有效運(yùn)用模擬實(shí)驗(yàn)

劉茹

一、引言

科學(xué)課是一門培養(yǎng)學(xué)生愛科學(xué)、學(xué)科學(xué)，旨在提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的一門學(xué)科?？茖W(xué)課內(nèi)容也多以學(xué)生的動手活動為主。學(xué)生對這種學(xué)習(xí)科學(xué)的方式很感興趣，也習(xí)慣了這種學(xué)習(xí)方式。在科學(xué)探究過程中，有些問題單憑觀察是難以得出結(jié)論的，這時(shí)就需要通過實(shí)驗(yàn)來探究。實(shí)驗(yàn)當(dāng)然也離不開觀察，但與單純的觀察不同的是，實(shí)驗(yàn)是在人為控制研究對象的條件下進(jìn)行的觀察。也就是說，我們在無法直接觀察和需要模仿條件的情況下，我們都可以采用模擬實(shí)驗(yàn)的方法。本文以《看星座》一課的教學(xué)為例，談一談模擬實(shí)驗(yàn)在這一課中的有效運(yùn)用。

二、實(shí)施設(shè)想

（一）教學(xué)內(nèi)容分析

《看星座》選自蘇教版六年級《科學(xué)》上冊“探索宇宙”單元。學(xué)生對星空充滿好奇和神往，有著無數(shù)個(gè)“為什么”。下面我們來看一下教材中《看星座》這一課的教學(xué)流程：

根據(jù)教材簡析，我們可以把這一課的教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)，分別界定為：看星空、認(rèn)星座和利用北斗七星找北極星。面對這樣設(shè)計(jì)的一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，我們應(yīng)該考慮幾個(gè)問題：

第一，這樣的設(shè)計(jì)能否激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

第二，看星空、建立星座，怎樣模擬？

第三，枯燥地介紹星座知識，學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)從何培養(yǎng)。

（二）基于學(xué)情重建教學(xué)

對于六年級學(xué)生來說，他們通過各種途徑對星座已有一定認(rèn)識，有的能說出一連串的星座名稱來，這些都是學(xué)生從書本、網(wǎng)絡(luò)這些途徑獲得的知識。學(xué)生對于星座感興趣的地方在于，自身是什么星座的、本周我的星座是什么樣的運(yùn)勢等，這些不科學(xué)的判斷，成了學(xué)生對星座感興趣的方面。他們對星座的真正含義、對星空并不了解，也很少會有實(shí)踐的觀察經(jīng)驗(yàn)。因此，盡管教材一成不變，但我們的學(xué)生卻生長在信息技術(shù)飛速發(fā)展的時(shí)代，我們的教學(xué)也不能一成不變。要知道，我們是用教材教，而并非教教材。基于以上看法，筆者重建了教學(xué)內(nèi)容。

1.重建教學(xué)目標(biāo)。課堂教學(xué)目標(biāo)是指教學(xué)活動預(yù)期達(dá)到的結(jié)果，是教育目的、教學(xué)目標(biāo)和課程目標(biāo)的具體化，也是教師完成教學(xué)任務(wù)所要達(dá)到的要求和標(biāo)準(zhǔn)。那么在本課中，基于當(dāng)下學(xué)生的學(xué)情，希望給學(xué)生建立一個(gè)正確的星座概念。筆者將教學(xué)總目標(biāo)確立為認(rèn)識恒星、正確認(rèn)識星座概念，意在激發(fā)學(xué)生的觀星興趣。本課選擇了兩種學(xué)生熟知的星體——北極星和北斗七星，用以點(diǎn)帶面的方式，展開教學(xué)。

重建后的教學(xué)目標(biāo)，通過找一找、連一連、光影實(shí)驗(yàn)這些活動，讓學(xué)生認(rèn)識北極星和北斗七星，知道星空中的星星都是沒有聯(lián)系、位置各不相同的恒星。由此激發(fā)學(xué)生觀察星空的興趣。

（1）會利用北斗七星可以找到北極星;

（2）認(rèn)識北斗七星是遠(yuǎn)近不同、沒有聯(lián)系的恒星在天空中的視覺圖像;

（3）認(rèn)識從不同的角度觀察星座，星座圖形也就不同，提高學(xué)生的空間想象力;

（4）通過一張冬季星空圖，激發(fā)學(xué)生對星空的探究興趣。

2.重建教學(xué)內(nèi)容，充分發(fā)揮模擬實(shí)驗(yàn)的功效。借助模型，充分利用模擬實(shí)驗(yàn)，來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。因此，筆者對本課教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了重建。

