積極培養(yǎng)樂(lè)于探究的“小小科學(xué)家”

地球與宇宙科學(xué)是小學(xué)科學(xué)課程的重要部分。在教學(xué)中，設(shè)計(jì)和實(shí)施符合學(xué)生思維水平的探究活動(dòng)可幫助學(xué)生構(gòu)建正確的科學(xué)觀念。一直以來(lái)，相關(guān)課程開(kāi)展時(shí)，因受時(shí)間和空間的限制，探究活動(dòng)較為單一。針對(duì)這一難點(diǎn)，北京市東城區(qū)史家胡同小學(xué)通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)、模型建構(gòu)、STEM教學(xué)、課后服務(wù)拓展、學(xué)生課題研究等一系列課程設(shè)計(jì)與實(shí)施，打通課程關(guān)竅，發(fā)展學(xué)生的空間邏輯思維，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

多措并舉，構(gòu)建多彩課程。

實(shí)地觀察。觀察是形成科學(xué)認(rèn)識(shí)的首要環(huán)節(jié)，也是重要的實(shí)踐活動(dòng)。我校開(kāi)展《天氣的影響》《變化的月亮》《站在地球上看月球》等課程，帶領(lǐng)學(xué)生實(shí)地觀察，讓學(xué)生記錄過(guò)程。這樣的設(shè)計(jì)可以讓學(xué)生掌握觀察的方法，形成觀察意識(shí)。此外，教師組織學(xué)生在校園中開(kāi)展觀星活動(dòng)，觀察星座、太陽(yáng)黑子、日珥等。通過(guò)實(shí)地觀察，學(xué)生拍攝了月亮東升西落的過(guò)程，觀察太陽(yáng)黑子和日珥，感知各種自然天象，形成對(duì)科學(xué)概念的認(rèn)知。這些課程與活動(dòng)使學(xué)生意識(shí)到地球與宇宙的知識(shí)并非遙不可及，增強(qiáng)了他們學(xué)習(xí)地球與宇宙領(lǐng)域知識(shí)的信心。

模擬實(shí)驗(yàn)。小學(xué)生的認(rèn)知水平有限，抽象思維能力還不成熟，難以理解和內(nèi)化地球與宇宙領(lǐng)域中相對(duì)復(fù)雜的知識(shí)。模擬實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驇椭W(xué)生理解知識(shí)，是開(kāi)展科學(xué)探究、形成探究素養(yǎng)的重要途徑。例如，在《地球的故事》課程中，學(xué)生通過(guò)進(jìn)港帆船的模擬實(shí)驗(yàn)，更深刻地體會(huì)到人類(lèi)對(duì)地球形狀的探索過(guò)程，對(duì)“地球是一個(gè)球體”這一概念形成了正確的認(rèn)知。

模型建構(gòu)。模型建構(gòu)法是科學(xué)探究中一種常用的方法。科學(xué)教學(xué)中使用模型建構(gòu)法，可以提高學(xué)生的探究能力。例如，在《站在地球上看月亮》課程中，教師與學(xué)生一起構(gòu)建月相演示教學(xué)模型，幫助學(xué)生研究月相變化規(guī)律。在模型中，學(xué)生利用編程積木組裝地日、地月運(yùn)行軌道，并以地球視角安裝攝像頭捕捉月球影像。學(xué)生通過(guò)攝像頭傳輸?shù)挠跋?，清晰地觀察到月球在一個(gè)公轉(zhuǎn)周期內(nèi)所呈現(xiàn)的不同形狀，找到了月相盈虧的規(guī)律。構(gòu)建月相演示模型讓學(xué)生的探究不受時(shí)間、空間的限制，并可使學(xué)生形成了空間方位感。

多維渠道，加深認(rèn)知。

依托STEM教學(xué)。STEM教學(xué)是消除學(xué)科屏障，將學(xué)生學(xué)習(xí)到的零碎知識(shí)集成一個(gè)有凝聚力和創(chuàng)新力的整體科學(xué)教學(xué)模式。教師可以利用STEM教學(xué)開(kāi)展科學(xué)教育。例如，在《天氣的影響》課程中，教師帶領(lǐng)學(xué)生用廢舊材料制作“手持風(fēng)向袋”，進(jìn)一步提高學(xué)生對(duì)天氣的認(rèn)識(shí)。在《觀測(cè)風(fēng)》學(xué)習(xí)后，教師帶領(lǐng)學(xué)生設(shè)計(jì)制作各種各樣的風(fēng)向標(biāo)或者風(fēng)速計(jì)，使學(xué)生對(duì)風(fēng)向標(biāo)、風(fēng)速計(jì)的結(jié)構(gòu)有了更深入的理解。

利用課后服務(wù)。我校利用課后服務(wù)平臺(tái)，結(jié)合學(xué)校天文社團(tuán)開(kāi)展一系列相關(guān)活動(dòng)，采用實(shí)地觀察、模型建構(gòu)、模擬實(shí)驗(yàn)等方法，讓學(xué)生能夠自己動(dòng)手學(xué)習(xí)天文。借助專業(yè)的工具和豐富的手段，學(xué)生可以了解、探索宇宙的奧秘，讓地球與宇宙科學(xué)領(lǐng)域的知識(shí)學(xué)習(xí)不僅僅局限于科學(xué)課堂，用實(shí)際行動(dòng)來(lái)學(xué)習(xí)更豐富的天文知識(shí)。例如，《太陽(yáng)系》課程中，教師設(shè)計(jì)“我的行星”活動(dòng)。學(xué)生在了解太陽(yáng)系行星順序的基礎(chǔ)上，通過(guò)數(shù)學(xué)計(jì)算進(jìn)一步掌握八大行星與太陽(yáng)的距離，制造出太陽(yáng)系的行星模型。

探索天文課題。有些學(xué)生發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題后，為解決自己的疑惑就開(kāi)始了課題研究。例如，有學(xué)生發(fā)現(xiàn)常見(jiàn)模型存在弊端：在常見(jiàn)的日地月模型中，天球是一個(gè)巨大的罩子，罩住整個(gè)太陽(yáng)系，天球的球心與太陽(yáng)重合。按照這種結(jié)構(gòu)，如果要減小地球模型公轉(zhuǎn)帶來(lái)的地軸指向誤差，需要將天球盡可能做大，非常不便。于是，他們學(xué)習(xí)大量天文理論知識(shí)，打破傳統(tǒng)思路，設(shè)計(jì)制作了一個(gè)天球和地球的球心重合，讓天球與地球一起繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的地軸運(yùn)動(dòng)演示模型。學(xué)生在參加一系列活動(dòng)的過(guò)程中不僅學(xué)習(xí)了知識(shí)，而且提高了動(dòng)手能力，增強(qiáng)了探究興趣。

（本文系北京市教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃一般課題“小學(xué)科學(xué)課程‘地球與宇宙科學(xué)’領(lǐng)域中的探究活動(dòng)設(shè)計(jì)與實(shí)施的行動(dòng)研究”的階段性研究成果，課題編號(hào)CGDB21234）