自制演示裝置探究月相變化

后學榮

〔摘? ? 要〕? 科學是一門以實驗為基礎(chǔ)的學科，而科學實驗又是發(fā)展學生多元智能的最好平臺和重要載體，深化實驗教學的改革具有重要的意義。月相變化是三年級下冊教學內(nèi)容之一，教科書中設置的實驗沒有模擬地球、太陽、月球三者的位置關(guān)系，不夠形象。因此，本文通過充分認識自制演示裝置探究月相變化的重要性，簡述如何自制演示裝置，應用自制演示裝置教會學生繪制月相變化演變圖，了解月相變化的成因和規(guī)律，從而實現(xiàn)有效教學。

〔關(guān)鍵詞〕? 小學科學；自制；演示裝置；月相變化

〔中圖分類號〕? G424? ? ? ? ? ? ? ?〔文獻標識碼〕? A? ? ? ? 〔文章編號〕? 1674-6317? （2023）? 14-0046-03

科學是一門以實驗為基礎(chǔ)的學科，而科學實驗又是發(fā)展學生多元智能的最好平臺和重要載體，隨著課程改革的不斷深化，廣大科學教師越來越重視科學實驗教學，不斷探索實驗教學的深層次教育功能和教學策略，使科學實驗教學改革出現(xiàn)了可喜的變化。

教科版科學對學生的科學實踐活動具有一定的要求，如探索月球的奧秘中需要學生對月球的運行情況進行觀察。按照教材上的要求，教師在教學過程中需要讓學生對月相變化進行觀察了解。為了實現(xiàn)教學目標，需要學生在一段時間內(nèi)連續(xù)觀測月相。但是，受到一些因素的影響和相關(guān)條件的限制，學生并不能完全達到觀測月相的要求，教學效果較差。針對這種情況，筆者在實際的教學過程中，自制“月相變化演示裝置”，以便在短時間內(nèi)讓學生了解月相變化的成因和規(guī)律，觀察月相的變化情況，獲得了良好的教學效果。

一、自制月相變化演示裝置的意義

在科學教學中，實驗現(xiàn)象直觀明顯，對激發(fā)學生學習興趣，培養(yǎng)學生的合作意識、創(chuàng)新意識，提高學生的動手能力、觀察能力，幫助學生掌握學習科學的方法等都有不可替代的作用。因此，科學課程應突出實驗探究，通過開展實驗教學進行探究活動，不僅能推進實施新課程改革，還能提高科學教學質(zhì)量，培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)。

教科版三年級下冊“太陽、地球和月球”單元第四課，要求學生了解“月相變化的規(guī)律”。為了實現(xiàn)教學目標，教材中列出了月相變化的探究方法。具體為：利用月相圖片，給月相圖片排序，并按照順序裝訂起來，快速翻動來觀察月相的變化。運用教材中描述的教學方法，只能觀察月相的變化，但對月相變化的成因卻沒有描述出來。因此，月相變化的模擬實驗一直是教學的重點和難點。為了讓學生更好地理解月相變化的成因和規(guī)律，我們不能拘泥于教材中的教學方法，而要以提高教學效果為目的，積極創(chuàng)新教學方法，我們自制了月相變化演示裝置，以便于學生觀察。

二、自制月相變化演示裝置

探究月相變化演示實驗，是小學科學課堂上經(jīng)常要做的實驗。它主要是由教師在課堂上進行實驗操作和示范，演示實驗過程，展示科學現(xiàn)象，引導學生觀察、思考、分析實驗現(xiàn)象，得出結(jié)論。它為創(chuàng)設情境、激發(fā)學生的學習興趣和求知欲，促進學生思維發(fā)展和能力提高，鞏固和加深對所學知識的理解和運用，訓練學生的實驗技能和動手能力，培養(yǎng)學生以科學的態(tài)度和方法去發(fā)現(xiàn)和解決問題等創(chuàng)造了條件。長此以往，學生的科學素養(yǎng)必將得到提高。以下為自制月相變化演示裝置的過程。

（一）制作所需的教具

用硬紙剪裁一個圓形，直徑55厘米，貼上A4紙，作為底板，分別標注新月、上弦月、滿月、下弦月。在中間貼一張廢棄光盤，中心挖孔（便于后面穿過鐵絲），再用黑色卡紙圍一圈作為黑色背景。把黑色卡紙和圓形底板用膠帶粘貼好，圓底板底部再貼上磁力貼，便于吸在黑板上。

