科學課準確建模，促進學生的思維發展

朱興鋒

小學科學課模型建構是科學課程標準的要求，也是學生需要掌握的一種科學方法，它為解決現實問題提供有效的途徑，同時讓學生體會到科學知識的用處和價值，培養學習興趣。我經常聽同事抱怨《宇宙》單元特別難上，靠一些簡單的學具和多媒體課件，模型和原型沒有產生聯系學生真正搞明白的沒有幾個。在上《太陽系》一課前，看著那張出錯了很多年的太陽系ppt圖片（尺度比例上有問題），思考著如何讓學生真正認識太陽系，如何建立一個正確的太陽系實物模型。下面主要探討我在教學《太陽系》一課時，課前課內及課后的一些思考，以期提高學生科學探究效率，培養學生學習興趣，促進學生的思維發展。

一、課前“下水”，發現問題

（一）問題一：數據龐大，換算麻煩

作為科學老師，課堂上的任何實驗，都應在課前做好“下水”實驗，以優化實驗材料、預設實驗過程、驗證實驗效果等。我在教學《太陽系》時，上課前仔細閱讀教材，查看太陽系八大行星的數據，設想若要完整的建構一個太陽系實物模型，首先要把各項數據按一定比例縮小，如果按照教材中將太陽系直徑縮小為14cm為基準，對太陽系八大行星的數據按比例縮小，遇到的第一問題就是這些數據比較龐大，數據單位換算比較麻煩。

（二）問題二：比例太小，觀察不便

我就決定按照太陽模型直徑14cm為基準對數據進行縮小，剛開始計算水星的數據，第二個問題就出現了，水星按比例縮小后的數據是直徑0.05cm，金星縮小后的數據是直徑0.12cm，八大行星中最大的木星直徑也只有1.4cm，若按照這個數據，即使進行實物建模，實物模型也將不利于學生觀察，細細思考解決辦法，若要使八大行星的實物模型便于學生觀察，應該把比例放大一些，設想將太陽直徑縮小為140cm（縮小1億倍），那么八大行星按比例縮小后的數據為水星直徑0.5cm，金星直徑為1.2cm，地球直徑為1.3cm， 若按照這個數據，除了太陽實物模型的直徑有些大之外，八大行星制作出模型后將有利于學生觀察。

通過“下水”實驗，讓太陽系建模的比例更加合理，便于學生觀察；讓實驗材料更加簡便，便于學生操作；讓實驗過程更加簡捷有效，便于合理調控時間。

二、課內引導， 提升體驗

（一）縮小1億倍，建立太陽及八大行星模型

在準備好八大行星實物建模材料后（水星、金星、地球、火星用橡皮泥作為材料，木星土星、天王星、海王星用氣球作為材料），課堂上我就建構八大行星模型提出問題：

1.假如將太陽的直徑縮小為14cm（縮小10億倍），其他行星的直徑是多大？

2.要把八大行星模型擺到桌上，縮小的合適比例是多少？

學生根據要求分組對數據進行了計算，學生很快發現若按照縮小10億倍縮小，除了木星土星等巨行星，其他行星的直徑很小，不方便制作實物模型，經過小組討論得出縮小1億倍是比較可行的方法。確定八大行星模型縮小比例之后，各小組按1億倍縮小后馬上做出了各自任務的行星模型。等模型做出來后，學生紛紛驚嘆，原來和太陽系其他行星比較，地球真的一點都不起眼，和木星土星等巨行星比較，地球可以說是一個小不點，這時，我展示那個縮小了1億倍的太陽模型，學生更是一陣驚呼：“原來太陽是如此巨大！”“本來很大的木星也顯得很渺小！”雖然通過數據比較學生知道木星比地球大很多，太陽更是巨大，但太陽及八大行星實物模型構建出來后，這種強烈的對比是教科書上的圖片和數據無法給予的，通過實物建模學生對于太陽及八大行星的體積有了一個更加直觀更加深刻的認識。

（二）縮小100億倍，建立八大行星與太陽的平均距離模型

在太陽及八大行星建模結束后，我又提問：

1.我們制作出了太陽及八大行星的實物模型，如果按照這些實物模型的比例（縮小1億倍），我們能不能算出八大行星與太陽的距離又是多遠呢？

2.我們能在教室或操場上來簡單模擬太陽系嗎？

學生提出縮小100億倍，此時，學生覺得把太陽系縮小100億倍后，可以在操場上進行模擬，學生在觀察按100億倍比例縮小的模型后，發現水星、金星、地球、火星這四顆行星與太陽的距離相對較近，而木星、土星、天王星、海王星這四顆行星離太陽較遠，特別是天王星和海王星與太陽的距離相當遙遠。通過實物建模學生對于太陽系的廣闊以及宇宙的空曠無垠有了更加直觀的體驗。

（三）不同比例，無法展現完美的太陽系模型

我們已經建立了縮小1億倍的太陽及八大行星模型和縮小100億倍的八大行星與太陽的平均距離模型。這時候，學生也已經意識到了，完整的太陽系模型將無法以統一的比例展現出來。因此，對于太陽系的建模，根據學校操場的范圍，經過討論，決定尊重事實，按縮小100億倍的比例建立太陽系模型，太陽按1.4cm制作模型，八大行星模型由于太小無法制作，只能讓學生找到它們在太陽系中的位置了。

三、課后反思，促進提高。

課后細細回想，就《太陽系》這課及宇宙單元的建模教學，有以下幾點收獲與體會。

1.建模要選合適的材料

模型建構實驗是學生進行親自動手，主動進行科學探究的重要活動形式。學生要進行實驗就必須要有實驗材料，而且要有合適的實驗材料。合適的材料要根據實際情況確定選擇那些既安全，又高效；既便宜易得到，又實用的材料。

2.建模要盡量接近原型

建模是一種間接的實驗方法，它是根據模擬對象的本質特性，建立或選擇一種與對象客體一致或相似的模型，在模型上進行實驗研究然后將研究的結果推廣到對象客體中，從而達到解釋對象、認識對象的目的。所以模型的科學性，直接關系到學生科學概念建構的正確性。

3.建模后要更深的認識

建模的目的是為了更好地認識原型，從而掌握有關原型的客觀規律和科學知識。因此，在建模后，我要引導學生將對模型的觀察、思考、分析的結果推理到原型之中，站在原型的層面來認識。

總之，在小學科學模型建構教學中，我必須牢牢把握促進學生科學探究能力和科學思維發展這一核心任務，這樣學生才能在不斷的科學實踐過程中，體驗科學探究的樂趣，提高科學探究的能力，獲取科學知識，形成尊重事實、善于質疑的科學態度，從而獲得科學素養的提升。

【作者單位：紹興市柯橋區漓渚鎮中心小學 浙江】