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1、北斗七星北斗七星 执教者： 刘华 芳草地国际学校远洋小学 评议者 ：王素英 北京市朝阳区教研中心 一、教学背景分析 1教学内容分析 奇妙的星空是北京市朝阳区自主研发的做中学模块，分为春夏秋冬四个板块。每个板块都以季节星座、标志图形、典型星座的结构呈现。北斗七星是模块春季星空部分第三课的内容。 教学内容分为三部分：第一部分认识xx日期北斗七星在天空中的位置、排列及斗柄朝向；第二部分是指导学生借助北斗七星找寻北极星；第三部分是认识北斗七星的斗柄在一年中和一天中的运动规律。 2学生情况分析 科学探究是基于学生原有认知基础上进行设计和展开的。宇宙内容多是距离学生非常遥远、没有亲身接触过的内容，因此了解
2、学生的前认知基础在天文课教学设计中尤为重要。 现在，我的教学对象是五年级学生，他们在二年级语文课上学过“数星星的孩子”，课文内容中有涉及到北斗七星的段落，“北斗七星像个大勺子，会绕着北极星转动”。到了五年级，他们关于北斗七星的排列、斗柄指向、运动等相关内容认知情况到底如何呢？为此，设计并进行了下面的前测： 前测问卷 1北斗七星在夜空的什么位置？ 东 南 西 北 2你观测过北斗七星么？ a观测过 b没观测过,不想观测 c没观测过,很想观测 3你能画出北斗七星么？ 4你知道用北斗七星找北极星么？怎么找？ 5你认为北斗七星会运动么？ 前测分析 知识水平分析：通过前测反馈，发现“孩子很少亲自观测过北斗
3、七星”，由于学生在生活中见过的勺子是各种各样的，因此学生头脑中建构的北斗七星的模型会存在一定的差异，而差异主要集中在勺口、勺柄的排列上；学生多数知道北斗七星是运动的，甚至知道北斗七星会围绕北极星转动，但是通过前测发现，学生头脑中初建的北斗七星的运动模型差异是很大的，有的认为顺时针、有的认为是逆时针，这表明孩子并没有观察过、思考过这些内容，只是根据自己的假想初建的模型。 能力水平分析：五年级的学生已经能够熟练使用活动星图，并能够借助星图说出北斗七星的位置、用硬币拼摆北斗七星、画出北斗七星的连线；经过科学课及相关学科的训练，五年级的学生已经具备了一定的收集信息、整理信息、运用信息推理的能力和想象能
4、力，能够借助图形表达自己的想法。 情感方面分析 学生们渴望在夜晚仰望星空，和爸爸妈妈一起数天上的星星。但是由于城市地光和空气透明度的原因，久居城市的孩子们很少能见到繁星满天。教学北斗七星，为他们提供了探讨“星星”的机会，他们会将自己对北斗七星的关注充分体现在教学活动中，同时会激发他们和爸爸妈妈一起观测北斗七星的热情。 综上分析，学生对探究北斗七星兴趣是很高的，他们极渴望对它有更多地了解。为原学生的愿望，教师教学中的困难也摆在了眼前：教学是在白天的课堂进行，无法让学生辨别北斗七星的位置、排列的规律及斗柄的指向，即使在晚上教学城市强烈的地光也无法让学生看到北斗星；观测北斗七星的运动规律需要一年的时
5、间，时间和空间的问题教师根本无法克服；教学地点在教室进行，即使在天象厅看片子，学生也只能是被动的接受而失去探究的意义。为给学生搭建共同探究的平台，计划借助活动星图和stellarium软件来组织学生进行探究活动。 3教学方式与手段分析 1本课教学将采取“探究式”教学方式，引导学生探究“北斗七星一年中的运动规律和一天中的运动规律”。 2教学手段：为克服时间和空间给教学活动带来的局限，计划采用媒体技术“电脑课件、stellarium软件”和教学用具“活动星图”、精心设计的记录单来辅助学生探究。 活动星座图 活动星图是由一个可转动的星盘底座和一个带椭圆开口与时间刻度的圆盘组成。它能如实的再现你想看的
