老師該為學(xué)生的建模提供怎樣的支持 —— 談 “地球的自轉(zhuǎn)”

1、老師該為學(xué)生的建模提供怎樣的支持老師該為學(xué)生的建模提供怎樣的支持 談 “地球的自轉(zhuǎn)”教學(xué)中 空間建模的課例研究 一、教學(xué)內(nèi)容及現(xiàn)狀分析 教學(xué)內(nèi)容：浙教版科學(xué)第二冊第四章第一節(jié) 地 球的自轉(zhuǎn) 課標(biāo)對本部分的要求是： 1、用事實分別說明地球自轉(zhuǎn)、公轉(zhuǎn)及其產(chǎn)生的 地理現(xiàn)象”。 2、知道地球的自轉(zhuǎn)特點(diǎn)和晝夜現(xiàn)象產(chǎn)生的原因 及由于自轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的自然現(xiàn)象。 難點(diǎn)：學(xué)生頭腦當(dāng)中的已有經(jīng)驗（如太陽的東 升 西落）和現(xiàn)象的實質(zhì)是由地球的自轉(zhuǎn)產(chǎn)生 的，讓學(xué)生理解比較困難。 重點(diǎn)：讓學(xué)生建立地球自轉(zhuǎn)及日地的空間和平 面模型。 教學(xué)現(xiàn)狀教學(xué)現(xiàn)狀： 1、教師滿堂灌。老師說的累，學(xué)生學(xué)的也累； 2、圖片影像資料像放電影，看

2、的快忘的也快。 原因分析原因分析： 1、教師的教學(xué)行為“弱化”了學(xué)生建立空間模 型的過程。包辦代替，只注重結(jié)果。 2、“粗化”了學(xué)生建立模型的過程也是教學(xué)失 誤的一個重要方面。 “建?！本褪菍⒀芯康膶ο蠡蚓唧w情境通過抽 象、理想化、簡化、類比等方法形成科學(xué)模型.它 是一種科學(xué)思維方法,通過對研究的對象或具體情 境進(jìn)行“去粗取精”、“去偽存真”的處理,從而 尋找出反映研究的對象或具體情境中內(nèi)在本質(zhì)及內(nèi) 在規(guī)律,使問題的處理大為簡化,在模型建立過程當(dāng) 中培養(yǎng)學(xué)生解決問題的方法及促進(jìn)學(xué)生思維的發(fā)展。 學(xué)習(xí)是繼承和發(fā)展前人的間接經(jīng)驗，對學(xué)生而 言，再現(xiàn)知識呈現(xiàn)的過程比知識本身就顯得更為重 要。讓學(xué)生學(xué)

3、會學(xué)習(xí)。 二、課例研究的目的及方法二、課例研究的目的及方法 目的： 通過教師的教學(xué)行為的改進(jìn)強(qiáng)化學(xué)生自我構(gòu)建 空間模型的過程； 在細(xì)化學(xué)生在建立模型過程當(dāng)中教師教學(xué)行為 需要給與學(xué)生哪些必要的支持。 方法： 課堂實錄，讓證據(jù)來說話； 集中研討教師行為中的優(yōu)點(diǎn)與不足，分析提出 改進(jìn)和提高的措施； 反思，修改再次上課； 檢測效果。 三、教師在學(xué)生的建模過程當(dāng)中應(yīng)該提供三、教師在學(xué)生的建模過程當(dāng)中應(yīng)該提供 怎樣的支持怎樣的支持 （一）、“我們的木馬在哪里？”為學(xué)生理解“搭 橋” 楊老師的課堂引入讓人耳目一新：（改進(jìn)后的第三次上課）楊老師的課堂引入讓人耳目一新：（改進(jìn)后的第三次上課） 教學(xué)片段教學(xué)片段

