地理图像被称为“地理学的第二语言”,在地理学中一直有着相当重要的地位。丰富多样的地理图像作为地理知识的载体之一,向学生形象地呈现了地理学的基本原理、规律和过程。利用各类地理图像开展教学,不仅有助于增强学生的学习兴趣,提高对地理知识的掌握,而且有助于学生地理读图能力、析图能力、用图能力的提升和空间想象力、地理思维能力的提升。地理新课程对学生地理图像能力要求越来越高,但在高中地理学习中,学生仍然存在读图兴趣没有被有效激发、对地理图像学习不重视和不会读图、析图、绘图、用图的现象,教师在教学中对学生的地理图像能力培养也存在不够重视和方法不当的现象。3D课堂教学模式主要有发现(discover)、领悟(digest)和发展(develop)三个内涵,3D课堂教学模式的应用,既能引导学生积极、主动思考,进一步提升学生地理图像能力和地理思维能力,又能改变教师课堂教学方式,提高教学水平。本论文通过对学生的地理图像能力的现状进行调查,找出学生在获得地理图像能力中存在的障碍并进行原因分析,基于“3D课堂教学模式”开展实证研究,试图找出培养学生地理图像能力的更有效措施。实践表明,采用3D课堂教学模式开展地理图像能力培养的班级在学习兴趣和地理成绩上均优于对比班,3D课堂教学模式对学生地理图像能力培养有一定帮助。