《影子的秘密》三次試教與思考

探究實(shí)踐是科學(xué)核心素養(yǎng)的重要組成部分，它強(qiáng)調(diào)學(xué)生通過(guò)親身體驗(yàn)獲取知識(shí)和技能，鍛煉和提高觀察力、分析力、判斷力和解決問(wèn)題的能力，從而形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維方式。在科學(xué)課堂中設(shè)計(jì)探究實(shí)踐活動(dòng)時(shí)，教師要站在學(xué)生的立場(chǎng)，充分考慮他們的現(xiàn)有水平以及認(rèn)知發(fā)展規(guī)律，由淺入深地設(shè)計(jì)適合他們的教學(xué)活動(dòng)。

一、教學(xué)分析

《影子的秘密》是三年級(jí)“太陽(yáng)、地球和月球”單元的第三課。教材主要安排了三個(gè)活動(dòng)：利用模擬材料產(chǎn)生影子，利用模擬材料讓影子發(fā)生變化，通過(guò)手影游戲產(chǎn)生更多的影子。之后，學(xué)生通過(guò)研討了解影子產(chǎn)生和變化的原因。

生活中總能見(jiàn)到影子，學(xué)生對(duì)于影子并不陌生，但是他們并沒(méi)有深入探究影子產(chǎn)生以及變化的原因，更不會(huì)把它的變化與太陽(yáng)、地球關(guān)聯(lián)起來(lái)。調(diào)查還發(fā)現(xiàn)，對(duì)三年級(jí)學(xué)生而言，描述實(shí)驗(yàn)的方法、現(xiàn)象并有效記錄實(shí)驗(yàn)有一定的難度。

教學(xué)時(shí)，在調(diào)查學(xué)生對(duì)影子已有認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，教師對(duì)教材進(jìn)行了重組，設(shè)計(jì)了“找影子—造影子—變影子—消失的影子”四個(gè)活動(dòng)，前后經(jīng)歷了三次試教，確定“造影子”和“變影子”為主要活動(dòng)。

二、三次試教過(guò)程與思考

1.第一次試教

開(kāi)課后，在“造影子”活動(dòng)中，學(xué)生先根據(jù)教師提供的材料，分小組制造出一個(gè)影子，然后研討影子是怎樣產(chǎn)生的。在“變影子”活動(dòng)中，學(xué)生先小組制造不同的影子，再討論交流用什么方法制造，分析影子變化的原因。因“變影子”活動(dòng)用時(shí)較多，所以導(dǎo)致“消失的影子”活動(dòng)沒(méi)有完成。

在“造影子”活動(dòng)中，學(xué)生利用教師提供的實(shí)驗(yàn)材料很容易制造出影子，但是很難說(shuō)清楚影子是如何產(chǎn)生的、它的產(chǎn)生需要什么條件。特別是對(duì)于“屏”的認(rèn)識(shí)，不是學(xué)生自己交流達(dá)成的共識(shí)，而是教師為了推動(dòng)教學(xué)進(jìn)程而直接告知他們的。在“變影子”的活動(dòng)中，學(xué)生很容易讓影子發(fā)生各種各樣的變化，但很多小組開(kāi)展的“變影子”活動(dòng)是無(wú)序的，且與要研究的問(wèn)題脫節(jié)，更不知道如何把觀察的現(xiàn)象記錄下來(lái)。匯報(bào)交流時(shí)，在教師一次次追問(wèn)下，學(xué)生像擠牙膏似的描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。整節(jié)課下來(lái)，仿佛是只為了傳授既定的科學(xué)知識(shí)而在上課。如何讓學(xué)生的思維發(fā)展貫穿整節(jié)課，如何讓他們帶著問(wèn)題去探究，是本次試教后要重點(diǎn)改進(jìn)的問(wèn)題。

2.第二次試教

在導(dǎo)入活動(dòng)中，教師加入了一段手影小視頻，一下子調(diào)動(dòng)起學(xué)生的興趣，讓“找影子”活動(dòng)開(kāi)展得很順利。“造影子”活動(dòng)中，教師通過(guò)“如果讓你在教室里面制造影子需要哪些材料”這個(gè)問(wèn)題來(lái)幫助學(xué)生突破對(duì)于影子產(chǎn)生需要光、阻擋物、屏的認(rèn)知難點(diǎn)。活動(dòng)中，學(xué)生通過(guò)制造影子發(fā)現(xiàn)影子有形狀、大小、長(zhǎng)短、位置、方向、顏色等變化，教師引導(dǎo)他們思考“為什么影子會(huì)發(fā)生這些變化”，讓他們?cè)O(shè)計(jì)探索影子變化原因的活動(dòng)方案，并進(jìn)行匯報(bào)交流。

