《太陽、地球和月球》單元教材分析 和教學(xué)建議

童海云

單元概述

從古至今，太陽的東升西落，浩瀚星空中的皎潔明月和點(diǎn)點(diǎn)繁星，太多的未知在不斷地激起我們的好奇心和探索欲。對(duì)于學(xué)生而言，“觀宇宙”首先是對(duì)三個(gè)天體的直接觀察——仰望天空是太陽和月球，腳踏實(shí)地是地球，而本單元的任務(wù)是幫助學(xué)生初步建立科學(xué)的宇宙觀。本單元主要從以下三個(gè)方面體現(xiàn)課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)科學(xué)知識(shí)、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度和科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)與環(huán)境等方面的具體要求：

1.主要建構(gòu)一個(gè)大概念

地球與宇宙科學(xué)領(lǐng)域有三個(gè)主要概念，本單元主要指向“在太陽系中，地球、月球和其他星球有規(guī)律地運(yùn)動(dòng)著”。三個(gè)天體運(yùn)動(dòng)的類型主要有地球的自轉(zhuǎn)、公轉(zhuǎn)和月球繞地球的轉(zhuǎn)動(dòng)，這些運(yùn)動(dòng)概念的建構(gòu)應(yīng)該在高年級(jí)完成，而課程標(biāo)準(zhǔn)提倡概念建構(gòu)的進(jìn)階性，因此，為了促成該大概念的逐步建構(gòu)，本單元先讓學(xué)生縱向了解三個(gè)天體的特點(diǎn)，再橫向比較三個(gè)天體的異同點(diǎn)，以加深他們對(duì)三個(gè)天體的屬性認(rèn)知度。接著，本單元還從太陽下影子的變化、月相變化等現(xiàn)象入手，讓學(xué)生探究背后的規(guī)律，從而促使他們在頭腦中初步建構(gòu)三個(gè)天體相互關(guān)聯(lián)、相互影響的立體認(rèn)知，為高年級(jí)建構(gòu)地球自轉(zhuǎn)、公轉(zhuǎn)等概念打下基礎(chǔ)。

2.強(qiáng)化地球與宇宙科學(xué)領(lǐng)域的探究技能

由于技術(shù)和條件的局限性，學(xué)生探索宇宙的方式比較有限，不像物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)、技術(shù)與工程領(lǐng)域的內(nèi)容可以直接觀察和收集證據(jù)。在地球與宇宙科學(xué)領(lǐng)域，特別強(qiáng)調(diào)運(yùn)用建構(gòu)模型、模擬實(shí)驗(yàn)和邏輯推理等探究方法，發(fā)展學(xué)生的空間想象、模型思維、邏輯推理等能力。我們提倡學(xué)生應(yīng)當(dāng)像科學(xué)家一樣探索，而觀察照片、模擬實(shí)驗(yàn)是科學(xué)家探索宇宙的重要方式，故本單元特別強(qiáng)調(diào)在活動(dòng)中學(xué)習(xí)和運(yùn)用這兩種探究技能。在觀察照片方面，體現(xiàn)在觀察三個(gè)天體表面的照片等;在模擬實(shí)驗(yàn)方面，則體現(xiàn)在影子的“秘密”、環(huán)形山、地球的形狀等內(nèi)容上。

3.崇尚實(shí)事求是的科學(xué)精神

如何體現(xiàn)實(shí)事求是？課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)三、四年級(jí)的要求是以事實(shí)為依據(jù)，不從眾，不輕易相信權(quán)威與書本;面對(duì)有說服力的證據(jù)，能調(diào)整自己的觀點(diǎn)。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，宇宙科學(xué)領(lǐng)域所獲得的事實(shí)證據(jù)不斷豐富，人們對(duì)于宇宙的原有認(rèn)知不斷被重構(gòu)，對(duì)該領(lǐng)域的探究更需要實(shí)事求是的科學(xué)精神，更需要學(xué)生不從眾、不唯權(quán)威的科學(xué)態(tài)度。

