基于模型建构的教学反思

孙波蕾

摘 要：模型建构是一种为了再现真实事物某种本质特征（如结构、功能、特征、联系、过程等）的用一种更加便捷的物质形式或思维形式存在的相似物。在初中科学教学中，建构模型用以直观再现抽象事物的科学原理、形成过程或是模拟微观世界各运动规律，给学生带来更加清晰、易懂的科学感受。本文阐述新教师在应用模型建构中，会出现一些不成熟的问题以及相关反思。

关键词：模型建构;科学教学反思

《日食》这节课是浙教版科学七年级下册第四章《地球与宇宙》第四节《日食与月食》的第一课时的内容。在《初中科学课程标准》里，本节课只需要掌握“知道日食的成因”就可以了，但是课标并没有提供活动建议。在仔细研读了书本教材后，笔者设计了相关实验逐步递进，期望通过模型的建构与不断修正完善，让学生对日食现象及原因有更好地理解。从中树立学生通过建构科学模型以解决科学问题的科学方法的引导。

在《日食》这节课上，笔者第一次尝试将建构模型设计到课堂上，设计了以下五个环节：

1. 确定建模对象

结合课程标准中的教学目标，《日食》这节课的重点是学生掌握日食形成的机制和日食发生的过程。因此笔者明确建模对象是日地月，并且明确需要达到的要求和限制条件，只有在日地月三者正好处在或接近于同一直线这一特定的情境下才产生。

2.建立合适模型

在了解建模对象的相关知识后，为了让学生更好地了解日食过程，制定合理的解决方案，设计出用于解决问题的模型。在条件限制下，笔者选择乒乓球作为月球，黑板上贴上大红圆盘当做太阳，学生的眼睛当做是地球上的观察者。待学生将设计的模型制作出来，教师指导学生进行小组合作，解决模型制作中的问题——探究三种日食形成。

