老师该为学生的建模提供怎样的支持 —— 谈 “地球的自转”

1、老师该为学生的建模提供怎样的支持老师该为学生的建模提供怎样的支持 谈 “地球的自转”教学中 空间建模的课例研究 一、教学内容及现状分析 教学内容：浙教版科学第二册第四章第一节 地 球的自转 课标对本部分的要求是： 1、用事实分别说明地球自转、公转及其产生的 地理现象”。 2、知道地球的自转特点和昼夜现象产生的原因 及由于自转而产生的自然现象。 难点：学生头脑当中的已有经验（如太阳的东 升 西落）和现象的实质是由地球的自转产生 的，让学生理解比较困难。 重点：让学生建立地球自转及日地的空间和平 面模型。 教学现状教学现状： 1、教师满堂灌。老师说的累，学生学的也累； 2、图片影像资料像放电影，看

2、的快忘的也快。 原因分析原因分析： 1、教师的教学行为“弱化”了学生建立空间模 型的过程。包办代替，只注重结果。 2、“粗化”了学生建立模型的过程也是教学失 误的一个重要方面。 “建模”就是将研究的对象或具体情境通过抽 象、理想化、简化、类比等方法形成科学模型.它 是一种科学思维方法,通过对研究的对象或具体情 境进行“去粗取精”、“去伪存真”的处理,从而 寻找出反映研究的对象或具体情境中内在本质及内 在规律,使问题的处理大为简化,在模型建立过程当 中培养学生解决问题的方法及促进学生思维的发展。 学习是继承和发展前人的间接经验，对学生而 言，再现知识呈现的过程比知识本身就显得更为重 要。让学生学

3、会学习。 二、课例研究的目的及方法二、课例研究的目的及方法 目的： 通过教师的教学行为的改进强化学生自我构建 空间模型的过程； 在细化学生在建立模型过程当中教师教学行为 需要给与学生哪些必要的支持。 方法： 课堂实录，让证据来说话； 集中研讨教师行为中的优点与不足，分析提出 改进和提高的措施； 反思，修改再次上课； 检测效果。 三、教师在学生的建模过程当中应该提供三、教师在学生的建模过程当中应该提供 怎样的支持怎样的支持 （一）、“我们的木马在哪里？”为学生理解“搭 桥” 杨老师的课堂引入让人耳目一新：（改进后的第三次上课）杨老师的课堂引入让人耳目一新：（改进后的第三次上课） 教学片段教学片段

4、1 1： 课堂实录解读 上课 师放旋转木马课件情景 师：这段是从游乐园带回来的视频，主要还是在放周围的事物 ，大家看到的是-？ 生：旋转木马 师：对,木马在旋转的时候，看周围的事物，发现周围的事物好 象-？ 生：在转 师：在旋转， 师提问生：它的旋转方法跟我们坐在木马上的旋转方向有什么 不同？ 生：相反 师：噢，相反的，好请坐！ 吸引注意力。游乐园中的旋转木马。利用木马游 戏中的生活体验建立与太阳东升西落潜在联系。 感受景物的旋转是由于观察者位置的不同而产生 的一种现象。 从科学学习的角度（参照物）认识木马游戏，有 意识的引导为后续的学习做好铺垫，铺垫起于学 生原有认知，有感受就有思维的基础。

5、 师提问生：那么同学们再想想看，自己在生活中还有没有过类 似的感觉？ 生：坐火车，周围的景物 师：噢，坐火车的时候，看周围的景物。 师提问生：还有没有啊？ 生：跑步的时候 师：噢，跑步的时候，对，很好，请坐 师：想不想去玩一玩啊 生：想 拓展：生活中有这样的事例很多，拓展学生禁锢 的思维，比较，联想 师：其实啊，我们每天都坐在一个巨大的旋转木马上，那么我 们的旋转木马在哪里呢？ 切入主题 产生疑问“我们的木马在哪里？” 研讨分析： 1、情境忌多，分散。要充分利用采用的事例必须首先 将事例本身的问题分析透彻。 2、语言要精炼。忌问题多，不涉及核心。教师的预设 变得很重要。 3、主题需突出，课堂导

