將建模活動引入“地球的運動”單元教學(xué)的思考

〔摘" "要〕" 《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》新增“學(xué)生必做探究實踐活動”，凸顯了科學(xué)教育對培育學(xué)生探究能力的重視。探究能力是科學(xué)學(xué)習(xí)的基石，鼓勵學(xué)生以科學(xué)家的視角思考并探索。建?；顒幼鳛橛行У慕虒W(xué)方法，通過具象化抽象概念，讓學(xué)生在實踐中深化理論知識，激發(fā)動手積極性與創(chuàng)新思維，構(gòu)建科學(xué)思維模式，強(qiáng)化創(chuàng)新精神與合作能力，全面促進(jìn)科學(xué)素養(yǎng)提升。本文對把建?；顒右搿暗厍虻倪\動”單元教學(xué)進(jìn)行了思考。

〔關(guān)鍵詞〕" 小學(xué)科學(xué)；建?；顒樱凰伎?/p>

〔中圖分類號〕" G424" " " " " " " " 〔文獻(xiàn)標(biāo)識碼〕" A" " " " "〔文章編號〕" 1674-6317" " （2025）" 05" " 079-081

步入21世紀(jì)以來，教育聚焦于培養(yǎng)具有創(chuàng)新思維與探究能力的未來人才。建?；顒幼鳛樾W(xué)科學(xué)教育的有效途徑，通過其實踐性與探究性，激發(fā)學(xué)生熱情，鼓勵探索未知，為復(fù)合型人才培養(yǎng)奠基。學(xué)生在建模活動中融合理論與實踐，經(jīng)歷試錯與優(yōu)化的循環(huán)，領(lǐng)悟探究精髓，享受樂趣，持續(xù)學(xué)習(xí)。同時，活動強(qiáng)化團(tuán)隊協(xié)作、溝通表達(dá)及跨學(xué)科整合能力，全面提升學(xué)生綜合素養(yǎng)。

一、建?；顒釉谛W(xué)科學(xué)教育中運用的價值

（一）直觀性促進(jìn)概念理解

建?；顒右云渲庇^生動的特性，顯著增強(qiáng)了學(xué)生對抽象科學(xué)概念的認(rèn)知深度。通過運用日常易得的材料，學(xué)生將晦澀難懂的理論知識轉(zhuǎn)化為觸手可及的模型，以直觀形象的方式揭示科學(xué)原理，極大地提升了學(xué)習(xí)的趣味性和有效性。

（二）創(chuàng)新與實踐能力的雙重培育

建模過程本身就是一個充滿挑戰(zhàn)與創(chuàng)造的實踐過程，學(xué)生在此過程中需主動識別問題、深入分析并探索解決方案。這一過程不僅鍛煉了他們的邏輯思維與創(chuàng)新能力，還通過親手操作與實驗驗證，實現(xiàn)了理論知識向?qū)嵺`技能的轉(zhuǎn)化，為未來的學(xué)習(xí)與發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。

（三）跨學(xué)科知識體系的建構(gòu)橋梁

建?；顒幼鳛橐环N創(chuàng)新的教學(xué)手段，其獨特之處在于能夠跨越學(xué)科界限，促進(jìn)學(xué)生跨學(xué)科進(jìn)行知識的整合與應(yīng)用。在建模過程中，學(xué)生往往需要綜合運用數(shù)學(xué)、物理、藝術(shù)等多學(xué)科知識，這不僅加深了他們對各學(xué)科內(nèi)在聯(lián)系的理解，還促進(jìn)了跨學(xué)科知識體系的建構(gòu)，為培養(yǎng)復(fù)合型人才提供了有力支撐。

二、建模活動在小學(xué)科學(xué)教育中運用的實踐

教科版小學(xué)科學(xué)六年級上冊“地球的運動”單元，聚焦地球自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)模擬，利用直觀模型深化學(xué)生對地球運動規(guī)律的理解。學(xué)生需結(jié)合知識，自主設(shè)計、制作并優(yōu)化模型，提升觀察力、分析力與問題解決能力，促進(jìn)探究能力全面發(fā)展。同時，小組合作促進(jìn)溝通協(xié)作，增強(qiáng)團(tuán)隊凝聚力與跨學(xué)科整合能力。在教學(xué)實踐中，采用構(gòu)建地球模型策略，強(qiáng)化對太陽系天體運動規(guī)律的認(rèn)知，促進(jìn)生生交流與合作，增強(qiáng)團(tuán)隊意識。建模活動簡化復(fù)雜概念，增強(qiáng)直觀體驗，提升教學(xué)效率，實現(xiàn)教學(xué)減負(fù)增效。教學(xué)流程注重模型構(gòu)建，深化核心概念理解。