4、1 1： 課堂實錄解讀 上課 師放旋轉(zhuǎn)木馬課件情景 師：這段是從游樂園帶回來的視頻，主要還是在放周圍的事物 ，大家看到的是-？ 生：旋轉(zhuǎn)木馬 師：對,木馬在旋轉(zhuǎn)的時候，看周圍的事物，發(fā)現(xiàn)周圍的事物好 象-？ 生：在轉(zhuǎn) 師：在旋轉(zhuǎn)， 師提問生：它的旋轉(zhuǎn)方法跟我們坐在木馬上的旋轉(zhuǎn)方向有什么 不同？ 生：相反 師：噢，相反的，好請坐！ 吸引注意力。游樂園中的旋轉(zhuǎn)木馬。利用木馬游 戲中的生活體驗建立與太陽東升西落潛在聯(lián)系。 感受景物的旋轉(zhuǎn)是由于觀察者位置的不同而產(chǎn)生 的一種現(xiàn)象。 從科學(xué)學(xué)習(xí)的角度（參照物）認(rèn)識木馬游戲，有 意識的引導(dǎo)為后續(xù)的學(xué)習(xí)做好鋪墊，鋪墊起于學(xué) 生原有認(rèn)知，有感受就有思維的基礎(chǔ)。

5、 師提問生：那么同學(xué)們再想想看，自己在生活中還有沒有過類 似的感覺？ 生：坐火車，周圍的景物 師：噢，坐火車的時候，看周圍的景物。 師提問生：還有沒有啊？ 生：跑步的時候 師：噢，跑步的時候，對，很好，請坐 師：想不想去玩一玩啊 生：想 拓展：生活中有這樣的事例很多，拓展學(xué)生禁錮 的思維，比較，聯(lián)想 師：其實啊，我們每天都坐在一個巨大的旋轉(zhuǎn)木馬上，那么我 們的旋轉(zhuǎn)木馬在哪里呢？ 切入主題 產(chǎn)生疑問“我們的木馬在哪里？” 研討分析： 1、情境忌多，分散。要充分利用采用的事例必須首先 將事例本身的問題分析透徹。 2、語言要精煉。忌問題多，不涉及核心。教師的預(yù)設(shè) 變得很重要。 3、主題需突出，課堂導(dǎo)

6、入的情景創(chuàng)設(shè)需要給學(xué)生以思 考，而非為引入而引入。 創(chuàng)設(shè)生活化的學(xué)習(xí)情境，教師為模型的建構(gòu) 提供好“中介服務(wù)”，搭好生活與抽象知識之 間的橋梁，創(chuàng)設(shè)問題，引發(fā)思考和質(zhì)疑使之成 為求知的起點(diǎn)。 真正好的情境創(chuàng)設(shè)即教師的“搭橋”過程可以 讓學(xué)生的生活世界變成學(xué)生的課本，使生活成 為學(xué)生學(xué)習(xí)的世界。 課堂將會是開放的。 （二）、“我們的眼睛在哪里？”-合理簡化與 引導(dǎo)，為學(xué)生模型的創(chuàng)建提供臺階。 教學(xué)片段教學(xué)片段2 2： 課堂實錄解讀 師：我們把亮的 部分稱為晝半球，而黑 的部分稱為夜半球。 師：那么，造成這種晝 夜現(xiàn)象的原因是什么？ 生：地球的自轉(zhuǎn)（生齊 答） 肯定是地球的自轉(zhuǎn) 引起的 遇到了難題

