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1、《北極星不動的秘密》案例分析
教科版小學科學中“地球與宇宙”占了足夠的地位。有關“地球和宇宙”知識的學習,不僅可以滿足兒童的好奇心,還可以使兒童了解人類為科學地了解宇宙所做的努力。然而,它又是多么抽象的事物,離小學生的生活實際比較遙遠,甚至有些枯燥。五年級下冊的“地球運動”單元中“太陽以及各星辰位置變化、四季變化和地球運動關系”的探索,更是一大難點。其中折射的教學理念、教學策略引起了我們的深思。
在經歷《北極星不動的秘密》一課的聽課和自己的摩課之后,深有啟發(fā)。
案例:
《北極星不動的秘密》是小學科學五年級地球運動單元中的第五課,單元中《晝夜交替現(xiàn)象》、《證明地球在自轉》、《誰先迎來黎明
2、》三課探討的“地球自轉”與“自轉的方向”是本課學習的基礎和遞進?!侗睒O星“不動”的秘密》一課教科書中提示的主要科學概念目標有“天空中星星圍繞北極星順時針旋轉,北極星相對‘不動’,是地球自轉產生的現(xiàn)象”和“從北極星在天空中的位置推測出地軸是傾斜的”兩塊。在過程方法上,讓學生結合星星的運動情況、模型和生活中的事例,推測地球繞地軸運動的特點。通過活動,增進對科學現(xiàn)象的解釋需要得到證據(jù)的支持和從已知出發(fā)進行推理的認識。
記一次聽課摘錄:
一、復習引入
師:通過前幾節(jié)課的學習,你知道太陽東升西落、晝夜交替現(xiàn)象的形成原因嗎?
生:由于地球的自轉。
師:假設太陽位于地球北極正上方時,會出現(xiàn)什么現(xiàn)象
3、?
生沉思后,個別學生說:地球的自轉不能出現(xiàn)了晝夜交替,可能會出現(xiàn)北半球一直為晝,南半球一直為夜。
二、了解北極星“不動” 的現(xiàn)象
師:你認識北極星嗎?它在什么地方?
生:在我們的北方。
學生觀看北極星空運動的視頻,說說感受。
生:看起來北極星附近的星星在繞著北極星轉。
生:北極星不動,在圓的中心。
師:為什么會這樣呢?你認為在怎么樣的情況下會出現(xiàn)這種現(xiàn)象?
冷場……,個別學生出現(xiàn)無聊躁動現(xiàn)象。
三、推測北極星與地球的位置關系
生:也許就是北極星附近的星星就是在繞著北極星轉。
生:北極星也許就是處在地球自轉中心的上方。
師:這種情況真得會出現(xiàn)這種現(xiàn)象嗎?能不能來模擬一
4、下?
冷場……
四、模擬體驗北極星“不動”的現(xiàn)象
師出示一個大圓盤“北極星空圖”,上面畫有北極天各星座,這個能幫助我們模擬實驗嗎?
教師闡述實驗的方法:圓盤放在頭頂,人在下面以圓盤中心點轉,觀察圓盤上的星星位置改變。
學生思考模擬實驗的方法和注意點,各小組進行模擬體驗活動。
這是一節(jié)精心準備過的研討課,從目標定位到教具選擇,都顯示了教師在課前的鉆研程度,讓學生經歷從現(xiàn)象提出問題到模擬、搜集證據(jù)解決問題,嘗試讓學生像科學家那樣去探索“新”的科學領域,“北極星空圖”教具的使用,更使本課難點得到有效的突破。但綜觀整節(jié)課,冷場較多,學生躁動,上課教師引導吃力,不由得讓聽課老師感到:上這節(jié)課
5、真累??!
課后,我對該班學生從興趣、知識、思維能力上進行了簡單測試:
①你喜歡今天的科學課嗎?
②北極星“不動”的秘密是由于( )。
③通過什么方法,可以說明北極星“不動”的秘密和他所處的位置有關?
