月相模拟实验教学实践研究

内容摘要:通过分析《月相变化》一课的教材及各种版本教材的目标，对本课采用的五种常见模拟实验的优劣进行分析，选择合理的方案实施模拟实验，通过前后测来检测实验效果。

关键词: 月相 模拟实验

在小学科学课中，有很多的实验在实验室现实条件下无法进行现场实验的，或者我们根本没有办法进行实际观察实验的，这时就要对实际情况进行模拟实验，让学生对模拟实验进行观察，达到基本还原真实情况，帮助学生建构科学概念。但是，模拟毕竟与客观真实有一定的差距，如果变量没有控制好，可能观察到会与事实相反，这就要求在教学中要设计要做到科学合理，符合学生的学情，选择合适的模拟实验方式进行实验。下面以《月相变化》一课为例，我谈谈如何科学制定设计，选择合适的方式进行模拟实验。

一、   模拟实验内容教材分析

《月相变化》是六下第三单元《宇宙》单元的第二课，是学生认识宇宙空间的开始。前一课，学生已经初步认识了《地球的卫星——月球》，本课将继续学习有关月球的知识——《月相变化》。教材有四部分：画月相，给月相排序，模拟月相变化，观察白天的月相。主要是让学生通过画月相认识到月相的变化，在对月相进行排列的过程中认识到月相的这种变化是有规律性的，农历上半月由缺到圆，下半月由圆到缺。通过模拟月相变化的实验中，让学生初步认识到月相变化跟月球不发光有关，跟太阳照射有关，跟月球在围绕地球公转有关。月相变化与我们的生活关系密切，月相的变化是学生从生活中就可以感知的但又是不太会深入关注其规律的熟悉事物。学生在过去的生活中对月亮有一定的观察，但是他们的认识并不一定是清晰的。本课有以下难点：学生画月相；月相形成的建模；教师对这方面的科学知识自身的储备还不足、不扎实；连续一个月观察月相。

    为此，我特地研究了各种版本教材的教学目标，教科版要求学生建构“月相在一个月的不同时期有不同的形状的科学概念”，“初步学习利用模型来解释自然现象”，大象版要求学生“知道月球每天、每月的运动模式，知道月相的成因”。苏教版要求学生“了解月相的变化规律”，“意识到如实现观察的重要性”。初中七年级要求学生“了解月相的概念,通过探究了解月相变化形成的原理”，“了解月相与生活的关系，能用月相能大致判断方向和时间”。高中科学要求学生“学会分析月相变化的原因并掌握其变化的规律性”，“学会根据不同的月相形状，判断时间、日期、方向”。通过横向分析大象版、苏教版目标，以及纵向分析小学、初中、高中对月相的目标，不难看出，如果在小学将教学目标定位于解释月相的成因，就有点高了，孩子们要先进行〝是什么〞问题的观察和训练,然后再进行〝为什么〞问题的解释性思考，对小学低年级的孩子,主要进行〝是什么〞问题的探究活动;对高年级的孩子则可以鼓励并强调解释，经过一段时间的活动,甚至通过师生的共同讨论后才会发现矛盾和困惑,从而提出对问题的解释，这样我建议在这堂课我们更多的是对月相“是什么”怎么样的问题进行观察研究，至于月相成因“为什么”的问题可以少涉及或不涉及，甚至不要求学生对月相原因作系统的分析。让学生经过一个月的观察研究后，发现矛盾和困惑再对月相的成因进行解释。所以在小学里月相变化的模拟实验主要是让学生观察实验现象，初步掌握月相变化变化的圆亏、亮面左右规律。

二、   月相模拟实验实施方案分析

我曾经看过很多不同的模拟实验实施方案，如下分析：

方案一：教师在教室内自己手举黑白球绕学生转圈演示。学生坐在座位上不动，教师手举黑白球在教室内转大圈，学生在原坐位上不动进行观察，教师在转圈的过程中停留八个方位让学生作静态观察并记录。这种方法便捷，操作简单，对学生没有特别要求，但是效果只有坐在教室中间的学生比较理想，坐在教室四周靠近教师行走路线的学生在初一、十五的位置观察到的不是全黑和全白，在不同座位的学生观察到不一样，差异性很大，这种模拟实验方案效果较差。

方案二：学生在教室内分四人小组模拟实验。将学生按四人小组坐好，每小组分一个黑白球，其中一位学生持球绕其他三人的座位一圈，坐座位上的同学观察黑白球的月相并记录，这种方法的优点是学生参与度高，缺点是教室本来就不大，能够给每组学生的场地十分有限，导致持球学生绕同学的圈小，而且持球学生的黑白球容易对不准“阳光”的方向，使不同座位上的同学观察到的“月相”不一样或与事实出入较大。

