《北极星不动的秘密》案例分析

北极星不动的秘密案例分析教科版小学科学中“地球与宇宙”占了足够的地位。有关“地球和宇宙”知识的学习，不仅可以满足儿童的好奇心，还可以使儿童了解人类为科学地了解宇宙所做的努力。然而，它又是多么抽象的事物，离小学生的生活实际比较遥远，甚至有些枯燥。五年级下册的“地球运动”单元中“太阳以及各星辰位置变化、四季变化和地球运动关系”的探索，更是一大难点。其中折射的教学理念、教学策略引起了我们的深思。在经历北极星不动的秘密一课的听课和自己的摩课之后，深有启发。案例：北极星不动的秘密是小学科学五年级地球运动单元中的第五课，单元中昼夜交替现象、证明地球在自转、谁先迎来黎明三课探讨的“地球自转”与“自转的方向”是本课学习的基础和递进。北极星“不动”的秘密一课教科书中提示的主要科学概念目标有“天空中星星围绕北极星顺时针旋转，北极星相对不动，是地球自转产生的现象”和“从北极星在天空中的位置推测出地轴是倾斜的”两块。在过程方法上，让学生结合星星的运动情况、模型和生活中的事例，推测地球绕地轴运动的特点。通过活动，增进对科学现象的解释需要得到证据的支持和从已知出发进行推理的认识。记一次听课摘录：一、复习引入师：通过前几节课的学习，你知道太阳东升西落、昼夜交替现象的形成原因吗？生：由于地球的自转。师：假设太阳位于地球北极正上方时，会出现什么现象？生沉思后，个别学生说：地球的自转不能出现了昼夜交替，可能会出现北半球一直为昼，南半球一直为夜。二、了解北极星“不动” 的现象师：你认识北极星吗？它在什么地方？生：在我们的北方。学生观看北极星空运动的视频，说说感受。生：看起来北极星附近的星星在绕着北极星转。生：北极星不动，在圆的中心。师：为什么会这样呢？你认为在怎么样的情况下会出现这种现象？冷场，个别学生出现无聊躁动现象。三、推测北极星与地球的位置关系生：也许就是北极星附近的星星就是在绕着北极星转。生：北极星也许就是处在地球自转中心的上方。师：这种情况真得会出现这种现象吗？能不能来模拟一下？冷场四、模拟体验北极星“不动”的现象师出示一个大圆盘“北极星空图”，上面画有北极天各星座，这个能帮助我们模拟实验吗？教师阐述实验的方法：圆盘放在头顶，人在下面以圆盘中心点转，观察圆盘上的星星位置改变。学生思考模拟实验的方法和注意点，各小组进行模拟体验活动。这是一节精心准备过的研讨课，从目标定位到教具选择，都显示了教师在课前的钻研程度，让学生经历从现象提出问题到模拟、搜集证据解决问题，尝试让学生像科学家那样去探索“新”的科学领域，“北极星空图”教具的使用，更使本课难点得到有效的突破。但综观整节课，冷场较多，学生躁动，上课教师引导吃力，不由得让听课老师感到：上这节课真累啊！课后，我对该班学生从兴趣、知识、思维能力上进行了简单测试：你喜欢今天的科学课吗？北极星“不动”的秘密是由于（ ）。通过什么方法，可以说明北极星“不动”的秘密和他所处的位置有关？经过统计，20%的学生喜欢，60%的学生表示一般；能答出北极星“不动”的秘密原因的只占35%；25%的学生知道用“北极星空图”来说明北极星“不动”的秘密（说明大部分学生做这个实验的目的还是不清楚）。通过听课观察和数据分析，我们不难发现学生学之累，教师导之累，而且收效甚微。仔细分析，个人认为主要存在以下的问题：问题一：少了学生的内部感化从以上的教学中，探究问题没有在学生心里内化，不能激发学生的探究欲望。在教学目标定位中，我们不难感受到授课教师着力于怎么让学生去理解“北极星不动的原因”这个知识点上，而忽视了学生对这一科学探索真谛的内部感化。如：教师一开始用“假设太阳位于地球北极正上方时，会出现什么现象”这样的问题作铺垫，看起来是为北极星的位置理解作铺垫，而实际上却没有引起学生的兴趣，甚至觉得很无聊，太阳怎么会位于北极正上方呢！太不合情理了。学生在教师有计划的引导下，按着教师的节奏走，感受不到学生有价值的自我思考。问题二：少了学生主动的科学探索经历教学中体现学生的主体意识，是新课程改革的重要理念之一。学生是科学学习的主体，科学学习的过程是学生主动参与和发挥能动性的过程。不少教师心中明白这个道理，实际操作起来有相当困难，甚至穿新鞋走老路。整节课中，没有巧妙问题的引领，没有学习欲望的激发，缺乏积极地针对现象的猜测和假说，只是一个模拟实验的简单经历，一个过场是完整的，但是其中我们都能感受到缺少了学生的主动参与。改进策略：一、 媒体再现，唤起学生的前概念。现在学生很少对星座有所观察，城市学生更是少之又少，更不用说星辰的运行特点。