2019年科学小课题研究报告
温柔似野鬼°
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2021年01月24日 20:36
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军旅情怀-二百四
科学小课题研究报告
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教育教学中的问题与困惑
小 学科学课程内容由“生命世界”、“物质世界”、“地球与
宇宙”三大领域组成。在这三大领域中，“地球与宇宙”部分内容的
教学相对较难，特别是教科版《科学》六年级下册的《宇宙》单元，是小学生初次接触天体星空的内容，
由于宇宙天体与小学生的生活所
处空间较远，
加之小学生的抽象思维和空间想象能力受限等原因，
学
习理解时往往比较困难，故本单元教学难 点多，学习效果差。对教师
而言，
由于教师对宇宙天体教学缺乏专业知识储备与支撑，
教师对本
单元教学内容的本身也同样面临着较大的挑战。
然受现行教学评价影
响，本单元需要学生掌握的知识点较多，
故在教学中普遍存在以教师
灌输代替学生自主探究和为 “考”而“教”、为“考”而“学”的现
象，
这不仅不能让学生充分理解掌握宇宙天体知识，< br>感受到浩瀚宇宙
无穷的魅力，
而且易让学生产生厌倦怕学情绪，
继而影响到学生 对探
究宇宙的兴趣，
与科学教学的根本目标相背离。
如何改变这一教师怕
教、 学生怕学的“双怕”困局，是摆在我们一线教师面前的一个现实
的课题。
产生该问题的原因分析
分析这一“双怕”局面，主要有以下几方面的原因：
从教学内容看：虽然我们生活在宇宙之中，但其与 我们的生活
时空差距大（相对而言，宇宙中的时空是宏观的、抽象的，而我们生
活的时空是微观 的、具体的），对其中的现象缺乏具体的生活经验与
感受，
从而影响了对知识的理解与掌握。< br>虽然本单元教学仅是宇宙知
识的起始内容，但需掌握的知识仍然不少，如月相变化、日食和月食< br>的形成、太阳系组成、星座等，这些知识远离学生的生活与经历，故
对知识的理解是一种“嵌入式 ”的，而非在原有知识与生活经历的基
础上的一种演绎、
归纳与提升，
教学很难达到让 学生知其然且知其所
以然。
从学生思维能力看：小学生的抽象思维和空间想象能力较差，
对形象直观的事物比较容易接受，
抽象的事物往往束手无策，
认识事
物的本质、规律有相当大的难度。因此，学生对浩瀚宇宙中天 体之间
的相对运动造成的月相、
日食、
月食等现象，
难以在脑海中予以想象，
造成理解困难，许多学生只能靠死记硬背。
从教师自身看：小学科学是一门综合性、专业性很强的学科，
而小学科学教师大都以培养能胜任 小学各科教学的
“通才”
为目标的
师范毕业生，教师本身缺乏专业知识支撑，面对宇宙 天体知识，老师
很难驾驭课堂。
采取的措施与行动
基于对上 述问题的研究与分析，结合自身的教学实践与学生认
知规律和思维特点，我们提出“建模教学法”，以期 帮助学生理解掌
握知识。
建 立模型，简言之为“建模”。这一理论在数学界研究运用较
为广泛，指通过运用数学的语言和方法，通过 抽象、简化建立能近似
刻画并“解决”
实际问题的一种强有力的数学手段。本课题中的建模仅指通过运用多手段、多途径，帮助学生建立宇宙空间模型，从而理
解宇宙运行变化的规律。
所谓模型是以某种形式对一个系统的本质属
性的描述，以揭示系统的功能、行为及其变化规律。当然， 模型不仅
仅是一种将实际物体小型化或大型化的实体，
科学课的模型既可以是
一个装置 、一个计划、一份草图，甚至也可以是一种想象。本课题所
指的宇宙空间模型不仅指将宇宙空间小型化的 模型，
而是帮助学生建
立一种合理的想象，
让宇宙中各种天体不断运动变化及产生的现 象在
学生的头脑中展现并组合，
形成大脑中的宇宙空间模型。
本课题尝试
利用 资料、形象、实验、图形、活动等途径帮助学生建立宇宙模型，
让学生学会运用模型来理解知识、掌握知 识、运用知识，具体做法如
下：
一、资料建模
良好的教育是 建立在学生已有的认知水平基础上的再提升。课
堂学习是学生认识宇宙世界的一个组成部分，
而 非学生认识与学习的
全部。
在教学时，
我们可以能通过运用书籍、
影视、网络等资料资源，
让学生在收集资料、积累资料的过程中不断完善、充实已有知识。毫
无疑 问学生平时通过许多途径也了解了一些有关宇宙的知识，
但都是
零星的、独立的、不完整的，有 的甚至是错误的。这时学生大脑中的
宇宙是朦胧的、模糊的，课前可以布置查找资料，帮助学生把那些不
完整、
错误的知识及时的替补，