單元教學(xué)目標(biāo)

本單元的教學(xué)內(nèi)容主要體現(xiàn)了課程標(biāo)準(zhǔn)“地球與宇宙科學(xué)領(lǐng)域”知識(shí)目標(biāo)中的以下內(nèi)容：

13.1 描述一天中在太陽光的照射下，物體影子的變化規(guī)律。

13.3 知道月球是地球的衛(wèi)星。描述月相變化的規(guī)律。

13.4 知道地球是一個(gè)球體，是太陽系中一顆行星。描述月球表面的概況。知道太陽是一顆恒星。

14.2 知道地球表面海陸分布的情況。知道地球陸地表面有河流、湖泊等水體類型。

同時(shí)，本單元還涉及了一些其他領(lǐng)域的科學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)目標(biāo)：

6.2 描述行進(jìn)中的光被阻擋時(shí)，就形成了阻擋物的陰影。

15.1 舉例說出人類生活離不開淡水，樹立節(jié)約用水的意識(shí)。

17.3 使用和制作簡易的古代的測量儀器模型，如日晷、沙漏等。

單元教學(xué)建議

本單元1～3課、4～5課和6～8課分別介紹了太陽、月球和地球，同時(shí)又體現(xiàn)了三者之間的聯(lián)系——地球是太陽的行星，月球是地球的衛(wèi)星，太陽照射地球產(chǎn)生影子，照射月球產(chǎn)生月相。教師在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)可以先嘗試?yán)L制單元知識(shí)結(jié)構(gòu)圖，加深學(xué)生對(duì)本單元的科學(xué)概念的理解，這樣有助于基于大概念的建構(gòu)實(shí)施教學(xué)。同時(shí)，由于本單元有大量的觀察和模擬實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，教師應(yīng)提前準(zhǔn)備好相關(guān)材料。

1.《仰望天空》教學(xué)建議

本課主要讓學(xué)生初步對(duì)比太陽和月球兩個(gè)天體，比較的方法主要是觀察教師提供的圖片以及其他資源。

探索環(huán)節(jié)中，教師引導(dǎo)學(xué)生通過觀察照片獲取太陽和月球的一些新信息?！坝^察照片”是科學(xué)家研究宇宙的重要探究方式，他們通過太空探測器拍攝的各種各樣的照片了解宇宙。通過探究“為什么太陽和月球看起來一樣大”這個(gè)問題，讓學(xué)生進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)。模擬實(shí)驗(yàn)是認(rèn)知宇宙的又一重要探究方式。這是本單元的第一個(gè)模擬實(shí)驗(yàn)，教師務(wù)必讓學(xué)生理解各個(gè)實(shí)物分別模擬的是什么（例如大圓圈模擬太陽，小圓圈模擬月球，紙筒模擬地球的視角）以及模擬實(shí)驗(yàn)是如何驗(yàn)證探索問題的，為后續(xù)模擬實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。學(xué)生的操作難點(diǎn)是，他們不知道將圓紙片移動(dòng)到什么程度才停下來。此處的判斷標(biāo)準(zhǔn)是：圓紙片的邊緣與紙筒的視角邊緣重合時(shí)停下來。

研討環(huán)節(jié)中，第一個(gè)問題是活動(dòng)小結(jié)，教師要鼓勵(lì)學(xué)生結(jié)合剛才的照片進(jìn)行比較和模擬實(shí)驗(yàn)，有理有據(jù)地發(fā)表觀點(diǎn)。例如，太陽和月球都是星球、球體，但不同點(diǎn)是太陽體積巨大，會(huì)發(fā)光發(fā)熱，表面有黑子;月球體積小很多，而且不發(fā)光、不發(fā)熱，表面有環(huán)形山;太陽距離地球比較遠(yuǎn)，月球則距離地球近一些。

2.《陽光下物體的影子》教學(xué)建議

本課的主要活動(dòng)是制作簡易的日晷并觀察一天中物體影子的變化規(guī)律。由于該活動(dòng)需要學(xué)生在課外完成多次記錄，建議安排兩個(gè)課時(shí)。

