《太陽系》教學(xué)案例分析

黃思思

教學(xué)目標(biāo)

1.搜集資料認(rèn)識和了解太陽系的基本組成，知道太陽是太陽系的中心，知道太陽系中有八顆行星，能描述它們在太陽系中的相對位置。

2.嘗試建立太陽系模型，在建模過程中發(fā)展空間思維。

教學(xué)準(zhǔn)備

教師準(zhǔn)備希沃白板、3D打印的太陽系模型，直徑為1米的紅色瑜伽氣球（太陽模型）。

學(xué)生課前搜集有關(guān)太陽系的資料。

教學(xué)過程

（課前布置學(xué)生搜集有關(guān)太陽系的資料，以小組為單位，將搜集來的資料進(jìn)行歸納整理，繪制思維導(dǎo)圖。）

1.環(huán)節(jié)一：初步認(rèn)識太陽系

（1）教師組織學(xué)生充分交流搜集資料的情況。

談話：課前我們分成了9個(gè)學(xué)習(xí)小組去了解關(guān)于太陽系的知識。你搜集到了哪些資料？通過什么途徑搜集的？面對大量的資料大家是如何進(jìn)行信息整合的？思維導(dǎo)圖起到了什么作用？

（2）總結(jié)、概括太陽系的構(gòu)成。

提問：你能說說太陽系是怎么構(gòu)成的嗎？

（教師提前準(zhǔn)備好“八大行星都有哪些”和“八大行星之最”的匹配小游戲。）

總結(jié)：太陽以及圍繞太陽轉(zhuǎn)動(dòng)的八大行星，行星的衛(wèi)星、矮行星、小行星、彗星等構(gòu)成了太陽系。

2.環(huán)節(jié)二：構(gòu)建太陽系模型

（1）運(yùn)用實(shí)物和信息技術(shù)在頭腦中建構(gòu)清晰的太陽系模型。

提問：（展示四張圖片，圖片中八大行星的相對位置和大小看起來各不相同）你從這些圖片中發(fā)現(xiàn)了什么問題？這些是太陽系的照片，還是按比例縮小的模型圖，或者是簡單的結(jié)構(gòu)示意圖？需要哪些相關(guān)數(shù)據(jù)才能知道答案？

談話：我們來嘗試建一個(gè)模型，太陽是太陽系的中心，也是最大的星球。我們把太陽看作單位1。大家覺得太陽的直徑是做成1厘米的、1分米的還是1米的合適呢？

（學(xué)生分析后，教師展示直徑1米的瑜伽氣球。師生運(yùn)用Excel表格計(jì)算后，畫出八大行星的等比例模型圖，再依次展示3D打印的實(shí)體模型，學(xué)生非常驚訝。）

提問：如果要對八大行星與太陽距離的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，該怎么辦？（教師強(qiáng)調(diào)要與此前做大小模型時(shí)的比例一致。）

談話：按之前的比例，太陽與地球相距107米，只能到百米跑道上去擺放了。

（播放微課：展示日地距離按比例縮小后，在百米跑道上擺放的模型。）

談話：其他“星球”應(yīng)該擺放在什么位置呢？一個(gè)一個(gè)去擺放“星球”未免太麻煩，我們可以借助“百度地圖”軟件的測距工具模擬在現(xiàn)實(shí)中建立太陽系模型。

（師生一起用“百度地圖”軟件進(jìn)行測距并擺放太陽系模型，“天王星”需要擺放在距離學(xué)校2062米的市政府，“海王星”需要擺放到距離學(xué)校3236米的王府井商場。）

（2）交流與思考。

談話：縮小了近14億倍之后，教師還用了1.5分鐘才從“太陽”走到“地球”的位置，而實(shí)際情況是：我們乘坐飛機(jī)去太陽的話，得花上18年的時(shí)間，目前最快的星際探測器也需要82天，光也需要8.3分鐘。

思考：依據(jù)我們建立的模型判斷搜集到的太陽系圖片的科學(xué)性。

3.環(huán)節(jié)三：總結(jié)

談話：在剛才對數(shù)據(jù)處理再檢驗(yàn)的過程中，你們有什么體會(huì)或發(fā)現(xiàn)嗎？

（學(xué)生可能認(rèn)識到：八大行星在太陽系的空間分布不是均勻的;太陽系各星球間其實(shí)是非常遙遠(yuǎn)的，八大行星的大小差異很大，在太陽系中八大行星是十分渺小的;要想科學(xué)準(zhǔn)確地按照比例畫一個(gè)“太陽系”或者做一個(gè)太陽系模型是很困難的。學(xué)生也可能認(rèn)識到：要學(xué)會(huì)對看到的信息進(jìn)行辨別，不能看到什么就是什么，要有自己的思考。）

談話：通過這一節(jié)課，一個(gè)科學(xué)準(zhǔn)確的太陽系已經(jīng)建立在大家的腦海中了。

案例分析

1.從思維發(fā)展的視角來看，較好地培養(yǎng)了學(xué)生的空間思維和邏輯思維

本案例較好地體現(xiàn)了如何有效地培養(yǎng)學(xué)生的空間思維和邏輯思維。

《太陽系》這一內(nèi)容的教學(xué)目標(biāo)是：知道太陽是太陽系的中心，知道太陽系中有八顆行星，描述它們在太陽系中的相對位置。為了達(dá)到這一目標(biāo)，建立模型是一個(gè)很好的方法。

