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【摘要】教学，是指教学信息的传播过程，在这个过程中，传播者（老师）与接受者（学生）之间的信息传递是通过一定的方式方法来进行的。在众多的教学手段中，实体模型无疑是重要且有效的手段之一。实体模型演示能使教学更加的直观，提高学生理解能力，帮助学生更好的理解其中的原理。
【关键词】可视化模型 地面沉降
【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2017）48-0241-01
一、绪论
（一）问题的提出
目前，在国内的高校中，各科老师普遍感觉到如今的大学生学习怠慢，课堂教学气氛沉闷缺乏活力，教学中存在瓶颈。在一般的教学中，老师的上课形式过于单调，再加上授课内容偏向理论、与实践脱轨、枯燥无味，导致师生之间的交流互动过少，即使有老师提问问题，也是固定的几个学生回答。长此以往，课堂上出现逃课、缺课的现象也不足为奇，即便是坐在教室的学生，也是心猿意马，关注点多在手机上。以上现象的出现，不能单方面说是老师或是学生的错，只能说师生之间的交流过少：学生想学好专业知识，却被枯燥的理论知识搞的晕头转向，渐渐失去了兴趣；部分老师只注重科研而轻视教学，教学内容枯燥无味，只会依赖PPT课件，这样怎么能调动学生的积极性？针对此问题，实物模型的应用可以较好的解决上述问题，学生可以通过更加直观模型以了解抽象的理论知识。下面以“可视化地面沉降模型”为例说明实物模型教学的优势。
（二）课题研究现状
目前，由于我国课程教学改革需求及教学模式的不断创新与完善，模型教学作为新型教学模式已逐渐在教学学科中得以基础性应用。在地质学教学应用中因模型教学的未完善性，学生在教学过程中只是“知其然而不知其所以然”，使地质学科长期存在理论实践脱离等问题难以解决 。水文地质概念与过程在三维立体概念基础上更便于学生理解和接受。石家庄铁道大学2011年购进了一系列水文地质实验设备，充分利用有限的实验学时，提高教学效果，通过物理模型来展现一些地质体的特征，帮助学生尽快建立空间概念，增强学生的感性认识。经过一年的实验教学，利用物理模型进行实验弥补了野外现场实习的不足，也激发了学生学习积极性，为学生综合素质提高奠定了基础，提高了教学质量。这种实验教学模式更能培养本科生和研究生的兴趣，使学生的仪器操作水平和创新能力相应的提高，充分展示大型仪器在实验教学中的作用，具有 一定推广及借鉴意义。
二、模型存在必要性
认识来自实践，又反作用于实践。学习的主要目的是为了在以后的生活和工作中更好的应用，所以实践能力的培养是教育的主要目的之一。教师在课堂上利用实物模型进行演示教学，将课本中抽象、空洞的名词解释具体化、真实化，从而让学生直观的看到某个现象的发生过程。同时，在演示的过程中，可以让学生自己动手操作，锻炼了学生的实践操作能力，同时也调动了学生的学习积极性，活跃了课堂气氛，达到授课目的。然而，利用计算机模拟演示教学则达不到这样的目的：计算机的模拟演示是在已经设计好的程序下进行的，其中带有很强的人为因素，其真实性可能让学生产生怀疑。
三、可视化地面沉降模型概述
（一）地面沉降概述
（1）地面沉降概念
地球表面的海拔标高在一定时期内，不断降低的环境地质现象叫地面沉降，是地层形变的一种形式。地面沉降有自然的地面沉降和人为的地面沉降。自然的地面沉降一种是在地表松散或半松散的沉积层在重力的作用下，由松散到细密的成岩过程；另一种是由于地质构造运动、地震等引起的地面沉降。人为的地表沉降主要是大量抽取地下水所致。后者即为本课题研究的主要对象。
（2）地面沉降的主要危害
