陳朝述 李文貝 陳汝霖 覃清丹 陳俐彥

摘 要： 充分結(jié)合高校地理科學(xué)師范類專業(yè)特點(diǎn)，從自制地理教具類型、地理教具制作實(shí)例、地理教具制作過(guò)程要點(diǎn)三個(gè)方面來(lái)探討高校地理科學(xué)師范類專業(yè)大學(xué)生自制地理教具。通過(guò)強(qiáng)化和完善自制地理教具的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)以提高大學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力，達(dá)到增加大學(xué)生創(chuàng)新能力和提升大學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)目標(biāo)，為大學(xué)生們更好地走向地理教師工作崗位起到一定積極作用。

關(guān)鍵詞： 教具制作;地理科學(xué);高校;教師教育

中圖分類號(hào)：G642.45、K90? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

通常把教師、教材、教具統(tǒng)稱為“教學(xué)中的三大基本條件”，這是教學(xué)過(guò)程中的核心和基礎(chǔ)。教材相對(duì)比較固定，教師和教具比較靈活，可以根據(jù)教師自身特點(diǎn)靈活教學(xué)，教具是重要的輔助工具[1]，可以將教材內(nèi)容和教師教學(xué)風(fēng)格集合于一體，是學(xué)生和教師共同完成課堂教學(xué)的載體[2]。師范院校的地理科學(xué)師范類專業(yè)是培養(yǎng)未來(lái)地理教師的搖籃。

心理學(xué)中認(rèn)識(shí)規(guī)律是“感知——表現(xiàn)——概念”。制作教具恰恰符合這一規(guī)律，能充分調(diào)動(dòng)大學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，引導(dǎo)學(xué)生自主思考，深入探討，提高大學(xué)生的動(dòng)手能力和實(shí)踐能力[3]。按教材及大綱的要求，高校地理科學(xué)的課堂教學(xué)中應(yīng)增加更多的模型演示和實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)，加強(qiáng)與大學(xué)生的互動(dòng)，以提高大學(xué)生思維的創(chuàng)造性。地理科學(xué)（教師教育）專業(yè)在教學(xué)時(shí)普遍面臨課時(shí)少、容量大、學(xué)生基礎(chǔ)參差不齊，現(xiàn)有常規(guī)教學(xué)儀器和教具不能滿足對(duì)未來(lái)教師培育的要求。這就需要專任教師和實(shí)驗(yàn)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(xué)生基礎(chǔ)，精心設(shè)計(jì)課程實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，并激勵(lì)學(xué)生自己動(dòng)手制作教具。既提高學(xué)生動(dòng)手能力，又增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。

本文深入探討地理科學(xué)（教師教育）專業(yè)大學(xué)生根據(jù)教學(xué)內(nèi)容學(xué)習(xí)自制地理教具，提升自我的地理知識(shí)學(xué)習(xí)水平，并在此基礎(chǔ)上創(chuàng)新教具，從而利于深入理解地理課程中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，利于學(xué)生創(chuàng)新能力的提升，為學(xué)生能夠在畢業(yè)后較快轉(zhuǎn)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(xué)習(xí)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(xué)性強(qiáng)、易于攜帶、用料環(huán)保、造價(jià)低廉的特點(diǎn)[4]。根據(jù)地理科學(xué)專業(yè)特點(diǎn)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)器材和教具，針對(duì)課程的重點(diǎn)難點(diǎn)，對(duì)部分教具模型進(jìn)行設(shè)計(jì)，并對(duì)部分教具進(jìn)行了簡(jiǎn)易模型制作，對(duì)火山噴發(fā)演示模型和喀斯特地貌展示模型進(jìn)行了3D建模及相關(guān)制作。

2 地理教具制作實(shí)例

2.1 交互模型

2.1.1 教具簡(jiǎn)介

交互模型教具顧名思義除了演示的功能外，還具有讓學(xué)習(xí)者手動(dòng)操作的交互功能。比如，下圖的3D打印制作的火山噴發(fā)演示模型。通常包括三個(gè)階段：熔漿形成并逐步提升、進(jìn)入一定的儲(chǔ)存處、沖破地面壓力噴發(fā)。該教具以火山山體的豎剖面作為載體，運(yùn)用顏色深淺表示溫度：越靠近地心溫度越高，在演示的過(guò)程中通過(guò)手動(dòng)來(lái)展示火山爆發(fā)，噴出碎屑。

