《為什么一年有四季》教學實錄與分析

肖炳杰

《為什么一年有四季》是《地球的運動》單元中的一課。涉及到地軸傾斜太陽光線照射到地球位置發(fā)生有規(guī)律變化導致溫度有規(guī)律變化的問題，是在學生認識了地球在繞太陽公轉、光線直射斜射引起溫度變化的基礎上，進一步對地球公轉過程中所產生現(xiàn)象的探究。為了更好的了解學生的前概念，課前我對五年級整段的學生進行了科學前概念的調查：充分暴露學生的科學前概念

統(tǒng)計數(shù)據發(fā)現(xiàn)，許多學生對四季的成因有著錯誤的認識，較普遍的一個觀點是地球在圍繞太陽公轉過程中，離太陽近時是夏季，離太陽遠時是冬季。

一、概括已有認知，鋪墊設疑

學生的前概念對于教學極其重要，它能對學生概念的形成起促進和幫助作用。一個概念的形成，必須建立在學生自己原有的生活經驗的基礎上，新概念必然是對生活中原有概念進行重新組合、轉化的一個過程。巧妙的導入不僅能夠了解學生的已有認知，還能夠幫助學生概括他們的已有認知即四個季節(jié)溫度變化有規(guī)律。

【課堂實錄】

師：說說你喜歡的季節(jié)，為什么

生1：我喜歡春天，因為不會很冷也不會很熱。

生2：我喜歡夏天，可以游泳，還有很多水果可以吃。

師：四個季節(jié)最大的區(qū)別是什么？

生：溫度不同。

師：四個季節(jié)溫度的變化有沒有規(guī)律？

生1：春天和秋天溫度差不多，夏天最熱，冬天最冷。

生3：每年都是這樣的。

【分析】本教學環(huán)節(jié)主要以概括學生已有認知為主——溫度有規(guī)律的發(fā)生變化形成不同的季節(jié)。上課伊始，以學生熟悉的春夏秋冬圖片導入，讓他們說說自己“喜歡的季節(jié)，為什么”。從而引導出學生說出喜歡某個季節(jié)的原因主要與四個季節(jié)的溫度有關。在此基礎上緊接著提問：“四個季節(jié)最大的不同是什么？”學生就能夠根據前面知識概括和教師問題的指向從容的回答出：溫度不同。然而學生的思維需要發(fā)展，前面兩個問題的探討學生的思維只是停留在已有認知的表面現(xiàn)象，對于溫度有規(guī)律變化的分析相對較少，教師緊接著提問：“是個季節(jié)溫度的變化有沒有規(guī)律？”不僅能夠讓學生對已有認知做一個整理的分析與歸納，同時為充分暴露“溫度有規(guī)律變化”原因的前科學概念做好了鋪墊，學生的思維也在進一步發(fā)展。

二、引發(fā)概念沖突，形成思維碰撞

學生的思維需要發(fā)展，而思維的發(fā)展是從產生問題開始的。對于“問題”的選擇，教師在遵循學生的生活實際、學生思考問題的興趣的同時更應該關注學生已有思維認知和思維發(fā)展的情況，讓課堂成為生本課堂。本環(huán)節(jié)中，以問題“為什么一年當中溫度會有規(guī)律的發(fā)生變化”為主線，并結合學生已知的正確科學概念，充分暴露學生對這個問題的已有認知和生活經驗。同時，及時肯定學生正確的共同認識，排除與科學不相符的猜測并給予學生正確的科學概念。而排出與科學不相符的猜測的目的是為了讓學生對自己前概念有一個初步懷疑，給予他們正確的科學知識則是為了讓他們的原有認知與正確科學概念引發(fā)沖突，產生思維碰撞。從學生科學概念形成的過程來看，科學事實的作用是顯而易見的，科學事實是學生進行同化過程的填充信息，也是學生順應過程中轉變前概念的有力證據。

