小學科學地球與宇宙領域教學設計的一般性方法

劉洪

本文聚焦小學科學地球與宇宙領域教學的共性，論述了該領域教學的一般思路，指出模擬實驗在該領域教學中的運用規則，即模擬實驗旨在率先發展學生的相關能力線；具備有關能力后才相應獲得相關知識的邏輯性，即所謂的“能力先行，概念后置”。筆者依此理論做指導，以《月相變化》一課做了教學設計的范例。

一、地球與宇宙領域教學的一般性原則

從教材編排來看，小學科學地球與宇宙領域多集中在中高年級段。基于兒童學習理論和觀點采擇能力的有關論述，并結合教學實踐，我們知道該年齡段的兒童正處于由直觀思維到抽象思維的過渡時期，這也是很多教師在面對該領域教學時感到頗為為難的原因，很多現象和規律難以在課堂上直觀呈現。因此，在開展該領域的教學時我提出應遵循的三條基本原則：首先，該領域的教學我們需要引入大量的模擬實驗。其次，在具體的某課時的教學時我們應當注意其在本領域的前后關聯性。再次，我們在設計實驗教學時還應注意環節的梯度性，遵循“能力先行，概念后置”的原則。

（一）教學設計中模擬實驗的應用

首先，模擬實驗就是指根據相似性原理用模型來代替研究對象，這種實際存在的研究對象叫“原型”，相應的模型裝置叫“模型”。在研究中將模型實驗的結果類推到原型上去，揭示研究對象的本質和規律。模型大致可以分為理論模型和實物模型兩大類，在該領域的教學和實驗中多用實物模型。學生在參與教師設計合理的模擬實驗中有利于積累感性認識，有時可以成為學生對“原型”所蘊含的物理規律進行猜想和假設的依據；有時也可以成為學生探究或驗證“原型”物理規律的有效證據。以《月相變化》一課教學設計為例，全班分組觀察籃球亮面的實驗，有助于學生對月相的形成原因進行合理的猜測和假設。學生使用自制教具“月相變化演示器”模擬觀察一個月內連續變化的月相，有利于學生在探究月相變化規律中尋找到相關證據。總之，模擬實驗是本領域教學最常用也行之有效的實驗手段。

（二）教學設計的前后知識關聯性原則

在具體的某課時的教學中，我們應當注意其在地球與宇宙領域的前后關聯性。學生所有的學習都是建立在某種基礎之上的，小學科學的學習也不例外，這也是維果斯基的“最近發展區理論”所表達的內容。依據最近發展區的思想，最近發展區是教學發展的最佳期限，即發展教學最佳期限，在最佳期限內進行的教學是促進兒童發展最佳的教學。教學應根據最近發展區設定。如果只根據兒童智力發展的現有水平來確定教學目的、任務和組織教學，就是指望于兒童發展的昨天，面向已經完成的發展進程。這樣的教學從發展意義上說是消極的，而如果不參考兒童已有的水平，而設定過高的發展目標，教學目標自然無法達成，而這種激進的教學更會打擊學生的積極性。以《月相變化》一課為例，本課是以上節課《地球的衛星——月球》的相關知識：①月球不發光不透明，②月球的繞地球逆時針公轉，③公轉周期為農歷一個月為基礎。之后的《日食和月食》一課作為本課的拓展和延伸，也可以將其看作為是《日食和月食》一課的基礎，清楚了本課在該領域的教學作用后，對我們制定本堂課的教學目標就有極其重要的指導性作用。

（三）教學設計的“能力先行，概念后置”的原則

教學環節的梯度性做到“能力先行，概念后置”的原則。學生在小學科學的學習過程中總是伴隨著兩條線的發展延伸，一條為能力發展線，一條是知識發展線。“能力先行，概念后置”的觀點認為，學生應首先具備某種能力，再將這種能力轉化為相應知識。以《月相變化》一課為例，兩條發展線如下：

二、運用一般性原則進行教學設計

以上提及的三點在地球與宇宙領域教學的一般性原則，作為指導具體教學的設計和實施是具有普適性的，接下來本文以教科版小學六年級下冊第三單元第二節《月相變化》為例，以一般性原則為指導做一個完整的教學設計，包括：學情分析，教學目標的確定，教學重難點，教學環節。

[學情分析]：學生通過《地球的衛星——月球》一課中制作月球卡，已經獲得了月球的相關信息，如： ①月球不發光不透明，②月球的繞地球逆時針公轉，③公轉周期為農歷一個月等。基于這些信息，學生將比較容易了解到形成月相原因。學生在日常生活中比較熟悉十五的月亮很圓，聽說過如上弦月、下弦月的月亮，但對其他月相不熟悉，大多數不清楚引起月相變化的原因和在變化過程中所呈現出的規律。