拼接兩個木板（20厘米×8厘米），中間用釘子固定，確保拼接的木板可以繞釘子自由轉(zhuǎn)動。將手機支架用螺絲釘固定在中間，擺放手機，模擬地球上的觀察位置。

準備一個乒乓球，一半用馬克筆涂成黑色，一半不涂，分別表示月球未被照亮和被照亮的部分。中間用鐵釘穿孔（稍大），使乒乓球可以自轉(zhuǎn)。于乒乓球黑白交界處鉆孔，注入熱熔膠增加重量，以確保乒乓球公轉(zhuǎn)過程中左側(cè)始終是白色，即被太陽照亮的部分，右側(cè)是黑色，即不被太陽照亮的部分。

于木板一側(cè)用鐵釘反過來錘進去，綁上鐵絲，將乒乓球穿入鐵絲中，在上下兩側(cè)用膠帶粘貼一個小木條，防止乒乓球掉落，使乒乓球可以在鐵絲上端自由轉(zhuǎn)動。

在手機支架上放置手機，開啟攝像模式，從圖像中調(diào)整支架位置，使乒乓球處于圖像中間后，用螺絲釘固定。在木板中間畫一條與手機垂直的黑線，調(diào)節(jié)乒乓球高度至與手機視角高度相同。在木板裝置底部固定鐵絲，穿過圓底板中心，并張開鐵絲，使木板能轉(zhuǎn)動。

在整個裝置的左側(cè)畫太陽，表示太陽的位置。

手機代表地球，用希沃投屏手機與電腦，開啟手機攝像模式，從電腦上清晰顯示月相情況。

（二）實驗演示過程

乒乓球為黑色代表新月，這時乒乓球（月球）、手機（地球）、太陽圖畫位置關(guān)系是：月球位于地球與太陽之間。

逆時針轉(zhuǎn)動木板，手機上顯示乒乓球右邊白色部分逐漸增大。逆時針轉(zhuǎn)到90度時，乒乓球位于手機下方，可清晰地看到乒乓球的右邊是白色，為上弦月。

逆時針轉(zhuǎn)動木板，乒乓球右邊白色部分進一步增大。當木板中的黑線再次水平時，手機位于乒乓球和太陽圖畫之間，乒乓球為白色，即滿月。

逆時針轉(zhuǎn)動木板，90度時乒乓球左邊為白色，即下弦月，繼續(xù)轉(zhuǎn)動，為新月。

乒乓球轉(zhuǎn)一圈，為新月—上弦月—滿月—下弦月—新月，即整個月相的變化過程。

（三）實驗演示創(chuàng)新點

周圍采用黑色卡紙作為背景，模擬夜空下月相的變化。

采用手機希沃投屏，通過大屏幕讓每個學生看得更清楚。

手機處于木板中間，模擬地球，開啟攝像模式，就相當于地球上的人的觀察點，手機自轉(zhuǎn)和月球繞手機公轉(zhuǎn)，在大屏幕上展現(xiàn)出日、地、月位置改變引起的月相變化。

（四）實驗演示效果

應用自制演示裝置進行課堂教學，充分激發(fā)學生的學習興趣，積極嘗試進行裝置操作，并按照教材要求認真觀察月相變化。部分學生甚至提前查找資料進行補充，對于月相變化中的新月、上弦月、滿月、下弦月等名詞都有所了解，能夠繪制圖片。

三、繪制月相演變圖

小學科學課是一門實踐性較強的學科，是一門以實驗為基礎(chǔ)的學科。科學新課標中提出“科學學習要以探究為核心”。探究既是科學學習的目標，又是科學學習的方式。在學生理解月相變化后，對于月相變化規(guī)律的掌握還存在一定的難度。為了獲取良好的教學效果，讓學生充分認識到自制演示裝置的重要性，筆者先應用自制的月相變化演示裝置，對學生進行演示教學，又在課堂上應用三球儀加強了月相變化的理論分析，最后，為了讓學生能夠應用學到的知識，筆者又進一步指導學生通過繪制月相演變圖來強化記憶。

繪制月相變化圖前，我們需要知道月相周期即朔望月，從朔到望月相變化分別是：新月—峨眉月—上弦月—凸月—滿月—凸月—下弦月—殘月—新月。那么我們繪制的月相變化圖也是按照這個順序，繪制的過程如下。

