【摘 要】初中地理教學(xué)新課標(biāo)要求教師要注重對學(xué)生的創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)，鼓勵學(xué)生自主學(xué)習(xí)、主動思考，提高學(xué)生運(yùn)用地理知識的思維方法分析問題和解決問題的能力。3D打印技術(shù)在地理教學(xué)中的運(yùn)用充分體現(xiàn)了新課程的新理念。3D打印技術(shù)可以改進(jìn)教學(xué)設(shè)計，豐富地理教學(xué)手段。3D打印技術(shù)在地理教學(xué)中可以提高課堂教學(xué)效率，使地理課堂教學(xué)生動形象，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有利于培養(yǎng)學(xué)生多方面的能力。

【關(guān)鍵詞】初中地理 教學(xué) 3D打印技術(shù) 應(yīng)用研究

初中地理教學(xué)是將提高學(xué)生的素質(zhì)和全面發(fā)展作為目標(biāo)。教師在傳授地理知識時更要注重對學(xué)生創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)，鼓勵學(xué)生自主學(xué)習(xí)，主動思考，提高學(xué)生運(yùn)用地理的思維方法分析問題和解決問題的能力。

3D打印技術(shù)在地理教學(xué)中的運(yùn)用充分體現(xiàn)了新課程的新理念。在地理教學(xué)中，不僅要注重發(fā)展學(xué)生的感知、記憶和想象能力，提高學(xué)生的地理思維能力，而且要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新素質(zhì)，全面提高學(xué)生的整體素質(zhì)。

一、3D打印技術(shù)適應(yīng)了地理教學(xué)的特性

地理學(xué)是研究地理環(huán)境以及人類活動與地理環(huán)境相互關(guān)系的科學(xué)，是兼具自然科學(xué)和社會科學(xué)的綜合學(xué)科。地理知識結(jié)構(gòu)是一個完善的三維知識體系，由縱向的溯源體系、橫向的空間體系、立體的時空體系共同構(gòu)成。地理教學(xué)的主要內(nèi)容是各種地理空間要素及其相互聯(lián)系，通過不同的示圖、圖片、圖表等內(nèi)容表達(dá)不同地理要素之間的區(qū)別和聯(lián)系，3D打印技術(shù)的三維空間場景滿足了這一特性的需求。

3D打印技術(shù)以直觀的動態(tài)演示各種地理特征和地理現(xiàn)象，展現(xiàn)地理奧秘，能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并提高學(xué)習(xí)能力，引導(dǎo)學(xué)生掌握和運(yùn)用地理知識，培養(yǎng)了學(xué)生的地理素養(yǎng)和思維能力。

二、3D打印技術(shù)為地理教學(xué)提供了空間

美國當(dāng)代著名的教育家布魯姆曾說：“教師教學(xué)的任務(wù)就是要找到使學(xué)生掌握所學(xué)學(xué)科的手段。所有學(xué)生都能學(xué)好功課，只要我們提供適當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)條件，給予正確有效的指導(dǎo)?！?/p>

目前，在初中地理教學(xué)實(shí)踐中，教師普遍使用二維多媒體技術(shù)制作圖片、音樂、視頻、統(tǒng)計圖、地圖、動畫等講授課程，這是一次從書本到屏幕的教材搬家，確實(shí)增強(qiáng)了教學(xué)效果。

3D打印技術(shù)是即快速成型技術(shù)的一種，是一種基于數(shù)字模型文件，運(yùn)用可黏合的塑料或粉末狀金屬等材料，通過3D成型設(shè)備，以材料疊加的方式生成的實(shí)物模型。也就是說，3D打印機(jī)是能夠打印出真實(shí)物體的一種設(shè)備。它具有三個維度的坐標(biāo)，以長、寬、高三維坐標(biāo)標(biāo)示客觀物質(zhì)世界存在的任何物質(zhì)及其形態(tài)，呈現(xiàn)出與我們現(xiàn)實(shí)生活相一致的立體場景，帶有豐富的色彩、光澤、形態(tài)和質(zhì)感，符合人們對三維空間的直觀、真實(shí)和直接的感受。因而，3D打印技術(shù)在地理教學(xué)中將發(fā)揮非常重要的作用。

三、制作地理教具

目前，地理教學(xué)常用的工具和儀器由專門的教學(xué)設(shè)備制作工廠制作發(fā)行。傳統(tǒng)地理教學(xué)模型制作過程中，多采用手工制作、模型加工或鑄模方法，其生產(chǎn)速度均很緩慢，成本較高昂，多媒體課件中展示的教學(xué)內(nèi)容也無法使學(xué)生直接接觸和觀察三維實(shí)體。3D打印地形圖僅需幾小時即可輸出高質(zhì)量的地理模型，如平原、城區(qū)和山地等，成本低廉。教師可通過有形的三維格式展示教科書中提取的二維信息，并可設(shè)計個性化的教學(xué)模型以適應(yīng)教學(xué)內(nèi)容的變化。