6、入的情景创设需要给学生以思 考，而非为引入而引入。 创设生活化的学习情境，教师为模型的建构 提供好“中介服务”，搭好生活与抽象知识之 间的桥梁，创设问题，引发思考和质疑使之成 为求知的起点。 真正好的情境创设即教师的“搭桥”过程可以 让学生的生活世界变成学生的课本，使生活成 为学生学习的世界。 课堂将会是开放的。 （二）、“我们的眼睛在哪里？”-合理简化与 引导，为学生模型的创建提供台阶。 教学片段教学片段2 2： 课堂实录解读 师：我们把亮的 部分称为昼半球，而黑 的部分称为夜半球。 师：那么，造成这种昼 夜现象的原因是什么？ 生：地球的自转（生齐 答） 肯定是地球的自转 引起的 遇到了难题

7、，学生没有足够的分析和推理能力，需要老师给与 必要的帮助。 刚结束的关于地球自转的教学环节过度到昼夜 现象和昼夜交替的产生原因这个教学环节，因为由于教师的强 调地球的自转的特点，学生就不假思索的回答出错误的答案。 师：（拿出地球仪演示） 到底是什么原因引起的？ 生：（有的说公转，有 的说自转）答案不一 两个环节的衔接出现了问题，显得教师的提问比较突兀，需要 进行必要的铺垫：设计学生观察实验，转动地球仪时观察昼夜 半球，让学生分析产生昼夜半球的原因。实验材料是现成的； 或者在出现错误的回答后让学生之间的交流来代替教师的解说， 学生自我纠错比教师的讲解更能引发思维飞跃。遗憾的是：教 师最终并没有点

8、明转动与昼夜有无关联，学生的错误是需要强 化扭转的，使学生的思维活动的有效参与是教师的教学核心任 务。 课堂实录解读 师：如果说地球是透明的话，它会不会这样？ 生：不会 假设它是玻璃球（模型是现成 的），有体验。答案显而易见。 师：说明原因是不透明的吧。这是一个，那么第二个再看 看，如果这个地球是本身能发光的话，我们看上去会不会 有有黑的？ 生：不会 师：会不会一半是亮的，一半是黑的？ 生：不会 师：所以我们不要想当然，学了什么就是什么。那么，造 成地球昼夜现象的原因是什么呢？ 从生活原型（电灯）到地球本身 不发光 生：地球是不发光，也是不透明的球体归纳，总结地球模型的特点。 师：现在大家想想

9、看，书本中间的思考题：宇宙中的天 体是不是都有昼夜现象呢？ 生：不是（少数同学回答） 师：为什么？ 生：有些球体是自身会发光的（师引导） 师：比如说太阳。所以，并不是所有的球体都有昼夜现象 。 引发思维的深入，学会推理。 教学片段教学片段3 要善于将新知识建立在学生原有知识经验的基 础之上，启发而不是灌输。问题在不断的引导和 启发中解决了。 课堂实录解读 师：在太空中有阳光，太阳光照射在地球上，这时 我们每天的不同时刻看太阳是不是在不同的位置？ 所以这是我们要研究的第二个问题地球的自转和我 们看到的太阳的方位又有什么联系！请大家看清楚首 先按照地球仪上的人也就是我们每位同学所在的位置 ，用画有

10、箭头的直线代表太阳光。太阳光照射过来的 是？ 生：平行光！ 学生生活中的观察位置与在地球仪上的观 察怎么联系起来。 缺少一个从实际生活到地球仪模型上观察 点、观察方向的转换方法。 学生的能力不具备这种抽象能力。 师：照射大约在中间位置这时候你判断一下对于这个 红点上的你，太阳光在你的什么方向？利用十字方向 标的方向判断！ 生：有的说东面，有的说东南面！ 怎么看，从什么地方看，看的方向在哪里， 看到了又怎么表达。所以错误出现了。 师：东面，那么好这就是我们实验表上A这个活动！B 和C这个活动有每个组大家合作来完成！开始！ 教师的预设不到位，启发不见效，只好包 办。 （活动历时6分钟）从学生的活动