經過統(tǒng)計,20%的學生喜歡,60%的學生表示一般;能答出北極星“不動”的秘密原因的只占35%;25%的學生知道用“北極星空圖”來說明北極星“不動”的秘密(說明大部分學生做這個實驗的目的還是不清楚)。
通過聽課觀察和數(shù)據(jù)分析,我們不難發(fā)現(xiàn)學生學之累,教師導之累,而且收效甚微。仔細分析,個人認為主要存在以下的問題:
問題一:少了學生的內部感化
從以上的教學中,探究問題沒有在學生
6、心里內化,不能激發(fā)學生的探究欲望。在教學目標定位中,我們不難感受到授課教師著力于怎么讓學生去理解“北極星不動的原因”這個知識點上,而忽視了學生對這一科學探索真諦的內部感化。如:教師一開始用“假設太陽位于地球北極正上方時,會出現(xiàn)什么現(xiàn)象”這樣的問題作鋪墊,看起來是為北極星的位置理解作鋪墊,而實際上卻沒有引起學生的興趣,甚至覺得很無聊,太陽怎么會位于北極正上方呢!太不合情理了。學生在教師有計劃的引導下,按著教師的節(jié)奏走,感受不到學生有價值的自我思考。
問題二:少了學生主動的科學探索經歷
教學中體現(xiàn)學生的主體意識,是新課程改革的重要理念之一。學生是科學學習的主體,科學學習的過程是學生主動參與和發(fā)
7、揮能動性的過程。不少教師心中明白這個道理,實際操作起來有相當困難,甚至穿新鞋走老路。整節(jié)課中,沒有巧妙問題的引領,沒有學習欲望的激發(fā),缺乏積極地針對現(xiàn)象的猜測和假說,只是一個模擬實驗的簡單經歷,一個過場是完整的,但是其中我們都能感受到缺少了學生的主動參與。
改進策略:
一、 媒體再現(xiàn),喚起學生的前概念。
現(xiàn)在學生很少對星座有所觀察,城市學生更是少之又少,更不用說星辰的運行特點。星辰到底如何在天空中位置變化,北極星如何不動,對他們來是可謂紙上談兵,這些現(xiàn)象都需要教師在課堂上的再現(xiàn)。所以讓學生知道星辰的東升西落現(xiàn)象和北極星不動的現(xiàn)象還需要媒體的幫助。
一開始,我們可以播放一段星辰圖片和動畫
8、,讓學生了解一些主要星辰的特點,如啟明星、織女星、牛郎星等。用這些耳熟能詳?shù)男浅?,激發(fā)學生的興趣。引導學生觀察這些星辰在空中位置不是一成不變的,他們在空有的位置有規(guī)律地變化著,這是什么原因形成的,喚起學生的前概念(地球自轉引起星辰變化)。
二、巧設問題,沖擊學生的前概念。
興趣是推動學習的內在動力。新課程強調“我們的課程要關注那些真正來自兒童和屬于兒童的問題,聯(lián)系學生的生活和社會實際”。怎么樣讓學生在簡短的導入中感受到科學那份濃濃的奧秘和趣味呢?關鍵還是要從學生的實際出發(fā),以他們的前經驗為起點,讓他們的思維產生新的刺激或者矛盾,產生節(jié)點,這樣才能更好地使問題成為他們自己強烈的需求,全身心地
9、投入到探究活動中去。
結合本課的前后聯(lián)系,我們不妨采用在學生前概念的基礎上,創(chuàng)設問題情境,搭建和前概念矛盾的問題舞臺,構筑學生思維的強烈斗爭情景,以此來激發(fā)興趣。在學生觀察星空動畫媒體之后,問:星辰的東升西落,這是由于什么原因?學生自然能答出:地球的自轉,教師順勢引導:是啊,由于地球的自轉,導致星辰的東升西落,但是有一顆星它就是“懸掛”在地球上方的某一個位置而不動,你知道他是誰嗎?讓學生觀看北極星空的動畫媒體。通過這樣的引領,使學生的認知:從星辰東升西落是由于地球自轉引起的。潛意識里也形成一個不完全科學的概念:地球的自轉會引起所有星辰的東升西落。然而恰恰我們的事實:北極星就是不動!到底是什么
10、原因呢?在學生的腦海里進行了強烈的概念矛盾沖擊,此時他們的好奇心也猶然而生了!