（一）新課導(dǎo)入與知識模型化構(gòu)建——回顧舊知，初建新模

“地球的運動”單元教學(xué)以“構(gòu)建我們的地球模型”為開篇，教師引導(dǎo)學(xué)生系統(tǒng)回顧并整合已掌握的地球知識框架。隨后，基于這些認(rèn)知基礎(chǔ)，巧妙設(shè)問，明確學(xué)習(xí)探索的新方向。分層建模，深化理解，設(shè)計三層遞進(jìn)的模型制作活動。首先，復(fù)習(xí)地球內(nèi)部構(gòu)造（地核、地幔、地殼），通過色彩分明的材料構(gòu)建模型，直觀展示內(nèi)部結(jié)構(gòu)；其次，模擬地球表面海陸分布，增強(qiáng)學(xué)生的空間感知能力；最后，創(chuàng)新性地利用水果殼等自然材料，結(jié)合吸管與鐵絲，制作可旋轉(zhuǎn)的地球模型，既簡約又直觀，不僅再現(xiàn)了地球形態(tài)，也為后續(xù)學(xué)習(xí)鋪設(shè)了直觀的認(rèn)知基礎(chǔ)，明確了單元學(xué)習(xí)的探索軌跡。

（二）假設(shè)驅(qū)動與模型探究實踐——猜想驗證，現(xiàn)象直觀化

針對“晝夜交替現(xiàn)象”及其成因，以及“人類認(rèn)識地球運動的歷史”（如地心說、日心說）等核心議題，我們設(shè)計了基于模型的探究式學(xué)習(xí)活動。通過模擬實驗，即利用手電筒模擬太陽光源照射旋轉(zhuǎn)的地球模型，直觀再現(xiàn)晝夜交替的自然現(xiàn)象，使抽象概念得以具象化呈現(xiàn)。對于“地心說”與“日心說”等歷史天文學(xué)理論，摒棄了單一的文字闡述方式，轉(zhuǎn)而采用模型演示與講解相結(jié)合的教學(xué)策略。通過地球模型的動態(tài)演示，輔以深入淺出的講解，幫助學(xué)生直觀把握這些理論的核心要義，有效激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與探索欲，促進(jìn)了深度學(xué)習(xí)的發(fā)生。為深化學(xué)生對天文學(xué)核心概念“地心說”與“日心說”的理解，優(yōu)化教學(xué)成效的策略設(shè)計，我們精心策劃了一項綜合性教學(xué)活動，該活動巧妙融合了實踐操作與理論剖析，旨在使學(xué)生不僅掌握兩大理論的核心要點，更能清晰辨識它們在推動人類認(rèn)知地球運動史方面的貢獻(xiàn)與局限，從而培養(yǎng)他們對宇宙觀的區(qū)分能力。

理論與實踐交融的教學(xué)模塊：活動前，學(xué)生需完成預(yù)習(xí)任務(wù)，隨后在教師的引導(dǎo)下，通過動手模擬地球自轉(zhuǎn)的實驗，直觀體驗地球自西向東的旋轉(zhuǎn)規(guī)律。學(xué)生扮演不同地域的代表，手拉手圍成圈模擬地球自轉(zhuǎn)，同時驗證“誰先迎來黎明”的地理現(xiàn)象。此過程不僅驗證了自轉(zhuǎn)方向，還通過創(chuàng)造認(rèn)知沖突，激發(fā)學(xué)生的好奇心與探索欲，促使他們在實踐中主動思考，有效提升了課堂互動與教學(xué)效率。

實驗教學(xué)“建?！辈呗缘纳疃葢?yīng)用：針對“影長的四季變化”及“地球的公轉(zhuǎn)與四季變化”等主題，我們采用建模策略，通過模擬圭表模型測試影長變化，使學(xué)生親身體驗太陽高度角的變化規(guī)律，進(jìn)而理解同一物體影長在四季中的周期性變化。活動不僅使實驗過程條理化，還培養(yǎng)了學(xué)生的選擇科學(xué)研究方法與數(shù)據(jù)分析能力，對提升其科學(xué)素養(yǎng)具有顯著作用。