3D打印無須經(jīng)過機(jī)械加工或模具生產(chǎn)過程，就可從計算機(jī)圖形數(shù)據(jù)中生成任意形狀的物體，因此可廣泛使用于地理教學(xué)模具的制作。教師可根據(jù)課程需要，自己設(shè)計、打印教具。如制作增強(qiáng)型的立體教具、學(xué)具，火山模型、海底地形模型等。

可視化教具對提高地理教學(xué)效率有顯著促進(jìn)作用。傳統(tǒng)教學(xué)場景下，教師多使用語言、圖片和視頻描述教學(xué)內(nèi)容，較少配備或無法定制形象直觀的立體教具，多數(shù)教師也都缺乏制作或設(shè)計教具的工具和能力。3D打印技術(shù)可提供更多的創(chuàng)造空間，教師可自行制作某些教具并在課堂上展示，學(xué)生也可觀察、觸摸和組裝這些教具，這種方式顯然要比傳統(tǒng)的教學(xué)效果更好。另外，將3D打印技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)時，只要共享所設(shè)計的文件，這些模型就可以在教師甚至是學(xué)生之間分享，充分發(fā)揮其作用。

四、3D打印技術(shù)在地理教學(xué)中的應(yīng)用效果

1.激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

在地理教材中，神秘的星系、變幻的氣候、礦產(chǎn)的成因、產(chǎn)業(yè)的布局……這些地理事物和地理現(xiàn)象以靜態(tài)的文字和圖示呈現(xiàn)，對于缺乏空間想象能力的學(xué)生來說，看不清、聽不見、摸不著，學(xué)生在學(xué)習(xí)時感知不深、想象不到、理解不透。

科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究證明，視覺記憶強(qiáng)于聽覺記憶，在視覺記憶中，人們對于三位空間立體場景的記憶優(yōu)勝于二維空間的平面圖案的記憶。

如果學(xué)生沒有好奇心和求知欲，學(xué)習(xí)熱情和動力就不足，難以深入持久地堅持學(xué)習(xí)。在地理教學(xué)中，3D打印技術(shù)把抽象的地理知識轉(zhuǎn)變?yōu)榫唧w化、形象化的立體空間場景，營造出身臨其境的感官效果，能夠激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，培養(yǎng)他們的創(chuàng)造性思維能力。

2.豐富了教師的教學(xué)手段

素質(zhì)教育要求教師在傳授地理知識的同時更要注重對學(xué)生的創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)，鼓勵學(xué)生自主學(xué)習(xí)、主動思考，提高學(xué)生運(yùn)用地理知識的思維方法分析問題和解決問題的能力。

3D打印技術(shù)可以改進(jìn)教學(xué)設(shè)計，豐富地理教學(xué)手段。教師在課堂上能夠透徹地講解知識要點(diǎn)，有助于師生共同探討地理知識，幫助學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中快速、準(zhǔn)確、直接地在大腦中建立和構(gòu)筑地理要素模型。

3.提升了素質(zhì)教育水平

3D打印技術(shù)在初中地理教學(xué)中的運(yùn)用，不僅提高了課堂教學(xué)效率，又使地理課堂教學(xué)生動形象，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有利于培養(yǎng)學(xué)生多方面的能力。在教學(xué)中，教師和學(xué)生一起動手制作3D自然地理結(jié)構(gòu)模型時，讓學(xué)生們學(xué)會動腦、動手，培養(yǎng)其觀察、分析問題和解決問題的能力，充分調(diào)動學(xué)生積極性、參與性，提高教學(xué)效率和效果，使學(xué)生的創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力在整合中得到提高。

五、3D打印技術(shù)在地理教學(xué)中的展望

3D打印技術(shù)作為一個輔助教學(xué)手段，不能取代教師的教學(xué)。教師要深入鉆研地理教材，精心做好教學(xué)設(shè)計，靈活地運(yùn)用3D打印技術(shù)創(chuàng)新教學(xué)模式，充分發(fā)揮地理教學(xué)在素質(zhì)教育中的作用，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神、求實(shí)精神和造福人類的責(zé)任感，滿足時代對人才的需要。

目前，3D打印技術(shù)在初中地理教學(xué)的運(yùn)用不斷深入，但未形成成熟、系統(tǒng)的教學(xué)模式和教學(xué)方法。

地理學(xué)科的獨(dú)有特性決定了地理教學(xué)將會率先實(shí)現(xiàn)信息化，地理學(xué)科必將成為學(xué)生最喜愛的學(xué)科，地理教學(xué)將是最為輕松愉悅的課程。在不遠(yuǎn)的將來，運(yùn)用3D打印技術(shù)制作的地理教學(xué)課程必將問世。

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