11、当中，观察者发现：学生拿 着地球仪，手电筒不知所措，长时间无法 进行方位的观察活动，课堂里声音噪杂， 活动无序。学生的任务单上错误连连。活 动结束后教师自己又指导学生一起逐个解 决。学生的活动既费时又无效。 教学片段教学片段4： 课后研讨： “没有具体的方法指导或者是指导的不到位是这种情况 发生的根本原因。” “教师是知道怎样的操作过程的，而学生是第一次接触， 他不会看方向。” “应该强调你就是那块橡皮泥，站在那里看方向。” “应该有一个顺序：一、人站在橡皮泥上，面对太阳， 观察者的眼睛在橡皮泥上，对象是太阳。代表太阳的平行 光薄板是一个平面，不如手电筒代表太阳的方位感强。改 用手电筒；二、利

12、用好站在脚底下的方向标，面向太阳时 应该看此时脚下的方向标所指方向；三、方向标所指方向 就是太阳在地球的方向，那么地球在太阳的什么方向也就 清楚了” “关键的问题教师要提示学生眼睛在哪里，眼睛应该看 什么，应该按照一个怎样的方法和顺序看，看到的最后把 它说出来、写出来” 改进后的课堂效果明显，活动秩序井然，任务 单上的问题学生基本都能自主解决，教师也没有 进行重复。观察老师普遍感到轻松。 一点遗憾：在这个方法的指导方面我们发生了 争论，一种观点是应该这样去指导，有序有效； 另一种观点是应该放手让学生去自己探索，老师 不应该告诉学生方法。但由于时间的关系，我们 没有对后一种方法进行教学实践并观察

13、实效。 个人看法：教师不能低估学生也不应该高估学 生的能力，在这个教学环节中，重点是要学生能 理解地球的自转是太阳东升西落的原因，而方向 的判断方法并不是本堂课的重点，但它又是学生 理解问题难以跨越的难点，教师不应该把什么都 留给学生自己去琢磨，在具体的教学过程中，老 师应有步骤地进行建构模型，由扶到放，最后才 能水到渠成。教师应该给学生学习搭建好合理简 化的台阶。 应该教方法，再让他们去实践。 （三）、（三）、“如果地球自东向西我们会看到什么？如果地球自东向西我们会看到什么？” 让学生亲历建构过程，创设问题，自主探究，让学生亲历建构过程，创设问题，自主探究， 让学生亲历模型的构建过程，从实践

14、到模型。让学生亲历模型的构建过程，从实践到模型。 n学习科学的正确方法是实行再创造，也就是由学 生本人把要学的东西自己去发现、再现出来，教 师的任务是引导和帮助学生进行这种再现，而不 是把现在的知识灌输给学生。 教学片段教学片段5 5： 课堂实录解读 师：接下去看地球仪有几种方向可以转动？ 生：两种 师：两种？哪两种？ 生：自西向东，自东向西 师：-那么地球转动的方向有可能是？ 生：自西向东 师：也可能是？ 生：自东向西 生：自西向东，自东向西 有目的的引导、铺垫：提出问题， 建立假设 师：那么在这里，我们就来探究一下地球自转的方向究竟是怎么样的？探究的过程是什 么样的？第一步是怎么样的？ 生

15、：提出问题？ 师：提出问题，好，那么谁来提出问题？ 生：地球自转需要多少时间？ （学生笑） 地球的自转方向是什么？ 师：第二步是什么？ 生：（齐答）建立假设 师：建立假设。你可以建立几种假设？ 生：自西向东，自东向西 具体落实 师生共同经历探究的过程，让学生 在教师的指导下起步，为学生 的自主探究做好准备。 师：那么接下去我们是不是设计方案。 -(师生合作探究地球自西向东看到的太阳方位的变化) 方法与过程的指导。 师：如果反过来，会是一种什么样的情况。每一组的同学都试试看啊。那么在这里注意： 四位同学分一下工，第一位同学把地球仪固定，上面这个地方固定，知道吧。第二 个同学，第二个同学注意，怎么