（三）匯報總結(jié)與模型優(yōu)化——迭代完善，螺旋式上升

在“晝夜和四季變化對生物的影響”課程中，鼓勵學(xué)生廣泛搜集資料，深入分析晝夜交替與四季更迭對生物界的綜合影響，并通過匯報交流形式分享學(xué)習(xí)成果。隨著建?；顒拥纳钊耄瑢W(xué)生對地球運動規(guī)律的認(rèn)識逐步深化，模型也經(jīng)歷了從初步構(gòu)建到不斷優(yōu)化調(diào)整的過程，如學(xué)生自主調(diào)整地軸傾斜角度，模擬地球沿橢圓軌道的自轉(zhuǎn)，這一過程生動展現(xiàn)了知識構(gòu)建的螺旋式上升路徑。此系列活動不僅拓寬了學(xué)生的知識視野，還顯著提高了其自主學(xué)習(xí)與模型修正的能力。通過理論與實踐的緊密結(jié)合、建模策略的深度應(yīng)用以及匯報總結(jié)與模型優(yōu)化的循環(huán)迭代，有效提升了教學(xué)效果，促進(jìn)了學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的全面發(fā)展。

（四）成果展示與深度反思評價——科學(xué)素養(yǎng)，全面升華

在建模活動的收尾階段，精心策劃的成果展示與深度反思評價環(huán)節(jié)，對于促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的實質(zhì)性提升具有不可估量的價值。鼓勵學(xué)生采用海報、PPT演示文稿、視頻記錄等多元化展示手段，全面呈現(xiàn)其精心雕琢的模型作品，并圍繞創(chuàng)作歷程中的心得體會、面臨的挑戰(zhàn)及應(yīng)對策略展開深入交流。此環(huán)節(jié)的核心在于構(gòu)建一個多維度評價體系，聚焦于模型的科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)性、創(chuàng)新獨特性以及審美價值，以此激發(fā)同伴間的相互學(xué)習(xí)與靈感碰撞。教師在總結(jié)時，秉持肯定與指導(dǎo)并重的原則，既充分認(rèn)可學(xué)生的辛勤付出與顯著成績，又精準(zhǔn)指出改進(jìn)方向，提供具體而富有建設(shè)性的反饋。這一過程不僅促使學(xué)生自我反思科學(xué)探究的成效，還強(qiáng)化了其批判性思維與團(tuán)隊協(xié)作能力，讓學(xué)生學(xué)會了以客觀公正的態(tài)度評價他人的成果，促進(jìn)了其綜合素質(zhì)的全面發(fā)展。

三、建?；顒釉谛W(xué)科學(xué)教育中運用的探索

（一）教學(xué)模式的革新

在小學(xué)科學(xué)教育領(lǐng)域，我們致力于通過深化建?；顒拥膶嵺`內(nèi)涵，推動教學(xué)模式的根本性創(chuàng)新。此創(chuàng)新旨在超越單純的知識傳授，著重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。通過設(shè)計一系列具有挑戰(zhàn)性的建模任務(wù)，我們鼓勵學(xué)生主動探索、協(xié)作學(xué)習(xí)，在“做中學(xué)”，在“學(xué)中創(chuàng)”，最終實現(xiàn)知識積累、能力提升與科學(xué)素養(yǎng)的全方位發(fā)展。

（二）教學(xué)方法的精準(zhǔn)化與實效性提升

在追求建模活動教學(xué)效能的過程中，我們聚焦于課程設(shè)計的根本性變革，摒棄了傳統(tǒng)的單向知識灌輸模式，轉(zhuǎn)而強(qiáng)調(diào)在建模實踐中培育學(xué)生的探究精神與綜合素養(yǎng)。具體策略細(xì)化如下：

強(qiáng)化觀察與記錄能力：建?；顒拥钠瘘c在于對現(xiàn)實問題的敏銳觀察。我們引導(dǎo)學(xué)生通過細(xì)致入微的觀察、詳盡記錄與深入思考，揭示問題的本質(zhì)與內(nèi)在規(guī)律。這一過程不僅鍛煉了學(xué)生的觀察力，還加深了他們對科學(xué)知識應(yīng)用價值的理解，激發(fā)了他們對科學(xué)的濃厚興趣與探索熱情。

實驗設(shè)計與操作技能的精進(jìn)：建模活動往往伴隨著實驗驗證的環(huán)節(jié)。我們鼓勵學(xué)生自主設(shè)計實驗方案、籌備實驗器材、執(zhí)行實驗操作并記錄實驗數(shù)據(jù)。這一系列流程不僅鍛煉了學(xué)生的實驗設(shè)計與操作能力，還深化了他們對科學(xué)原理的理解、對實驗技能的掌握，進(jìn)而提升了解決實際問題的能力。

分析思維能力的增強(qiáng)：建模過程要求學(xué)生運用多學(xué)科知識對復(fù)雜問題進(jìn)行深度剖析，識別關(guān)鍵要素，提出假設(shè)并驗證。這一環(huán)節(jié)顯著提升了學(xué)生的分析思維能力，使他們能夠洞察科學(xué)知識的內(nèi)在邏輯與聯(lián)系，增強(qiáng)了思維的條理性和邏輯性，為其未來的科學(xué)探索奠定了堅實的基礎(chǔ)。

