在《影長的變化》課堂訓練學生創新思維

〔摘" "要〕" 本研究聚焦小學科學教學中對學生創新思維的培養，以教科版科學六年級上冊《影長的變化》為例展開探索。在創新驅動的時代背景下，小學科學教育培養創新思維意義重大。通過創設問題情境，激發學生思考；鼓勵自主探究與合作學習，提升實踐能力；引導思維拓展與聯想，構建知識網絡；利用多樣化教學資源，拓寬學習視野。本文對訓練學生創新思維進行研究，促使學生在知識掌握、思維活躍度和實踐能力上均取得成效。

〔關鍵詞〕" 小學科學；創新思維；問題情境；自主探究；多樣化資源

〔中圖分類號〕" G424" " " " " " " " 〔文獻標識碼〕" A" " " " 〔文章編號〕" 1674-6317" " （2025）16" " 0037-03

當今，創新已然躍升為時代發展無可爭議的第一驅動力。無論是科技前沿領域，還是傳統生產行業，都急切呼喚著創新型人才。這類人才宛如強勁引擎，驅動著科學技術實現關鍵突破，助力生產方式持續優化，高效攻克各類復雜問題。小學時期，是學生思維發展的基礎啟蒙黃金期，而小學科學教育在其中扮演著極為重要的角色。它絕非機械的知識灌輸，而是著重培育學生對世界的強烈探索興趣，引領學生積極主動地去觀察周圍事物、深度思考現象背后的原理。在小學科學教育中大力培養小學生的創新性思維，不僅能全方位提升學生的綜合素質，為其未來更好地融入社會筑牢根基，更能為國家儲備創新型人才，源源不斷地為社會的長遠發展注入蓬勃動力，意義重大且影響深遠。

一、創設問題情境，激發學生創新思維

以教科版科學六年級上冊《影長的變化》一課為例，設計一個巧妙的問題情境，猶如為學生開啟了一扇通往創新思維宮殿的大門。因此，教師應針對課程內容，精心構思一系列啟發性問題，幫助學生輕松開啟探索創新之門。

“要制作精準的計時工具，是否可以借助影長的變化制作一個呢？”這一問題猶如一塊石子投進平靜的水中，泛起陣陣波瀾。在思考的過程中，學生首先要分析影子的變化特征，進而將其與計時工具建立聯系，他們可能想到對傳統的日晷進行改進，怎樣才能更精準地通過調整晷針的傾斜度、刻度的距離來精確計時；也有可能想到設計出新型的計時工具，依據影子長短的變化，通過機械結構與時間的聯系，將影子的長短變化轉化為時間的顯示。在尋找答案的過程中，學生摒棄固定思維模式，從另一個角度來看待問題，進行大膽的假設，設計結構方案，迸發出思維創新的火花。

“在沒有現代計時工具的古代，影長變化給古人的生活帶去怎樣的便利？”這個問題則將學生引入古代，讓學生感悟知識背后的人文內涵，思考古人如何依賴對影長變化的關注安排農業活動，如根據不同影長確定作物的種植、收割時間；如何利用影長來確定方向，在廣闊的原野上區分方向，保障行走安全。而這些問題的闡述，也開闊了學生的思維領域，讓學生體會到科學知識與人類生活密切相關，由學習知識走向了知識的應用和價值發掘。

教師還可以提問：“若改變測量地的海拔高度，則有何不同？”啟發學生了解地理因素影響影長變化，分析地球球面以及大氣對光的折射，使之對影長變化的認識更加深刻。例如，“根據影長變化的規律你能創造一個有趣的戶外游戲嗎？”培養學生將科學知識與玩樂活動相結合，讓他們展示創造性思維，設計出更加新穎有趣的戶外游戲，實現科學與生活的完美結合，從而全面激發他們的創新性。

二、鼓勵學生自主探究與合作學習

在《影長的變化》一課教學中，實施自主學習和合作學習的教學策略，開展相應的教學活動，對于培養學生的創新意識和團隊精神至關重要。教師應積極地進行引導，激發學生內在的興趣。

自主設計實驗優化方案，是自主探究的環節之一。學生對影長變化實驗的探究，也可以從改進實驗裝置的角度出發，進一步提高測量的準確性。如在圭表實驗改進過程中，在材料的選擇上考慮更換材料。古代的圭表多為石制，可以進一步探究用金屬材料，使之穩定性更好、抗風性更強，將外界環境因素的影響降到最低，同時，在裝置的結構設計方面嘗試修改圭表的高度、傾斜角度等，經過多次驗證比較，找到影長變化測量最理想的結構，從而更有效地控制影長的測量值。

合作學習讓每一名學生都有思想碰撞的平臺。在探究影長變化差異的原理這項復雜的實驗中，每一個小組的任務十分明確。任務一，小組數據測量者，要做好調查規劃，確定不同的地點和不同的海拔和不同的經緯度，在測量儀器上要盡量做到數據精細化，因此必須配有精密的測影儀器，進行定期測量。任務二，數據資料的分析者，運用數學原理，對收集到的數據資料進行分析、繪制成圖表，通過圖表分析，明確數據中影長變化與地域之間的關系。任務三，學生對整個實驗的過程、數據分析結果和結論進行文字闡述，培養學生用語言文字將自己的感悟表達出來，用周密的思考將其準確地整理出來。