16、样啦，转动，转动按照两种方向，一个是自西向东， 还有一个是自东向西。第三位同学负责拿硬纸板，也就是负责硬纸板，光线，知道 吗？另外，第四个同学负责记录。记录什么呢？听清楚，如果是自西向东转，太阳 从哪个方向升起的？ 知道怎么做，但又在不知道结果的 诱惑下，活动是有序，有效的 进行的。验证假设的过程可实 现学生从立体模型到头脑模型 的转换。 学生自主探究：如果地球自东向西转会看到关于太阳的方位变化情况-亲历探究的过程，还原知识呈现的 过程。 教师在教学时，应当对教材进行拓展，教师在教学时，应当对教材进行拓展， 增设一些有利于学生主动探究的内容，让学增设一些有利于学生主动探究的内容，让学 生能对应

17、当掌握的科学模型进行自主地构建。生能对应当掌握的科学模型进行自主地构建。 （四）、两道练习反映的问题-注重建模过程 的细化，达到模型内化的目的。为学生头脑模型的巩 固和应用提供桥梁。从模型到实际问题的解决。 n【1】、模型的建立需要一个转换的环节。 n【2】、提供机会让学生来进行交流的环节。 【1】、模型的建立需要一个转换的环节。 两个习题的设计目的：从课堂教学上来看， 教师对从北极上空和南极上空看地球自转的方 向已经讲的非常明确，学生也进行必要了的活 动，同进也感知了时针转动的方向，但如何把 立体模型转化成平面模式这点上两位教师采取 了不同的教学设计，为了证明如何设计更合理、 更科学，抱着检

18、测不同教学理念下学生对知识 的接受情况，设计了这两个根据课标的要求需 要学生必须掌握的内容。 检测内容理解昼夜现象和昼 夜交替的产生 原因 极地上空模 型 的建立情况 晨昏线模型的建立 错误率11.7%0%27.9% 错误原因不理解两者的区别 选D 遗漏 陆老师检测结果： 原因分析：原因分析：教师应该了解学生学习的困难所在，模型的建构不仅 是一个接受信息的过程，还必须有一个对信息处理，加工，输出的的 环节。仅凭听和说是不能解决处理加工和输出的问题，需要有一个具 体的体验过程：比如画图。陆老师缺少这样的一个类似的环节。让学 生自己来实现模型的转换，实现模型信息的具体化，全面的分析问题 而不是依赖

19、于记忆。 课堂实录解读 师：请大家站起来从北极的 上空往下观察，当太阳（手电 筒）照亮半个地球（地球仪） 是时你会看到什么？ 看到的，知道了。 师：请大家把看到的情况画 在任务单内。 做过了，理解了 师：从南极看又是怎样的呢？ 将晨线和昏线标注在任务单的 图上。 从立体到平面的转换 师：安排简单的练习：从平面 图形上判断刚才观察的内容。 从平面到立体的转换 改进后的教学(教学片段6)： 类别第一次上课第三次上课 一、回答问题 1. 无回答11 2. 机械判断是否44 3. 认知记忆性回答3224 4. 理解性回答2024 5. 创造评价性回答019 二、小组交流 1、学生小组活动次数24 2、

20、时间7分39秒5分55秒 3、观察的效果 学生活动比较 紊乱 老师课堂行为有条不紊，学 生探究兴趣高 三、组间学生交流与评价无 同伴评价5次，学生讲台演 示3次 【2】、提供机会让学生来进行交流。 三次上课，杨燕飞老师在学生交流方面特意进行了改进， 笔者对第一课堂和第三进行了统计。（夏文红老师提供） 课后研讨及反思： 老师对第三堂课都感觉很满意，听课也很轻 松，尤其是学生的交流和活动上。由于学生交流明 显的改进，学生思维和活动也很积极，把这堂课上 活了。主要体现在几个方面教师的教学语言比较合 理，松弛有度，缓缓而谈，让学生在课堂中交流起 来是提高课堂效率的一个重要手段。 模型在交流中得到了强化和巩固。 n加德纳认为，“空间智力的核心是准确感觉直观 世界的能力，