【虞小科课堂实践】六下《八颗行星》教学设计和后续思考 [复制链接]

二、读懂学生：参考《小学科学教学设计与反思》一书

【学情分析】
学生对太阳系有了初步认识，知道太阳系中的主要组成天体。但对于太阳系中主要行星的分布情况，绝大部分学生局限于教材中的太阳系示意图，不知道真实的太阳系与此相差甚远。本节课通过数据建模让学生体会到数据建模的重要性和客观性，提升学生对科学研究求真求善的探究精神，并激发研究宇宙星空的兴趣。

有的时候我们觉得我们懂学生，其实还远远不够，因为怕剧透，课前没有了解学生对于八颗行星的认知。
对学生的学习习惯进行了一些指导，提出了一些要求，重点是强调摘要记录的方法。

二、确定教学目标和重难点：参考教师用书和《小学科学教学设计与反思》一书
教师用书：
科学概念目标
·太阳系有八颗行星，它们在其特定的轨道上绕太阳运转。
科学探究目标
·按一定比例对数据进行处理，并在此基础上用一定的材料建立行星相对位置关系模型。
科学态度目标
·学会与他人合作，并能在合作中发挥自己的作用。
·意识到模拟实验及推测与客观事实是有一定距离的。
科学、技术、社会与环境目标
·意识到太阳系中天体的运动是有规律的，并可以逐渐被人们认识。
【学习目标】
1.科学观念：通过阅读资料和建立模型活动，知道太阳系的八颗行星的一些信息，了解它们在其特定的轨道上绕太阳运转。
2.科学思维：运用分析、比较相关数据，重组数据，突破定势等思维方法，发展初步的模型理解和模型建构能力。
3.探究实践：通过模型建构活动，掌握推理、测量、解释等科学方法，提升信息处理能力。
4.态度责任：通过基于证据和逻辑的模型建构活动，提升学生实事求是的科学素养，发展学生探索研究太阳系及宇宙的兴趣。
【教学重难点】
重点：根据数据建立八颗行星与太阳的相对顺序、位置、轨道、大小、立体及同比关系模型。
难点：建模过程中学生对于各组数据的处理和展示。

【材料准备】

一、学生材料

1.学生自备：小剪刀、单面胶、作业本、书本

2.材料1放1号同学抽屉：八颗行星资料卡片一套

3.材料2放4号同学抽屉：八颗行星距离排序和数据处理表

4.材料3单独领取：记录条（KT板条）、记号笔等

5.材料4单独领取：大行星卡片等

二、教师材料

1.课件（检查音乐）地球仪、太阳图、板贴、

板书：顺序模型、位置（距离）模型、轨道模型、大小模型、立体模型、同系模型等

2.立体模型、卷尺、学生材料一份

3.奖励材料：天文望远镜卡片

课前谈话：

1.欢迎走进科学。

2.小组编号并小组内成员编号。

如果按顺时针编号，你是第几小组的几号同学？

3.（出示地球仪）这是一个地球模型，关于地球你了解些什么？

4.把头抬起来，让我们的视线穿过大气层，你觉得可以看到什么？再远一点呢？更大一点呢？

如果看不见，我们可以借助什么？借你一个双筒望远镜（分发卡片）。

如果还看不清，老师这里还有好多种天文望远镜，表现优秀同学优先哦！

5.我们给这些星球一个统一的名字“行星”，今天我们就来研究太阳系的八颗行星。（贴课题）

上课！

一、了解八颗行星，顺序关系建模

1.关于太阳系的八颗行星，我们都了解些什么？

2.这里有一套八颗行星资料卡，可以帮助我们更详细的了解八颗行星，请每位同学研究其中的1-2颗，在作业本中做个主要信息摘录。摘录主要信息建议用1-2个关键字词即可。