【課堂實錄】

生1：我覺得地球離太陽近的時候地球的溫度高，就是夏天；地球離太陽遠的時候溫度就低，就是冬天。

師：很有意義的猜測。

師：那在一天當中，溫度也在發(fā)生高低變化，是不是也跟地球離太陽的遠近有關呢？

生繼續(xù)回答：一天當中過的溫度變化應該與太陽的遠近沒有關系。

師：的確，地球公轉的軌道是橢圓形的，地球在公轉的時候有時離太陽近一點，有時離太陽遠一點，我這里有科學家研究后真實的一些數(shù)據，不知道能不能解決大家的猜測。

PPT出示相關資料（近日點——數(shù)據——冬季；遠日點——數(shù)據——夏季）

生：夏天的時候地球離太陽遠了，冬天反而近了。

【分析】從前概念出發(fā)，引出學生錯誤前概念并提供給學生證據，讓他們產生思維矛盾，并引發(fā)前概念與科學概念沖突。本環(huán)節(jié)教學中通過概括學生已有認知即四個季節(jié)溫度變化有規(guī)律引出探究性問題：“為什么一年當中溫度會有規(guī)律的發(fā)生變化，你覺得可能與哪些因素有關？”大多數(shù)學生對四季的成因是未曾思考過的問題，或者有著錯誤的認識，較普遍的一個觀點是地球在圍繞太陽公轉過程中，離太陽近時是夏季，離太陽遠時是冬季。由此可見，學生對本課內容在認知上存在半“空白”想象，或者難以找到已有經驗的支持。因此，本課內容的學習與學生的認知及已有經驗建立起聯(lián)系，從學生已有的經驗出發(fā)，一步步的實施教學，是學生理解四季成因的關鍵。

三、聯(lián)系已有科學概念，進行邏輯推理

學生在學習新概念的過程中，在他們的思維中會不斷的搜索能夠接受新概念的已有科學概念和生活經驗，他們已有的科學概念（光線直射、斜射對溫度的關系），將成為構建新科學概念的前提條件。然而每個孩子在學習科學的過程中有能力差異，有部分學生可能還能從腦海中搜索到已有的科學概念，但大部分的學生需要教師不斷的引導才能回憶起部分已有科學概念。為了能更好的體現(xiàn)“科學課程應面向全體學生”和沖破錯誤前概念構建新的科學概念。教師就應該加強前后科學概念的聯(lián)系，搭建學生學習新科學概念的橋梁。

【課堂實錄】

師：通過什么可以反應出地球上有光線直射和斜射有規(guī)律的變化呢？

生1：看太陽的光線。

生2：一天中影子的變化與太陽光照射的角度有關。

師：一天當中影長變化有什么規(guī)律？影長的變化與溫度有什么聯(lián)系？

生1：早上影子長溫度低，中午影子在腳底下，溫度高，晚上又低了。

生2：早上和晚上的影子差不多長，溫度低。

師：大家能否根據這個來用一句話來概括一下？

生：影子長的時候溫度低，影子短的時候溫度高。

【分析】根據教學內容，本課對四季成因的探究主要是通過“立竿測影”的實驗方法來實現(xiàn)的。在幾次試教中，發(fā)現(xiàn)學生對“立竿測影”實驗的理解是一個難點，學生普遍不知道“為什么要做這個實驗，實驗要我們干什么”成為學生認識的難點。為了能解決這個難點，對教學進行了一個整合：從聯(lián)系一天的溫度和影長變化出發(fā)，把陽光直射與斜射會造成溫度的變化變成已知條件，在地球公轉的過程中能不能發(fā)現(xiàn)陽光的直射和斜射，從而引起四季溫度的變化。學生模擬實驗的目標更加明確，將抽象的概念通過形象化的探究過程得以構建，教學深入淺出，降低了難度。從整節(jié)課的教學思路和主線看，從推測四季成因，分析四季的成因，對合理的推測進一步尋找證據，實驗驗證，學生在真實的問題情境中，不斷激起思維的火花，自己提出問題，循序漸進地思考解決問題，積極構建科學概念。