在“造影子”活動(dòng)中，教師通過(guò)演示、追問(wèn)，使學(xué)生順利得出影子產(chǎn)生的三要素。仔細(xì)分析發(fā)現(xiàn)，在這個(gè)過(guò)程中教師的引導(dǎo)居多，學(xué)生自我認(rèn)知較少。在“變影子”活動(dòng)中，學(xué)生從設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)到實(shí)驗(yàn)探究，再到匯報(bào)交流都有較深入的思考，但是對(duì)于三年級(jí)學(xué)生來(lái)說(shuō)，用控制變量的方法來(lái)探究影子產(chǎn)生的變化，難度比較大，他們很難把現(xiàn)象與想法表述出來(lái)。如何設(shè)計(jì)更符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的活動(dòng)內(nèi)容，是本次試教反映出的新問(wèn)題。

3.第三次試教

在“造影子”活動(dòng)中，教師提問(wèn)：“如果讓你在教室里造影子，需要什么材料？”學(xué)生馬上回答：“手電筒。”教師給學(xué)生提供一支手電筒，他們很快制造出了影子。對(duì)于學(xué)生不容易理解的屏，教師適時(shí)追問(wèn)：“影子落在什么物體上？”匯報(bào)交流時(shí)，學(xué)生將造影子的方法進(jìn)行梳理，師生共同歸納出造影子需要的條件是光、阻擋物、屏。

在“變影子”活動(dòng)中，考慮到前兩次的試教情況，教師降低了探究難度，引導(dǎo)學(xué)生只改變光照射的角度，不改變屏和阻擋物，尋找影子產(chǎn)生的變化。搭好了這個(gè)“腳手架”，學(xué)生對(duì)“還能改變什么，也能讓影子發(fā)生變化”這一問(wèn)題就容易理解得多。具體做法是：

首先，學(xué)生利用相同的一組材料（紙屏、小圓柱體、手電筒）制造出第一個(gè)影子，教師指導(dǎo)他們用畫(huà)圖的方法記錄它的樣子，并讓他們思考“不改變阻擋物和屏的位置，怎樣讓影子產(chǎn)生變化”。學(xué)生思考并交流后，分組制造不同的影子，再全班交流。

然后，教師提供了一組有規(guī)律的太陽(yáng)影子變化圖，讓學(xué)生分小組利用剛學(xué)會(huì)的方法快速、有序地制造出這一組影子。學(xué)生發(fā)現(xiàn)，無(wú)論是讓一個(gè)影子發(fā)生變化，還是讓一組影子發(fā)生變化，都只改變了光源的位置。他們因此聯(lián)想到，這組影子的變化和生活中太陽(yáng)下的影子變化是一樣的。

最后，教師進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生研討：除了改變光源的位置外，還有哪些方法能讓影子發(fā)生變化？學(xué)生立即想到改變阻擋物的擺放或阻擋物與屏的距離，也會(huì)讓影子發(fā)生變化。看似簡(jiǎn)單的環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了從一種方法到多種方法的轉(zhuǎn)變，讓學(xué)生的思維得到發(fā)展。

可以看出，在“造影子”活動(dòng)中，學(xué)生通過(guò)體驗(yàn)及記錄分析，很容易認(rèn)識(shí)產(chǎn)生影子的三要素；在“變影子”活動(dòng)中，教師演示制造出第一個(gè)影子，并指導(dǎo)學(xué)生記錄它的樣子，再讓他們思考、交流后，用其他方法改變影子，充分體現(xiàn)了“思中做、做中思”的理念。學(xué)生制造出與教師演示不一樣的影子，初步掌握了控制變量的方法，并為后續(xù)研討“還有哪些方法也能讓影子發(fā)生變化”奠定基礎(chǔ)。這里，教師設(shè)計(jì)基于學(xué)生視角的、結(jié)構(gòu)化的探究活動(dòng)，將探究活動(dòng)引向深入，讓他們的思維得到發(fā)展。

三、教學(xué)反思

1.引入有結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)材料

改進(jìn)手電筒。最初，教師為每組提供普通手電筒做實(shí)驗(yàn)，試教后發(fā)現(xiàn)，手電筒的位置不好固定。后來(lái)?yè)Q成有底座并可以彎曲的小臺(tái)燈，試教后發(fā)現(xiàn)，這種小臺(tái)燈雖然可以更好地控制位置，但在制造一組有規(guī)律的影子時(shí)降低了學(xué)生的體驗(yàn)感，導(dǎo)致他們很難發(fā)現(xiàn)制造這組影子時(shí)光源位置發(fā)生的有規(guī)律的變化。最終教師選用一只方便移動(dòng)的手電筒來(lái)做實(shí)驗(yàn)。

