淺談模型建構在小學科學“地球與宇宙”領域教學的應用

黃哲元

摘 要：學生在學習“地球和宇宙”時缺少實際的感性體驗，和客觀存在的觀察障礙，需要學生具有一定的空間想象力，和大量的知識儲備來支撐，這些都為學生空間觀念的建構增加了難度。本文以《在星空中一》為例，淺談模型建構在小學科學“地球與宇宙”領域教學的應用。通過模擬真實的情景，讓學生把空間觀念和科學概念之間建立了關系，有效的建構了科學概念。

關鍵詞：模型建構 地球與宇宙 北斗七星

中圖分類號：G623 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2018）09-0-01

蔚藍的地球與浩瀚的宇宙，總能引起人類無限的遐想和探索欲望。小學生同樣也對此領域充滿興趣。小學生五六年級有“地球與宇宙”領域的學習。由于缺少實際的感性體驗，和客觀存在的觀察障礙，再加上空間結構的運動性和大尺度特點，這些都為學生空間觀念的建構增加了難度。天體的運動，形成了天體之間相對位置的變化，天文現象也隨之變化，學生的空間結構也要隨之變化；大尺度的空間結構需要學生有著較好的空間想象能力。這是“地球和宇宙”空間觀念建構的難點所在，需要我們去研究和突破。

所謂模型，是指根據已知的事實建立的，對研究對象簡潔仿真性的表述。它從原型出發，根據某一特定目的，抓住原型的本質特征，對原型進行抽象，把復雜的原型客體加以簡化和純化，建構一個能反映原型本質聯系的模型，并進而通過對模型的研究獲取原型的信息，為形成理論建立基礎。模型建構可以發展學生抽象思維、體現學生本真探究、培養學生天文愛好，模型本身越逼真，實驗效果就越好。下面以《在星空中（一）》為例，淺談模型建構在小學科學“地球與宇宙”領域教學的應用。

一、建構模型四要素

建構模型四要素包括任務驅動、模型建構、模型探究、解釋原型。在《在星空中（一）》一課中，其四維教學目標是： 學生在經歷“北斗七星”模型建構的過程中，認識到7顆星離地球的遠近是不同的，從不同角度觀察北斗七星，構成的圖形是不同的，進而明白星座是遠近不同、沒有聯系的恒星在天空中的視覺圖像；學生通過建構和觀察“北斗七星”模型，用圖畫做好相關的記錄，并對模型進行合理推理和做出解釋； 學生在“北斗七星”模型建構的過程中，知道建構模型是認識星空的重要方法，培養對天文科學的興趣；學習掌握建構三維立體的“北斗七星”空間結構方法流程，體驗stem在建模中的應用。

根據教學目標，確定建模四要素為：1、任務驅動（引模）：模擬什么—北斗七星的模型；2、模型建構（建模）：怎樣模擬—根據已知信息建構模型；3、模型探究（釋模）：分析模擬后看到的現象——運用模型探究未知信息；4、解釋原型（拓模）：原型對比—不同角度觀察北斗七星模型。

二、建構模型

1.所需材料

泡沫板、竹簽、黏土

2.找一張邊長為50厘米左右的正方形紙板，按圖打上7個小孔

（七個孔距離地球觀測端的距離，按照七顆星距離地球距離相應比例排列）準備7根長度不同的竹簽，用黏土揉七個小球插入竹簽的上端，代表七顆星。在1號到7號位置分別插入這七根竹簽。

3.活動

①轉動光源和相應移動背景屏幕，讓光從四個不同的角度照射模型，使七顆星的影子完全落在屏上，描繪影子，再用線將它們連起來；②一張紙畫一幅投影圖，完成后，將畫好的4幅圖整齊擺放在桌子上，仔細觀察發現，并總結結論：星座是遠近不同、沒有聯系的恒星在天空中的視覺圖像。如果從不同角度觀察，圖形不同。

北斗七星的斗柄，在不同的季節指向不同：晚上8、9點觀測，秋天斗柄朝西，冬天斗柄朝北，春天斗柄朝東，夏天斗柄朝南。

宇宙類課文難上，難在哪里？學生需要一定的空間想象力，需要有大量的知識儲備來支撐。建模是一個思考、思辨的過程。學生通過模擬實驗建構了空間觀念；借助模型分析和想象認識對象間的實際關系，通過真實的情景回歸，讓學生把空間觀念和科學概念之間建立了關系，有效的建構了科學概念。

“一個仰望星空的民族，是大有希望的民族。”空間觀念的建構是符合新課程改革的趨勢。它終將為學生后續的科學學習和科學概念的發展，為終生學習起到了鋪墊和橋梁的作用。

參考文獻

[1]韓曉寧. 小學科學地球與宇宙領域模擬實驗研究[J].教師，2017，（15）：81.

[2]李偉臣.小學科學“地球與宇宙”教學策略概覽.http：//wenku.baidu.com/view/8d14bc86b9d528ea81c77964.html