小學天文課“探究活動”的設計研究

《小學科學課程標準》對小學科學課程知識部分內容做了具體的描述，包括“生命世界、物質世界、地球與宇宙”三大領域。在“地球與宇宙”單元中指出，要“為學生揭開星空神秘的面紗”。可是翻開現行科學教材，涉及星空宇宙的內容只有四五節課，這與學生們的需求產生了很大的差距。

為適應時代發展的需要，同時為滿足學生的興趣、家長的希望，有些小學開設了“天文校本課”。特別是在神五、神六飛天以后，“天文校本課”如雨后春筍般在國內悄然多了起來。現在雖不算是“新生事物”，但還多處于摸索階段。

據調查，在天文課上常常出現“教師講述得干燥乏味，學生聽得昏昏欲睡”的情況。經過深入分析，我們認為，問題在于天文知識距離學生的生活太遙遠、天文名詞又多是承載了不同的文化內涵;天體的運動規律非常抽象而且學生觀測存在極大的困難，學生很難經歷自身的體驗建構過程。

為此，有些人對在小學開設“天文課”提出了質疑，認為在現行小學科學課程中已涉及了“地球與宇宙”的相關內容，沒有必要再充實相關的內容;在小學階段并不適合開設天文課，會給學生帶來負擔。

在認真閱讀維果斯基的最近發展區理論后，我們對天文教學有了新的思考:開設天文課的目的是在傳遞天文信息的過程中滿足學生的興趣，培養他們追天的夢想;并非要學生記住多少知識，而是讓學生在獲得知識的過程中體驗到學習天文的快樂;并不是讓學生記住哪個星座，而是讓學生在夜空中能夠找到指認星座;認識科學的進步和人類智慧的潛力，讓小學生們的校園生活更富有童趣。

教學認識的深入直接引發了我們教學行為的轉變，在設計學生探究活動方面，我們有了全新的實踐。

讓學生參與“猜想”活動

猜想是不知其真假情況下的語言敘述。在天文領域里，遇到不能解釋的現象時，往往采用猜想的方式尋求解釋，再通過長期的觀測實踐去證實假想答案的真實性。例如，在教學“丟失的小行星”一課中，“提丟斯”數組與太陽系行星間數據有什么關系呢?“提丟斯”數組是18世紀無意間算出來的，當時人們還沒有發現天王星、海王星、冥王星。當時人們發現“提丟斯”數組與太陽系中行星距離太陽的數組相似而產生了很多猜想。我教學中給學生出示兩組數組，告訴他們當時引起了很多天文學家的興趣，假如你是當時的天文學家，你會有哪些猜想呢?學生猜想有:“2.8處應該有火星和木星的衛星，2.8處很可能有一顆大行星還沒被發現，2.8處可能有一些小的天體……”在學生產生很多猜想的情況下，教師提出“經過人們長期的觀測，發現了什么呢?”學生在興趣的驅動下會非常關注他們的想法是否符合現實，從而關注下面的學習活動，參與到“小行星發現過程的教學活動中來”。

讓學生參與想象的探究活動，不僅可以吸引學生主動去獲取知識，同時還可以交給學生學習天文的基本方法——經過長期的觀測實踐解決問題，讓學生知道，一個天文事實是基于長期的可靠的觀測基礎之上的。

組織學生參與“想象”活動

想象是對人在頭腦中憑借記憶所提供的材料進行加工，從而產生新的形象的心理過程。也就是人們將過去經驗中已形成的一些暫時聯系進行新的結合。它是人類特有的對客觀世界的一種反映形式。小學生之所以對天文感興趣，原因在于“看到天上的星星可以賦予很多想象，產生很多夢想”，突破時間和空間的束縛，達到“思接千載、神通萬里”的境域。