7、，學(xué)生沒有足夠的分析和推理能力，需要老師給與 必要的幫助。 剛結(jié)束的關(guān)于地球自轉(zhuǎn)的教學(xué)環(huán)節(jié)過度到晝夜 現(xiàn)象和晝夜交替的產(chǎn)生原因這個教學(xué)環(huán)節(jié)，因為由于教師的強(qiáng) 調(diào)地球的自轉(zhuǎn)的特點(diǎn)，學(xué)生就不假思索的回答出錯誤的答案。 師：（拿出地球儀演示） 到底是什么原因引起的？ 生：（有的說公轉(zhuǎn)，有 的說自轉(zhuǎn)）答案不一 兩個環(huán)節(jié)的銜接出現(xiàn)了問題，顯得教師的提問比較突兀，需要 進(jìn)行必要的鋪墊：設(shè)計學(xué)生觀察實驗，轉(zhuǎn)動地球儀時觀察晝夜 半球，讓學(xué)生分析產(chǎn)生晝夜半球的原因。實驗材料是現(xiàn)成的； 或者在出現(xiàn)錯誤的回答后讓學(xué)生之間的交流來代替教師的解說， 學(xué)生自我糾錯比教師的講解更能引發(fā)思維飛躍。遺憾的是：教 師最終并沒有點(diǎn)

8、明轉(zhuǎn)動與晝夜有無關(guān)聯(lián)，學(xué)生的錯誤是需要強(qiáng) 化扭轉(zhuǎn)的，使學(xué)生的思維活動的有效參與是教師的教學(xué)核心任 務(wù)。 課堂實錄解讀 師：如果說地球是透明的話，它會不會這樣？ 生：不會 假設(shè)它是玻璃球（模型是現(xiàn)成 的），有體驗。答案顯而易見。 師：說明原因是不透明的吧。這是一個，那么第二個再看 看，如果這個地球是本身能發(fā)光的話，我們看上去會不會 有有黑的？ 生：不會 師：會不會一半是亮的，一半是黑的？ 生：不會 師：所以我們不要想當(dāng)然，學(xué)了什么就是什么。那么，造 成地球晝夜現(xiàn)象的原因是什么呢？ 從生活原型（電燈）到地球本身 不發(fā)光 生：地球是不發(fā)光，也是不透明的球體歸納，總結(jié)地球模型的特點(diǎn)。 師：現(xiàn)在大家想想

9、看，書本中間的思考題：宇宙中的天 體是不是都有晝夜現(xiàn)象呢？ 生：不是（少數(shù)同學(xué)回答） 師：為什么？ 生：有些球體是自身會發(fā)光的（師引導(dǎo)） 師：比如說太陽。所以，并不是所有的球體都有晝夜現(xiàn)象 。 引發(fā)思維的深入，學(xué)會推理。 教學(xué)片段教學(xué)片段3 要善于將新知識建立在學(xué)生原有知識經(jīng)驗的基 礎(chǔ)之上，啟發(fā)而不是灌輸。問題在不斷的引導(dǎo)和 啟發(fā)中解決了。 課堂實錄解讀 師：在太空中有陽光，太陽光照射在地球上，這時 我們每天的不同時刻看太陽是不是在不同的位置？ 所以這是我們要研究的第二個問題地球的自轉(zhuǎn)和我 們看到的太陽的方位又有什么聯(lián)系！請大家看清楚首 先按照地球儀上的人也就是我們每位同學(xué)所在的位置 ，用畫有

10、箭頭的直線代表太陽光。太陽光照射過來的 是？ 生：平行光！ 學(xué)生生活中的觀察位置與在地球儀上的觀 察怎么聯(lián)系起來。 缺少一個從實際生活到地球儀模型上觀察 點(diǎn)、觀察方向的轉(zhuǎn)換方法。 學(xué)生的能力不具備這種抽象能力。 師：照射大約在中間位置這時候你判斷一下對于這個 紅點(diǎn)上的你，太陽光在你的什么方向？利用十字方向 標(biāo)的方向判斷！ 生：有的說東面，有的說東南面！ 怎么看，從什么地方看，看的方向在哪里， 看到了又怎么表達(dá)。所以錯誤出現(xiàn)了。 師：東面，那么好這就是我們實驗表上A這個活動！B 和C這個活動有每個組大家合作來完成！開始！ 教師的預(yù)設(shè)不到位，啟發(fā)不見效，只好包 辦。 （活動歷時6分鐘）從學(xué)生的活動