下圖是結(jié)合課堂實(shí)際教學(xué)，貼合課本知識(shí)，順應(yīng)課改發(fā)展，運(yùn)用三維繪圖軟件對(duì)火山噴發(fā)模型進(jìn)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(qū)別火山口、熔巖、凝灰?guī)r等構(gòu)造，并可使用粉末或塑料泡沫在底部增加動(dòng)力吹動(dòng)，形象演示火山爆發(fā)過(guò)程。見圖1。

2.1.2 教具用途

通過(guò)交互模型教具可以直觀了解地理動(dòng)態(tài)過(guò)程。如火山噴發(fā)演示模型用于展示火山的豎截面，可以從展示模型中表達(dá)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(fā)時(shí)所噴出的火山物質(zhì)以及火山噴發(fā)的過(guò)程[5]。

2.1.3 教具發(fā)展

交互模型教具和掛圖在市場(chǎng)上較少見。在信息科技高速發(fā)展的今天，大學(xué)生接觸到的信息種類繁多，對(duì)高科技事物有一定的了解和思考，對(duì)一些沒(méi)有聲像變化的教具興趣缺乏。本文所舉的火山噴發(fā)模型結(jié)合了所要展示的知識(shí)內(nèi)容，加入了部分物理原理并運(yùn)用較為先進(jìn)的3D打印技術(shù)，將火山噴發(fā)的現(xiàn)象生動(dòng)地展示出來(lái)?？蛇M(jìn)行教具的整體制作，易保存，不易損壞。有了3D模具之后可進(jìn)行批量生產(chǎn)，方便快捷，成本較低。此類教具制作具有互動(dòng)式，對(duì)大學(xué)生理解火山噴發(fā)和加強(qiáng)動(dòng)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(tǒng)一使用3D打印手段制作而成。首先將模型進(jìn)行計(jì)算機(jī)三維建模，使用3D打印機(jī)對(duì)3D模型進(jìn)行打印，然后涂抹不易脫落的顏料即可，簡(jiǎn)單易行。

2.2 展示模型

2.2.1 教具簡(jiǎn)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(zhì)構(gòu)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(huán)保低廉的制作材料，輕便并且色彩艷麗美觀。形象、整體展現(xiàn)地貌的形態(tài)和特征，制作出簡(jiǎn)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(fēng)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(tài)特點(diǎn)。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(xiàn)出來(lái)，同時(shí)將丹霞地貌的整體形態(tài)表現(xiàn)得非常真實(shí)和直觀。見圖3。

2.2.3 教具發(fā)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(jiǎn)單，模型本身也非常輕便，便于攜帶。此類環(huán)保輕便、價(jià)格低廉的教具，是教具資金匱乏的救星。

2.3 儀器類系統(tǒng)模型

儀器類系統(tǒng)模型主要包括日地月三球儀、經(jīng)緯網(wǎng)儀、地動(dòng)儀、風(fēng)速風(fēng)向儀、雨量器、蒸發(fā)器、日照儀、日暑、區(qū)時(shí)計(jì)算器、測(cè)角器等[7]。本文舉例日地月三球系統(tǒng)模型。

2.3.1 教具簡(jiǎn)介

日地月三球系統(tǒng)模型里固定一個(gè)燈可以發(fā)出亮光代表太陽(yáng)，在圖中位于中心的圓球代表月球，最右邊為地球，將太陽(yáng)、月球、地球固定在一條長(zhǎng)直木板上，其中地球儀可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)，月球也可以繞著地球運(yùn)動(dòng)。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(gè)系統(tǒng)模型可以使我們更容易明白一些地球上出現(xiàn)的現(xiàn)象，比如，為什么會(huì)有晝夜交替現(xiàn)象，為什么會(huì)四季輪回等。