3.请1号同学从抽屉里拿出资料卡，开始（2分钟）

4.（给动作快的同学分发八颗行星板贴卡，请8位同学板贴并准备交流）请这八位同学介绍，其他同学可以继续摘录。（2分钟）

5.请大家仔细看，这样一排，八颗行星顺序关系模型就出来了。（板书：顺序模型），没想到不经意的就排出了一个模型，六1班同学了不起！

二、处理距离数据，位置关系建模

1.想一想，这个模型可以进一步优化吗？贴个太阳图？

2.如果参考这份资料，你想到什么？那就请你排一下……

3.数据太大排不下，那有什么办法把这八颗行星的距离关系排列在黑板上。（黑板留出的位置是100厘米左右。）

4.那就试着来处理一下数据吧！请4号同学领取记录表分发每人1张。

5.请速度最快的你分享一下你的处理结果……（切换投影仪，展示）

6.请仔细思考：这样的处理可以吗？有没有更好的数据处理方案。

7.这里也有一份数据王者的参考处理方案，请大家鉴赏一下。最后的数据居然和同学们有异曲同工之妙，真好！

8.那我们一起来距离关系建模吧（出示提示，并请同学读一读）请3号同学领取记号笔和记录条，开始吧！（放音乐，板书：距离关系模型）

9.逐个展贴记录条，并提醒观察思考新的发现。

10.请发现的你交流一下……

11.通过距离关系建模，八颗行星的分布更清楚了，同学们了不起！

三、连接相同行星，运行轨迹建模

1.请几位同学来连一连每小组相同的行星！

2.这么一连，感觉这是一幅……八颗行星运行轨迹那！（板书：运行轨迹模型）

3.不经意，我们居然完成了八颗行星运行轨迹建模，同学们真了不起那！

四、处理直径数据，大小关系建模

1.这个模型，还可以进一步优化吗？

2.结合这份资料，我们可以想到什么呢？（板书：大小关系模型）

3.为了不把大家训练成优秀的数据王者，有个数据达人帮大家处理了，请欣赏……

4.根据这份数据处理方案，我们制作了一份行星卡片（出示行星卡片和提示，并请同学读一读）请大家把大的直接扣下来居中摆放，小的需要我们剪一剪再摆上去，然后用单面胶覆盖粘贴。

5.请4号同学领取八颗行星卡片，开始吧！（放音乐，板书：大小关系建模）

6.逐个展贴记录条，并提醒观察思考新的发现。

7.请发现的你交流一下……

8.通过这一系列的建模，我们的八颗行星模型又优化了一大步，大家真了不起那！

五、致力优化建模，欣赏立体模型

1.如此漂亮的模型，还可以进一步优化吗？

2.把平面模型变成立体模型！

3.正如同学们说的，（出示立体模型）立体的更加形象！

4.请欣赏（拿着模型在学生中间走一圈）！

六、对比处理数据，同比关系建模

1.如此漂亮的模型，它真实吗？

2.数据王者把两张表格放在一起，请数据挑战王对比寻找问题所在！

3.赞！这是比放大镜更优秀的眼睛吗？这半套天文望远镜拥有权非你莫属！原来我们采用的距离处理数据和大小处理数据不是同一比例的。

4.问题找到了，克服问题的同一比例数据能找到吗？

5.你不仅有洞察数据的眼睛，更有洞察数据的大脑，请接收来自宇宙探索的馈赠（奖励全套天文望远镜）。

6.我们把同一比例数据放在一起来建构同比关系模型！（板书：同比关系模型）

7.请第1组来领一个0.5厘米的水星模型，跑到58米处……

8.哎，不对，这里只有0.3厘米的水星模型，也没有58米长的米尺，怎么办？

9.数据王者再算一遍，用第二套方案。

10.第1组来领一个0.3厘米的水星模型，跑到34.8米处。

11.第2组……不对，应该让距离远的第8组先走，来拿上海王星，出发……

怎么还不走呀，太远了？2697.6米呢！

12.让我算算，昨天我下火车后快走了2000米用了半小时，2697.6米大约40分钟，还好啦！才40分钟而已！一节课就可以到达海王星位置了，多划算那。

13.现在是上课时间哦！看来只能拜托同学们课后和家长一起实践了。不能一次性建构8颗，那我们可以一颗一颗或者和同学家人几颗几颗的建构。当然要找空旷的地方，最好直线，更重要的要注意安全。