11、當(dāng)中，觀察者發(fā)現(xiàn)：學(xué)生拿 著地球儀，手電筒不知所措，長時間無法 進(jìn)行方位的觀察活動，課堂里聲音噪雜， 活動無序。學(xué)生的任務(wù)單上錯誤連連?；?動結(jié)束后教師自己又指導(dǎo)學(xué)生一起逐個解 決。學(xué)生的活動既費(fèi)時又無效。 教學(xué)片段教學(xué)片段4： 課后研討： “沒有具體的方法指導(dǎo)或者是指導(dǎo)的不到位是這種情況 發(fā)生的根本原因?！?“教師是知道怎樣的操作過程的，而學(xué)生是第一次接觸， 他不會看方向?！?“應(yīng)該強(qiáng)調(diào)你就是那塊橡皮泥，站在那里看方向?！?“應(yīng)該有一個順序：一、人站在橡皮泥上，面對太陽， 觀察者的眼睛在橡皮泥上，對象是太陽。代表太陽的平行 光薄板是一個平面，不如手電筒代表太陽的方位感強(qiáng)。改 用手電筒；二、利

12、用好站在腳底下的方向標(biāo)，面向太陽時 應(yīng)該看此時腳下的方向標(biāo)所指方向；三、方向標(biāo)所指方向 就是太陽在地球的方向，那么地球在太陽的什么方向也就 清楚了” “關(guān)鍵的問題教師要提示學(xué)生眼睛在哪里，眼睛應(yīng)該看 什么，應(yīng)該按照一個怎樣的方法和順序看，看到的最后把 它說出來、寫出來” 改進(jìn)后的課堂效果明顯，活動秩序井然，任務(wù) 單上的問題學(xué)生基本都能自主解決，教師也沒有 進(jìn)行重復(fù)。觀察老師普遍感到輕松。 一點(diǎn)遺憾：在這個方法的指導(dǎo)方面我們發(fā)生了 爭論，一種觀點(diǎn)是應(yīng)該這樣去指導(dǎo)，有序有效； 另一種觀點(diǎn)是應(yīng)該放手讓學(xué)生去自己探索，老師 不應(yīng)該告訴學(xué)生方法。但由于時間的關(guān)系，我們 沒有對后一種方法進(jìn)行教學(xué)實踐并觀察

13、實效。 個人看法：教師不能低估學(xué)生也不應(yīng)該高估學(xué) 生的能力，在這個教學(xué)環(huán)節(jié)中，重點(diǎn)是要學(xué)生能 理解地球的自轉(zhuǎn)是太陽東升西落的原因，而方向 的判斷方法并不是本堂課的重點(diǎn)，但它又是學(xué)生 理解問題難以跨越的難點(diǎn)，教師不應(yīng)該把什么都 留給學(xué)生自己去琢磨，在具體的教學(xué)過程中，老 師應(yīng)有步驟地進(jìn)行建構(gòu)模型，由扶到放，最后才 能水到渠成。教師應(yīng)該給學(xué)生學(xué)習(xí)搭建好合理簡 化的臺階。 應(yīng)該教方法，再讓他們?nèi)嵺`。 （三）、（三）、“如果地球自東向西我們會看到什么？如果地球自東向西我們會看到什么？” 讓學(xué)生親歷建構(gòu)過程，創(chuàng)設(shè)問題，自主探究，讓學(xué)生親歷建構(gòu)過程，創(chuàng)設(shè)問題，自主探究， 讓學(xué)生親歷模型的構(gòu)建過程，從實踐