2.3.2 教具用途

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

2.3.3 教具發(fā)展

儀器類系統(tǒng)模型作為一個(gè)多功能教具，需對(duì)其使用過(guò)程和安裝過(guò)程有較為詳細(xì)的說(shuō)明，以方便課程中使用。其安裝過(guò)程簡(jiǎn)單易操作，并附安裝說(shuō)明書和附贈(zèng)功能使用說(shuō)明，按照安裝說(shuō)明進(jìn)行安裝，使教具與所要展現(xiàn)的知識(shí)融合在一塊，便于學(xué)生記憶、理解、掌握，以便推陳出新。在實(shí)際制作過(guò)程中還要嚴(yán)把材料關(guān)，材料的選擇至關(guān)重要，不僅影響著實(shí)際操作的準(zhǔn)確性和教具模型的美觀性，還對(duì)身體健康有影響，選材的安全性也是需要考慮的一個(gè)重要因素。

儀器類系統(tǒng)模型具有操作簡(jiǎn)單，所表現(xiàn)內(nèi)容豐富具體的特點(diǎn)，目前在市場(chǎng)上同類教具較少。在中學(xué)課堂中，日地月的關(guān)系及相應(yīng)知識(shí)一直都是學(xué)生們學(xué)習(xí)的重難點(diǎn)，不僅學(xué)生們難以理解這方面的知識(shí)，就教師而言，單從課本上講解這一內(nèi)容仍顯吃力。大學(xué)生對(duì)此部分內(nèi)容的理解也相當(dāng)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(guò)程中會(huì)有更深入的理解，更有利于上課的講解，有助于學(xué)生理解該部分內(nèi)容。

2.4 教學(xué)立體掛圖或模型

教學(xué)立體掛圖或模型包括課堂教學(xué)的各種自然、人文地理實(shí)物掛圖或圖片。如圖5的中國(guó)三階梯地形模型。該模型主要是立體地體現(xiàn)出三階梯的高低，能夠更好地去體會(huì)到中國(guó)的地形，增加學(xué)生的理解與記憶。在課堂教學(xué)中使用中國(guó)地形展示模型，鼓勵(lì)大學(xué)生自己使用鉛筆、泡沫、水粉、鉛筆、膠水等工具，在對(duì)教材進(jìn)行基本講解之后，鼓勵(lì)學(xué)生以小組為單位，利用工具，制作中國(guó)三級(jí)階梯地形模型。

3 地理教具制作過(guò)程要點(diǎn)

3.1 遵循科學(xué)地理知識(shí)

教具的制作和使用必須遵循事物的本質(zhì)與發(fā)展規(guī)律，嚴(yán)格遵守科學(xué)性原則，以科學(xué)思想為指導(dǎo)，以客觀事實(shí)為依據(jù)，體現(xiàn)正確的教育思想、教育目標(biāo)和教育內(nèi)容，不允許出現(xiàn)違背科學(xué)地理規(guī)律的教具存在，不許誤導(dǎo)學(xué)生。

3.2 充分啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維

學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，如何調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，是教師需要考慮的現(xiàn)實(shí)因素，創(chuàng)設(shè)需要適當(dāng)?shù)膯?wèn)題情境，引導(dǎo)學(xué)生積極思考是關(guān)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(dòng)學(xué)生動(dòng)手的積極主動(dòng)性。在教授教具制作過(guò)程中，可以幫助理解一些難以理解的知識(shí)，有利于與相關(guān)知識(shí)融會(huì)貫通，有助于學(xué)生理解記憶，增強(qiáng)了學(xué)生動(dòng)手能力。借助先進(jìn)手段制作教具。比如，近年來(lái)隨著科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，用電子軟件進(jìn)行火山噴發(fā)模型模擬，結(jié)合流行的3D打印技術(shù)，制作出3D火山噴發(fā)模型，可以充分發(fā)揮學(xué)生的主觀性和能動(dòng)性進(jìn)行學(xué)習(xí)，達(dá)到更好的學(xué)習(xí)效果。讓學(xué)生參與教具制作，在制作過(guò)程中，經(jīng)過(guò)教師的正確引導(dǎo)，學(xué)生不僅可以獲得理論知識(shí)，還可以增強(qiáng)主人翁精神，積極思考教具改進(jìn)的方式方法，甚至創(chuàng)新，為培養(yǎng)高素質(zhì)人才做出積極努力。