3.测试交流模型

学生在实验中对制作的模型进行初步测试，评估这个模型是否满足需要达到的要求。对实验中产生的现象进行合理的猜测或验证，通过探究实验分析模型有待改進之处。

4.修改优化模型

在实验结束后学生通过交流实验现象的不同，讨论改进或优化模型的方法并实施。

5.反思评价模型

在多次测试和改进的基础上，教师和学生对最终修改完成的模型进行反思与评价。

由于笔者是新教师，教学的设计还不够完善。在上完课后，笔者对这次的教学设计进行了反思。下面就是笔者针对课堂实录对模型建构的相关反思。

一、确定模型建立

环节一：新课导入

师：表演手影——《天狗食日》，指出古人看到天狗食日很惊慌但现代人却追着去拍这一现象。

Q1：现在的人们为什么不害怕“天狗食日”，它到底是一种什么现象？

生：日食这种天文现象。

环节二：日食的类型和定义

Q2：日食显怎样形成的？

生：月球挡住了太阳

给出材料：太阳直径是月球的400倍

Q3：这么小的月球能挡住太阳吗？

生：能

Q4：你能设计一个实验证明月球可以挡住太阳吗？你需要什么器材？（模型）

师：（展示一个玻璃球）这个可以当做月球么？为什么？

生：不可以，因为它透明。

师：因此，我们日食形成的其中一个因素就是——月球是不透明、不发光的球体。

教师提供模拟材料：乒乓球模拟月球，大红盘（贴在黑板上）模拟太阳，人眼模拟地球上的观察者。

学生设计模拟实验：体验到月球能挡住太阳

教师让学生演示一下太阳被遮时日地月三者关系。

师：注意单眼观察的原理是光沿直线传播

展示材料：月地距离正好是日地距离的1/400，所以从地球上望去月球和太阳差不多大小，月球可以挡住太阳。

二、建立合适模型

活动1：学生尝试让小球遮住太阳，能画出几种太阳被挡后的形状

学生活动并展示观察结果

小结：根据太阳被月球挡住后形状，将日食分为三类：日全食、日偏食、日环食。

Q4：你认为什么是日食？可以给日是下个定义么。

生：在地球上看到太阳表面全部或者部分被遮住的现象

环节三日食成因

Q5：日食发生时，在地球上看到太阳的形状会变吗？为什么会变？

生：月球在发生运动

师追问：怎么变？你能演示一下日食发生的过程吗？

生：模拟实验显示月球绕地球公转——自西向东

Q6：我们怎么才能确定月球的运行方式就是这样呢？

师：展示图片——2015年3月20日拍到的日偏食过程。引导学生观察哪部分先被覆盖。

学生推测：月球绕地球运行方向：自西向东逆时针运行。

三、测试交流模型

活动2：模拟日食实验

①分组模拟三种日食实验

②在课本活动题里画好三种日食形成过程示意图

请学生在黑板上对三种日食形成过程示意图进行排序。

师：PPT上展示太阳图片，用将筷子插入兵乓球制成教具，引导学生利用投影仪的光模拟日食形成过程。

生：分别模拟日环食、日全食、日偏食的形成过程，教师辅助。

生：根据模型演示发现：1.月球运行位置偏上或偏下才会出现日偏食过程;2.月球运行位置稍微靠近太阳才能观察到日环食，日环食与日全食的区别在于月球与太阳的远近。

师：三种日食形成过程共同点，日食发生时日面先亏损于西面，最后复圆于东面。

Q7：通过观察现象到模型建立。实验的完成。你能归纳日食形成需要具备的条件吗？

生：1.原理：光沿直线传播;2.月球不发光，不透明;3.日、地月三者正好接近于一直线，且月球近行到中间。

环节四日食发生的时间和观测地点。

Q8：日食经常发生吗？它发生的时间有什么规律？

材料：近几年我国日食发生的时间

生：每次日食发生的时间为农历初一

Q9：为什么不是个初一都会发生日食？

师：课件播放三球仪视频，介绍三球仪的组成，并运行三球仪

生：不是每次月球位于地日中间都能看到日食。地球绕日运行的轨道和月亮绕地运行轨道不在同一面上。

师：由于这两个轨道之间存在一个夹角，全世界每年最多可发生5次日食最少2次。但对于某一点而言，平均2～3年可以看到一次日偏食，三百年可看到一次月全食。

Q10：难得一见的日食现象发生时，哪些地区的人可以看到日食呢？

师：展示图片（阴影区）

四、修改优化模型

师：大家现在能对我们刚开始下的定义补充完整么？

环节五：总结与巩固

播放2015年3月10日欧洲航拍器拍到的日食过程。

师：我们今天日食的学习过程中，从观察现象到构建模型到搜集资料，不断修正，完善模型，到最后合理的解释我们看到的自然现象。希望大家可以将这种方法应用到我们以后的科学课中。

五、反思评价模型

本节课笔者分别在七（15）班和七（16）班进行授課，两堂课下来，

笔者针对教学实录和学生作业反馈有了以下的几点粗浅反思。

1、科学课模型建构的科学性不够

在真实世界中，月球的体积是太阳的1/400，但笔者在课上建构的模型中，乒乓球的体积没有大红圆盘的1/400。另外，日地距离是月地距离的400倍，学生在自己动手实验时并没有做到乒乓球距离大圆盘的距离是乒乓球距离眼睛的距离的400倍。学生在做实验时，完全是凭感觉，尤其是日环食，笔者发现有个别学生将乒乓球贴着大圆盘移动，这其实是非常不符合事实的。虽然这次模型建构是为了让学生对日食现象有一个感性的认识，并没有要求精确到真实数据，但是作为一节科学课，笔者反思应该尽可能地准确，符合事实情况，针对这一点，笔者认为这次模型还有很多提升空间。

2、如何激发学生学习欲望， 提高学生主动参与科学课教学过程的热情

一个人对某件事产生强烈的欲望的时候，就会对这件事产生充分的热情，在本次教学实录中，笔者也发现，学生对探究日食的形成过程的实验并没有表现很强的兴趣，反而有一种“老师的任务我必须完成”的任务感。笔者对这的现象也进行了反思，课程标准对于学生独立探索的能力有了进一步的要求。如何让激发学生探索欲望，引导学生建构模型也成为了接下来笔者突破的地方。笔者认为，在问题导入方面可以做的更自然一些，更加贴合学生生活，但是像《日食》这样的天文现象平时不易看见，所以在真正授课之前的情景导入显得尤为重要，在下一阶段，笔者也将各种教学活动中，包括作业、课外活动等有意识的激发学生各种思维活动、培养创造性思维。同时也要对创造和谐的课堂氛围情景用心设计。在师生平等、学术自由的环境中，学生也就更敢说、更爱说了。

3、教学机智不够完善

也许是新教师的通病，笔者发现自己的课堂总是 跳不出自己的预设，不会有效地利用课堂生成性资源，比如在探究月食发生时，月球的运动方向是如何时，学生就已经明确说，自西向东，并且也演示了运行的方向。但是在这一块，笔者的预设是学生不清楚的，要通过一张日全食实拍图来确定月球的运行方向。所以在课堂上遇到这样的生成性资源时，笔者不知道该如何应用自己的教学机智对教学进程进行调整，对本节课的模型又该如何调整，这也是下一阶段笔者需要好好突破的难点。

六、小结

总之，科学课是一门全新的综合性学科，科学课没有绝对的模式可套用。建构模型是一种比较好的科学方法让学生更直观地掌握相关科学规律。要想顺利地推进模型建构的修改与实践，需要多方面的共同努力。笔者通过反思认识到，作为一名初中科学教师需要不断去探索、去尝试、去体验，并且不断反思、总结，发现问题、解决问题，只有这样，才能真正地把科学探究落到实处，让科学课课堂成为学校培养创新人才的大舞台。

（作者单位：台州学院，浙江 台州 318000）