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【课标实践】常态课中的模型建构和应用——以《地球的公转与四季... [复制链接]

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银光图片

   再次学习了喻老师的著作《义务教育课程标准(2022年版)课例式解读科学》,选取了其中的一个内容,加上自己的一点思考和实践,在10日晚上的品质研修活动中,向全区的同行们做了题为《常态课中的模型建构和应用》的交流。

最后编辑欣然 最后编辑于 2024-12-12 22:33:44
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分享的内容从以下五个方面展开


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模型的两大特点

1.模型是对原型的抽象,力求仿真,类似程度越高越好。

2.模型建构的目的不是建模本身,而是要对模型进行测试,并将模型与原型进行对比,从而促进对原型的理解。

最后编辑欣然 最后编辑于 2024-12-12 21:56:28
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        关于《地球的公转与四季变化》这一课内容,小学生在生活中对四季变化的自然现象已经有所了解。很多学生根据自己的生活经验得出:夏季气温高说明地球离太阳近:地球离太阳远时气温就低,那时就是冬天。学生知道地球围绕太阳运动,但是地球围绕太阳运动和四季有着怎样的关系却不太能够说得清楚。实际上,正是由于地球的地轴倾斜并且地球围绕太阳公转,造成太阳照射角度的变化,从而导致地球上温度的变化,最后形成了四季交替。
      在探究过程中,学生需要经历视角的转换:在地球上感知四季交替以及太阳角度的变化,这是地球视角。在探索地球运动方式时,需要跳出地球从字宙中对天体进行观测,这是宇宙视角。两种视角的切换对小学生而言有较大难度,这就需要一种合适的方式,将两种视角进行融合,帮助学生构建正确的空间思维模型,并以此来解决相关问题。

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      本节课的教学设计是通过两个活动开展教学:

      活动1:感受直射的光强、温度;斜射的光弱、温度低,建立照射角度与温度高低之间的关系。

      活动2:以阳光照射角度为基础,用地球仪这个模型,研究地球公转位置变化和温度变化之间的关系,理顺地球位置变化、阳光照射角度变化、地球上温度变化、地球上四季更替之间的逻辑关系。

      有机融合地球视角和宇宙视角这两种视角,构建地球公转的科学模型,在模拟实验的基础上厘清因果关系,帮助学生建立正确的科学认知。

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这个活动分为观察、思考、画图、研讨等环节。

直接的观察能看到直射和斜射的光斑差异。

通过思考后再画出两个光斑,用颜色的深浅代表亮度,让学生更深刻的理解两者的差异。

研讨除了亮度不同外,还会有什么不同?进而为理解直射时单位面积得到的光更多、温度更高;斜射时单位面积得到的光更少、温度更低这个实际情况打基础。


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活动2:用地球仪这个模型进行模拟实验,探索四季变化的成因。

第一阶段——静态模型:用手电筒照射在地球仪上,观察光线照射在球体上的斜射和直射情况,这时被照射的范围固定。


第二阶段——运动模型:让地球仪围绕太阳运动起来(PPT中动态模型是一张动态图),光线照射在球体上的斜射和直射范围发生变化。

若地球仪表面涂上感温油墨,用较大功率的灯泡照射,颜色最深的位置表示温度最高,通过颜色变化来帮助学生理解四季变化的现象就更明显了。

观察北极的情况,发现有一段时间阳光一直照射着,有一段时间阳光没有照到,这就形成了极昼和极夜。

有个这个直观的观察基础,推测:北极有极昼和极夜,那南极会怎样呢?


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     1.利用实物模型引导学生解释地球上四季的成因,突出教学重点。

      地球的地轴倾斜和地球围绕太阳公转,是地球形成四季的两大原因,两者缺一不可,这是本课的重点。

      两大原因如果只凭老师讲述,小学生是无法直观理解的。在本课的教学中,我们可以利用地球仪这一实物模型,引导学生进行模拟实验,从而理解地球的地轴倾斜角度和地球围绕太阳公转的具体情况,这就为学生解释四季成因做了充分的认知铺垫。在这个学习过程中,地球仪及后续的公转模拟实验,就是“模型应用”中的“能用较为复杂的实物模型,初步解释真物之间的关系或系统内部的结构”,学生的空间思维能力得到了有效提升。

      2.利用思维模型引导学生理解光线的直射和斜射是造成四季温度变化的关键,突破教学难点。

      很多孩子也包括部分成人,有一个认知误区:夏季炎热,是因为地球离大阳近;冬季寒冷,是因为地球离太阳远。这似乎符合生活常识:离热源近,比较热;离热源远,比较冷。但事实恰恰相反,在真实的太阳系中,地球在“夏至”位比在“冬至”位离太阳更远!难道真的存在“近冷远热”的反常现象?其实,相对于地球到太阳之间的距离来说,地球在“夏至”位和“冬至”位的距离差异可以忽略不计,真正造成四季温度变化的关键是太阳光线的直射和斜射:光线直射,照射面积小,光线强;光线斜射,照射面积大,光线弱。这个认知过程对于小学生来说相当困难,是本课的教学难点。如何突破这个难点呢?本课的教学设计中,是让学生采用图示注释的方法,将“光线直射,照射面积小;光线斜射、照射面积大”画在纸上,用图画和文字的形式进行详细标注和思考,从而理解和突破这个难点。

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感悟:喻老师的这本著作真的很实用,值得反复阅读,我们能从其中得到很多启发,可以更好地指导我们的日常教学。
在此再次向喻老师表示敬意!
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在探究过程中,学生需要经历视角的转换。建模就是帮助学生完成地球视角向宇宙视角的转换。
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在这堂课中,建模帮助学生更好地理解知识,学生的建模思想得到了提升
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又从这里学习到了新的思路,脑子里还停留在老教材中的影子长短呢!
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学习到了,感谢分享
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陈老师对模型建构的解析特别详细,又再一次学习了这个帮助学生思维提升的方法。
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开拓了新思路
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模型促进对于原型的理解,学到了,感谢分享。
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模型建构,不仅仅是实物模型,还有各种形式的模型。
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反思促成长!
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手电筒直射和斜射的探讨很有价值。
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模型思维深入人心
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建模在科学课堂中非常的重要。
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这个活动分为观察、思考、画图、研讨等环节。直接的观察能看到直射和斜射的光斑差异。[/
欣然 发表于 2024/12/12 22:09:56
这个实验非常直观,有时候学生很难理解为什么直射会比较热,这样的实验现象能够帮助学生基于现象理解
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这个活动分为观察、思考、画图、研讨等环节。直接的观察能看到直射和斜射的光斑差异。[/
欣然 发表于 2024/12/12 22:09:56

很直观形象~
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先引入直射和斜射确实能让学生更好地理解,如果用取暖灯来演示的话,温度很明显,是不是会更好?
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其实我们每节课都在帮助学生建构思维模型。
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模型在科学学习中很重要
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这节课对学生的思维和教师的能力是一个大考验
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引导学生理解光线的直射和斜射是造成四季温度变化对学生来说有难度。
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地球公转的数据
扔块砖头,换点玉
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这节课内容确实很不简单的,女儿上了中学更有感触
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