时间:2024-05-08
李彩云 朱美华
湖北省宜城市南街小学(441400) 湖北省宜城市城关初级中学(441400)
本实验是鄂教版小学科学4年级上册“旗杆和影子”单元的内容。生活中,学生对物体的影子见得比较多,但认知却只停留在表象上,认识不深刻。笔者通过自制“影子变化演示仪”,帮助学生观察影子的变化,理解影子产生及变化的原因,收到了较好的教学效果。
让学生了解太阳每天在天空中的运动模式,认识到一天中影子的变化与太阳的运动有关。
通过观察,总结出影子变化和太阳运动的关系,并在实际生活中学会运用规律判断时间及方向。
进一步认识事物是相互联系、相互影响的,激发学生的探究兴趣,培养学生从小养成主动观察、认真思考、深入探究的科学精神。
指导学生运用恰当的语言准确表达出影子变化的原因。
教材实验中的文字描述不具体,实验示意图片模糊不清,具体内容如图1所示。
图1 教材中实验的描述
平面图指示方向的规则是上北下南左西右东,教材中却采用相反的标示(见图2),与实际对比容易出错,也不便于学生观察理解。
图2 教材平面图指示方向
教材实验中实验者用手移动手电筒,没有一定的轨道。若随意移动学生不容易看出太阳的运行轨迹。没有固定的轨道,导致实验条件不一致,不利于数据的对比。
实验时,因条件不一致,每次演示实验结果有差异,不利于反复观察。
模拟实验要求形象、直观、科学。因此,笔者采用创设情境法、直观演示法、问题探究法对教材实验进行了改进与创新。
笔者用木板模拟大地、木棍模拟旗杆、不锈钢管模拟太阳的视运行轨迹、手电筒模拟太阳,自制了“影子变化演示仪”(见图3)。
图3 影子变化演示仪
在面板上加注方位座标(见图4),有助于学生观察、判断影子的运动方向及变化。
图4 方位座标
我国大部分国土位于北回归线以北地区,根据太阳的视运行轨迹图,用滑动的套环配合不锈钢管模拟了太阳四季不同的运行轨道。由于地轴是倾斜的,因此设计的轨道也向南倾斜,与实际情况更贴近。同时,用滑轮控制太阳的移动变化过程,使实验过程更可控,有助于学生的观察和测量。
教材实验中学生拿卷尺趴在地上测量,操作不方便且误差较大。笔者在自制演示仪的木板上刻画了半径间距为1 cm的同心圆(见图5),测量数据时一目了然且误差较小。
自制影子变化演示仪打破了天气、时空的限制,且实验条件可控,有利于反复演示,对比观察。同时,在“旗杆和影子”及“影子为什么会变化”这两课中都能使用,达到了一物多用的目的。
实验改进后的优越性体现在:①实验条件一致;②操作方便;③贴近实际;④便于观察和测量;⑤实验现象明显。
本课的教学活动按激趣——探究——运用三步进行。
(1)影片导入,激发兴趣
“知之者不如好之者,好之者不如乐之者。”上课伊始,先让学生观看手影节目《逗趣》,勾起学生对影子知识的兴趣,激发了学生进一步探究的欲望。
(2)探究实验,得出结论
创新后的实验分两步进行,即发现规律,探究规律,由现象到本质,层层推进。科学探究既须关注现象,又须数据验证。教学中,让学生边观察边填表(见表1、表2),降低了学生概括规律的难度,同时数据的递减式变化更容易让学生探究出影子变化的原因,引导学生的认知由感性认识上升到理性认识。
表1 实验数
表2 观察到的现
教学中,手机同屏互动和光感传感器的配合使用,使实验现象一目了然,实验结论的得出水到渠成。
(3)学科整合,思维碰撞
“新课程标准”指出,学科间有效的整合将有助于学生建立系统的思维方式。基于此认识,笔者将本课知识与美术、音乐、体育等学科知识进行了有效整合,帮助学生将学科知识与实际生活相链接,培养学生在生活中学科学、用科学的意识。
(1)发现规律——影子怎样在变化
用手电筒模拟太阳,沿着模拟的太阳视运行轨迹自西向东缓缓移动手电筒。这样,在短暂的时间里可以让学生直观地发现一天中影子的变化规律,并将影子的变化与太阳的运动建立起初步的联系。
(2)探究规律——影子为什么会这样变化
模拟秋季太阳的运行轨迹,通过模拟实验,学生很快地发现影子变化与太阳运动的关系:早晨太阳从东南方升起,影子在西北方,太阳的位置低,影子长。太阳慢慢升高,影子慢慢变短,正午时太阳到达了最高点,影子最短,且转到了正北方。下午,影子转到了东北方,影子随着太阳的西落慢慢变长。影子在秋季时是这样变化的,那在春、夏、冬三季时是否也是如此?通过模拟不同季节太阳的视运行轨迹,反复演示,学生很容易就理解了影子的这种变化规律是太阳的东升西落造成的,周而复始。
(1)有效地整合课程,体现了以生为本的教学理念,培养了学生的科学思维,让学生经历了一个完整的科学探究过程。
(2)通过自制教具和实验方法的改进与创新,化抽象的科学知识为直观的实验现象,学生更容易理解,有效地突破了教学的重难点。
(3)激发了学生的探究兴趣和欲望。实验虽然很快结束,但直观的实验现象将激发学生在生活中持续探究的兴趣,在科学与生活之间架起一座桥梁。
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