三、利用矛盾,讓學生盡情假說。
以矛盾沖突為基礎的問題情境的產生和解決,恰好是教學過程與學生發(fā)展的驅動力。在好奇心的驅使下,小科學家們紛紛嘗試作出了假設:①北極星和地球同步自轉;②北極星在地球自轉中心的上方。這兩種假設都是學生根據(jù)實際結合自己的空間想象而猜測的。從這兩種假設中可以看出學生他們在積極參與問題的解決中。此時此刻,我們的教師還需要去費力引導學生的假說和實驗的方法嗎?我們只要質問一下:這兩種假說哪種正確呢?你能找尋足夠的證據(jù)來證明哪一種假說正確或者推翻哪一種假說是不成立嗎?簡短的引導再次激發(fā)學生的實證意
11、識,他們會搜集更多的資料來說明。
下面摘錄一段推翻北極星和地球自轉同步轉的假說的學生思辨過程:
生1:我們在北極天看到了很多的星星,看起來在以北極星為中心轉。(出示北極天星空實拍圖)
生2:如果北極星在和地球自轉一起動的話,那它和周圍星星的位置也會發(fā)生改變,有的時候和這顆星星的距離會近,有的時候卻會遠,但實際他們的距離還是那么穩(wěn)定。
生3:如果北極星和地球自轉同步的話,我們可以做一個模擬實驗,我們可以在高處掛一個物體,人站在下面進行觀察。這樣我們能看到人和這個物體的位置保持一致,但是這個物體和周圍的天空上星星位置卻在發(fā)生變化。這個就可以說明北極星如果和地球同步轉的話,他和周圍星星的位置
12、會發(fā)生變化,然而實際卻沒有,說明這種假說不成立。
我不禁為學生層層深入的精彩思辨而感到欣喜!
四、抽象具體化,讓學生自己找方法。
天體在空中的位置是多么抽象,每個人都會有自己不同的理解。如果教師就只想用自己的方式去灌輸,結果可想而知。不如嘗試讓他們自己去尋找最合適的理解方式吧!
師:你能用什么方法證明北極星處在地球自轉中心軸的上方會出現(xiàn):地球自轉而北極星不動的現(xiàn)象呢?
生1:我們可以做模擬實驗,在頭頂上面放一個模擬天空圖,然后人在下面以一個中心自轉,觀察上面星空的變化。(教師乘機出示:北極星空圖)
生2:我可以拿一把轉椅轉,看天花板。
生3:我可以轉陀螺,陀螺轉的時候,中間就是不
13、會動。
生4:看地球儀,讓它自轉起來,我看中間地軸的位置。
學生模擬實驗的方法可謂多種多樣,哪一種更能說明事實,學生自有自己的選擇,他們用自己最擅長的方式去理解、去解釋,豈不是更容易接受。給學生一片天空,他們會繪出更絢爛的色彩。經過自己的思維加工,他們把這么抽象的空間概念,用自己擅長的理解方式給具體化了,這不正是我們科學課堂上所需要的、所追求的嗎?
科學教學不再是教學生“知道”那么簡單了,我們更要引領學生去探索科學,讓他們用自己的思維,經過加工去經歷科學,猶如一個小科學家去體驗科學探索的過程,感悟科學探究的真諦。教師的角色,不要再只停留在“傳授”了,而是“引領”學生去探索。這更要教師走進學生的心靈和腦海,充分了解學生的前概念,抓住他們的心,利用層層深入的環(huán)節(jié)設置,讓我們的學生步步深入,一起探索,齊舞在科學絢爛的舞臺上。