方案三：教室内悬挂八个大黑白球。课前教师将实验桌搬到教室一角，在教室上方八个方位悬挂八个大黑白球，白的一面都朝“太阳”照来的方向，在地面上画“米”字形的线，学生在模拟实验时站在线上观察线两头的黑白球，将月相画下来，这种方案由于球大，悬挂方位准确，地面上又有线辅助，观察到的月相是非常准确的，画月相也方便，在汇报交流时也利于学生再到现场进行纠正，从观察效果来讲是很好的，但同时出球八“月球”，而且月球绕“地球”作逆时针运动的方向也无法反应出来，与真实的情形相差较大。

方案四：学生按呼拉圈一对一实验。一位学生站在呼拉圈正中，另一位学生持黑白球沿呼拉圈走，在呼拉圈上标出八个方位，持球学生在各个方位停留让圈内学生观察记录，然后两位学生互换观察记录。该方案学生参与面广，所有的学生都可以做观察者与持球者，参与度高，但对学生的要求也高，呼拉圈小，模拟实验稍有不注意，月相效果就不明显，实际效果不尽人意。

方案五：操场分四大组实验。教师事前在室外画四大个大圈，半径约3米，每个大圆中间各画一个半径为0.5米的小圆，大圆的外面个方位按逆时针顺序分别标上1至8的数字，全班学生分四大组，一般每组约十来人，一位学生持黑白球按1至8序号移动，亮面始终朝向“太阳”，在八个数字上分别停留一定的时间以方便中间学生记录.由于在室外，圈比较大，观察到月相模拟度高，效果非常好，但是雨天就不大合适，而且组织学生进出教室要花一定的时间，便相对在实验室内搬动桌椅还是比较省力的。

三、实施理想方案及效果分析

基于以上五种模拟实验的方案，经过一系列的课堂观察，我个人倾向于选择在室外画圈的这种方案，最接近客观，效果最好，效率也高。正是基于以上研究，我将这堂课的模拟实验定位于简洁、高效，一节课短短35分钟，长度有限，能够做的事情也是有限的。在有限的时间里，把主要活动做好做到位，就能够让学生学得深刻、学得扎实。要做到简洁、高效的模拟实验，我们认为可以从课堂的教学目标的制定、教学流程的设计方面入手，首先目标要合理制定，其次，环节不宜设置过多。特别是活动不要设置太多，太散，尽量将教学环节缩减，将几个学生探究活动进行整合，如果可能的话，就安排一到二个大活动，给学生充分的时间进行研究，达到高效。第三，集中探究主题。探究有很多的环节，在一堂中我们不可能将探究的所有内容训练，所以，我们可以选择一个点，将它做深做透。在本课内就是要求学生展开对月相的规律进行研究，通过模拟实验获取观察数据，初步掌握月相变化圆亏及亮面朝向规律，简洁而不简单的设计，是为了更有效的探究。

我还对应用方案五实验前后月相变化的概念进行前测与后测：

1.月相是指(   )   A.月球的形状 B.月球表面的起伏状况 C.月球的面貌   D.月球明亮部分的各种形状     

       前测的情况                    后测的情况

和前面的数据进行对比，从图中我们可以看出学生明显对月相的概念有了明确的认识。选对的学生有39人，通过模拟实验落实了月相的科学概念。

2.你觉得月相的变化规律是什么呢（作图）？

这个问题全班只有13位学生在前测中进行作答，其中有一个学生能完整画出一个月中大致的月相变化，但是不是特别规范，其余画图的学生画得都不对，用语言描述的有一个学生，他的回答是月亮会从细变粗变圆，再变粗变细。这道题后测的结果也是很明显的。主要是检测画图的问题和整节课下来对这个月相变化规律是否了解。在教学中老师让学生学习画正确的月相，因为前测中已经反映出很多学生的月相都有画错的情况。另外在通过模拟实验，使学生知道了这个变化的规律。通过学习，41位学生做了这道题，有2个同学是空白的。并且其中有25位学生画出了一个月的变化规律，有13位学生能画出上半月的月相变化图，有2位学生把上半月和下半月画反了。

月相的变化在客观世界中的结构和运动都是三维的，但在我们的模拟实验中是二维的，尽管我选的方案将模型置于与原型相似的条件下进行实验，有很多相似的地方，还要与学生讲清与实际存在一些不同之外，希望学生将模拟实验的结果外推到实验中，通过模拟实验找月相变化原型的规律性。只有这样，才会促使学生思考，才能在教学过程中更好地应用模拟实验，获得更好的效果。