星辰到底如何在天空中位置变化，北极星如何不动，对他们来是可谓纸上谈兵，这些现象都需要教师在课堂上的再现。所以让学生知道星辰的东升西落现象和北极星不动的现象还需要媒体的帮助。一开始，我们可以播放一段星辰图片和动画，让学生了解一些主要星辰的特点，如启明星、织女星、牛郎星等。用这些耳熟能详的星辰，激发学生的兴趣。引导学生观察这些星辰在空中位置不是一成不变的，他们在空有的位置有规律地变化着，这是什么原因形成的，唤起学生的前概念（地球自转引起星辰变化）。二、巧设问题，冲击学生的前概念。兴趣是推动学习的内在动力。新课程强调“我们的课程要关注那些真正来自儿童和属于儿童的问题，联系学生的生活和社会实际”。怎么样让学生在简短的导入中感受到科学那份浓浓的奥秘和趣味呢？关键还是要从学生的实际出发，以他们的前经验为起点，让他们的思维产生新的刺激或者矛盾，产生节点，这样才能更好地使问题成为他们自己强烈的需求，全身心地投入到探究活动中去。结合本课的前后联系，我们不妨采用在学生前概念的基础上，创设问题情境，搭建和前概念矛盾的问题舞台，构筑学生思维的强烈斗争情景，以此来激发兴趣。在学生观察星空动画媒体之后，问：星辰的东升西落，这是由于什么原因？学生自然能答出：地球的自转，教师顺势引导：是啊，由于地球的自转，导致星辰的东升西落，但是有一颗星它就是“悬挂”在地球上方的某一个位置而不动，你知道他是谁吗？让学生观看北极星空的动画媒体。通过这样的引领，使学生的认知：从星辰东升西落是由于地球自转引起的。潜意识里也形成一个不完全科学的概念：地球的自转会引起所有星辰的东升西落。然而恰恰我们的事实：北极星就是不动！到底是什么原因呢？在学生的脑海里进行了强烈的概念矛盾冲击，此时他们的好奇心也犹然而生了！三、利用矛盾，让学生尽情假说。以矛盾冲突为基础的问题情境的产生和解决,恰好是教学过程与学生发展的驱动力。在好奇心的驱使下，小科学家们纷纷尝试作出了假设：北极星和地球同步自转；北极星在地球自转中心的上方。这两种假设都是学生根据实际结合自己的空间想象而猜测的。从这两种假设中可以看出学生他们在积极参与问题的解决中。此时此刻，我们的教师还需要去费力引导学生的假说和实验的方法吗？我们只要质问一下：这两种假说哪种正确呢？你能找寻足够的证据来证明哪一种假说正确或者推翻哪一种假说是不成立吗？简短的引导再次激发学生的实证意识，他们会搜集更多的资料来说明。下面摘录一段推翻北极星和地球自转同步转的假说的学生思辨过程：生1：我们在北极天看到了很多的星星，看起来在以北极星为中心转。（出示北极天星空实拍图）生2：如果北极星在和地球自转一起动的话，那它和周围星星的位置也会发生改变，有的时候和这颗星星的距离会近，有的时候却会远，但实际他们的距离还是那么稳定。生3：如果北极星和地球自转同步的话，我们可以做一个模拟实验，我们可以在高处挂一个物体，人站在下面进行观察。这样我们能看到人和这个物体的位置保持一致，但是这个物体和周围的天空上星星位置却在发生变化。这个就可以说明北极星如果和地球同步转的话，他和周围星星的位置会发生变化，然而实际却没有，说明这种假说不成立。我不禁为学生层层深入的精彩思辨而感到欣喜！四、抽象具体化，让学生自己找方法。天体在空中的位置是多么抽象，每个人都会有自己不同的理解。如果教师就只想用自己的方式去灌输，结果可想而知。不如尝试让他们自己去寻找最合适的理解方式吧！师：你能用什么方法证明北极星处在地球自转中心轴的上方会出现：地球自转而北极星不动的现象呢？生1：我们可以做模拟实验，在头顶上面放一个模拟天空图，然后人在下面以一个中心自转，观察上面星空的变化。（教师乘机出示：北极星空图）生2：我可以拿一把转椅转，看天花板。生3：我可以转陀螺，陀螺转的时候，中间就是不会动。生4：看地球仪，让它自转起来，我看中间地轴的位置。学生模拟实验的方法可谓多种多样，哪一种更能说明事实，学生自有自己的选择，他们用自己最擅长的方式去理解、去解释，岂不是更容易接受。给学生一片天空，他们会绘出更绚烂的色彩。经过自己的思维加工，他们把这么抽象的空间概念，用自己擅长的理解方式给具体化了，这不正是我们科学课堂上所需要的、所追求的吗？科学教学不再是教学生“知道”那么简单了，我们更要引领学生去探索科学，让他们用自己的思维，经过加工去经历科学，犹如一个小科学家去体验科学探索的过程，感悟科学探究的真谛。教师的角色，不要再只停留在“传授”了，而是“引领”学生去探索。这更要教师走进学生的心灵和脑海，充分了解学生的前概念，抓住他们的心，利用层层深入的环节设置，让我们的学生步步深入，一起探索，齐舞在科学绚烂的舞台上。