合作學習中，小組的學生間要進行深入的交流。一個小組遇到數據偏差，這可能是測量帶來的數據偏差，也有可能是受特殊環境造成的問題，在互動中，思維碰撞，不斷修正探究思路。例如，一名學生想到高山測量影長要考慮大氣層薄對光線折射的影響，這引起了大家的思考，讓大家考慮問題的角度更廣，再一次豐富實驗方法。這種在交流中完成的合作學習，能讓學生學會運用科學探究方法，同時也促使學生在交流合作中提升團隊意識，學會聽取他人意見，協作解決實際問題，從而豐富自己的科學知識，有利于學生的全面發展。

三、激發學生想象力和聯想能力

在《影長的變化》這一教學活動中，我們鼓勵學生將思維從課堂延伸至課外，激發他們的想象力和聯想能力。這就像為學生插上翅膀，讓他們在知識的天空中自由翱翔，進而提升他們創新思維的廣度和深度。

同時，我們鼓勵學生根據影子的變化聯系太陽位置的變化與周期性變化現象，為學生掌握自然規律的普遍性和相互聯系打下基礎。影子的變長變短與太陽的位置有關，具有變化的周期性；潮汐的漲與落與月球引力、太陽引力有關，具有變化的周期性。教師可以鼓勵學生進一步思考：潮汐漲退的時間與影子在一天中的變化節奏，是否存在著某種內在的聯系？晝夜交替是由地球自轉產生的，影子在晝夜交替的過程中也在不斷變換。提問：在極晝、極夜地區，影子變化又有什么規律？影子的變化與晝夜交替的現象會有什么關系？由此展開聯想，就能將孤立的知識聯結起來，構建起更廣闊、更豐富的自然科學知識體系。

我們引導學生發揮他們的想象力，拓展學生的思維空間，豐富影長的運用知識。例如，建筑物設計與影長的關系，北半球的建筑為了能夠獲得更多陽光，要坐北朝南，這就運用了影長的特點，冬天太陽高度角小、影子比較長，夏季太陽高度角大、影子比較短的特點，教師可以引導學生模擬設計，假如在不同的緯度地區要建造一片住宅小區，應該如何精準地計算房屋之間的距離，使每座房屋在一年四季都能夠得到最好的光照。這樣，在設計的過程中，學生就會計算不同的緯度地區不同季節的影長，并運用數學公式進行精準測量，進而認識到科學知識的運用價值。

當然，影子的大小還可用于其他方面。例如，在果園種植時，根據影子的變化，怎樣合理密植，合理種植果樹，使每棵果樹都享受到陽光，生長旺盛；馬路兩旁的路燈的埋設與影子的大小關系密切，可以根據影子大小的不同在馬路中間的不同位置合理埋設路燈。引導學生聯想影子大小還可以應用在生活的哪些方面，幫助學生形成科學知識，構建現實生活與科學知識緊密關聯的知識網絡，啟發學生在不同的生活場景中用科學的眼光看待不同的事物，提高學生思維的寬度，拓寬學生認知范圍，加深對知識的理解，幫助學生學會融合運用不同的知識點，提高學生創新思維的廣度，提高解決生活中的復雜問題的能力。

四、利用多樣化教學資源

在《影長的變化》教學活動中，巧妙運用多樣化的教學資源，能夠為課堂注入新的活力，全面促進學生對知識的理解，并激發他們的創新靈感。

多媒體資源是開啟知識殿堂之門的便利鑰匙。利用太陽高度與影長模擬動畫可以展示影子的長短隨時間、季節變化的過程，模擬地球繞太陽運動，影子長度也會隨之變化，從而可以看到地球繞太陽轉一周，從早上到傍晚，物體影長變化范圍，在不同季節太陽高度有顯著差異，影子長度明顯不同。這一模擬影子變化過程直觀形象的動態圖片，能夠把抽象的知識呈現出來，直觀地將影子變化過程展現出來，比單純的文字敘述更有利于學生對其本質意義的理解和掌握。例如，通過太陽高度與影長變化過程模擬動畫的演示，學生可以掌握四個季節影長變化與太陽高度隨時間移動的關系等，直觀呈現太陽直射點在南北回歸線的往返，從而使學生容易掌握上述知識點。

講述與影長變化有關的歷史故事，可以增加課堂的趣味性和滲透歷史知識，如借助古人“日晷計時”的故事，生動地表現古人觀察日晷影子所在位置進行計時的智慧，讓學生體會古人的聰明才智。學生在聽故事的過程中，不僅知道了日晷的結構和計時方法，而且還知道了有關影長知識的應用可以追溯到古代。有趣的課堂更能吸引學生的注意力，更能激發學生熱愛科學、學科學的興趣。

此外，給學生提供大量的科普讀物、網絡資料進行擴展學習，可以讓學生更深層次地了解光的研究的相關理論知識，了解不同地域不同的光現象等。網絡中的資料十分豐富，學生可以通過網絡科普視頻看到一些科學工作者關于影子的影長變化的研究課題；還可以在網絡上通過科學論壇了解到不同地域科學愛好者關于光的交流，以及最新的光科學研究成果；學生還可以了解到現在人們已經可以運用激光來測量影子長短。這樣，就可以讓學生獲得更多的知識滋養，更加向往未來科學技術發展帶來的變化，為其科學創新思維的培育提供充足資源和想象力。

五、結語

借助《影子的變化》教學，采用提出問題情境、提倡學生自主學習與合作學習、啟發學生思維創新與聯想、應用多媒體等手段，較好地訓練了學生的創新思維能力。學生在知識的了解、思維的開放性和全面性以及動手能力等方面均取得了顯著的進步。在知識方面，學生對影子變化知識了然于心；在思維方面，開放性、全面性和靈活性都得到了提高；在動手能力方面，學生能在實踐中設計實驗、解決難題，為在小學科學教育中培養學生發散性思維能力提供了有益的經驗。

參考文獻

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