基于模型建構(gòu)的教學(xué)反思

孫波蕾

摘 要：模型建構(gòu)是一種為了再現(xiàn)真實事物某種本質(zhì)特征（如結(jié)構(gòu)、功能、特征、聯(lián)系、過程等）的用一種更加便捷的物質(zhì)形式或思維形式存在的相似物。在初中科學(xué)教學(xué)中，建構(gòu)模型用以直觀再現(xiàn)抽象事物的科學(xué)原理、形成過程或是模擬微觀世界各運動規(guī)律，給學(xué)生帶來更加清晰、易懂的科學(xué)感受。本文闡述新教師在應(yīng)用模型建構(gòu)中，會出現(xiàn)一些不成熟的問題以及相關(guān)反思。

關(guān)鍵詞：模型建構(gòu);科學(xué)教學(xué)反思

《日食》這節(jié)課是浙教版科學(xué)七年級下冊第四章《地球與宇宙》第四節(jié)《日食與月食》的第一課時的內(nèi)容。在《初中科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》里，本節(jié)課只需要掌握“知道日食的成因”就可以了，但是課標(biāo)并沒有提供活動建議。在仔細(xì)研讀了書本教材后，筆者設(shè)計了相關(guān)實驗逐步遞進(jìn)，期望通過模型的建構(gòu)與不斷修正完善，讓學(xué)生對日食現(xiàn)象及原因有更好地理解。從中樹立學(xué)生通過建構(gòu)科學(xué)模型以解決科學(xué)問題的科學(xué)方法的引導(dǎo)。

在《日食》這節(jié)課上，筆者第一次嘗試將建構(gòu)模型設(shè)計到課堂上，設(shè)計了以下五個環(huán)節(jié)：

1. 確定建模對象

結(jié)合課程標(biāo)準(zhǔn)中的教學(xué)目標(biāo)，《日食》這節(jié)課的重點是學(xué)生掌握日食形成的機(jī)制和日食發(fā)生的過程。因此筆者明確建模對象是日地月，并且明確需要達(dá)到的要求和限制條件，只有在日地月三者正好處在或接近于同一直線這一特定的情境下才產(chǎn)生。

2.建立合適模型

在了解建模對象的相關(guān)知識后，為了讓學(xué)生更好地了解日食過程，制定合理的解決方案，設(shè)計出用于解決問題的模型。在條件限制下，筆者選擇乒乓球作為月球，黑板上貼上大紅圓盤當(dāng)做太陽，學(xué)生的眼睛當(dāng)做是地球上的觀察者。待學(xué)生將設(shè)計的模型制作出來，教師指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行小組合作，解決模型制作中的問題——探究三種日食形成。

3.測試交流模型

學(xué)生在實驗中對制作的模型進(jìn)行初步測試，評估這個模型是否滿足需要達(dá)到的要求。對實驗中產(chǎn)生的現(xiàn)象進(jìn)行合理的猜測或驗證，通過探究實驗分析模型有待改進(jìn)之處。

4.修改優(yōu)化模型

在實驗結(jié)束后學(xué)生通過交流實驗現(xiàn)象的不同，討論改進(jìn)或優(yōu)化模型的方法并實施。

5.反思評價模型

在多次測試和改進(jìn)的基礎(chǔ)上，教師和學(xué)生對最終修改完成的模型進(jìn)行反思與評價。

由于筆者是新教師，教學(xué)的設(shè)計還不夠完善。在上完課后，筆者對這次的教學(xué)設(shè)計進(jìn)行了反思。下面就是筆者針對課堂實錄對模型建構(gòu)的相關(guān)反思。

