幫助學(xué)生建構(gòu)宇宙空間概念教學(xué)策略

1、幫助學(xué)生建構(gòu)宇宙空間概念教學(xué)策略對(duì)小學(xué)生來講，宇宙空間是一個(gè)宏觀抽象的概念，他們往 往只專注于對(duì)現(xiàn)實(shí)情境的觀察，而很難在頭腦中建立宇宙空 間及天體運(yùn)行的立體形象，這是由學(xué)生的年齡、身心特點(diǎn)和 認(rèn)知水平所決定的。幫助小學(xué)生有效地建構(gòu)宇宙空間概念， 真正理解地球與宇宙單元的知識(shí)，是小學(xué)科學(xué)教學(xué)中值 得思索的問題。一、對(duì)小學(xué)生宇宙空間概念建構(gòu)前概念的分析地球、宇宙飛船、星球等詞匯學(xué)生通過各種途徑已經(jīng)熟 知；無邊的宇宙、閃亮的星星是兒童文學(xué)作品中永恒的主題, 但是兒童的宏觀空間想象能力有限，使得其理解星球空間位 置關(guān)系也有一定的困難。主要表現(xiàn)在：1. 對(duì)空間概念認(rèn)識(shí)的模糊性在日常生活中，學(xué)生雖然通過各

2、種途徑已經(jīng)獲得了一些 相關(guān)的知識(shí)，但很少有人能夠說出各種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。筆 者曾就地球上晝夜交替現(xiàn)象的解釋這一知識(shí)做過調(diào)查， 學(xué)生大都會(huì)說是由于地球的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)造成了這個(gè)現(xiàn)象，而 對(duì)自轉(zhuǎn)的方向、公轉(zhuǎn)的方向卻知之甚少。對(duì)于空間方位的變 化規(guī)律，宇宙空間的層次建構(gòu)，更是缺少系統(tǒng)認(rèn)識(shí)。2. 對(duì)空間概念缺少認(rèn)識(shí)的實(shí)證性現(xiàn)在學(xué)生大都通過各種渠道知道了地球的運(yùn)動(dòng)方式，但 是對(duì)地球運(yùn)動(dòng)的證據(jù)和運(yùn)動(dòng)的方向缺少實(shí)證意識(shí)。他們不知 道傅科擺是怎么證明地球運(yùn)動(dòng)的，更不知道地球四季的形成 為什么會(huì)和地球公轉(zhuǎn)有關(guān)系。雖然知道有一定的關(guān)聯(lián)，但是 不知其所以然。3. 對(duì)空間概念建構(gòu)的不規(guī)范性學(xué)生對(duì)日月地的認(rèn)識(shí)缺少整體的空間

3、建構(gòu)。他們大多數(shù) 只知道太陽最大，地球繞著太陽轉(zhuǎn)，月球繞著地球轉(zhuǎn)。但對(duì) 整個(gè)宇宙空間的建構(gòu)模式比較模糊，甚至有錯(cuò)誤的概念（如 太陽最大），整個(gè)知識(shí)框架具有很大的不規(guī)范性。二、對(duì)小學(xué)生宇宙空間概念建構(gòu)特點(diǎn)的分析在方位知覺方面，由于方位本身具有相對(duì)性，兒童從具 體的方位知覺上升到方位概念要經(jīng)過較長(zhǎng)時(shí)間的指導(dǎo)。兒童 左右概念的發(fā)展和思維發(fā)展的一般趨勢(shì)相符合，都有一個(gè)從 直觀到抽象的過渡過程。這個(gè)過渡的困難在于，在感性水平 上，空間方位比較固定；而在理性水平上，空間方位比較靈 活多變，有較大的相對(duì)性。學(xué)生在三年級(jí)數(shù)學(xué)和科學(xué)課程中 已有了簡(jiǎn)單的關(guān)于平面方位（東西南北）的知識(shí)接觸，能夠 大致利用太陽或指南

4、針知道實(shí)際方向，而當(dāng)實(shí)際方向和地圖 方位混合在一起的時(shí)候，他們還是需要借助一定的轉(zhuǎn)換，立 體空間想象力還有待建構(gòu)。鑒于以上幾點(diǎn)分析，“地球宇宙”知識(shí)模塊對(duì)小學(xué)生來 說是神秘而有吸引力的，他們內(nèi)心有著強(qiáng)烈的認(rèn)知渴望。同 時(shí)整個(gè)宇宙空間概念的合理建構(gòu)又需要教師去幫助健全完 善。有效實(shí)施教學(xué)，讓學(xué)生在該知識(shí)模塊的學(xué)習(xí)中初步建構(gòu) 起合理科學(xué)的宇宙空間概念，需要教師的巧妙引領(lǐng)和指導(dǎo)。三、幫助小學(xué)生建構(gòu)宇宙空間概念的教學(xué)策略策略一：多媒體再現(xiàn)，化抽象為具體小學(xué)生主要以具體形象思維為主，逐漸向抽象邏輯思維 過渡，抽象思維的展開還是以具體形象為基礎(chǔ)的。地球宇宙 主題學(xué)習(xí)內(nèi)容都是不易見到的一些事物，許多運(yùn)動(dòng)無法