先指導學生準備好紙張和鉛筆，確定自己繪制范圍，標出8個不同的位置。

在8個不同的位置，指導學生逐個增加月相的形狀。例如，2和8的月相像個括號，兩個括號相反，2的位置是右括號的形狀，8的位置是左括號的形狀，5的位置是滿月，可以畫一個圓形，確定好這3個位置后，根據(jù)月相的變化依次補充。2～5的位置是從括號逐漸豐滿至圓形，5～8的位置是從圓滿逐漸虧損為括號殘月，3和7分別是上弦月和下弦月。

畫好形狀后，分別在不同的形狀下，標出月相名稱和出現(xiàn)的時間（農(nóng)歷）。其中朔望兩弦四相，每相之間的距離大概為7天，也就是我們現(xiàn)在的一星期。

朔代表新月，可以在月相演變圖中對朔的時間進行標注，通常是指初一或三十，屬于新月，看不見月亮。但朔是月相周期的起始，因此在相應的月相變化圖下進行標注，可以清楚地看到一個農(nóng)歷月演變周期。

在繪制月相演變圖的整個過程中，教師可以對學生進行指導和抽查，確保繪制月相的正確，并且讓學生根據(jù)繪制好的月相演變圖總結(jié)規(guī)律。完成后，也可傳授學生一些口訣或者自己總結(jié)成詩歌、音樂的加強記憶，如“上上上西西，下下下東東”，代表上半月上弦月，出現(xiàn)在上半夜的西邊天空，亮面朝西；下半月下弦月，出現(xiàn)在下半夜東邊天空，亮面朝東。

四、教學啟示

自制演示裝置探究月相變化屬于演示實驗。在教師的指導下，學生通過演示實驗的觀察和模擬，了解和掌握了實驗的知識和技能，提高了科學學習的有效性。因此，充分發(fā)揮演示實驗的作用能夠激發(fā)學生學習科學的興趣，幫助學生形成良好的觀察習慣，掌握規(guī)范的操作知識和獨立實驗的能力，從而培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)。

本項研究中，自制演示裝置應用了投屏方法，在教學過程中可視范圍大，演示細節(jié)更加清晰，創(chuàng)造了良好的教學氛圍。自制演示裝置，還增強了學生興趣和記憶，再加以理論分析，指導學生繪制月相變化圖，這個教學過程，增強了學生的學習主動性，提高了學生的畫圖能力，幫助學生充分認識到了月相變化的成因和規(guī)律，并將學到的知識熟練應用，取得了較好的教學效果。

這本是一個簡單的演示實驗，但學生卻能從中學到這么多的知識。這也正是多元智能理論在實踐過程中的最好例證。學生根據(jù)實驗過程和結(jié)果發(fā)現(xiàn)問題，對月相這一問題進行更深層次的探討。這一過程，并非在教師的教學設計之內(nèi)。教師的作用是幫助學生設計恰當?shù)目茖W活動，但這種科學活動并不是具體的，而是一個個學習目標，學生在探索的過程中并不知道下一個問題是什么，教師應幫助學生明白自己想學習什么和獲得什么。注重通過一個或幾個研究課題，激起學生的好奇心，讓他們自覺地去探索新的未知。實踐表明，當學生遇到理智的挑戰(zhàn)時，他們會學得更好。教師就是幫助學生制造挑戰(zhàn)機會的人，并營造和維持一個積極的心理氛圍。

經(jīng)過課堂實踐發(fā)現(xiàn)：科學實驗是學生最感興趣的學習內(nèi)容，最容易吸引學生的注意力，有利于多元智能的發(fā)展；科學實驗是發(fā)展學生的思維能力、進行創(chuàng)造性教育的最全面的素材；科學實驗的教學目標，充分體現(xiàn)著多元智能的所有方面；在科學實驗活動過程中，師生最容易共同創(chuàng)設公平、開放、互動的教學環(huán)境，有利于學生多元智能的培養(yǎng)。

參考文獻

[1]中華人民共和國教育部.義務教育小學科學課程標準[M].北京：北京師范大學出版社，2017.

[2]孫佳麗.“小打卡”在長周期科學活動中的實踐研究：以“月相變化”一課為例[J].實驗教學與儀器，2020（7）：127-130.

[3]劉素芳，陳奇凡.模擬月相變化實驗裝置的改進[J].小學科學，2010（1）：62-67.

[4]徐愛卓.基于學科核心素養(yǎng)的小學科學實驗教學研究[J].求知導刊，2022（26）：47-49.

[5]邢陽陽.Flash輔助教學在小學科學項目式學習中的應用研究[D].濟南：山東師范大學，2022.