一、確定模型建立

環(huán)節(jié)一：新課導(dǎo)入

師：表演手影——《天狗食日》，指出古人看到天狗食日很驚慌但現(xiàn)代人卻追著去拍這一現(xiàn)象。

Q1：現(xiàn)在的人們?yōu)槭裁床缓ε隆疤旃肥橙铡?，它到底是一種什么現(xiàn)象？

生：日食這種天文現(xiàn)象。

環(huán)節(jié)二：日食的類型和定義

Q2：日食顯怎樣形成的？

生：月球擋住了太陽

給出材料：太陽直徑是月球的400倍

Q3：這么小的月球能擋住太陽嗎？

生：能

Q4：你能設(shè)計一個實驗證明月球可以擋住太陽嗎？你需要什么器材？（模型）

師：（展示一個玻璃球）這個可以當(dāng)做月球么？為什么？

生：不可以，因為它透明。

師：因此，我們?nèi)帐承纬傻钠渲幸粋€因素就是——月球是不透明、不發(fā)光的球體。

教師提供模擬材料：乒乓球模擬月球，大紅盤（貼在黑板上）模擬太陽，人眼模擬地球上的觀察者。

學(xué)生設(shè)計模擬實驗：體驗到月球能擋住太陽

教師讓學(xué)生演示一下太陽被遮時日地月三者關(guān)系。

師：注意單眼觀察的原理是光沿直線傳播

展示材料：月地距離正好是日地距離的1/400，所以從地球上望去月球和太陽差不多大小，月球可以擋住太陽。

二、建立合適模型

活動1：學(xué)生嘗試讓小球遮住太陽，能畫出幾種太陽被擋后的形狀

學(xué)生活動并展示觀察結(jié)果

小結(jié)：根據(jù)太陽被月球擋住后形狀，將日食分為三類：日全食、日偏食、日環(huán)食。

Q4：你認(rèn)為什么是日食？可以給日是下個定義么。

生：在地球上看到太陽表面全部或者部分被遮住的現(xiàn)象

環(huán)節(jié)三日食成因

Q5：日食發(fā)生時，在地球上看到太陽的形狀會變嗎？為什么會變？

生：月球在發(fā)生運動

師追問：怎么變？你能演示一下日食發(fā)生的過程嗎？

生：模擬實驗顯示月球繞地球公轉(zhuǎn)——自西向東

Q6：我們怎么才能確定月球的運行方式就是這樣呢？

師：展示圖片——2015年3月20日拍到的日偏食過程。引導(dǎo)學(xué)生觀察哪部分先被覆蓋。

學(xué)生推測：月球繞地球運行方向：自西向東逆時針運行。

三、測試交流模型

活動2：模擬日食實驗

①分組模擬三種日食實驗

②在課本活動題里畫好三種日食形成過程示意圖

請學(xué)生在黑板上對三種日食形成過程示意圖進(jìn)行排序。

師：PPT上展示太陽圖片，用將筷子插入兵乓球制成教具，引導(dǎo)學(xué)生利用投影儀的光模擬日食形成過程。

生：分別模擬日環(huán)食、日全食、日偏食的形成過程，教師輔助。

生：根據(jù)模型演示發(fā)現(xiàn)：1.月球運行位置偏上或偏下才會出現(xiàn)日偏食過程;2.月球運行位置稍微靠近太陽才能觀察到日環(huán)食，日環(huán)食與日全食的區(qū)別在于月球與太陽的遠(yuǎn)近。

師：三種日食形成過程共同點，日食發(fā)生時日面先虧損于西面，最后復(fù)圓于東面。

Q7：通過觀察現(xiàn)象到模型建立。實驗的完成。你能歸納日食形成需要具備的條件嗎？

生：1.原理：光沿直線傳播;2.月球不發(fā)光，不透明;3.日、地月三者正好接近于一直線，且月球近行到中間。

環(huán)節(jié)四日食發(fā)生的時間和觀測地點。

Q8：日食經(jīng)常發(fā)生嗎？它發(fā)生的時間有什么規(guī)律？

材料：近幾年我國日食發(fā)生的時間

生：每次日食發(fā)生的時間為農(nóng)歷初一

Q9：為什么不是個初一都會發(fā)生日食？

師：課件播放三球儀視頻，介紹三球儀的組成，并運行三球儀

生：不是每次月球位于地日中間都能看到日食。地球繞日運行的軌道和月亮繞地運行軌道不在同一面上。

師：由于這兩個軌道之間存在一個夾角，全世界每年最多可發(fā)生5次日食最少2次。但對于某一點而言，平均2～3年可以看到一次日偏食，三百年可看到一次月全食。

Q10：難得一見的日食現(xiàn)象發(fā)生時，哪些地區(qū)的人可以看到日食呢？

師：展示圖片（陰影區(qū)）

四、修改優(yōu)化模型

師：大家現(xiàn)在能對我們剛開始下的定義補(bǔ)充完整么？

環(huán)節(jié)五：總結(jié)與鞏固

播放2015年3月10日歐洲航拍器拍到的日食過程。

師：我們今天日食的學(xué)習(xí)過程中，從觀察現(xiàn)象到構(gòu)建模型到搜集資料，不斷修正，完善模型，到最后合理的解釋我們看到的自然現(xiàn)象。希望大家可以將這種方法應(yīng)用到我們以后的科學(xué)課中。