重建一：借助圖片模型（星空圖和自制北極星北斗七星圖），模擬星空，激發(fā)學(xué)生興趣。

重建二：借助自制北斗七星模型，讓學(xué)生認(rèn)識恒星。

重建三：借助冬季星空圖片，模擬星空，發(fā)揮學(xué)生想象力。

三、實(shí)施過程

（一）欣賞圖片，引入新課

師：課前我們欣賞了一段小視頻（PPT星空圖），你們能猜到今天我們要來研究什么嗎？

生：星星。

師：那么關(guān)于滿天的繁星，你知道些什么？

學(xué)生回答。

設(shè)計(jì)意圖：通過課前播放的影片欣賞，調(diào)動學(xué)生前概念的積累，也給學(xué)生創(chuàng)造了一個(gè)星空唯美的學(xué)習(xí)環(huán)境。對于小學(xué)生而言，情境教學(xué)是非常有效的，能很有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。自然過渡到本節(jié)課的學(xué)習(xí)。

（二）二次利用圖片模型，激發(fā)學(xué)生探究興趣

師：看來我們了解得還不少，下面我要來考一考大家。剛才大家提到北極星，你對北極星有哪些了解？

生A：北極星，我們?nèi)绻月妨丝梢詭臀覀冎嘎贰?/p>

生B：北極星在北邊。

生C：北極星是二等星。

師：我今天準(zhǔn)備了一張北方的星空圖，里面有一顆北極星，在滿天的繁星中，你能把它找出來嗎？（出示圖1：星空圖）

請學(xué)生上臺指一指，并說明理由。

師：我請你來說一說，找它的理由是什么？

生A：我找它的理由是我覺得它特別亮。

師：你認(rèn)為它特別亮所以就是北極星。可我覺得這一顆也很亮啊，難道因?yàn)槲沂墙曆蹎?？有沒有不同意見？

生B：我覺得是這一顆，北極星應(yīng)該是北斗七星中的一顆。

師：他認(rèn)為北極星是北斗七星當(dāng)中的一顆，那你為什么認(rèn)定這一顆呢？

師：其實(shí)我可以告訴大家，找北極星有一種特殊的方法，我們需要利用北斗七星。

（出示卡片：北斗七星）你覺得它像什么？

生：勺子。

師：一眼把它看出來了，古代人把它比作盛酒的斗勺。誰能在這幅圖上把北斗七星找出來？

學(xué)生上臺用激光筆連一連。

師：他連得對不對呢？讓我們一起來看一看。恭喜你找對了！

師：那北極星在哪里呢？我們一起來看一看，勺口的這條線，我們把它延長5倍，這顆星就是北極星了。它和你想象的一樣嗎？

生：不一樣。

師：不一樣在哪里？

生：沒有我想象中的那么亮。

師：是的，北極星雖然沒有我們想象中的那么亮，但它卻是一盞指路明燈，只要你能在星空當(dāng)中把它找出來，它就能給我們指引方向。

師：我今天還給每個(gè)小組準(zhǔn)備了一張星空圖， 我想請大家小組合作幫老師把北極星和北斗七星找出來，并且在紙上把北斗七星連出來，把北極星圈出來。下面開始。

學(xué)生小組合作，用筆在紙上連一連。

師：（貼上黑板），我們先來看一下，大家找的都找對不對？我把一樣的放在一起，便于我們糾錯(cuò)。

師：我們六（2）班同學(xué)很厲害，都找對了。我又有問題了，你們看（移動位置）（見圖1），你有什么發(fā)現(xiàn)？

生：把這4張圖的北斗七星組合起來，發(fā)現(xiàn)北斗七星的位置是變化的。

師：也就是說，從地球上看到的北斗七星位置是在變化的。有誰知道是什么原因嗎？

生A：北斗七星圍繞著北極星轉(zhuǎn)動。

生B：因?yàn)榈厍蛟诠D(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)，所以我們看到的北斗七星位置不同。

