北極星不動的秘密案例分析教科版小學(xué)科學(xué)中“地球與宇宙”占了足夠的地位。有關(guān)“地球和宇宙”知識的學(xué)習(xí)，不僅可以滿足兒童的好奇心，還可以使兒童了解人類為科學(xué)地了解宇宙所做的努力。然而，它又是多么抽象的事物，離小學(xué)生的生活實際比較遙遠(yuǎn)，甚至有些枯燥。五年級下冊的“地球運動”單元中“太陽以及各星辰位置變化、四季變化和地球運動關(guān)系”的探索，更是一大難點。其中折射的教學(xué)理念、教學(xué)策略引起了我們的深思。在經(jīng)歷北極星不動的秘密一課的聽課和自己的摩課之后，深有啟發(fā)。案例：北極星不動的秘密是小學(xué)科學(xué)五年級地球運動單元中的第五課，單元中晝夜交替現(xiàn)象、證明地球在自轉(zhuǎn)、誰先迎來黎明三課探討的“地球自轉(zhuǎn)”與“自轉(zhuǎn)的方向”是本課學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)和遞進(jìn)。北極星“不動”的秘密一課教科書中提示的主要科學(xué)概念目標(biāo)有“天空中星星圍繞北極星順時針旋轉(zhuǎn)，北極星相對不動，是地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的現(xiàn)象”和“從北極星在天空中的位置推測出地軸是傾斜的”兩塊。在過程方法上，讓學(xué)生結(jié)合星星的運動情況、模型和生活中的事例，推測地球繞地軸運動的特點。通過活動，增進(jìn)對科學(xué)現(xiàn)象的解釋需要得到證據(jù)的支持和從已知出發(fā)進(jìn)行推理的認(rèn)識。記一次聽課摘錄：一、復(fù)習(xí)引入師：通過前幾節(jié)課的學(xué)習(xí)，你知道太陽東升西落、晝夜交替現(xiàn)象的形成原因嗎？生：由于地球的自轉(zhuǎn)。師：假設(shè)太陽位于地球北極正上方時，會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？生沉思后，個別學(xué)生說：地球的自轉(zhuǎn)不能出現(xiàn)了晝夜交替，可能會出現(xiàn)北半球一直為晝，南半球一直為夜。二、了解北極星“不動” 的現(xiàn)象師：你認(rèn)識北極星嗎？它在什么地方？生：在我們的北方。學(xué)生觀看北極星空運動的視頻，說說感受。生：看起來北極星附近的星星在繞著北極星轉(zhuǎn)。生：北極星不動，在圓的中心。師：為什么會這樣呢？你認(rèn)為在怎么樣的情況下會出現(xiàn)這種現(xiàn)象？冷場，個別學(xué)生出現(xiàn)無聊躁動現(xiàn)象。三、推測北極星與地球的位置關(guān)系生：也許就是北極星附近的星星就是在繞著北極星轉(zhuǎn)。生：北極星也許就是處在地球自轉(zhuǎn)中心的上方。師：這種情況真得會出現(xiàn)這種現(xiàn)象嗎？能不能來模擬一下？冷場四、模擬體驗北極星“不動”的現(xiàn)象師出示一個大圓盤“北極星空圖”，上面畫有北極天各星座，這個能幫助我們模擬實驗嗎？教師闡述實驗的方法：圓盤放在頭頂，人在下面以圓盤中心點轉(zhuǎn)，觀察圓盤上的星星位置改變。學(xué)生思考模擬實驗的方法和注意點，各小組進(jìn)行模擬體驗活動。這是一節(jié)精心準(zhǔn)備過的研討課，從目標(biāo)定位到教具選擇，都顯示了教師在課前的鉆研程度，讓學(xué)生經(jīng)歷從現(xiàn)象提出問題到模擬、搜集證據(jù)解決問題，嘗試讓學(xué)生像科學(xué)家那樣去探索“新”的科學(xué)領(lǐng)域，“北極星空圖”教具的使用，更使本課難點得到有效的突破。但綜觀整節(jié)課，冷場較多，學(xué)生躁動，上課教師引導(dǎo)吃力，不由得讓聽課老師感到：上這節(jié)課真累??！課后，我對該班學(xué)生從興趣、知識、思維能力上進(jìn)行了簡單測試：你喜歡今天的科學(xué)課嗎？北極星“不動”的秘密是由于（ ）。通過什么方法，可以說明北極星“不動”的秘密和他所處的位置有關(guān)？