問題解決能力的培育：建?；顒拥暮诵脑谟诮鉀Q實際問題。我們鼓勵學(xué)生通過構(gòu)建模型、模擬情境、驗證假設(shè)等步驟，逐步掌握解決復(fù)雜科學(xué)問題的策略與方法。這一過程不僅培養(yǎng)了學(xué)生的問題解決能力，還促進(jìn)了他們創(chuàng)新思維與批判性思維的發(fā)展，為其成為未來社會的創(chuàng)新型人才奠定了重要基礎(chǔ)。

（三）教師角色轉(zhuǎn)型與建模指導(dǎo)力增強(qiáng)

實施建?；顒樱蠼處煆膫鹘y(tǒng)講授者向引導(dǎo)者與促進(jìn)者的角色轉(zhuǎn)變，并顯著提升其專業(yè)指導(dǎo)能力。教師不僅須具備扎實的學(xué)科專業(yè)知識，還需緊跟教育發(fā)展趨勢，掌握先進(jìn)的教學(xué)理念與信息技術(shù)手段，以引導(dǎo)學(xué)生深入探索建模世界。因此，我們積極鼓勵教師參與系統(tǒng)化的專業(yè)培訓(xùn)項目，同時鼓勵教師直接參與建?；顒拥脑O(shè)計與實施，通過持續(xù)的教學(xué)實踐與自我反思，不斷提升自己的指導(dǎo)效能。

（四）信息技術(shù)深度融合，拓寬建?；顒舆吔?/p>

信息技術(shù)的飛速發(fā)展極大地豐富了建模活動的形式與內(nèi)容。教師要積極探索并實踐信息技術(shù)在建模教育中的多元化融合路徑，如利用數(shù)據(jù)分析軟件高效處理復(fù)雜數(shù)據(jù)集，借助三維建模技術(shù)打造沉浸式虛擬實驗環(huán)境，以及通過網(wǎng)絡(luò)平臺促進(jìn)跨地域的協(xié)作學(xué)習(xí)等。這些技術(shù)的應(yīng)用不僅提高了建模活動的效率與精確度，還為學(xué)生提供了更加生動、互動的學(xué)習(xí)體驗。尤為重要的是，它極大地促進(jìn)了學(xué)生探究能力的發(fā)展，使學(xué)生能夠熟練運用信息技術(shù)工具快速搜集、整理信息，運用大數(shù)據(jù)分析挖掘潛在規(guī)律，甚至通過虛擬實驗驗證科學(xué)假設(shè)，從而全面提升其信息素養(yǎng)與科學(xué)探究能力。

（五）評價體系重構(gòu)，激發(fā)學(xué)生探究潛能

為全面、客觀地評估并激發(fā)學(xué)生的探究潛能，我們精心設(shè)計了一套科學(xué)、多元、動態(tài)的評價體系，該體系不僅關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，更重視對學(xué)習(xí)過程、學(xué)習(xí)態(tài)度及探究能力的深度評價。通過多元化的評價手段，對包括但不限于課堂細(xì)致觀察、深度小組討論、項目導(dǎo)向的報告撰寫以及同伴間的相互評價，進(jìn)行系統(tǒng)而全面的搜集，并深入分析學(xué)生的學(xué)習(xí)成效與行為表現(xiàn)。在設(shè)計與實施此評價體系時，我們嚴(yán)格遵循全面性、公正性與發(fā)展性的原則，力求通過科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑u價機(jī)制，有效激發(fā)學(xué)生的探究興趣與學(xué)習(xí)動力，進(jìn)而促進(jìn)其綜合素質(zhì)全面發(fā)展。

在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中引入建?；顒樱粌H促進(jìn)了知識的有效傳授與學(xué)習(xí)，更構(gòu)建了一個融合知識探索、能力發(fā)展及自我認(rèn)知提升的綜合性學(xué)習(xí)平臺，對于培養(yǎng)學(xué)生的探究能力、創(chuàng)新精神及科學(xué)素養(yǎng)具有不可估量的價值。我們還需不斷創(chuàng)新教學(xué)模式，深化建模活動內(nèi)涵，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和探索欲望，為學(xué)生的成長和發(fā)展注入新的活力與動力。

參考文獻(xiàn)

［1］吳曉丹.建模教學(xué)在小學(xué)科學(xué)教學(xué)實踐中的策略研究[J].教育研究，2021（10）.

［2］中華人民共和國教育部.義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2022.