14.走走路程实在太远，我们利用卫星地图作了一次地图建模，请欣赏（点课件）！

15.（点课件）对比课本插图，发现真实模型并没有我们想象的完美，所以插图上有一句话：读！

16.真实模型虽没有我们想象的完美，但这没关系，因为真实才是我们科学研究的基本准则！让我们一起向真实建模致以最崇高的敬意！！！希望大家在老师的引领下完成这让人尊敬的真实模型建构体验。

下课！

期待同学更多的观察思考、探究实践、发现创新！

八颗行星课件22.png(1147.18 K)

2023/5/2 5:33:57

科学思维素养培养的目标可以较好的落实在本节课中：
特别是分析与综合、比较与分类、抽象与概括、联想与想象、重组思维、突破定势等基本的思维方法的运用。

附《义务教育科学课程标准（2022年版）》三、课程目标部分内容：
立足学生核心素养的发展，依据核心素养的内涵及学段特征，体现课程性质，反映课程理念，确定总目标和学段目标。
（一）核心素养内涵

2.科学思维
科学思维是从科学的视角对客观事物的本质属性、内在规律及相互关系的认识方式，主要包括模型建构、推理论证、创新思维等。
模型建构体现在：以经验事实为基础，对客观事物进行抽象和概括，进而建构模型;运用模型分析、解释现象和数据，描述系统的结构、关系及变化过程。
推理论证体现在;基于证据与逻辑，运用分析与综合、比较与分类、归纳与演绎等思维方法，建立证据与解释之间的关系并提出合理见解。
创新思维体现在∶从不同角度分析、思考问题，提出新颖而有价值的观点和解决问题的方法。

2.掌握基本的思维方法，具有初步的科学思维能力
掌握分析与综合、比较与分类、抽象与概括、归纳与演绎、联想与想象、重组思维、发散思维、突破定势等基本的思维方法及其在科学领域的具体应用;能基于经验事实抽象概括出理想模型，具有初步的模型理解和模型建构能力;
能合理分析与综合判断各种信息、事实和证据，运用证据与推理对研究的问题进行描述、解释和预测，具有初步的推理与论证能力;
能对不同观点、结论和方案进行质疑、批判、检验和修正，进而提出创造性见解和方案，具有初步的创新思维能力。
2.科学思维
科学思维是从科学的视角对客观事物的本质属性、内在规律及相互关系的认识方式，主要包括模型建构、推理论证、创新思维等。
模型建构体现在：以经验事实为基础，对客观事物进行抽象和概括，进而建构模型;运用模型分析、解释现象和数据，描述系统的结构、关系及变化过程。
推理论证体现在;基于证据与逻辑，运用分析与综合、比较与分类、归纳与演绎等思维方法，建立证据与解释之间的关系并提出合理见解。
创新思维体现在∶从不同角度分析、思考问题，提出新颖而有价值的观点和解决问题的方法。

2.掌握基本的思维方法，具有初步的科学思维能力
掌握分析与综合、比较与分类、抽象与概括、归纳与演绎、联想与想象、重组思维、发散思维、突破定势等基本的思维方法及其在科学领域的具体应用;能基于经验事实抽象概括出理想模型，具有初步的模型理解和模型建构能力;
能合理分析与综合判断各种信息、事实和证据，运用证据与推理对研究的问题进行描述、解释和预测，具有初步的推理与论证能力;
能对不同观点、结论和方案进行质疑、批判、检验和修正，进而提出创造性见解和方案，具有初步的创新思维能力。

思考一：导入用一个地球仪还是两个地球仪？

A版：（出示地球仪）这是一个地球模型，关于地球你了解些什么？

B版：（出示大小不同的地球仪）这两个是地球仪，都是地球的模型，为什么它们的大小不一样？

为了不同的目的，制作了比例不同的模型，缩小的比例大小决定了模型的大小。

思考二：数据处理是阶梯式还是公式化？

A版：出示数据→排序→缩小成千万分之一（单位缩换成米）→缩小成十亿分之一（单位缩换成厘米）→再缩小百分之一（缩小到一千亿分之一）→再缩小百分之一（缩小到十万亿分之一）→扩大2倍（缩小到五万亿分之一）。