學(xué)生對(duì)影子已有了基本的認(rèn)識(shí)：影子在光源的反方向、有遮光物才會(huì)有影子、影子和陽光有關(guān)系等。教師向?qū)W生講解制作日晷的方法后，要帶領(lǐng)他們到室外實(shí)地測量并完成一次記錄，確保學(xué)生掌握準(zhǔn)確記錄的技能，以便課后記錄。

第二個(gè)課時(shí)主要是分享和研討。引導(dǎo)學(xué)生觀察制作的簡易日晷，尋找一天之中影子的變化規(guī)律，并結(jié)合事實(shí)證據(jù)進(jìn)行論述。研討問題“說說太陽的位置變化”，其實(shí)是在提示學(xué)生——影子的變化規(guī)律可以反映出太陽位置的變化規(guī)律。教師通過該問題期望學(xué)生表述：太陽東升西落，當(dāng)太陽從東邊升起時(shí)，影子在西邊，影子的長度很長;太陽慢慢升高，影子則慢慢變短。到中午時(shí)，影子最短，然后太陽在西邊慢慢下降，影子在東邊，又開始慢慢變長。到了傍晚，太陽從西邊落下時(shí)，影子變得更長了。該問題指向太陽高度和位置的變化對(duì)地球上物體影子產(chǎn)生的影響，也指向太陽對(duì)地球的影響。如果學(xué)生表述不清楚、不完整也沒關(guān)系，因?yàn)橄鹿?jié)課會(huì)繼續(xù)深入學(xué)習(xí)和探索。通過制作簡易的日晷來探究一天之中影子的變化規(guī)律是非常好的活動(dòng)，教師要以此為契機(jī)，充分培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄，實(shí)事求是地進(jìn)行論述的科學(xué)態(tài)度和堅(jiān)持長時(shí)間的觀察與記錄、與人合作以及動(dòng)手操作等方面的能力。

3.《影子的秘密》教學(xué)建議

本課主要讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)探究影子產(chǎn)生的原因和變化的規(guī)律。

探索環(huán)節(jié)中，教師首先讓學(xué)生用手電筒模擬光源，用木圓柱模擬遮光物，再現(xiàn)影子的形成過程，并想辦法把影子發(fā)生的變化記錄在《活動(dòng)手冊》上。學(xué)生一般會(huì)通過調(diào)整光源位置來改變影子的長短、角度等，較少有人通過改變遮光物來改變影子。其實(shí)，改變影子的方法有很多，教材用圖片提示了兩種方法——改變光源的照射角度和改變木圓柱的擺放方式。教師要引導(dǎo)學(xué)生使用對(duì)比的方式來對(duì)一種方法進(jìn)行研究，就像教材圖片展示的那樣。做手影游戲時(shí)，學(xué)生會(huì)在教室里自由活動(dòng)，通過改變遮光物的方法來制造不同的手影，例如改變手形、用舌頭和腳來制造影子;通過調(diào)整光源的位置來改變手影，將手電筒的光從側(cè)面或者從上往下照射;還可以找到不同的“屏”來接收影子，墻面、桌面、地面、窗簾、門，都成了影子的幕布，這些游戲可以讓學(xué)生學(xué)以致用。

研討環(huán)節(jié)中，“太陽的位置與影子的變化有什么關(guān)系”這個(gè)問題是第二課的延伸，是對(duì)太陽位置變化對(duì)影子變化的影響做進(jìn)一步研究，該問題從影子變化的角度讓學(xué)生體會(huì)太陽對(duì)地球產(chǎn)生的影響。

4.《月相變化規(guī)律》教學(xué)建議

學(xué)生在以前的學(xué)習(xí)中已經(jīng)觀察過月相，知道月相是會(huì)變化的。本課通過給月相圖片排序，讓學(xué)生認(rèn)知月相變化的規(guī)律。