[教學目標]

1.月球在圓缺變化過程中出現的各種形狀叫月相。2.認識到月相在不同時期有不同的形狀。3.月相的變化是有規律的，月相的形成與月球的公轉有關。

[教學重點]：觀察不同時期的月相，整理總結出月相變化的規律。

材料準備：籃球一個，強光手電一把，8個典型圓形月相圖卡，圓形紙片8張（背面帶磁片），記號筆8只，自制教具月相演示器8套，記錄單每生一份。

[教學環節]：

師：通過上節課制作月球卡，你了解了月球哪些信息？（板書：①月球不透明不發光②繞地球逆時針公轉③公轉周期為1個月④畫月球公轉示意圖）

師：月球自己不發光為什么晚上我們可以看見月亮呢？（板書④能反射太陽光）

生：相互補充回答。

設計意圖：通過與學生的問答，一方面可以了解學生的真實學習基礎，另一方面為解釋月相形成做鋪墊。

師：你見過那些形狀月亮？（我們把地球上看到的圓缺不同的月亮叫作月相（板書：月相））

師：老師這里有一個籃球，它也有不透明不發光的特點，我將它放在教室中間，用手電筒從講臺照射它，請各小組用記號筆用斜線表示籃球黑暗的部分畫出你看到它兩面的樣子。

生：畫本小組位置所看到的籃球亮面圖。

師：同學們觀察你畫的籃球亮面圖，你想到了什么？

生：它和月相很像。

師：每個小組畫的籃球亮面形狀是一樣的嗎？

生：跟月相一樣，有圓有缺。

設計意圖：1.多名學生回答過后，學生會發現月亮的形狀是不同的。從而引出月相的概念；2.用畫籃球亮面的活動，來讓學生初步感知雖然只是一面被照亮，但是不同的角度看過去，它的形狀不同。這便是讓學生在活動來獲得認識即是“能力先行，概念后置”；3.將模型類比到原型的過程。

師：根據剛才的活動，請同學們猜測：為什么一個月內看到的月相是不一樣的？（板書：月相變化與月球公轉有關）

生：因為一個月內月球繞地球公轉一圈，每天相對地球位置都不同，那么就像我們不同的小組看到的籃球一樣，會不一樣。

師：你能將你們小組畫的“月相”圖貼到對應的從地球上看到的月球的位置上嗎？

生：對應張貼月相。

師：一個月的月相貼好了，請同學們觀察思考月球運動到那里的時候我們可以看到滿月呢？

生：根據農歷十五是滿月回答。

師：農歷的一個月該從哪里算起呢？（板書：在相應月相旁標注農歷日期）

設計意圖：待所有小組張貼完畢，一個月的月相便展現在學生面前，.將月相與日期對應，便于接下來總結一個月周內的月相變化規律。

師：剛才同學們只是在自己小組的位置上看到了一個月相，你們想不想看到一個月連續的月相變化？（一邊觀察一邊做比較，看是否準確）

生：學生操作月相演示器，觀察一個月月相的連續變化，將八個位置的月相畫在記錄單上。

師：請同學們觀察上半月和下半月的月相，圓缺變化和亮的朝向各自呈現出什么規律？

（一邊說一邊將事先準備好的月相按日期從上到下張貼在黑板上）

生：操作月相演示器，觀察一個月月相的連續變化，將八個位置的月相畫在記錄單上。

設計意圖：畫連續變化的月相，驗證黑板上全班的記錄是否準確。從上到下的排放，有助于學生尋找亮面朝向的規律。如下圖，上半月亮面在右，下半月亮面在左，一目了然。

師：本節課課后堅持觀察記錄一個月月相，并畫在記錄單上，同時驗證一下我們結論。

設計意圖：模擬實驗不能成為學生最終的學習成果，實際觀察對學生更重要。

三、教學設計點評與總結

本節課的教學設計充分依照文章開頭的教育理論做指導，貫徹教學環節設計的梯度性并體現“能力先行，概念后置”的學生學習原則。教學中設計的兩個活動均突出了模擬實驗的作用，在將“模型”類比到“原型”的過程中，學生獲得了較好的能力提升；本課學習之后，學生具備了將農歷日期和月相相對應能力，并且日、地、月三者位置關系在兩次模擬實驗之后也逐漸明晰，特別是初一和十五三者的位置關系，這為《日食和月食》一課做了良好的鋪墊。這也在關聯性的把握中強調了學習過程的邏輯性，總的來說，本節課的設計是理論指導實踐的一次有益示范。