經(jīng)過統(tǒng)計，20%的學(xué)生喜歡，60%的學(xué)生表示一般；能答出北極星“不動”的秘密原因的只占35%；25%的學(xué)生知道用“北極星空圖”來說明北極星“不動”的秘密（說明大部分學(xué)生做這個實驗的目的還是不清楚）。通過聽課觀察和數(shù)據(jù)分析，我們不難發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)之累，教師導(dǎo)之累，而且收效甚微。仔細(xì)分析，個人認(rèn)為主要存在以下的問題：問題一：少了學(xué)生的內(nèi)部感化從以上的教學(xué)中，探究問題沒有在學(xué)生心里內(nèi)化，不能激發(fā)學(xué)生的探究欲望。在教學(xué)目標(biāo)定位中，我們不難感受到授課教師著力于怎么讓學(xué)生去理解“北極星不動的原因”這個知識點上，而忽視了學(xué)生對這一科學(xué)探索真諦的內(nèi)部感化。如：教師一開始用“假設(shè)太陽位于地球北極正上方時，會出現(xiàn)什么現(xiàn)象”這樣的問題作鋪墊，看起來是為北極星的位置理解作鋪墊，而實際上卻沒有引起學(xué)生的興趣，甚至覺得很無聊，太陽怎么會位于北極正上方呢！太不合情理了。學(xué)生在教師有計劃的引導(dǎo)下，按著教師的節(jié)奏走，感受不到學(xué)生有價值的自我思考。問題二：少了學(xué)生主動的科學(xué)探索經(jīng)歷教學(xué)中體現(xiàn)學(xué)生的主體意識，是新課程改革的重要理念之一。學(xué)生是科學(xué)學(xué)習(xí)的主體，科學(xué)學(xué)習(xí)的過程是學(xué)生主動參與和發(fā)揮能動性的過程。不少教師心中明白這個道理，實際操作起來有相當(dāng)困難，甚至穿新鞋走老路。整節(jié)課中，沒有巧妙問題的引領(lǐng)，沒有學(xué)習(xí)欲望的激發(fā)，缺乏積極地針對現(xiàn)象的猜測和假說，只是一個模擬實驗的簡單經(jīng)歷，一個過場是完整的，但是其中我們都能感受到缺少了學(xué)生的主動參與。改進(jìn)策略：一、 媒體再現(xiàn)，喚起學(xué)生的前概念。現(xiàn)在學(xué)生很少對星座有所觀察，城市學(xué)生更是少之又少，更不用說星辰的運行特點。星辰到底如何在天空中位置變化，北極星如何不動，對他們來是可謂紙上談兵，這些現(xiàn)象都需要教師在課堂上的再現(xiàn)。所以讓學(xué)生知道星辰的東升西落現(xiàn)象和北極星不動的現(xiàn)象還需要媒體的幫助。一開始，我們可以播放一段星辰圖片和動畫，讓學(xué)生了解一些主要星辰的特點，如啟明星、織女星、牛郎星等。用這些耳熟能詳?shù)男浅?，激發(fā)學(xué)生的興趣。引導(dǎo)學(xué)生觀察這些星辰在空中位置不是一成不變的，他們在空有的位置有規(guī)律地變化著，這是什么原因形成的，喚起學(xué)生的前概念（地球自轉(zhuǎn)引起星辰變化）。二、巧設(shè)問題，沖擊學(xué)生的前概念。興趣是推動學(xué)習(xí)的內(nèi)在動力。新課程強調(diào)“我們的課程要關(guān)注那些真正來自兒童和屬于兒童的問題，聯(lián)系學(xué)生的生活和社會實際”。怎么樣讓學(xué)生在簡短的導(dǎo)入中感受到科學(xué)那份濃濃的奧秘和趣味呢？關(guān)鍵還是要從學(xué)生的實際出發(fā)，以他們的前經(jīng)驗為起點，讓他們的思維產(chǎn)生新的刺激或者矛盾，產(chǎn)生節(jié)點，這樣才能更好地使問題成為他們自己強烈的需求，全身心地投入到探究活動中去。結(jié)合本課的前后聯(lián)系，我們不妨采用在學(xué)生前概念的基礎(chǔ)上，創(chuàng)設(shè)問題情境，搭建和前概念矛盾的問題舞臺，構(gòu)筑學(xué)生思維的強烈斗爭情景，以此來激發(fā)興趣。在學(xué)生觀察星空動畫媒體之后，問：星辰的東升西落，這是由于什么原因？學(xué)生自然能答出：地球的自轉(zhuǎn)，教師順勢引導(dǎo)：是啊，由于地球的自轉(zhuǎn)，導(dǎo)致星辰的東升西落，但是有一顆星它就是“懸掛”在地球上方的某一個位置而不動，你知道他是誰嗎？