師：大家比較贊同誰的看法？

生C：我贊同B的，因?yàn)锳說北斗七星圍繞著北極星轉(zhuǎn)是不對的，星星都是恒星，他們之間的位置變化很小。

師：那么現(xiàn)在是冬季，我們看到的北斗七星應(yīng)該是哪一幅圖？

學(xué)生回答。

師：天氣晴朗的晚上，我們可以和爸爸媽媽一起，在空曠的野外考證一下，看看它在星空中是不是這樣的位置。

設(shè)計(jì)意圖：在這一環(huán)節(jié)中，圖片模擬起到了兩次效果。第一次，是教會學(xué)生找的方法。第二次，通過自制星空圖（因?yàn)橐诤诎迳涎菔荆蕴貙⒓堖x為白底）讓學(xué)生小組合作自己找一找，既鞏固前面所學(xué)的方法，又為后面的研究埋下了伏筆，教師通過改變4張拼接，讓學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)問題，北斗七星在四季中的位置是各不相同的。這樣，進(jìn)一步激發(fā)了學(xué)生的探究興趣，學(xué)生通過猜測，聯(lián)系古人的研究，得出北斗七星的位置會隨著季節(jié)的變化而改變的結(jié)論。

（三）借助模型，從不可能到可能

師：今天，我們認(rèn)識了北極星和北斗七星（板書）。那么，關(guān)于北斗七星，我又有個(gè)問題，我們現(xiàn)在在地球上看到的是勺子形狀，你覺得在宇宙當(dāng)中看到的還會是勺子形狀嗎？

生：不會。

師：為什么？

生：從不同的角度看物體，看到的形狀應(yīng)該是不一樣的。

師：這可能會是一個(gè)因素。老師這里有一個(gè)北斗七星的模型（出示北斗七星模型），下面的橡皮泥搓成的小球表示了7顆星。這個(gè)模型和你看到的這七顆星的位置有什么不同？

生：這七顆星距離我們的位置各不相同。（板書：距離不同）

師：在什么位置看到的是勺子形狀？那么，在宇宙的不同位置看北斗七星又是什么形狀的呢？

生：（表情疑惑）

師：今天，我給大家準(zhǔn)備了手電筒、一個(gè)紙板、一個(gè)模型，能不能利用這些材料把你從不同位置看到的圖像畫下來。（PPT出示）小組討論一下。

生：（小組討論）

師：你們打算怎么做這個(gè)實(shí)驗(yàn)？

生：把紙板放在模型后面，用手電筒在前面照射。

師：你們組能不能來給大家示范一下？

生：（小組學(xué)生上臺示范）

師追問：我想問一下，你用手電筒從4個(gè)不同角度照射模型模擬的是什么？

生：模擬從不同位置看北斗七星。

師：好的！也就是我們可以用光和影來做這個(gè)實(shí)驗(yàn)。很好，你們組很會利用材料。

師：會做這個(gè)試驗(yàn)了嗎？

生：會。

師：（PPT）下面還有一些注意點(diǎn)，為了節(jié)省時(shí)間，我們可以先把影子的輪廓畫下來，請另一個(gè)同學(xué)涂上顏色，并把它連起來。

師：在做實(shí)驗(yàn)的過程中，大家想一想在模型的什么位置看到的是勺子形狀，在其他位置看到的圖案，分別像什么？

學(xué)生實(shí)驗(yàn)，教師巡視。

師：（把學(xué)生畫的貼在黑板上）這是第4小組畫的，哪一個(gè)是我們在地球上看到的？大概在什么位置？

學(xué)生回答。

師：（PPT）這七顆星距離我們的位置各不相同，我們看到的只是它們映在天幕上的影像。

師：那其他是在哪里看到的呢？你覺得其他的像什么？

生：像推車、像爆米花……

師：（PPT出示）北斗七星的這七顆星位置各不相同，最近的有50光年，最遠(yuǎn)的150光年。我們看到的只是我們自然發(fā)光映在天幕上的整體影像。

設(shè)計(jì)意圖：到宇宙中去看北斗七星是不可能的事，要讓不可能成為可能，借助模型是一種很好的方法。這一環(huán)節(jié)中，教師先出示各種實(shí)驗(yàn)器材（模型、手電筒、記號筆、紙板屏、紙）（見圖2），讓學(xué)生根據(jù)器材，展開小組討論，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。這對于六年級的學(xué)生來說并不是什么難事。學(xué)生利用光和影，模擬在宇宙不同的位置看到的北斗七星圖像。這個(gè)實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生體會到，人們看到的只是恒星發(fā)光照射在天幕上的影像，它們之間的距離、位置各不相同。通過光影實(shí)驗(yàn)，學(xué)生發(fā)現(xiàn)不同角度的照射看到的圖像也各不相同，并且還發(fā)揮想象給各個(gè)圖像取名（見圖3）。在這一環(huán)節(jié)中，我們借助模型，解決了無法去宇宙中看一看的問題。同樣，也很清晰地讓學(xué)生對恒星有了新的認(rèn)識，我們在地球上看到的恒星都是平面的，只有明暗的不同，而事實(shí)上這些恒星之間的距離、位置都是不一樣的。不僅如此，在這個(gè)過程中還培養(yǎng)了學(xué)生的動手能力和想象能力，我們也可以發(fā)現(xiàn)六年級學(xué)生的想象力是驚人的。

