浅谈小学科学地球和宇宙空间观念的建构定稿.docVIP

PAGE  PAGE 8 浅谈小学科学“地球和宇宙”空间观念的建构 【摘 要】小学科学“地球和宇宙”的学习阶段一般在5—6年级。这阶段学生通过其他相关学科尤其是数学等学科的学习，已经形成了一定的空间观念。但这一空间观念还是比较浅显的。从“以学定教”的理念出发，学生在学习“地球和宇宙”时缺少实际的感性体验，和客观存在的观察障碍，再加上空间结构的运动性和大尺度特点这些都为学生空间观念的建构增加了难度。本文从本体建构；空间结构的建构；运动模型的建构；实际关系的建构四个层次谈了小学科学“地球和宇宙”空间观念的建构。 【关键词】 空间观念 建构 模型建立 运动模型 科学概念 蔚蓝的地球、浩瀚的星空、神秘的宇宙，引人无限暇想，一直吸引着我们去探寻和思索；太阳在白昼的天空中所表现出来的运动，月亮和恒星在夜间天空中的迁???，是对普通人不断启发的来源。小学科学“地球和宇宙”的学习阶段一般在5—6年级。这阶段学生通过其他相关学科尤其是数学等学科的学习，已经形成了一定的空间观念。所谓空间观念是指在空间知觉的基础上形成起来的，对物体（天体）的方向、距离、大小和形状的知觉，是客观世界空间形式在人脑中的表象。它是一种比较复杂的知觉过程，包括形状知觉、大小知觉、深度知觉和方位知觉。 但这一空间观念还是比较浅显的：根据对学生的观察和调查，多数学生的空间想象力很弱。学生在学习“地球和宇宙”时由于缺少实际的感性体验，和客观存在的观察障碍，再加上空间结构的运动性和大尺度特点，这些都为学生空间观念的建构增加了难度。从“以学定教”的理念出发，我们都知道，数学等学科培养的空间观念，所面对的主要是静态的平面和立体图形或者实物,它们之间的尺度关系是较小的。而“地球和宇宙”所面对的事物是运动的、大尺度的空间结构。天体的运动，形成了天体之间相对位置的变化，天文现象也随之变化，学生的空间结构也要随之变化；大尺度的空间结构需要学生有着较好的空间想象能力。这是“地球和宇宙”空间观念建构的难点所在，需要我们去研究和突破。 （一）利用模拟实验建构本体——对形状、大小知觉的线性构建。 “地球与宇宙”的很多认识对象对于学生来说都过于宏观，过于遥远，无法组织学生的实际观察。模拟实验是认识这类事物的重要方法。模拟实验的一个突出特点，就是既能使研究对象微型化，又能使研究对象扩大化，还能找出研究对象的理想代替物。 （1）推测引起“原型”外在现象的原因。 推测引起“原型”外在现象的原因是本体建构的基础。模拟实验之前，我们首先要了解实验中所要模拟的现象是怎样的。对自然现象的了解越深入，模拟实验设计时的细节考虑得也越周密，所以教师应多渠道挖掘感性素材，指导学生有计划、有目的地了解其中自然现象。 例如六下《日食和月食》课堂实录： 播放日全食录像导课 师：今天，老师带来了一段录像，边看边想，这是哪一种天文现象，你是根据什么来判断的？（师播放日全食录像） 生：日食； 生：太阳被某种物体挡住了。 观察日食发生的过程图 师：为了便于大家观察，老师给大家提供日食发生过程图（图一），仔细观察这一组照片，你能发现日食发生的哪些特点？ 生：太阳被物体挡住； 生：挡住它的物体是不透明的，不发光的物体； 生：挡光物体是球形或者圆形的，形状成弧线； 生：挡光物体在运动。 师：按照从左到右的顺序，观察挡光物是怎样运动的。 生：是逆时针运动。 生：可以把太阳差不多完全遮住。 生：挡光物体看上去和太阳差不多大。 （图一：日全食发生过程图） 录像的播放，情景的再现，清晰了学生的表象，把孩子们带回到2009年7月22日日全食的场景中去了。教师引导学生对日全食现象的观察（录像），尤其是对日全食发生过程图的静态观察了解了“原型”表现出来的外在现象。 （2）清晰对“原型”的已有认识。 通过对日食发生过程图的观察和描述，基本可以确定太阳和我们（地球）这两个“原型”。对于日食成因中的关键“原型”——月球，教学中我们要进行进一步的引导和梳理。 师：根据日食发生的这几个特点，我们可以做出什么推测？ 生：挡光物是月球。 师：你是根据什么判断挡光物是月球呢？ 生：看上去是圆形； 生：看上去是球形； 生：不透明； 生：逆时针运动； 生：关键是看上去和太阳差不多大； 师：根据我们的经验和学到的相关知识，你判断挡光物是？ 生：月球。 皮亚杰等人研究认为，空间表象是通过儿童主动和内化行为的逐渐组织而构建起来的。然后导致了运算系统的建立。通过这两个环节的建构，我们已经实现了对“原型”——本体全息的输入。 （3）建构与“原型”相对应的“模型”。 本体建构的最后阶段是本体的输出，即建构与“原型”相对应的“模型”。“模型”所选用的材料直接影响到实验的效果，不同的材料产生的实验现象及效果是不同的，恰当的选材将更为逼真地模拟出自然现象。 通过上面对