数据处理过程举例：449600万千米→缩小成千万分之一（单位缩换成米）为449600米→缩小成十亿分之一（单位缩换成厘米）为为449600厘米→再缩小百分之一（缩小到一千亿分之一）为4496厘米→再缩小百分之一（缩小到十万亿分之一）44.96厘米→扩大2倍（缩小到五万亿分之一）为89.9厘米
即：449600万千米→449600米→449600厘米→4496厘米→44.96厘米→89.9厘米。


B版：出示数据→示范把449600万千米→缩成44.96厘米→请学生按规律缩小相关数据→再×2得89.9厘米→再请同学按规律处理相关数据。

思考三：太阳大小需要体现吗？

太阳的直径为1392590千米，约139万千米，距离太阳最近的水星距离太阳为5800万千米，太阳直径约为太阳到水星距离的2.4%，也显得特别小，所有第一步距离位置建模的时候几乎可以忽略！

在大小关系建模的时候可以体现，需要按比例呈现，可以让学生感受，在巨大的太阳棉签，八颗行星真的很小！

日地距离，又称太阳距离，指的是日心到地心的直线长度。由于地球绕太阳运行的轨道是个椭圆，太阳位于一个焦点上，所以这个距离是时刻变化着的。其长度大小约为149597870千米。日地距离又是天文学上的长度单位，曾以地球-太阳的平均距离定义，现已改为其绝对距离149,597,870,700米。在天文上把这个长度确定为1AU，即一个天文单位。

思考四：根据数据来制作模型，还是根据模型条件来处理数据？

理想的是根据数据来制作模型，学生进行整百、整千关系直接处理数据，最为方便！


但在具体试教中，受学具和展示条件的限制，需要根据学具和模型条件来处理数据！


如：下方最后一列数据是根据某教具公司提供的教具进行处理的！

八颗行星课件12.png(574.74 K)

2023/5/2 22:21:53

思考五：模型展示多大为宜？

教材上是取3条长度相同的纸带，一般我们会选用A4纸，长为29.7厘米，三条相接，为89.1厘米，与89.92相近！
如果选用其他短的纸条，则模型就会很小！


个人觉得模型制作的越大，我们会对太阳系的浩瀚认真更加深刻，如果有条件那就布满整个黑板，还可以建议在教室内根据能够展示的场地来制作，有条件的话选择体育场馆或者更大的操场来展示，这样学生的印象会更深刻！


傅蒋老师曾经带领社团孩子们以学校百米走廊为展示场地制作太阳系行星模型，给孩子们留下了深刻印象！

思考六：距离建模和大小建模的比率不同是对比发现好还是直接出示好？

八颗行星课件10.png(416.31 K)

2023/5/2 22:47:05

王梦婧课件001.png(81.03 K)

2023/5/2 22:47:05

王梦婧课件002.png(277.38 K)

2023/5/2 22:47:05

思考七：同比大小的建模如何更好的呈现？

方便：地图式
真实：实景式
形象：动画式


如何结合？

朱老师以丰富的专业知识和严密的教学思路为大家展示了本堂课的教学风采，是他高超的教学艺术和精湛的科学素养的结晶，令人钦佩与向往。但欣赏之余，结合其他教师的《八颗行星》教学，我也有遗憾：
1.数学后进生再次受挫。尤其是通过数据处理而建模，那些数学后进生或难以理解或跟不上节奏成为衬景。
2.没有质疑。尤其是对天文数字的质疑，那么大的数字，人们（科学家）是怎么知道的？测量工具是什么？会不会有误差？这个误差会影响实际或建模吗？正常情况下，对于令人称奇的事物，人们除了惊叹还有好奇或质疑，只要有冷静思考的时间，应该会有疑问的，但受教师的主导性影响，尤其是公开课这个情况几乎为零，除非教师引导。
3.因地制宜待提高。有教师出示在操场或城市上有学生参与的八大行星距离模型图片或微课，虽然有震感，但也有遗憾，为什么不能在教学场所（包括公开课场地）展示呢？只要处理得当，应该每个教学场地都能成为教师所用吧