學(xué)生課前搜集了不少數(shù)據(jù)，如太陽和各大行星的直徑大小的數(shù)據(jù)、距離的數(shù)據(jù)，如何將其模型化并建構(gòu)為學(xué)生頭腦中的太陽系結(jié)構(gòu)是一個(gè)難點(diǎn)，也是本節(jié)課要解決的一個(gè)重點(diǎn)。

教師普遍的做法是只要求學(xué)生建構(gòu)太陽系模型的一部分，比如不包括太陽，或者不包括距離模型，學(xué)生的空間想象力由此受限。而本課嘗試運(yùn)用信息技術(shù)來解決問題，建立一個(gè)包括太陽、八大行星及其與太陽距離范圍內(nèi)的更為完整的模型，培養(yǎng)學(xué)生的空間思維。

（1）從形象到想象，幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)思維進(jìn)階。

建構(gòu)等比例大小模型時(shí)，教師采用了直徑為1米的瑜伽氣球、3D打印的塑料球、學(xué)生自己畫的模型圖來實(shí)現(xiàn)等比例縮小。在此基礎(chǔ)上，建構(gòu)難度更大的等比例距離模型，首先從學(xué)生熟悉的百米跑道開始，在實(shí)地建立模型時(shí)出現(xiàn)困難后，自然而然地引入“百度地圖”，運(yùn)用其測距工具模擬實(shí)地建模?！鞍俣鹊貓D”可以實(shí)現(xiàn)“實(shí)景”呈現(xiàn)，教師選擇學(xué)生熟悉的地方“擺放”星球模型，比如市政府大樓、王府井商業(yè)大樓，讓他們充分想象這些天體之間的相對位置。

（2）從具體到抽象，幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)思維建構(gòu)。

教師借用一些學(xué)生已有的經(jīng)驗(yàn)（飛機(jī)的速度、光的速度），通過相應(yīng)的計(jì)算（飛到某個(gè)天體要多少時(shí)間），幫助學(xué)生體會(huì)太陽系的空間之大。打比方、列數(shù)據(jù)是傳統(tǒng)教學(xué)中常用的做法，教師要合理運(yùn)用，這樣有利于培養(yǎng)學(xué)生的空間思維。

學(xué)生通過建立模型，認(rèn)識到課本、科普書、網(wǎng)絡(luò)上的八大行星的圖片不是拍攝下來的，也不是嚴(yán)格按照科學(xué)準(zhǔn)確的比例畫下來的，這個(gè)過程較好地培養(yǎng)了學(xué)生的邏輯思維。

這里有一個(gè)建議：本課教學(xué)中對邏輯思維的訓(xùn)練還可以更深入。比如在建立實(shí)物模型之后，教師可以引導(dǎo)學(xué)生觀察，發(fā)現(xiàn)圖片上的“太陽”比按比例縮小的瑜伽氣球小，而“水星”比按等比例縮小的水星模型要大，從而得出圖片上的“星球”不是嚴(yán)格按照大小比例畫出來的，各行星之間的相對距離也不是嚴(yán)格按照距離比例畫出來的。觀察、比較、分析、推理，這些“階梯”一定要搭建好，才更有利于培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬎季S。

發(fā)展空間想象力和邏輯思維能力對六年級的學(xué)生來說是很重要的，教師要努力為他們創(chuàng)設(shè)高質(zhì)量的平臺(tái)。

2.從學(xué)習(xí)主體的視角來看，較好地實(shí)現(xiàn)了基于學(xué)生的認(rèn)知能力來進(jìn)行教學(xué)

一般情況下，教師會(huì)要求學(xué)生搜集有關(guān)太陽系的資料，但普遍都是在已經(jīng)明確了太陽系結(jié)構(gòu)之后，才引導(dǎo)學(xué)生搜集資料，旨在課堂教學(xué)的基礎(chǔ)上，借用搜集資料的方法，使學(xué)生對太陽系的認(rèn)識得以拓展、提升。

本案例反其道而行之，搜集太陽系資料在建立概念之前進(jìn)行，這種做法是基于學(xué)生的認(rèn)知能力來設(shè)計(jì)的。六年級學(xué)生已經(jīng)擁有以各種方式獲取信息并整理信息的能力，教師完全可以讓他們在課前獲得關(guān)于太陽系的信息，讓這些信息成為探究式學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，讓他們獲得更加充分的發(fā)展。教學(xué)中，學(xué)生從交流和整理信息開始，在教師的指導(dǎo)下發(fā)現(xiàn)這些信息中存在的問題，通過建立模型發(fā)展了空間思維，認(rèn)識到不能看到什么就是什么，要有自己的思考。同時(shí)他們學(xué)會(huì)了運(yùn)用思維導(dǎo)圖整理信息，學(xué)會(huì)了運(yùn)用Excel表進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，學(xué)會(huì)了運(yùn)用“百度地圖”軟件實(shí)現(xiàn)建模。

基于信息技術(shù)的飛速發(fā)展，學(xué)生的學(xué)習(xí)能力很大程度取決于獲取信息、整理信息和加工信息的能力。如何讓學(xué)生從小學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)，獲得終生學(xué)習(xí)的能力，是每個(gè)教師需要重視的問題。本案例中，教師通過基于學(xué)生的認(rèn)知能力來進(jìn)行教學(xué)，幫助他們獲得了更高層次的發(fā)展。