5、通過 常規(guī)操作來展示與描述，在學(xué)習(xí)中學(xué)生會(huì)感到比較費(fèi)解，因 此教師在教學(xué)時(shí)須大力加強(qiáng)直觀性。其中，利用多媒體技術(shù) 可以有效地突破教學(xué)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，收到事半功倍的效 果。在一堂課開始時(shí)放映一些與新課的學(xué)習(xí)內(nèi)容相關(guān)的多媒 體片段，或者難理解的內(nèi)容，可以讓學(xué)生在視聽結(jié)合、欣賞 討論的過程中對(duì)課文內(nèi)容有一個(gè)初步印象，從而激發(fā)他們的 學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力，使其順利進(jìn)入教學(xué)情境。如北極星的秘密一課，可導(dǎo)入觀察星座的變化?，F(xiàn) 在的學(xué)生很少對(duì)星座有所觀察，更不用說星辰的運(yùn)行特點(diǎn) to星辰到底如何在天空中發(fā)生位置變化？北極星為何不 動(dòng)？這些現(xiàn)象都需要教師在課堂上來呈現(xiàn)。教師可以借助多 媒體播放星辰圖片和動(dòng)畫，讓學(xué)生了解

6、一些主要星辰的特 點(diǎn)，如啟明星、織女星、牛郎星等。用這些耳熟能詳?shù)男浅? 激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生觀察發(fā)現(xiàn)這些星辰在空 中的位置不是一成不變的，而是有規(guī)律地變化著。通過思考 其中的原因，喚起學(xué)生的前概念（地球自轉(zhuǎn)引起星辰變化）。策略二：建立宇宙空間模型，化宏觀為可見空間概念的形成，只靠觀察是不夠的，從教學(xué)內(nèi)容來看, 雖然我們生活在宇宙中，但是宇宙的時(shí)空是宏觀的、抽象的, 而我們生活的時(shí)空是微觀的、具體的。很多知識(shí)光靠灌輸只 能讓學(xué)生了解情況而不能激發(fā)他們的求知欲更無法讓他們 感受到宇宙浩瀚無窮的魅力。筆者嘗試通過多種手段、途徑 幫助學(xué)生建立宇宙空間模型，從而理解宇宙運(yùn)行變化規(guī)律， 建立

7、空間概念。如教學(xué)太陽系，筆者用一幅常見的太陽系示意圖投 石問路：這是不是真正的太陽系的照片？然后組織學(xué)生在百 米操場(chǎng)上，根據(jù)書本提供的有關(guān)太陽系各大行星的數(shù)據(jù)，用 身邊大小不同的球體，一起動(dòng)手建立太陽系模型，讓學(xué)生親 身感受到：太陽系有八大行星；太陽系行星間的距離分布不 均；行星有大有小，差別很大；太陽系還有矮行星、小天體 等科學(xué)概念。最后得出書中那張圖只是太陽系的示意圖，而 不是真正的照片，糾正并梳理了學(xué)生關(guān)于太陽系的很多錯(cuò)誤 的前概念。另有一些抽象復(fù)雜的概念，如果只采用看視頻或圖畫的 方式，對(duì)學(xué)生來說還是一知半解的，不如也通過建模的方式 來完成教學(xué)。如在星空中（一）一課要讓學(xué)生明白一個(gè) 概

8、念：星座是遠(yuǎn)近不同、沒有聯(lián)系的恒星在天空中的視覺圖 像，從不同角度觀察，其圖形不同。為此，筆者在教學(xué)時(shí)， 先引導(dǎo)學(xué)生把七個(gè)乒乓球用線先后垂掛在教室里，再用幻燈 機(jī)的光從側(cè)面照射，旁邊白墻上就出現(xiàn)了一個(gè)北斗七星的模 型，學(xué)生一下子驚呆了。筆者趁熱打鐵，轉(zhuǎn)動(dòng)模型，讓學(xué)生 觀察并記錄星座在白墻上的投射效果。學(xué)生自然而然地明白 t：星座中的恒星之間其實(shí)距離相去甚遠(yuǎn)，只是由于離我們 地球太遙遠(yuǎn)了，我們看過去才會(huì)覺得是在同一平面上，而且 從宇宙的不同角度去觀察，它們之間的組合圖形其實(shí)并不相 同。這樣的教學(xué)，才能讓學(xué)生客觀真實(shí)地認(rèn)識(shí)和了解星座， 建立起正確的有關(guān)星座的概念。在科學(xué)教學(xué)過程中有一些現(xiàn)象也必須通

