探討高校地理科學師范類專業(yè)教具制作

陳朝述 李文貝 陳汝霖 覃清丹 陳俐彥

摘 要： 充分結(jié)合高校地理科學師范類專業(yè)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(yè)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(xùn)以提高大學生實踐動手能力，達到增加大學生創(chuàng)新能力和提升大學生專業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)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(guān)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(tǒng)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(chǔ)。教材相對比較固定，教師和教具比較靈活，可以根據(jù)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(nèi)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(yè)是培養(yǎng)未來地理教師的搖籃。

心理學中認識規(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)動大學生的學習積極性，引導(dǎo)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(yīng)增加更多的模型演示和實驗實訓(xùn)，加強與大學生的互動，以提高大學生思維的創(chuàng)造性。地理科學（教師教育）專業(yè)在教學時普遍面臨課時少、容量大、學生基礎(chǔ)參差不齊，現(xiàn)有常規(guī)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(chǔ)，精心設(shè)計課程實驗實訓(xùn)內(nèi)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(chuàng)新精神和團隊協(xié)作精神。

本文深入探討地理科學（教師教育）專業(yè)大學生根據(jù)教學內(nèi)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(chǔ)上創(chuàng)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(chuàng)新能力的提升，為學生能夠在畢業(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(huán)保、造價低廉的特點[4]。根據(jù)地理科學專業(yè)特點，結(jié)合實驗室現(xiàn)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(shè)計，并對部分教具進行了簡易模型制作，對火山噴發(fā)演示模型和喀斯特地貌展示模型進行了3D建模及相關(guān)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(fā)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(fā)。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(fā)，噴出碎屑。

下圖是結(jié)合課堂實際教學，貼合課本知識，順應(yīng)課改發(fā)展，運用三維繪圖軟件對火山噴發(fā)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(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力吹動，形象演示火山爆發(fā)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(tài)過程。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)時所噴出的火山物質(zhì)以及火山噴發(fā)的過程[5]。

2.1.3 教具發(fā)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(fā)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(fā)模型結(jié)合了所要展示的知識內(nèi)容，加入了部分物理原理并運用較為先進的3D打印技術(shù)，將火山噴發(fā)的現(xiàn)象生動地展示出來?？蛇M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(chǎn)，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(fā)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(tǒng)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(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(tài)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(xiàn)出來，同時將丹霞地貌的整體形態(tài)表現(xiàn)得非常真實和直觀。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，制作較為簡單，模型本身也非常輕便，便于攜帶。此類環(huán)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(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、地動儀、風速風向儀、雨量器、蒸發(fā)器、日照儀、日暑、區(qū)時計算器、測角器等[7]。本文舉例日地月三球系統(tǒng)模型。

2.3.1 教具簡介

日地月三球系統(tǒng)模型里固定一個燈可以發(fā)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(zhuǎn)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(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，為什么會有晝夜交替現(xiàn)象，為什么會四季輪回等。

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);太陽直射點的變化;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(xiàn)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(guān)，材料的選擇至關(guān)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(tǒng)模型具有操作簡單，所表現(xiàn)內(nèi)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(guān)系及相應(yīng)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(nèi)容仍顯吃力。大學生對此部分內(nèi)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(nèi)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(xiàn)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(zhì)與發(fā)展規(guī)律，嚴格遵守科學性原則，以科學思想為指導(dǎo)，以客觀事實為依據(jù)，體現(xiàn)正確的教育思想、教育目標和教育內(nèi)容，不允許出現(xiàn)違背科學地理規(guī)律的教具存在，不許誤導(dǎo)學生。

3.2 充分啟發(fā)學生的創(chuàng)新思維

學生是學習的主體，如何調(diào)動學生學習的積極性和主動性，是教師需要考慮的現(xiàn)實因素，創(chuàng)設(shè)需要適當?shù)膯栴}情境，引導(dǎo)學生積極思考是關(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(guān)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(shù)進步，用電子軟件進行火山噴發(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(jīng)過教師的正確引導(dǎo)，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(chuàng)新，為培養(yǎng)高素質(zhì)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(fā)模型，如果用于噴發(fā)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(wěn)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(jīng)濟實用的材料

制作教具時，選用何種材質(zhì)需要慎重。因為教具的使用是一段時間的，因此對材質(zhì)上的要求嚴格些。不僅需要耐用、實用，還要環(huán)保，不能使用含有對人體有害的材質(zhì)或者環(huán)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(jīng)濟因素的同時考慮環(huán)保因素，若有較好替代性的材質(zhì)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(zhì)，注重經(jīng)濟實用性原則。

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(yīng)用變化教不同的目標，更要依靠教師巧妙構(gòu)思將知識點串聯(lián)起來，將現(xiàn)有教具搭配使用，增強教學氛圍，達到較好的教學效果。根據(jù)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(fā)模型，可以根據(jù)學生對色彩的喜好自行定義，也可以根據(jù)教學內(nèi)容調(diào)整教具成品的大小等，可以結(jié)合學院學科設(shè)置介紹與環(huán)境保護相關(guān)的內(nèi)容，以不同方式、不同內(nèi)容等來體現(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(yǎng)。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(chuàng)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(yǎng)地理科學（教師教育）專業(yè)的實驗實訓(xùn)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(chuàng)新。具體體現(xiàn)在教學展示手段、再現(xiàn)方式、實驗實訓(xùn)內(nèi)容、實驗實訓(xùn)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(yè)大學生自制地理教具有一定的實際作用和指導(dǎo)意義。

參考文獻：

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

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[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(chǔ)能力提升項目（2018KY0079、2019KY0050）;桂林市科學研究與技術(shù)開發(fā)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(tài)修復(fù)研究。

*通訊作者： 李文貝（1984—），男，漢族，山西運城人。