1.毁坏建筑物和生产设施；2.不利于建设事业和资源开发。发生地面沉降的地区属于地层不稳定的地带，在进行城市建设和资源开发时，需要更多的建设投资，而且生产能力也受到限制；3.造成海水倒灌。地面沉降区多出现在沿海地带。地面沉降到接近海面时，会发生海水倒灌，使土壤和地下水盐碱化。对地面沉降的预防主要是针对地面沉降的不同原因而采取相应的工程措施。
（二）可视化地面沉降模型的教育
该模型结合地下水过度开采诱发和加剧地面沉降发展现状，模拟了过量开采地下水后形成区域性地面沉降和地下水降落漏斗的过程。本模型由填充砂石的水箱、抽水泵、抽水井、刻度尺、水和染色剂组成。当水泵大量抽水后，水井中水位下降，加入染色剂，可看到地下水面形成了区域性漏斗状凹面的现象，即形成了局部地下水降落漏斗，同时也可观察到水井附近产生了地面沉降。随着抽水时间的延续，漏斗中心水位降深逐渐加大，降落漏斗和地面沉降范围也增大。直至补给量与抽水量达到平衡，漏斗呈现稳定状态，地面停止沉降。本模型展示了超采地下水后地下水面的变化情况，直观地模拟了地下水降落漏斗的形成过程，利用此装置作为教学模型，学生可在课堂上亲手操作并观察地面沉降和地下水降落漏斗的形成过程。同时，该装置结构简单，操作方便，易于理解，教学可重复性好，将教学与实践紧密结合，利于学生学习与地面沉降相关的知识，也锻炼了学生的动手能力。
四、总结
通过实物模拟演示教学，激发了学生的学习积极性，促进了学生实践动手及创新能力，提高了教学质量，且在一定程度上弥补了野外现场实习的不足，使我国水文地质实验教学更为先进。上述装置采用全透明外箱制作，实验过程清晰可见，工作原理易于理解，十分利于教学、科研。
参考文献：
[1]刘玮.由认知到感知 ——谈信息可视化技术[J].中国计算机用户，2003，（48）：52～53.
[2]赵国庆.知识可视化 2004 定义的分析与修订[J].电化教育研究，2009，（3）：15～18.
作者简介：
李笑（1995.2-），男，本科在讀。
李亮（1983.4-），男，江西瑞昌人，博士，讲师，主要从事于水文地质，岩溶碳汇研究。
【关键词】可视化模型 地面沉降
【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2017）48-0241-01
一、绪论
（一）问题的提出
目前，在国内的高校中，各科老师普遍感觉到如今的大学生学习怠慢，课堂教学气氛沉闷缺乏活力，教学中存在瓶颈。在一般的教学中，老师的上课形式过于单调，再加上授课内容偏向理论、与实践脱轨、枯燥无味，导致师生之间的交流互动过少，即使有老师提问问题，也是固定的几个学生回答。长此以往，课堂上出现逃课、缺课的现象也不足为奇，即便是坐在教室的学生，也是心猿意马，关注点多在手机上。以上现象的出现，不能单方面说是老师或是学生的错，只能说师生之间的交流过少：学生想学好专业知识，却被枯燥的理论知识搞的晕头转向，渐渐失去了兴趣；部分老师只注重科研而轻视教学，教学内容枯燥无味，只会依赖PPT课件，这样怎么能调动学生的积极性？针对此问题，实物模型的应用可以较好的解决上述问题，学生可以通过更加直观模型以了解抽象的理论知识。下面以“可视化地面沉降模型”为例说明实物模型教学的优势。
（二）课题研究现状
目前，由于我国课程教学改革需求及教学模式的不断创新与完善，模型教学作为新型教学模式已逐渐在教学学科中得以基础性应用。在地质学教学应用中因模型教学的未完善性，学生在教学过程中只是“知其然而不知其所以然”，使地质学科长期存在理论实践脱离等问题难以解决 。水文地质概念与过程在三维立体概念基础上更便于学生理解和接受。石家庄铁道大学2011年购进了一系列水文地质实验设备，充分利用有限的实验学时，提高教学效果，通过物理模型来展现一些地质体的特征，帮助学生尽快建立空间概念，增强学生的感性认识。经过一年的实验教学，利用物理模型进行实验弥补了野外现场实习的不足，也激发了学生学习积极性，为学生综合素质提高奠定了基础，提高了教学质量。这种实验教学模式更能培养本科生和研究生的兴趣，使学生的仪器操作水平和创新能力相应的提高，充分展示大型仪器在实验教学中的作用，具有 一定推广及借鉴意义。