14、到模型。讓學(xué)生親歷模型的構(gòu)建過程，從實踐到模型。 n學(xué)習(xí)科學(xué)的正確方法是實行再創(chuàng)造，也就是由學(xué) 生本人把要學(xué)的東西自己去發(fā)現(xiàn)、再現(xiàn)出來，教 師的任務(wù)是引導(dǎo)和幫助學(xué)生進(jìn)行這種再現(xiàn)，而不 是把現(xiàn)在的知識灌輸給學(xué)生。 教學(xué)片段教學(xué)片段5 5： 課堂實錄解讀 師：接下去看地球儀有幾種方向可以轉(zhuǎn)動？ 生：兩種 師：兩種？哪兩種？ 生：自西向東，自東向西 師：-那么地球轉(zhuǎn)動的方向有可能是？ 生：自西向東 師：也可能是？ 生：自東向西 生：自西向東，自東向西 有目的的引導(dǎo)、鋪墊：提出問題， 建立假設(shè) 師：那么在這里，我們就來探究一下地球自轉(zhuǎn)的方向究竟是怎么樣的？探究的過程是什 么樣的？第一步是怎么樣的？ 生

15、：提出問題？ 師：提出問題，好，那么誰來提出問題？ 生：地球自轉(zhuǎn)需要多少時間？ （學(xué)生笑） 地球的自轉(zhuǎn)方向是什么？ 師：第二步是什么？ 生：（齊答）建立假設(shè) 師：建立假設(shè)。你可以建立幾種假設(shè)？ 生：自西向東，自東向西 具體落實 師生共同經(jīng)歷探究的過程，讓學(xué)生 在教師的指導(dǎo)下起步，為學(xué)生 的自主探究做好準(zhǔn)備。 師：那么接下去我們是不是設(shè)計方案。 -(師生合作探究地球自西向東看到的太陽方位的變化) 方法與過程的指導(dǎo)。 師：如果反過來，會是一種什么樣的情況。每一組的同學(xué)都試試看啊。那么在這里注意： 四位同學(xué)分一下工，第一位同學(xué)把地球儀固定，上面這個地方固定，知道吧。第二 個同學(xué)，第二個同學(xué)注意，怎么

16、樣啦，轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動按照兩種方向，一個是自西向東， 還有一個是自東向西。第三位同學(xué)負(fù)責(zé)拿硬紙板，也就是負(fù)責(zé)硬紙板，光線，知道 嗎？另外，第四個同學(xué)負(fù)責(zé)記錄。記錄什么呢？聽清楚，如果是自西向東轉(zhuǎn)，太陽 從哪個方向升起的？ 知道怎么做，但又在不知道結(jié)果的 誘惑下，活動是有序，有效的 進(jìn)行的。驗證假設(shè)的過程可實 現(xiàn)學(xué)生從立體模型到頭腦模型 的轉(zhuǎn)換。 學(xué)生自主探究：如果地球自東向西轉(zhuǎn)會看到關(guān)于太陽的方位變化情況-親歷探究的過程，還原知識呈現(xiàn)的 過程。 教師在教學(xué)時，應(yīng)當(dāng)對教材進(jìn)行拓展，教師在教學(xué)時，應(yīng)當(dāng)對教材進(jìn)行拓展， 增設(shè)一些有利于學(xué)生主動探究的內(nèi)容，讓學(xué)增設(shè)一些有利于學(xué)生主動探究的內(nèi)容，讓學(xué) 生能對應(yīng)

17、當(dāng)掌握的科學(xué)模型進(jìn)行自主地構(gòu)建。生能對應(yīng)當(dāng)掌握的科學(xué)模型進(jìn)行自主地構(gòu)建。 （四）、兩道練習(xí)反映的問題-注重建模過程 的細(xì)化，達(dá)到模型內(nèi)化的目的。為學(xué)生頭腦模型的鞏 固和應(yīng)用提供橋梁。從模型到實際問題的解決。 n【1】、模型的建立需要一個轉(zhuǎn)換的環(huán)節(jié)。 n【2】、提供機(jī)會讓學(xué)生來進(jìn)行交流的環(huán)節(jié)。 【1】、模型的建立需要一個轉(zhuǎn)換的環(huán)節(jié)。 兩個習(xí)題的設(shè)計目的：從課堂教學(xué)上來看， 教師對從北極上空和南極上空看地球自轉(zhuǎn)的方 向已經(jīng)講的非常明確，學(xué)生也進(jìn)行必要了的活 動，同進(jìn)也感知了時針轉(zhuǎn)動的方向，但如何把 立體模型轉(zhuǎn)化成平面模式這點(diǎn)上兩位教師采取 了不同的教學(xué)設(shè)計，為了證明如何設(shè)計更合理、 更科學(xué)，抱著檢