讓學(xué)生觀看北極星空的動畫媒體。通過這樣的引領(lǐng)，使學(xué)生的認(rèn)知：從星辰東升西落是由于地球自轉(zhuǎn)引起的。潛意識里也形成一個不完全科學(xué)的概念：地球的自轉(zhuǎn)會引起所有星辰的東升西落。然而恰恰我們的事實：北極星就是不動！到底是什么原因呢？在學(xué)生的腦海里進(jìn)行了強烈的概念矛盾沖擊，此時他們的好奇心也猶然而生了！三、利用矛盾，讓學(xué)生盡情假說。以矛盾沖突為基礎(chǔ)的問題情境的產(chǎn)生和解決,恰好是教學(xué)過程與學(xué)生發(fā)展的驅(qū)動力。在好奇心的驅(qū)使下，小科學(xué)家們紛紛嘗試作出了假設(shè)：北極星和地球同步自轉(zhuǎn)；北極星在地球自轉(zhuǎn)中心的上方。這兩種假設(shè)都是學(xué)生根據(jù)實際結(jié)合自己的空間想象而猜測的。從這兩種假設(shè)中可以看出學(xué)生他們在積極參與問題的解決中。此時此刻，我們的教師還需要去費力引導(dǎo)學(xué)生的假說和實驗的方法嗎？我們只要質(zhì)問一下：這兩種假說哪種正確呢？你能找尋足夠的證據(jù)來證明哪一種假說正確或者推翻哪一種假說是不成立嗎？簡短的引導(dǎo)再次激發(fā)學(xué)生的實證意識，他們會搜集更多的資料來說明。下面摘錄一段推翻北極星和地球自轉(zhuǎn)同步轉(zhuǎn)的假說的學(xué)生思辨過程：生1：我們在北極天看到了很多的星星，看起來在以北極星為中心轉(zhuǎn)。（出示北極天星空實拍圖）生2：如果北極星在和地球自轉(zhuǎn)一起動的話，那它和周圍星星的位置也會發(fā)生改變，有的時候和這顆星星的距離會近，有的時候卻會遠(yuǎn)，但實際他們的距離還是那么穩(wěn)定。生3：如果北極星和地球自轉(zhuǎn)同步的話，我們可以做一個模擬實驗，我們可以在高處掛一個物體，人站在下面進(jìn)行觀察。這樣我們能看到人和這個物體的位置保持一致，但是這個物體和周圍的天空上星星位置卻在發(fā)生變化。這個就可以說明北極星如果和地球同步轉(zhuǎn)的話，他和周圍星星的位置會發(fā)生變化，然而實際卻沒有，說明這種假說不成立。我不禁為學(xué)生層層深入的精彩思辨而感到欣喜！四、抽象具體化，讓學(xué)生自己找方法。天體在空中的位置是多么抽象，每個人都會有自己不同的理解。如果教師就只想用自己的方式去灌輸，結(jié)果可想而知。不如嘗試讓他們自己去尋找最合適的理解方式吧！師：你能用什么方法證明北極星處在地球自轉(zhuǎn)中心軸的上方會出現(xiàn)：地球自轉(zhuǎn)而北極星不動的現(xiàn)象呢？生1：我們可以做模擬實驗，在頭頂上面放一個模擬天空圖，然后人在下面以一個中心自轉(zhuǎn)，觀察上面星空的變化。（教師乘機出示：北極星空圖）生2：我可以拿一把轉(zhuǎn)椅轉(zhuǎn)，看天花板。生3：我可以轉(zhuǎn)陀螺，陀螺轉(zhuǎn)的時候，中間就是不會動。生4：看地球儀，讓它自轉(zhuǎn)起來，我看中間地軸的位置。學(xué)生模擬實驗的方法可謂多種多樣，哪一種更能說明事實，學(xué)生自有自己的選擇，他們用自己最擅長的方式去理解、去解釋，豈不是更容易接受。給學(xué)生一片天空，他們會繪出更絢爛的色彩。經(jīng)過自己的思維加工，他們把這么抽象的空間概念，用自己擅長的理解方式給具體化了，這不正是我們科學(xué)課堂上所需要的、所追求的嗎？科學(xué)教學(xué)不再是教學(xué)生“知道”那么簡單了，我們更要引領(lǐng)學(xué)生去探索科學(xué)，讓他們用自己的思維，經(jīng)過加工去經(jīng)歷科學(xué)，猶如一個小科學(xué)家去體驗科學(xué)探索的過程，感悟科學(xué)探究的真諦。教師的角色，不要再只停留在“傳授”了，而是“引領(lǐng)”學(xué)生去探索。這更要教師走進(jìn)學(xué)生的心靈和腦海，充分了解學(xué)生的前概念，抓住他們的心，利用層層深入的環(huán)節(jié)設(shè)置，讓我們的學(xué)生步步深入，一起探索，齊舞在科學(xué)絢爛的舞臺上。