3.3 時(shí)刻保證教具的安全性

學(xué)生與教師的安全是需要維護(hù)的，教具制作若沒(méi)有考慮安全性，再有趣的教具也無(wú)濟(jì)于事，還可能對(duì)學(xué)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(fā)模型，如果用于噴發(fā)物體出來(lái)的不是泡沫，而是其他有害氣體或者尖銳物體，則易對(duì)在場(chǎng)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(dòng)，需考慮其穩(wěn)定性或者能夠自由拆解以便搬到課堂教學(xué)，減少搬動(dòng)過(guò)程中的不安全因素。

3.4 盡量選擇經(jīng)濟(jì)實(shí)用的材料

制作教具時(shí)，選用何種材質(zhì)需要慎重。因?yàn)榻叹叩氖褂檬且欢螘r(shí)間的，因此對(duì)材質(zhì)上的要求嚴(yán)格些。不僅需要耐用、實(shí)用，還要環(huán)保，不能使用含有對(duì)人體有害的材質(zhì)或者環(huán)保要求超標(biāo)的物品來(lái)制作教具，以免對(duì)身體造成傷害。例如，字卡的制作就必須加以護(hù)貝以增加其耐用性。因此在考慮其經(jīng)濟(jì)因素的同時(shí)考慮環(huán)保因素，若有較好替代性的材質(zhì)且可達(dá)到同樣的教學(xué)目標(biāo)，則可以考慮使用價(jià)格較為低廉的材質(zhì)，注重經(jīng)濟(jì)實(shí)用性原則。

3.5 靈活體現(xiàn)教具的多元化

教具本身是死的東西，如何把它靈活運(yùn)用，甚至利用多種教具的搭配使用更是一門學(xué)問(wèn)，不僅如此，若能將同一種教具應(yīng)用變化教不同的目標(biāo)，更要依靠教師巧妙構(gòu)思將知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)起來(lái)，將現(xiàn)有教具搭配使用，增強(qiáng)教學(xué)氛圍，達(dá)到較好的教學(xué)效果。根據(jù)學(xué)生的理解以及學(xué)習(xí)習(xí)慣，可以嘗試教具的制作多元化，如火山爆發(fā)模型，可以根據(jù)學(xué)生對(duì)色彩的喜好自行定義，也可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容調(diào)整教具成品的大小等，可以結(jié)合學(xué)院學(xué)科設(shè)置介紹與環(huán)境保護(hù)相關(guān)的內(nèi)容，以不同方式、不同內(nèi)容等來(lái)體現(xiàn)教具多元化。

4 討論與結(jié)論

基于互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，虛擬教具發(fā)展迅速。在虛擬教具中，F(xiàn)lash動(dòng)畫、虛擬地球儀等交互性的教學(xué)工具均需要屏幕操作，不管是電腦屏幕還是手機(jī)屏幕，缺乏對(duì)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力的培養(yǎng)。而自制實(shí)體教具是可以觸摸得到的真實(shí)模型，可以讓學(xué)生仔細(xì)觀察，并感知或理解其中的地理知識(shí)。實(shí)體教具以模擬真實(shí)的物體書本更立體鮮活，便于學(xué)生更好記憶和理解。

教具是教學(xué)中不可缺少的輔助手段，對(duì)理解、分析、記憶、創(chuàng)新都具有十分重要的作用。中學(xué)地理科目新課標(biāo)對(duì)大學(xué)培養(yǎng)地理科學(xué)（教師教育）專業(yè)的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)提出了更高的要求。地理科目新課標(biāo)的實(shí)施，涉及教育的方方面面，從理論到實(shí)驗(yàn)，從理解到創(chuàng)新。具體體現(xiàn)在教學(xué)展示手段、再現(xiàn)方式、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)模式等方面的改變，對(duì)實(shí)驗(yàn)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(xué)專業(yè)大學(xué)生自制地理教具有一定的實(shí)際作用和指導(dǎo)意義。

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作者簡(jiǎn)介： 陳朝述（1980—），女，漢族，四川安岳人，助理研究員，主要從事生態(tài)修復(fù)研究。

*通訊作者： 李文貝（1984—），男，漢族，山西運(yùn)城人。