在教學時，教師應抓住學生興趣的基點，組織學生多參與想象的探究活動，發展學生的天文興趣，培養學生主動觀測，主動解決問題的科學態度。例如，“北斗七星”一課的教學，教師問:“你們見過北斗七星嗎?它像什么?”事實上，在生活中孩子很難自己觀看北斗七星，但是大多數學生知道北斗七星像個大勺子。教師出示7個紅色的磁扣，問:“誰能在黑板上擺出北斗七星?”學生會憑借自己對勺子的印象擺出來。但是，很多同學擺完后就會發現“七顆磁扣的排列和勺柄的方向存在很大的差異”，由此引出“七星的排列和勺柄指向”兩個需要觀測才能解決的探究問題。教學活動不僅激發了學生的興趣，還培養了學生主動觀測的探究態度。

組織學生參與“動手制作、繪畫”等活動

天文教學中有很多關于“天體結構、天體成因”的內容，例如，地球的構造、彗星的形狀、環形山的形成等。如果由教師講述，學生很難融進教學活動。我們不妨換一種方式讓學生掌握，如用不同顏色的橡皮泥捏出地球的內部構造、用橡皮泥和紙條制作彗星、用小球和沙子模擬環形山的形成。另外，我們還可以把繪畫融入天文教學。例如，在“到月球去旅行”教學中，可以讓學生以繪畫的形式表現怎樣去月球。這樣做很符合小學生的年齡特點，易于調動學生的主動性、積極性、能動性，在活動中發展學生的潛能。

利用活動星圖探究“天體運動規律”

活動星圖是由一個可轉動的星盤底座與一個帶橢圓開口與時間刻度的圓盤組成，它能顯示不同日期和時間所見的實際星空。使用時調節到觀測的時間(如10月8日晚上22時觀測)，然后把星圖舉起，把活動星圖的正北方對準現實生活中的正北方，活動星圖中的星象就是天上的星象了。

活動星圖是學生學習天文知識必備的工具之一。教師往往用它來教學生找星星、辨認星座。其實，我們還應更好地利用它“模擬觀測天體的運動規律”。例如，“北斗七星”一課教學中會涉及到“北斗七星的斗柄是否始終指向一個方向”。學生在充分表述自己的觀點后，需要經過最少一年的時間觀測，才能發現北斗七星的運動規律。如果教師在學生充分表述自己的觀點后講述，學生只是被動接受而非主動探究這個問題，不僅使學生感到索然無味，更為重要的是我們忽視了學生是探究問題的主體。為此，我們可以組織學生在用活動星圖觀察北斗七星排列和斗柄方向的基礎上，讓活動星圖動起來，觀測北斗七星的運動變化。

通過實踐，我們發現，北京天文館制作的活動星座圖，非常適合學生用來探究“天體運動規律”。

利用教學軟件組織學生觀測

天文課堂教學中最大的困難就是“實際觀測”，教師最難組織的活動也是觀測。因為在現實生活中，城市里由于空氣透明度原因，即使是晴天也很難看到幾顆星星，即使自然條件允許，教師組織觀測活動同樣要考慮很多因素。

其實，我們完全可以利用“Stellarium”模擬星空軟件選擇不同的地點、時間來觀測認識天體，研究天體的變化。如2010年1月18日千年一遇的日環食，北京地區只可以觀測到日偏食，要想看日環食就要到我國南方云南。我們大可不用花費時間、精力去云南，可以打開“Stellarium”軟件，輸入地點“昆明”，選擇好日期時間，就可以在電腦上觀看日環食的變化過程了。這個軟件使用起來非常方便簡潔，而且不需要在網絡條件下使用，是我們組織教學活動的好幫手。

除此之外，我們還可以登錄“中國數字科技館、國家天文臺”等網站，申請“遠程天文望遠鏡”，觀測不同國家不同地點的星空，這不僅可以提高教學實效，更可以發展學生探究天文的志向。

“一個民族有一些關注天空的人，他們才有希望;一個民族只是關心腳下的事情，那是沒有未來的。”為了讓我們的孩子今后在天文領域有認識、有建樹、有話語權，我們的天文課必須設計好學生主動參與、能夠接受的探究活動，這樣才能使天文課成為培養小天文學家的搖籃!■