9、過建模的方式 在課堂上“重現(xiàn)”。如在教學(xué)月相時(shí)，讓學(xué)生在實(shí)際中 去觀察月相是有一定難度的，時(shí)間上也不允許（下半月的月 相在下半夜才出現(xiàn)）。于是，筆者利用幻燈投影，外罩一個(gè) 星空鏤空燈罩，就在課堂上建立起了一個(gè)完整且能運(yùn)動(dòng)的月 相模型，從而讓學(xué)生了解月相變化的規(guī)律，幫助學(xué)生形成正 確的關(guān)于月相的空間概念。幫助學(xué)生建模的方法可謂多種多樣，哪一種更能說明事實(shí)，學(xué)生自有選擇，讓他們用 自己最擅長(zhǎng)的方式去理解、去解釋、去思考，把抽象的空間 概念具體化，這不正是我們科學(xué)課堂上所需要的、所追求的 嗎？策略三：關(guān)注人類探索宇宙的歷史，循序漸進(jìn)建構(gòu)空間概念從天圓地方說到地球中心說，還有一年四季的形成和太 陽的遠(yuǎn)

10、近關(guān)系假說，錯(cuò)誤的理論也曾經(jīng)在人類認(rèn)識(shí)地球?qū)W說 中占據(jù)過非常重要的位置。有很多人追捧，信奉，因?yàn)樗?貼近人的感覺認(rèn)識(shí)了。這些認(rèn)識(shí)也很容易被小學(xué)生接受。學(xué) 生的諸多認(rèn)識(shí)，就和早期人類對(duì)地球及其運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)十分相 似。深入地了解人類認(rèn)識(shí)地球與宇宙空間的歷史和過程，可 以讓學(xué)生重演人類對(duì)地球運(yùn)動(dòng)的探究過程。基于可觀察到的 現(xiàn)象和事實(shí)，運(yùn)用相對(duì)運(yùn)動(dòng)、參照物、模擬再現(xiàn)等原理和方 法進(jìn)行推理、論證，最終認(rèn)識(shí)地球是如何運(yùn)動(dòng)的。在這一過 程中，需要引導(dǎo)學(xué)生多角度地、持續(xù)地收集地球運(yùn)動(dòng)的證據(jù), 如資料、理論、模擬實(shí)驗(yàn)的結(jié)果等，需要提醒學(xué)生對(duì)證據(jù)進(jìn) 行批判性的邏輯加工，還需要訓(xùn)練學(xué)生具備一定的空間想象 力。如筆者

11、在教學(xué)晝夜交替現(xiàn)象時(shí)，發(fā)現(xiàn)學(xué)生都知道“晝 夜交替現(xiàn)象是由于地球自轉(zhuǎn)引起的”。在表?yè)P(yáng)了他們科學(xué) 知識(shí)豐富后，筆者話鋒一轉(zhuǎn)，創(chuàng)設(shè)了這樣一個(gè)場(chǎng)景：假如你 是生活在古代的一位古人，只知道日出而作，日落而息。然 后請(qǐng)學(xué)生從這樣的認(rèn)識(shí)出發(fā)，試著推理：太陽和地球兩者做 怎樣的運(yùn)動(dòng)才會(huì)出現(xiàn)地球上“晝夜交替”這種現(xiàn)象，把自己 的想象用圖畫出來。一石激起千層浪，各種模擬圖頃刻間都 展示在了黑板上。在引導(dǎo)學(xué)生對(duì)上述模擬運(yùn)動(dòng)進(jìn)行歸類后， 以組為單位，用手電筒和小地球儀模擬日地各種運(yùn)動(dòng)，推測(cè) 哪幾種運(yùn)動(dòng)形式可以形成“地球上的晝夜交替現(xiàn)象”。這樣 的教學(xué)不僅僅是為了讓學(xué)生尋找一個(gè)正確的答案，更是關(guān)注 學(xué)生對(duì)這個(gè)現(xiàn)象能否展開更多的空間想象力，希望學(xué)生能踏 著古人探索的足跡，通過猜測(cè)、想象，在頭腦中建構(gòu)地球和 太陽相對(duì)圓