五、反思評價模型

本節(jié)課筆者分別在七（15）班和七（16）班進(jìn)行授課，兩堂課下來，

筆者針對教學(xué)實錄和學(xué)生作業(yè)反饋有了以下的幾點粗淺反思。

1、科學(xué)課模型建構(gòu)的科學(xué)性不夠

在真實世界中，月球的體積是太陽的1/400，但筆者在課上建構(gòu)的模型中，乒乓球的體積沒有大紅圓盤的1/400。另外，日地距離是月地距離的400倍，學(xué)生在自己動手實驗時并沒有做到乒乓球距離大圓盤的距離是乒乓球距離眼睛的距離的400倍。學(xué)生在做實驗時，完全是憑感覺，尤其是日環(huán)食，筆者發(fā)現(xiàn)有個別學(xué)生將乒乓球貼著大圓盤移動，這其實是非常不符合事實的。雖然這次模型建構(gòu)是為了讓學(xué)生對日食現(xiàn)象有一個感性的認(rèn)識，并沒有要求精確到真實數(shù)據(jù)，但是作為一節(jié)科學(xué)課，筆者反思應(yīng)該盡可能地準(zhǔn)確，符合事實情況，針對這一點，筆者認(rèn)為這次模型還有很多提升空間。

2、如何激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)欲望， 提高學(xué)生主動參與科學(xué)課教學(xué)過程的熱情

一個人對某件事產(chǎn)生強(qiáng)烈的欲望的時候，就會對這件事產(chǎn)生充分的熱情，在本次教學(xué)實錄中，筆者也發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對探究日食的形成過程的實驗并沒有表現(xiàn)很強(qiáng)的興趣，反而有一種“老師的任務(wù)我必須完成”的任務(wù)感。筆者對這的現(xiàn)象也進(jìn)行了反思，課程標(biāo)準(zhǔn)對于學(xué)生獨立探索的能力有了進(jìn)一步的要求。如何讓激發(fā)學(xué)生探索欲望，引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)模型也成為了接下來筆者突破的地方。筆者認(rèn)為，在問題導(dǎo)入方面可以做的更自然一些，更加貼合學(xué)生生活，但是像《日食》這樣的天文現(xiàn)象平時不易看見，所以在真正授課之前的情景導(dǎo)入顯得尤為重要，在下一階段，筆者也將各種教學(xué)活動中，包括作業(yè)、課外活動等有意識的激發(fā)學(xué)生各種思維活動、培養(yǎng)創(chuàng)造性思維。同時也要對創(chuàng)造和諧的課堂氛圍情景用心設(shè)計。在師生平等、學(xué)術(shù)自由的環(huán)境中，學(xué)生也就更敢說、更愛說了。

3、教學(xué)機(jī)智不夠完善

也許是新教師的通病，筆者發(fā)現(xiàn)自己的課堂總是 跳不出自己的預(yù)設(shè)，不會有效地利用課堂生成性資源，比如在探究月食發(fā)生時，月球的運動方向是如何時，學(xué)生就已經(jīng)明確說，自西向東，并且也演示了運行的方向。但是在這一塊，筆者的預(yù)設(shè)是學(xué)生不清楚的，要通過一張日全食實拍圖來確定月球的運行方向。所以在課堂上遇到這樣的生成性資源時，筆者不知道該如何應(yīng)用自己的教學(xué)機(jī)智對教學(xué)進(jìn)程進(jìn)行調(diào)整，對本節(jié)課的模型又該如何調(diào)整，這也是下一階段筆者需要好好突破的難點。

六、小結(jié)

總之，科學(xué)課是一門全新的綜合性學(xué)科，科學(xué)課沒有絕對的模式可套用。建構(gòu)模型是一種比較好的科學(xué)方法讓學(xué)生更直觀地掌握相關(guān)科學(xué)規(guī)律。要想順利地推進(jìn)模型建構(gòu)的修改與實踐，需要多方面的共同努力。筆者通過反思認(rèn)識到，作為一名初中科學(xué)教師需要不斷去探索、去嘗試、去體驗，并且不斷反思、總結(jié)，發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，只有這樣，才能真正地把科學(xué)探究落到實處，讓科學(xué)課課堂成為學(xué)校培養(yǎng)創(chuàng)新人才的大舞臺。

（作者單位：臺州學(xué)院，浙江 臺州 318000）