儀器類系統模型作為一個多功能教具，需對其使用過程和安裝過程有較為詳細的說明，以方便課程中使用。其安裝過程簡單易操作，并附安裝說明書和附贈功能使用說明，按照安裝說明進行安裝，使教具與所要展現的知識融合在一塊，便于學生記憶、理解、掌握，以便推陳出新。在實際制作過程中還要嚴把材料關，材料的選擇至關重要，不僅影響著實際操作的準確性和教具模型的美觀性，還對身體健康有影響，選材的安全性也是需要考慮的一個重要因素。

儀器類系統模型具有操作簡單，所表現內容豐富具體的特點，目前在市場上同類教具較少。在中學課堂中，日地月的關系及相應知識一直都是學生們學習的重難點，不僅學生們難以理解這方面的知識，就教師而言，單從課本上講解這一內容仍顯吃力。大學生對此部分內容的理解也相當有難度，如果有這樣的教具作為輔助，教師在講授教具制作過程中會有更深入的理解，更有利于上課的講解，有助于學生理解該部分內容。

2.4 教學立體掛圖或模型

教學立體掛圖或模型包括課堂教學的各種自然、人文地理實物掛圖或圖片。如圖5的中國三階梯地形模型。該模型主要是立體地體現出三階梯的高低，能夠更好地去體會到中國的地形，增加學生的理解與記憶。在課堂教學中使用中國地形展示模型，鼓勵大學生自己使用鉛筆、泡沫、水粉、鉛筆、膠水等工具，在對教材進行基本講解之后，鼓勵學生以小組為單位，利用工具，制作中國三級階梯地形模型。

3 地理教具制作過程要點

3.1 遵循科學地理知識

教具的制作和使用必須遵循事物的本質與發展規律，嚴格遵守科學性原則，以科學思想為指導，以客觀事實為依據，體現正確的教育思想、教育目標和教育內容，不允許出現違背科學地理規律的教具存在，不許誤導學生。

3.2 充分啟發學生的創新思維

學生是學習的主體，如何調動學生學習的積極性和主動性，是教師需要考慮的現實因素，創設需要適當的問題情境，引導學生積極思考是關鍵。教具可以幫助教師解決部分難題，教具可以幫助教師活躍氣氛，帶動學生動手的積極主動性。在教授教具制作過程中，可以幫助理解一些難以理解的知識，有利于與相關知識融會貫通，有助于學生理解記憶，增強了學生動手能力。借助先進手段制作教具。比如，近年來隨著科學技術進步，用電子軟件進行火山噴發模型模擬，結合流行的3D打印技術，制作出3D火山噴發模型，可以充分發揮學生的主觀性和能動性進行學習，達到更好的學習效果。讓學生參與教具制作，在制作過程中，經過教師的正確引導，學生不僅可以獲得理論知識，還可以增強主人翁精神，積極思考教具改進的方式方法，甚至創新，為培養高素質人才做出積極努力。

3.3 時刻保證教具的安全性

學生與教師的安全是需要維護的，教具制作若沒有考慮安全性，再有趣的教具也無濟于事，還可能對學生和教師造成傷害。例如，卡片往往有尖銳的角，若制作完畢后需要加以修剪，否則有可能被割傷。火山噴發模型，如果用于噴發物體出來的不是泡沫，而是其他有害氣體或者尖銳物體，則易對在場人員造成傷害。因此，教具的選材和制作一定要考慮到安全性原則。某些教具體積較大，不利于搬動，需考慮其穩定性或者能夠自由拆解以便搬到課堂教學，減少搬動過程中的不安全因素。

3.4 盡量選擇經濟實用的材料

制作教具時，選用何種材質需要慎重。因為教具的使用是一段時間的，因此對材質上的要求嚴格些。不僅需要耐用、實用，還要環保，不能使用含有對人體有害的材質或者環保要求超標的物品來制作教具，以免對身體造成傷害。例如，字卡的制作就必須加以護貝以增加其耐用性。因此在考慮其經濟因素的同時考慮環保因素，若有較好替代性的材質且可達到同樣的教學目標，則可以考慮使用價格較為低廉的材質，注重經濟實用性原則。

3.5 靈活體現教具的多元化

教具本身是死的東西，如何把它靈活運用，甚至利用多種教具的搭配使用更是一門學問，不僅如此，若能將同一種教具應用變化教不同的目標，更要依靠教師巧妙構思將知識點串聯起來，將現有教具搭配使用，增強教學氛圍，達到較好的教學效果。根據學生的理解以及學習習慣，可以嘗試教具的制作多元化，如火山爆發模型，可以根據學生對色彩的喜好自行定義，也可以根據教學內容調整教具成品的大小等，可以結合學院學科設置介紹與環境保護相關的內容，以不同方式、不同內容等來體現教具多元化。

4 討論與結論

基于互聯網的快速發展，虛擬教具發展迅速。在虛擬教具中，Flash動畫、虛擬地球儀等交互性的教學工具均需要屏幕操作，不管是電腦屏幕還是手機屏幕，缺乏對學生動手實踐能力的培養。而自制實體教具是可以觸摸得到的真實模型，可以讓學生仔細觀察，并感知或理解其中的地理知識。實體教具以模擬真實的物體書本更立體鮮活，便于學生更好記憶和理解。

教具是教學中不可缺少的輔助手段，對理解、分析、記憶、創新都具有十分重要的作用。中學地理科目新課標對大學培養地理科學（教師教育）專業的實驗實訓提出了更高的要求。地理科目新課標的實施，涉及教育的方方面面，從理論到實驗，從理解到創新。具體體現在教學展示手段、再現方式、實驗實訓內容、實驗實訓模式等方面的改變，對實驗儀器和教具提出了新的要求[8]。所以在高校里開展地理科學專業大學生自制地理教具有一定的實際作用和指導意義。

參考文獻：

[1]依力哈木·沙吾提.我國高校地理教學的現狀分析及改進建議[J].西部素質教育，2017（15）：173.

[2]陳志國.教具制作在中職電子專業教學中的應用[J].當代教育實踐與教學研究，2017（07）：176.

[3]于殿臣，于殿欽.小學數學教學中自制教具的作用分析[J].中國教育技術裝備，2016（13）：140-141.

[4]肖春華.運用自制教具開展中職汽車機械基礎教學探索[J].中國教育技術裝備，2018，441（15）：47-49.

[5]劉嘉麒.敬畏火山無須恐慌[J].大自然探索，2018，（11）：8-15.

[6]陳海麗.地貌模型在中學地理教學中的應用策略研究[D].內蒙古師范大學，2012.

[7]佘曉彤.學生自制教具的探索實踐[J].地理教育，2014（5）：10-11.

[8]蘭先峰.讓自制教具成為教學的助推器[J].讀寫算（教研版），2013，（1）：177.

資助項目： 廣西高校中青年教師科研基礎能力提升項目（2018KY0079、2019KY0050）;桂林市科學研究與技術開發計劃項目（20140125-4）;2019年度廣西高等教育本科教學改革工程項目（2019JGB131）

作者簡介： 陳朝述（1980—），女，漢族，四川安岳人，助理研究員，主要從事生態修復研究。

*通訊作者： 李文貝（1984—），男，漢族，山西運城人。