二、模型存在必要性
认识来自实践，又反作用于实践。学习的主要目的是为了在以后的生活和工作中更好的应用，所以实践能力的培养是教育的主要目的之一。教师在课堂上利用实物模型进行演示教学，将课本中抽象、空洞的名词解释具体化、真实化，从而让学生直观的看到某个现象的发生过程。同时，在演示的过程中，可以让学生自己动手操作，锻炼了学生的实践操作能力，同时也调动了学生的学习积极性，活跃了课堂气氛，达到授课目的。然而，利用计算机模拟演示教学则达不到这样的目的：计算机的模拟演示是在已经设计好的程序下进行的，其中带有很强的人为因素，其真实性可能让学生产生怀疑。
三、可视化地面沉降模型概述
（一）地面沉降概述
（1）地面沉降概念
地球表面的海拔标高在一定时期内，不断降低的环境地质现象叫地面沉降，是地层形变的一种形式。地面沉降有自然的地面沉降和人为的地面沉降。自然的地面沉降一种是在地表松散或半松散的沉积层在重力的作用下，由松散到细密的成岩过程；另一种是由于地质构造运动、地震等引起的地面沉降。人为的地表沉降主要是大量抽取地下水所致。后者即为本课题研究的主要对象。
（2）地面沉降的主要危害
1.毁坏建筑物和生产设施；2.不利于建设事业和资源开发。发生地面沉降的地区属于地层不稳定的地带，在进行城市建设和资源开发时，需要更多的建设投资，而且生产能力也受到限制；3.造成海水倒灌。地面沉降区多出现在沿海地带。地面沉降到接近海面时，会发生海水倒灌，使土壤和地下水盐碱化。对地面沉降的预防主要是针对地面沉降的不同原因而采取相应的工程措施。
（二）可视化地面沉降模型的教育
该模型结合地下水过度开采诱发和加剧地面沉降发展现状，模拟了过量开采地下水后形成区域性地面沉降和地下水降落漏斗的过程。本模型由填充砂石的水箱、抽水泵、抽水井、刻度尺、水和染色剂组成。当水泵大量抽水后，水井中水位下降，加入染色剂，可看到地下水面形成了区域性漏斗状凹面的现象，即形成了局部地下水降落漏斗，同时也可观察到水井附近产生了地面沉降。随着抽水时间的延续，漏斗中心水位降深逐渐加大，降落漏斗和地面沉降范围也增大。直至补给量与抽水量达到平衡，漏斗呈现稳定状态，地面停止沉降。本模型展示了超采地下水后地下水面的变化情况，直观地模拟了地下水降落漏斗的形成过程，利用此装置作为教学模型，学生可在课堂上亲手操作并观察地面沉降和地下水降落漏斗的形成过程。同时，该装置结构简单，操作方便，易于理解，教学可重复性好，将教学与实践紧密结合，利于学生学习与地面沉降相关的知识，也锻炼了学生的动手能力。
四、总结
通过实物模拟演示教学，激发了学生的学习积极性，促进了学生实践动手及创新能力，提高了教学质量，且在一定程度上弥补了野外现场实习的不足，使我国水文地质实验教学更为先进。上述装置采用全透明外箱制作，实验过程清晰可见，工作原理易于理解，十分利于教学、科研。
参考文献：
[1]刘玮.由认知到感知 ——谈信息可视化技术[J].中国计算机用户，2003，（48）：52～53.
[2]赵国庆.知识可视化 2004 定义的分析与修订[J].电化教育研究，2009，（3）：15～18.
作者简介：
李笑（1995.2-），男，本科在讀。
李亮（1983.4-），男，江西瑞昌人，博士，讲师，主要从事于水文地质，岩溶碳汇研究。