（四）三次借助圖片模型，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造力

師：今天，我們認(rèn)識了星空中的北極星和北斗七星，你對它們還有哪些新的認(rèn)識？

生A：我知道了北極星沒那么亮和找北極星的方法。

生B：我以前一直認(rèn)為北極星是北斗七星中的一顆，現(xiàn)在我知道了不是的。

生C：我知道了恒星之間的距離都是不一樣的。

師：在天空中，這樣的恒星還有很多很多。人們把三五成群的恒星聯(lián)系在一起，編織成神話故事中的人物或器具，就形成了星座概念。

師：我們今天學(xué)習(xí)的北極星和北斗七星，就分別屬于大熊星座和小熊星座上的幾顆星，你能找到它們嗎？（PPT出示）

生：（找一找）

師：馬上到冬天了，送給大家一張冬季星空圖，有沒有雙子座的同學(xué)？好的，送給你的特別禮物。你看，這里是雙子座。這個(gè)是獵戶座，獵人喜歡打獵，所以在下面放了一只玉兔，可是老師也覺得這個(gè)一點(diǎn)也不像玉兔，反而更像holle? kity。

師：晚上我們可以和爸爸媽媽一起去野外，找一找這些星星，也可以自己編織一些圖案。

師：今天這節(jié)課就學(xué)到這里，謝謝大家！

設(shè)計(jì)意圖：這一環(huán)節(jié)，再一次借助圖片模型，在前面通過一系列模擬實(shí)驗(yàn)認(rèn)識了恒星之后，在新認(rèn)知的基礎(chǔ)上，建立學(xué)生正確的星座觀。筆者在此選擇了與北極星和北斗七星有關(guān)的大熊星座和小熊星座，通過再一次讓學(xué)生找一找，鞏固今天所學(xué)的知識。最后，通過一張冬季星空圖，引出我們熟知的雙子座竟然真的在星空當(dāng)中，激發(fā)學(xué)生的課后觀星興趣。

四、教學(xué)反思

回顧本節(jié)課的教學(xué)，基本上體現(xiàn)了如下幾個(gè)變化。

（一）勇于打破傳統(tǒng)教學(xué)設(shè)計(jì)

本節(jié)課教學(xué)設(shè)計(jì)有了很大的變化，教師根據(jù)學(xué)生的基本學(xué)情，降低了教學(xué)難度。從認(rèn)識恒星大概念出發(fā)，選擇了北極星和北斗七星做研究，以點(diǎn)帶面進(jìn)行教學(xué)。

（二）模擬實(shí)驗(yàn)的有效運(yùn)用

模擬實(shí)驗(yàn)在本課教學(xué)中貫穿全程。對于星空、宇宙這樣抽象的概念，模擬實(shí)驗(yàn)是最為有效的。本課教學(xué)中，教師選擇圖片模擬和模型展示，讓學(xué)生覺得身臨其境，在模擬的環(huán)境中展現(xiàn)思維。

（三）學(xué)生立場的體現(xiàn)

著名教育家葉圣陶先生曾說過，教師的教是為了不教。本課打破傳統(tǒng)教學(xué)設(shè)計(jì)，只為了一個(gè)目的，即培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。學(xué)生才是學(xué)習(xí)的主人。在短暫的40分鐘內(nèi)，不是教師的一言堂，要尊重學(xué)生，讓學(xué)生盡可能多地動手、動腦。

（四）不足之處

在實(shí)踐過程中，還有很多不足。比如，方位感的體現(xiàn)，既然是激發(fā)學(xué)生觀星的興趣，那么在星空中如何辨認(rèn)東南西北，這一技能也應(yīng)該要傳授給學(xué)生。此外，在課堂教學(xué)中，教師的語言過多，還是有很多放不開的地方，怎樣在重心下移后再下移？是我今后要思考的方面。

在本課教學(xué)中，模擬實(shí)驗(yàn)貫穿了整個(gè)教學(xué)。學(xué)生在課堂當(dāng)中認(rèn)識了不一樣的星空，當(dāng)我發(fā)現(xiàn)學(xué)生在日記中娓娓道來地回味這一課時(shí)，那一刻心里的感覺是溫暖的，忘記了模型制作過程的艱辛、磨課中的絞盡腦汁，因?yàn)楦杏X一切都是值得的。