引領學生在模擬世界中探究宏觀科學

模擬實驗是對事物的內部結構、運動變化過程進行實驗。利用模擬實驗探究是科學探究的一種有效方式，可以通過簡潔演示來解釋那些復雜的科學現象，它可以使抽象的、隱藏的科學現象具體化、直觀化、顯性化、形象化。有利于培養和充分發揮學生的想象力、創造力、邏輯思維能力和建構知識能力。

以五年級上冊第一單元《白天和黑夜》這單元教學為例，談談如何引領學生在模擬世界中探究宏觀科學。教師在教學中應充分運用多種教學方法、多種手段幫助學生觀察相關自然現象，理解科學知識，認識科學原理或成因，較準確的反映客觀事實，來增強模擬實驗的實效性。

一、動作體會模擬，研究太陽與影子的關系

“影子怎么動的？”“朝哪個方向動的？”“為什么朝那個方向動？”為了讓學生明白太陽與影子的對應關系，在第一課《太陽與影子》教學中，讓學生進行動作體會模擬，全班學生站立面向南方，左臂握拳抬高代表太陽，模擬太陽從東向西的運作過程，右臂伸直代表物體的影子，然后讓學生從南向北一邊轉動身體，一邊體會太陽的運動對影子的變化有著直接影響關系，“太陽在東影子在什么方向？”“太陽在南影子在什么方向？”“太陽在西影子在什么方向？”學生會發現影子與太陽相隨，有太陽才會有影子。

二、現場實驗模擬，研究陽光下物體影子的變化

為了讓學生觀察陽光下物體影子變化有什么規律，對物的體影子進行觀察和記錄。在《太陽與影子》教學中，在陽光下讓學生小心地把細細的鉛筆芯垂直插在橡皮泥上，然后固定在白紙上不要移動，確定好南北方向，在陽光下畫出鉛筆影子的位置變化，每隔五分鐘觀察記錄一次，要求影子有多長畫多長。影子的變化是明顯的，一條條細細的有長短變化、位置變化的影子就展現在學生眼前。通過觀察和記錄，使學生真切地感知到陽光下影子的方向和長短會隨著時間的變化而變化。

三、制作花盆鐘模擬，研究太陽與影子的變化規律

為了讓學生知道太陽的運動與影子的變化是有規律的，可以利用這個規律來計算時間。在第二課《太陽鐘》教學中，讓學生動手制作簡易的花盆太陽鐘。利用一只花盆，在盆底的圓孔處插一根長棍子，放在整天都有陽臺上，每過一個小時，在盆沿的陰影處做一個標記，這樣下來，只要有陽光就可以在花盆上讀出時間了，體驗一下太陽鐘的作用。

四、地球儀模擬，研究晝夜交替的原因

為了讓學生了解地球晝夜交替的現象，在第三課《晝夜交替》教學中，通過模擬實驗來理解晝夜交替的成因，手電筒代表太陽，小地球儀代表地球，一邊轉動地球儀，一邊用手電筒照射地球儀，演繹其變化過程，觀察地球儀上的明暗變化，在模擬的過程中不斷地讓學生觀察思考：“太陽東升西落，地球儀應該朝哪個方向轉動？”由于地球自轉引起的地球表面受太陽照射部分的不同，“當地球照到的一面被太陽照射時，這一面是什么時候？”“另外一面太陽光照射不到為什么時候？”地球不停自轉，使得地球的暗面與亮面不斷轉換，出現了晝夜交替的現象。

五、標志設置模擬，研究某地晝夜現象

為了了解在地球上同一時刻的不同地點，晝夜現狀是有差別。在《晝夜交替》教學中，在地球儀上的某一個位置做標志，可以清晰的觀察到地球轉動一圈時的不同變化。用紅色的橡皮泥粘貼在中國北京這個位置，在太陽（手電筒）相對不動的情況下，轉動地球儀（地球），觀察地球儀上一個確定的觀察點（北京），“當標志從黑暗部分轉入明亮部分是一天中什么時候？”“當標志從明亮部分轉入黑暗部分是一天中什么時候？”“當標志轉入明亮部分中間位置時是一天中什么時候？”“當標志轉入黑暗與明亮交界處時是一天中什么時候？”讓學生分別觀察受光面、背光面以及左右側光面四個位置上受到光照的變化，模擬出晝夜變化現象。

六、板畫線條模擬，研究不同地區的時差

為了了解晨昏線和時區差，在《晝夜交替》教學中，先用籃球來模擬地球，把籃球表面平均分成四等份，用粉筆在籃球上畫四個豎線條，分別表示一天中的早晨6點鐘，中午12點鐘，傍晚18點鐘，深夜24點鐘這四個時區。然后繼續做地球儀的模擬實驗，推算晝夜區域和某地時間。在地球儀的不同位置（美國、德國、英國、澳大利亞）四個國家用橡皮泥分別標上記號，自西向東轉動地球儀，觀察各個記號的明暗變化：“當北京是晚上8點時，其他三個國家分別是幾點？”讓學生觀察燈光下的地球儀，根據明暗的不同和變化趨勢，判斷出不同地方的晝夜現象，大致判斷出各地區的時差。

七、三球儀模擬，研究月相的變化成因

在《看月亮》的教學中，利用三球儀模型做月相成因的模擬實驗，三球儀中裝有燈光的大紅球代表太陽，小地球儀代表地球，小白球代表月球。地球和月亮的運轉方向都是東升西落，教師慢慢轉動三球儀，讓學生觀察月亮繞著地球跑，地球繞著太陽跑，并且自身在不停的自轉。教師一邊轉動三球儀，一邊讓學生觀察思考：“當太陽光照在月球上時月亮什么樣子？” “當我們地球處在月球的側面時，看到怎樣的月亮？”“當我們地球處在月球的側下方時，看到的又是怎樣的月亮？”由于月亮、地球和太陽是三個位置不斷變化的球體，月亮不停地繞著地球做勻速的圓周運動，月亮是靠反射太陽光才產生光亮，我們只能看到月亮被照亮的一部分，照不到的部分是黑暗的什么也看不到。

【作者單位：金壇市常勝小學 江蘇】