浅谈模型建构在小学科学“地球与宇宙”领域教学的应用

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浅谈模型建构在小学科学“地球与宇宙”领域教学的应用

学生在学习“地球和宇宙”时缺少实际的感性体验，和客观存在的观察障碍，需要学生具有一定的空间想象力，和大量的知识储备来支撑，这些都为学生空间观念的建构增加了难度。本文以《在星空中一》为例，浅谈模型建构在小学科学“地球与宇宙”领域教学的应用。通过模拟真实的情景，让学生把空间观念和科学概念之间建立了关系，有效的建构了科学概念。



标签：模型建构 地球与宇宙 北斗七星

蔚蓝的地球与浩瀚的宇宙，总能引起人类无限的遐想和探索欲望。小学生同樣也对此领域充满兴趣。小学生五六年级有“地球与宇宙”领域的学习。由于缺少实际的感性体验，和客观存在的观察障碍，再加上空间结构的运动性和大尺度特点，这些都为学生空间观念的建构增加了难度。天体的运动，形成了天体之间相对位置的变化，天文现象也随之变化，学生的空间结构也要随之变化；大尺度的空间结构需要学生有着较好的空间想象能力。这是“地球和宇宙”空间观念建构的难点所在，需要我们去研究和突破。



所谓模型，是指根据已知的事实建立的，对研究对象简洁仿真性的表述。它从原型出发，根据某一特定目的，抓住原型的本质特征，对原型进行抽象，把复杂的原型客体加以简化和纯化，建构一个能反映原型本质联系的模型，并进而通过对模型的研究获取原型的信息，为形成理论建立基础。模型建构可以发展学生抽象思维、体现学生本真探究、培养学生天文爱好，模型本身越逼真，实验效果就越好。下面以《在星空中（一）》为例，浅谈模型建构在小学科学“地球与宇宙”领域教学的应用。



一、建构模型四要素

建构模型四要素包括任务驱动、模型建构、模型探究、解释原型。在《在星空中（一）》一课中，其四维教学目标是： 学生在经历“北斗七星”模型建构的过程中，认识到7颗星离地球的远近是不同的，从不同角度观察北斗七星，构成的图形是不同的，进而明白星座是远近不同、没有联系的恒星在天空中的视觉图像；学生通过建构和观察“北斗七星”模型，用图画做好相关的记录，并对模型进行合理推理和做出解释； 学生在“北斗七星”模型建构的过程中，知道建构模型是认识星空的重要方法，培养对天文科学的兴趣；学习掌握建构三维立体的“北斗七星”空间结构方法流程，体验stem在建模中的应用。



根据教学目标，确定建模四要素为：1、任务驱动（引模）：模拟什么—北斗七星的模型；2、模型建构（建模）：怎样模拟—根据已知信息建构模型；3、模型探究（释模）：分析模拟后看到的现象——运用模型探究未知信息；4、解释原型（拓模）：原型对比—不同角度观察北斗七星模型。



二、建构模型






1.所需材料

泡沫板、竹签、黏土

2.找一张边长为50厘米左右的正方形纸板，按图打上7个小孔

（七个孔距离地球观测端的距离，按照七颗星距离地球距离相应比例排列）准备7根长度不同的竹签，用黏土揉七个小球插入竹签的上端，代表七颗星。在1号到7号位置分别插入这七根竹签。



3.活动

①转动光源和相应移动背景屏幕，让光从四个不同的角度照射模型，使七颗星的影子完全落在屏上，描绘影子，再用线将它们连起来；②一张纸画一幅投影图，完成后，将画好的4幅图整齐摆放在桌子上，仔细观察发现，并总结结论：星座是远近不同、没有联系的恒星在天空中的视觉图像。如果从不同角度观察，图形不同。



北斗七星的斗柄，在不同的季节指向不同：晚上8、9点观测，秋天斗柄朝西，冬天斗柄朝北，春天斗柄朝东，夏天斗柄朝南。



宇宙类课文难上，难在哪里？学生需要一定的空间想象力，需要有大量的知识储备来支撑。建模是一个思考、思辨的过程。学生通过模拟实验建构了空间观念；借助模型分析和想象认识对象间的实际关系，通过真实的情景回归，让学生把空间观念和科学概念之间建立了关系，有效的建构了科学概念。



“一个仰望星空的民族，是大有希望的民族。”空间观念的建构是符合新课程改革的趋势。它终将为学生后续的科学学习和科学概念的发展，为终生学习起到了铺垫和桥梁的作用。



参考文献

[1]韩晓宁. 小学科学地球与宇宙领域模拟实验研究[J].教师，2017，（15）：81.



[2]李伟臣.小学科学“地球与宇宙”教学策略概览.http：//wenku.baidu.com/view/8d14bc86b9d528ea81c77964.html

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