使学生在大脑中初步形成宇宙空间模
型，为后续的建模做准备。
本单元资料的收集贯穿于学生整个单元的
学习过程中，
课前 为学生开出相关的书目，
如
《十万个为什么》
、
《少
年科普世界》、 《小学生自然百科》、《科学探索者》丛书中的《天
文学》、《中国少年科学（
6
—< br>9
岁）》丛书中的《太空邻居》等，
还鼓励学生浏览中国月球科普网、
星空天文 网、
梦幻星缘天文网等天
文网站，
让学生把得到的第一手文本资料按教材的内容分类，
通过整
理分析学生们对宇宙单元的大部分内容都有了一个初步的认识，
形成
初 步的宇宙空间模型。
二、形象建模
小学生思维以 形象思维为主，抽象思维和空间想象能力相对较
差。
《宇宙》单元学习的内容离学生很近又很远 ，“近”是因为我们
生活在宇宙的天体——地球上，时刻都能看到昼夜的日月星辰等变
化，都能 感受到四季冷暖交替等变化；“远”是因为宇宙浩瀚无边，
而我们肉眼可视的范围又是如此的狭窄，遥远的宇宙太空还有多少陌
生领域需要我们去探索。
对于人类已知的宇宙领域也是让许多人 为之
“着迷”。教学过程中，如果教师只按课本言传口授，用具体的、庞
大的数据描述、介绍天 体，学生听了往往惊叹不已，只知道很大，但
到底大到怎样的程度、天体之间的大小关系怎么样，仍然一 知半解。
实践表明，通过强化式的记忆，虽然能记住相关知识，但在学生头脑
中知识间往往“支 离破瘁”，无法在大脑中形成完整的形象，也就体
会不到宇宙的浩瀚，更加不能激起学生学习天文的兴趣 。教学中，我
们利用比喻，
把学生实际能观察的事物、
现象与遥远的宇宙空间事物、< br>现象联系起来，沟通起来，
化抽象为具体，帮助学生形成宇宙空间模
型，真正体会宇宙的 浩瀚无边。如把宇宙比喻为一片汪洋大海，我们
人类所认识的那一部分时空——总星系，
就是大 海中的一处岛屿，
银
河系只是小岛上的一个小石块，
太阳系是粘附在这块小石块上的一 颗
沙粒，地球就更渺小；把恒星比喻为一台功率强大的探照灯，那么行
星就只是站在探照灯边缘 的一只小小萤火虫；
如果站在远太空遥望银
河系
,
侧看它像体育运动中抛掷出 的铁饼
,
瞰视则像急流中的大旋涡。
还利用图片、录象，把天体大小对比的图片、天体 运动的录象展示给
学生，如《太阳系》一课中可以给学生展示太阳系天体大小真实比较
图，让他 们直观形象的感知，从而在头脑中建立太阳系模型。
三、实验建模
实验在科学教 学过程中具有重要的地位。模型的建立也可以通
过模拟实验的手段来进行。
模拟实验可以比较直 观的再现宇宙天体的
运动变化，
帮助学生在大脑中形成比较完整的天体运动的模型。
本 单
元教学中，关于太阳——地球——月球“三球”运行所引起的月相的
变化，是本单元教学的一 大重点，也是学生理解的难点，更是知识测
试的重点。在教学时，如果仅通过一般的讲解与演示，学生的 认识仍
然普遍停留在“识记”的层面上，而且很容易忘记相关知识，表现在
考试中，往往错误率 较高。
虽然我们的教学不是仅为了考试，但这一
失分现象表现出来的是学生对知识不理解而造成 的。
教学时，
我们通
过模拟实验来帮助学生建立模型：
用篮球代表月球
（一半用白色粉笔
涂白代表太阳照亮的一半），黑板代表太阳，学生围坐在中间代表地
球上的 观察者。
月球围绕着地球逆时针运动，
让学生记录月相的形状。
这个模拟实验打破了时 空的界限，
把遥远的宇宙空间发生的，
需要一
个月甚至几个月连续观察才能观察到的完 整现象展示了出来，
使学生
在大脑中形成了完整的月球运转的空间模型，
从而让学生知 道了月相
变化的规律。
四、图形建模
教学示意图是 化抽象为形象的常用方法，由于其具有明显的简
洁性、方便性、灵活性特点，普遍为教师教学所接受。画 示意图也是
帮助学生建立宇宙空间模型的一个很好的方法。
如在日食和月食的模
拟实验 的同时，让学生用示意图（见下图）把日、地、月三者的位置
表示出来，
不仅可以帮助学生做好 模拟实验，
更重要的是还可以帮助
学生在头脑中建立月相变化及日食、月食成因的模型。
《太阳系》一
课中，
在学生交流太阳系八大行星资料的基础上画出八大行星排列顺
序 示意图帮助学生初步建立太阳系的模型，
然后再让学生根据书本提
供的数据表来画太阳系的模型 图，
从而让学生在绘画的过程中发现八
大行星大小、
距离太阳的远近差异是非常大的，
从而使学生在头脑中
真正建立太阳系的模型，为后期的学习打下基础。
五、活动建模
活动教学模式具有开放性、趣味性等特点，符合小学生的求知
欲强、好参与 、善于想象的特点，是小学阶段教学的重要形式。宇宙
浩瀚无边、奥秘无穷，要使学生真正认识宇宙，光 靠课堂的时间是远