改進(jìn)阻擋物。教師最初用一個(gè)六棱柱當(dāng)阻擋物，學(xué)生用畫(huà)圖的方法記錄時(shí)，由于六棱柱影子的變化多樣，要想準(zhǔn)確記錄費(fèi)時(shí)且費(fèi)力。之后教師經(jīng)過(guò)多次嘗試發(fā)現(xiàn)，小圓柱體產(chǎn)生的影子更容易被學(xué)生畫(huà)下來(lái)，不會(huì)造成畫(huà)圖困難。

改進(jìn)屏。教師最初用的是一張白紙作屏，但學(xué)生不能很明顯地觀察到影子的變化，后來(lái)?yè)Q成了有小方格的紙屏，他們根據(jù)影子落在方格紙的大小，能很容易地觀察到影子的變化。

為了指導(dǎo)學(xué)生畫(huà)好第一個(gè)影子，教師還開(kāi)發(fā)了可以固定在白板上的手電筒支架、環(huán)形燈等器材。

2.加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)的有效指導(dǎo)

學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，教師既要留足探究空間讓他們體驗(yàn)、思考，又不能完全放手讓他們自由探究。本課中，教師以制造的第一個(gè)影子為例，詳細(xì)指導(dǎo)學(xué)生觀察影子及記錄影子，并讓他們?cè)诖嘶A(chǔ)上制造出不一樣的影子，自主探究更多讓影子變化的方法。“先扶后放”的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)，讓探究活動(dòng)更有序、更有目的性。同時(shí)，本課實(shí)驗(yàn)記錄單的三次改進(jìn)也幫助學(xué)生有序、高效地展開(kāi)探究。

3.設(shè)計(jì)有層次的探究框架

探究實(shí)踐是學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的重要方式。學(xué)生通過(guò)親身經(jīng)歷探究直接獲取經(jīng)驗(yàn)，建構(gòu)科學(xué)概念。為了不讓學(xué)生陷入“做實(shí)驗(yàn)即探究”的誤區(qū)，而忽略實(shí)驗(yàn)的緣由以及方法的提出。因此，教師設(shè)計(jì)有層次的探究框架尤為重要，它能引起學(xué)生的思維不斷卷入，推動(dòng)思維的發(fā)展。在本課的探究框架中，學(xué)生通過(guò)皮影戲及手影游戲回憶平常生活中見(jiàn)過(guò)的影子，喚起他們對(duì)影子的認(rèn)識(shí)。教師提供有結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)材料，讓學(xué)生通過(guò)“找影子—造影子—變影子—消失的影子”四個(gè)有層次的探究活動(dòng)，極大地調(diào)動(dòng)了參與探究活動(dòng)的積極性。學(xué)生在探究活動(dòng)中不再是被動(dòng)的接受者，而是帶著問(wèn)題、帶著思考，真正地開(kāi)展探究，并通過(guò)交流分享，讓思維不斷地碰撞，不斷地發(fā)展，從而讓深度學(xué)習(xí)悄然發(fā)生。

小結(jié)

三次試教，三次改變，教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)真正從關(guān)注“教”轉(zhuǎn)向了關(guān)注“學(xué)”。這樣的改變帶來(lái)的驚喜是課堂沒(méi)有了生硬的“灌輸”，沒(méi)有了刻意的引導(dǎo)，有的只是瓶頸處的點(diǎn)撥和關(guān)鍵處的搭手。本課教學(xué)中，學(xué)生用手電筒照出一組影子圖，模擬一天中太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)軌跡，從而很好地理解了太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)與影子形成的關(guān)系。這一設(shè)計(jì)將模擬實(shí)驗(yàn)與自然界中的現(xiàn)象建立聯(lián)系，將碎片化的科學(xué)知識(shí)與核心概念“宇宙中的地球”建立起聯(lián)結(jié)，符合學(xué)生現(xiàn)有的能力和水平，有利于他們初步建構(gòu)宇宙模型，并為他們?cè)诟吣昙?jí)學(xué)習(xí)日食、月食、光的直線傳播等知識(shí)奠定基礎(chǔ)。

[課題：2023年湖北省一般課題“素養(yǎng)導(dǎo)向的科學(xué)課堂教學(xué)策略研究”，編號(hào)：2023JB439]

（作者單位：林靜，湖北省長(zhǎng)陽(yáng)土家族自治縣教育研究與教師培訓(xùn)中心；彭向焱，湖北省長(zhǎng)陽(yáng)土家族自治縣資丘小學(xué)）