四、豐富實踐探究，排斥錯誤概念

為了能讓探究活動更加有效，課堂上我們還應該給學生提供足夠的交流討論、動手操作與探究體驗的時間，以獨立思考的時間，現(xiàn)在的科學課中安排的活動較多，學生要在短短的40分鐘內進行各種深入的探究是有一定困難的，這時，我們寧可少完成一部分內容，也不能讓實驗走過場，或教師簡單的演示一下，這樣會喪失探究式學習的本質。只有學生親自參與探究活動中，才能更好的去觀察實驗現(xiàn)象、分析實驗現(xiàn)象、交流實驗現(xiàn)象。才能更好的通過生生交流、師生交流的過程中來構建科學概念，形成科學概念。才能培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)。

【課堂實錄】

學生實驗（其中1個小組地軸垂直）

學生匯報：——教師記錄這兩組數(shù)據。（2個小組正常的數(shù)據）

生：我們組的不一樣，每一個點上的數(shù)據沒有太大的變化，都在1厘米左右。

師：為什么你們小組的數(shù)據都差不多，桿影長度變化不大呢？我們現(xiàn)在無法知道他們實驗過程中到底出現(xiàn)了什么問題，要不這樣，你們再來做一次，證明給大家看，不過我得請幾個同學來監(jiān)督一下。

師：把他們測得的數(shù)據告訴我

生：的確是在1厘米左右。

師：他們的操作有問題嗎？那是什么原因導致他們的桿影長度基本相同呢？

生：我們做的實驗，地球儀的地軸傾斜他們是直的。

師：的確，他們的地軸是垂直于地面的。那時什么原因造成實驗數(shù)據跟我們不一樣？

生：地球的地軸。

【分析】實踐探究是本節(jié)課難以突破的一個教學環(huán)節(jié)，如何巧妙的設計不僅讓學生理解了四季桿影長度的變化與地球公轉時地軸傾斜有關，同時讓學生明確當?shù)厍虻牡剌S垂直的時候，地球公轉時同一個地區(qū)的桿影長度沒有發(fā)生長短變化，還能讓學生通過實驗數(shù)據，分析實驗數(shù)據，歸納與整理最終得出影長變化與太陽照射角度的關系并確定與溫度的聯(lián)系，是實踐探究的目的。

五、整理科學概念，鞏固科學概念

在教學中及時小結很重要，特別是在學生通過實踐探究得到一些科學概念后，教師更是應該抓住時機，及時小結。本節(jié)課，當學生通過實驗得到數(shù)據，并通過比較，發(fā)現(xiàn)桿影長度的變化與地軸傾斜有關以此推出一年四季溫度有規(guī)律變化的原因后，教師進行了及時的小結，讓學生剛形成的科學概念得了到進一步的鞏固。

【課堂實錄】

師：研究到這里我們有必要來概括一下四季的成因，先請大家自己思考，然后把你的想法再跟小組同學一起交流

生：地球公轉、地軸傾斜，導致光線有規(guī)律的直射或斜射。

教師概念小結：我們一起看著板書來說一說：地球在繞太陽公轉的時候，由于地軸是傾斜的，導致陽光有規(guī)律的直射或斜射某一地區(qū)，直射時熱量多溫度就高，斜射時熱量少溫度就低，因此溫度有規(guī)律的發(fā)生變化，形成四季。

【分析】模擬實驗能啟發(fā)學生的思維，是判斷邏輯推理是否正確的好方法。選擇材料是做好模擬實驗的關鍵，實驗材料會直接影響實驗的效果，不同的實驗材料產生的實驗現(xiàn)象和效果也各不相同，科學、恰當?shù)牟牧喜拍鼙普娴啬M出自然現(xiàn)象。有了前面器材的使用與現(xiàn)象的觀察，學生自主探究南半球四季變化就易如反掌了。

【作者單位：寧波市鄞州區(qū)實驗小學 浙江】