本节课从模型建构的角度，深入探讨了地球宇宙领域的内容怎么教学的问题。
学生往往对大尺度的空间，缺乏足够的体验和认知；
通过建模，特别是增大比例的建模，能够有效地帮助学生感知天体的体积巨大和距离要求遥远；
从而理解宇宙的浩瀚。
本帖加精！

感谢朱老师的分享，有幸观看了课堂直播。这是对孩子们建模思维的一次的挑战，也是新课标素养导向的一节示范课，值得学习

朱老师以丰富的专业知识和严密的教学思路为大家展示了本堂课的教学风采，是他高超的教学艺术和精湛的科学素养的结晶，令人钦佩与向往。但欣赏之余，结合其他教师的《八颗行星》教学，我也有遗憾： 1.数学后进生再次受挫。尤其是通过数据处理而建模，那些数学后进生或难以理解或跟不上节奏成为衬景。 2.没有质疑。尤其是对天文数字的质疑，那么大的数字，人们（科学家）是怎么知道的？测量工具是什么？会不会有误差？这个误差会影响实际或建模吗？正常情况下，对于令人称奇的事物，人们除了惊叹还有好奇或质疑，只要有冷静思考的时间，应该会有疑问 的，但受教师的主导性影响，尤其是公开课这个情况几乎为零，除非教师影导。 3.因地制宜待提高。有教师出示在操场或城市上有学生参与的八大行星距离模型图片或微课，虽然有震感，但也有遗憾，为什么不能在教学场所展示呢？只有处理得当，应该能在教学场地实施吧 王如祥 发表于 2023/5/2 11:08:49

王老师过誉了，愧不敢当！只是在教学中略有思考，并付诸教学实践，稍有心得！

1.个人觉得数据处理是本课的难点，试教中让学生一拿到数据进行处理，学生的确难处理，但理解了数据处理的依据（背景和要求），其实也不是很难！再不行，教师可以请学生演示典型数据的处理方法，其他学生也能依葫芦画瓢进行处理，且这堂课数据处理不是重点，建模才是重点。

2.一般学生的质疑来自对学习内容的深入理解，理解不到位很难产生质疑，《宇宙》单元内容离我们的生活相对遥远，让学生产生质疑的要求有点高！

3.因地制宜开展模型建构教学的想法特别好，但在小小的校园内要完成同比建模难度的确很大，傅蒋老师带领社团学生在百米走廊上尝试过，很多行星实在是非常小，肉眼不可见！以下分享傅蒋老师的社团活动资料！

本节课从模型建构的角度，深入探讨了地球宇宙领域的内容怎么教学的问题。 学生往往对大尺度的空间，缺乏足够的体验和认知； 通过建模，特别是增大比例的建模，能够有效地帮助学生感知天体的体积巨大和距离要求遥远； 从而理解宇宙的浩瀚。 本帖加精！ 喻伯军 发表于 2023/5/2 16:54:23

感谢喻老师的引领和鼓励，引导学生了解宇宙，认识宇宙，理解宇宙的浩瀚，感受探索宇宙的乐趣！

这么全面和详细的教学设计和后续思考，为我们提供了很好的范本。
有幸学习这两节优秀的课例，让听课者切实体会了建模在课堂中应用效果。
课后对学生的认知产生了很大冲突，思维得到很好的发展，对宇宙有了比较深刻的认识。

感受过朱老师的课堂现场，不管是学生还是在座的老师，都完全沉静在课堂探究之中，课堂思维的含量非常高。

感谢朱老师的分享，这样深度的剖析，真的受益匪浅！

朱老师对一节课如此深度剖析，为我们青年教师做了很好的示范。向朱老师学习~