探索環(huán)節(jié)中，教師應(yīng)讓學(xué)生了解更多的月相，并向?qū)W生說明這個(gè)周期是指一個(gè)月。辨識(shí)月相時(shí)，教師要讓學(xué)生仔細(xì)觀察、比較月相，比如左右、大小等，為排序做好準(zhǔn)備。選擇和處理月相圖片時(shí)，圖片數(shù)量要根據(jù)學(xué)生的能力而定，盡量在15幅圖片以上，至少保證有新月、上弦月、滿月、下弦月等常見的月相;圖片需要標(biāo)注序號(hào)，方便學(xué)生比較和交流，圖片的上下左右需要明確，以便排序;盡量不要提供觀察日期太接近的月相照片，以避免干擾學(xué)生的排序，因?yàn)樗麄兒苋菀自诩?xì)節(jié)上鉆牛角尖，一旦在兩張圖的先后順序上爭論不休，就會(huì)耽誤對(duì)變化規(guī)律的探究與發(fā)現(xiàn);排序方式可以是圓形的，也可以是一字形的，應(yīng)當(dāng)尊重學(xué)生的排序方法，因?yàn)榕判虻男问讲⒉恢匾?，重要的是學(xué)生能夠比較月相的變化差別，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)規(guī)律。教師也可以借助視頻、圖片等方法展示一個(gè)月內(nèi)的月相變化，讓學(xué)生調(diào)整月相圖片的排列順序。

研討環(huán)節(jié)中，學(xué)生能夠表述“在一個(gè)月內(nèi)，月相從圓到缺，再從缺到圓，或者從缺到圓，再到缺”即可。學(xué)生觀察到月相變化，知道有一定的規(guī)律性就足夠了，不需要對(duì)應(yīng)到日期，所以教師要控制難度。

5.《月球——地球的衛(wèi)星》教學(xué)建議

在本課的學(xué)習(xí)中，學(xué)生將通過觀察和模擬實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)月球表面的一些特征，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)月球。

探索環(huán)節(jié)中，第2部分是查找資料，建立月球小檔案。查找資料也是探究宇宙的重要方式之一。教師要鼓勵(lì)學(xué)生制作月球小檔案，記錄月球的年齡、直徑、距離等，或者做成月球小報(bào)、明信片、導(dǎo)游圖等。在制造環(huán)形山的模擬實(shí)驗(yàn)中，教師只要求學(xué)生能制造出類似的、重疊的沙坑，體現(xiàn)大小不同、深淺不同即可，不要求學(xué)生探究環(huán)形山的成因。

6.《地球的形狀》教學(xué)建議

本課主要讓學(xué)生了解人類是如何逐漸認(rèn)識(shí)地球的形狀的，將借助模擬實(shí)驗(yàn)和推理想象幫助學(xué)生重演這一認(rèn)識(shí)的歷史。

探索環(huán)節(jié)中，生活中有兩個(gè)特殊現(xiàn)象——在海邊的人們會(huì)發(fā)現(xiàn)用望遠(yuǎn)鏡觀察遠(yuǎn)方行駛而來的帆船時(shí)，總是先看到帆頂，再看到船身;月食時(shí)，地球在月球上的投影總是圓形的。這兩個(gè)現(xiàn)象不支持之前人們認(rèn)為的“天是圓的，地是方的”，于是產(chǎn)生了疑問，猜測地球可能是球形的。

教材通過模擬實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生理解這兩個(gè)特殊現(xiàn)象是如何不支持“天是圓的，地是方的”，又是如何提出地球可能是球形的猜測。本課的教學(xué)重點(diǎn)是引導(dǎo)學(xué)生理解模擬實(shí)驗(yàn)的原理，比如各個(gè)材料分別模擬什么？當(dāng)觀察到什么樣的現(xiàn)象時(shí)，可以推測地球不是方的而是球形的？關(guān)于月食，教師不需要告訴學(xué)生月食的成因，只要讓他們知道月食是地球在月球上的影子即可。