18、測不同教學(xué)理念下學(xué)生對知識 的接受情況，設(shè)計了這兩個根據(jù)課標(biāo)的要求需 要學(xué)生必須掌握的內(nèi)容。 檢測內(nèi)容理解晝夜現(xiàn)象和晝 夜交替的產(chǎn)生 原因 極地上空模 型 的建立情況 晨昏線模型的建立 錯誤率11.7%0%27.9% 錯誤原因不理解兩者的區(qū)別 選D 遺漏 陸老師檢測結(jié)果： 原因分析：原因分析：教師應(yīng)該了解學(xué)生學(xué)習(xí)的困難所在，模型的建構(gòu)不僅 是一個接受信息的過程，還必須有一個對信息處理，加工，輸出的的 環(huán)節(jié)。僅憑聽和說是不能解決處理加工和輸出的問題，需要有一個具 體的體驗過程：比如畫圖。陸老師缺少這樣的一個類似的環(huán)節(jié)。讓學(xué) 生自己來實現(xiàn)模型的轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)模型信息的具體化，全面的分析問題 而不是依賴

19、于記憶。 課堂實錄解讀 師：請大家站起來從北極的 上空往下觀察，當(dāng)太陽（手電 筒）照亮半個地球（地球儀） 是時你會看到什么？ 看到的，知道了。 師：請大家把看到的情況畫 在任務(wù)單內(nèi)。 做過了，理解了 師：從南極看又是怎樣的呢？ 將晨線和昏線標(biāo)注在任務(wù)單的 圖上。 從立體到平面的轉(zhuǎn)換 師：安排簡單的練習(xí)：從平面 圖形上判斷剛才觀察的內(nèi)容。 從平面到立體的轉(zhuǎn)換 改進(jìn)后的教學(xué)(教學(xué)片段6)： 類別第一次上課第三次上課 一、回答問題 1. 無回答11 2. 機(jī)械判斷是否44 3. 認(rèn)知記憶性回答3224 4. 理解性回答2024 5. 創(chuàng)造評價性回答019 二、小組交流 1、學(xué)生小組活動次數(shù)24 2、

20、時間7分39秒5分55秒 3、觀察的效果 學(xué)生活動比較 紊亂 老師課堂行為有條不紊，學(xué) 生探究興趣高 三、組間學(xué)生交流與評價無 同伴評價5次，學(xué)生講臺演 示3次 【2】、提供機(jī)會讓學(xué)生來進(jìn)行交流。 三次上課，楊燕飛老師在學(xué)生交流方面特意進(jìn)行了改進(jìn)， 筆者對第一課堂和第三進(jìn)行了統(tǒng)計。（夏文紅老師提供） 課后研討及反思： 老師對第三堂課都感覺很滿意，聽課也很輕 松，尤其是學(xué)生的交流和活動上。由于學(xué)生交流明 顯的改進(jìn)，學(xué)生思維和活動也很積極，把這堂課上 活了。主要體現(xiàn)在幾個方面教師的教學(xué)語言比較合 理，松弛有度，緩緩而談，讓學(xué)生在課堂中交流起 來是提高課堂效率的一個重要手段。 模型在交流中得到了強(qiáng)化和鞏固。 n加德納認(rèn)為，“空間智力的核心是準(zhǔn)確感覺直觀 世界的能力，