模擬實(shí)驗(yàn)只是推理，人們需要更加直接、直觀的證據(jù)。1519年，大航海家麥哲倫帶領(lǐng)船隊(duì)從西班牙出發(fā)，一路向西，三年后，船隊(duì)又回到了出發(fā)地。麥哲倫的環(huán)球航海旅行給地球是球形的觀點(diǎn)提供了直接證據(jù)，讓人們慢慢開始接受地球是球形的觀點(diǎn)。在該環(huán)節(jié)中，教師要讓學(xué)生理解為什么麥哲倫的航海旅行能夠說明地球是球形的，可以用籃球、排球等幫助學(xué)生理解。

7.《地球——水的星球》教學(xué)建議

從本課開始，學(xué)生將對(duì)地球的特征進(jìn)行對(duì)比與研究。由于學(xué)生對(duì)太陽和月球的特征有了一定的認(rèn)識(shí)，所以本課主要讓學(xué)生認(rèn)識(shí)地球不同于太陽、月球的顯著特征。

探索環(huán)節(jié)中，學(xué)生可以用數(shù)格子的方法定量比較海洋面積和陸地面積。地圖有兩種，建議教師選擇等面積投影地圖。

測量工具是透明坐標(biāo)紙，如果沒有透明的，也可以用坐標(biāo)紙或畫有格子的硫酸紙代替。數(shù)格子的方法有很多，比如數(shù)陸地的格子數(shù)，用總格子數(shù)減去陸地格子數(shù)得出海洋格子數(shù)。對(duì)于不滿一個(gè)格的統(tǒng)計(jì)，方法有很多，師生共同約定即可。這個(gè)具體的數(shù)字并不要求十分準(zhǔn)確，其目的是讓學(xué)生通過定量的方法，體會(huì)海洋面積比陸地面積多很多，或地球是海多陸少。

地球表面豐富的液態(tài)水有什么好處呢？學(xué)生需要了解液態(tài)水的好處，還要講述豐富的液態(tài)水造就了地球的獨(dú)特性，可以引導(dǎo)他們從氣候、生物多樣性、溫度等角度去講述。

8.《太陽、月球和地球》教學(xué)建議

本課讓學(xué)生再次比較太陽、月球和地球。之后，教師要求他們制作一張以顏色代表地球的主題海報(bào)，拓展他們對(duì)地球的地形地貌、物種多樣和資源豐富等方面的認(rèn)識(shí)。

地球的主題顏色是什么呢？地球是水的星球，如果用一種顏色表示地球，應(yīng)該首選藍(lán)色。需要提示學(xué)生，地球上不但有水，還有土壤、巖石和形態(tài)多樣的動(dòng)植物，如果從其他資源的角度出發(fā)，我們是否可以選擇其他顏色來表示地球呢？

制作海報(bào)活動(dòng)的主要目的是讓學(xué)生從色彩的角度認(rèn)識(shí)地球的獨(dú)特性。本課的組織方式更加靈活，比如教師課上指導(dǎo)方法，學(xué)生課后收集相關(guān)資料，再回到課堂上制作海報(bào)，或者在課后完成海報(bào)。

確定主題顏色時(shí)，有很多選擇：從植物資源的角度出發(fā)，地球有大量的森林、草原等，主題顏色可以為綠色;從火山、紅色土壤、紅色植物的角度出發(fā)，主題顏色可以為紅色;從雪山、冰山的角度出發(fā)，主題顏色可以為白色。接著，圍繞主題顏色，收集和整理與這種顏色相關(guān)的資料。對(duì)資料的處理要有詳細(xì)的方法指導(dǎo)，包括確定資料的來源、判斷資料的科學(xué)性等方面。海報(bào)以照片、圖片為主要內(nèi)容，文字應(yīng)當(dāng)十分簡練，主要用兒童的語言來表述。

海報(bào)制作完畢后的交流活動(dòng)尤為重要，因?yàn)閷W(xué)生需要在交流、傾聽中，向別的同學(xué)學(xué)習(xí)，從更多的角度來豐富自己對(duì)地球的認(rèn)知。

廣東省深圳市教育科學(xué)研究院（518001）？？