6、日期和时间的实际星空。例如，将日期转到x月x日，再对准22时，然后把星图举起，使星图的正北方对准现实生活中的正北方，椭圆中再现的星象就是实际的星象了。 stellarium软件：功能是可以通过经度和纬度设置，模拟世界各地区任一时刻的星空，再现主要星座、恒星、行星的位置；可以通过调节时间动态演示星空的变化。是天文爱好者们夜晚观测的便捷软件。 二、教学目标： 1通过教学，引导学生知道认识北斗七星的排列是斗口四颗星、斗柄三颗星。知道北斗七星的运动规律：一年中自东向西转动一圈，与地球公转有关系；一天中会自东向西运动一圈，与地球自转有关系。 2在探究北斗七星的过程中，培养学生的观测、记录能力；推想“北斗
7、星在一天中怎样运动”的能力；发展学生的空间想象能力。 3在探究北斗七星的过程中培养学生尊重事实、实事求是的科学态度；初步有宇宙是运动的，运动是有规律的认识。 三、教学重点和难点： 教学重点：北斗七星运动的规律。 教学难点：学生认识北斗七星的运动与地球自转和公转的关系。 四、教学资源 1.教学材料 1）教具：活动星图、指星笔、记录单、磁扣 2）分组材料：活动星图、油性笔、记录单、七个硬币每组一份 2记录单 说明：记录单一中间椭圆部分为透明胶片，可以 附在星图上描出四个特定时间北斗七星的每颗 星位置，进行观察记录。 五、教学流程示意 建构北斗七 星运动模型 建构北斗七星一年中的运动模型 修正模型
8、活动星图、stellarium软件修正模型 初建模型 用硬币拼摆北斗七星，发现问题 说明：记录单二中间椭圆部分为透明胶片，可以附在星图上分别描出不同时刻北斗七星最后一颗星的位移情况。 丰富模型 六、教学过程 建构北斗七星一天中的运动模型 教学阶段 集中话题 教师活动 1谈话：出示北极星。 2提问，用什么方法可以找到北极星？ 3提问：怎么找北斗七星 4布置：用硬币来拼摆北斗七星 5评价：找出认知差异问题 6明确研究问题：北斗七星怎样排列，勺柄与勺口朝向问题。 1明确问题：今晚21时，北斗七星到底会是怎样排列，斗口、斗柄个会朝向什么方向呢？ 2布置：正确使用活动星图研究 3组织汇报交流 4小结：排
9、列问题、斗柄朝向问题PPT 5活动：模拟星空软件找北斗七星、北极星 6讲述：北斗七星在大熊座、北极星在小熊座尾巴末端。 1.提问：语文书中介绍斗柄指东天下皆春，斗柄指南，天下皆夏，你认为是这样么？ 2.布置验证：活动星图 1）出示研究记录单，选定的春分、夏至、秋分、冬至四个时间 2）方法：记录单附在星图上，黑点与北极星对齐，在四个日期分别描点，描出北斗七星 3）讨论：发现了什么规律 3.组织汇报交流 4.提问：这种现象是怎样形成的。 5.小结：发现受地球公转影响，北斗星始学生活动 可能：利用北斗星或仙后座 像个勺子、北天 用硬币在桌上拼摆，黑板磁扣展示 可能，地球自转；夏季朝南；斗口方向；斗柄
10、方向 用活动星图研究 展台前汇报，可能出现平面方向与实际星空相反方向 教学意图 借助硬币拼摆活动再现学生头脑中的北斗七星的初始模型，分析模型的认知差异，激发学生兴趣。 探索与调查 1、探究今日21时北斗星的排列和斗柄朝向 组织学生借助活动星图、stellarium软件，修正北斗七星的模型，为探究北斗七星的运动奠定思维基础。培养学生的空间表现能力。 2.探究地球公转与北斗七星的运动 可能，地球公转，季节变化，看到的天体也会有变化； 星图研究 可能：转动星图找日期，分别描出四个日期北斗七星的轮廓，讨论 汇报，可能地球公转 组织学生探究地球公转对观测北斗七星的影响，认识四季不同斗柄指向不同。辅助学生
11、建构北斗七星一年中围绕北极星运动的模型，培养学生的空间想象能力。 终绕北极星运动，方向是自东向西，春季时斗柄指东，夏季时斗柄指南、秋季时斗柄指西，冬季时斗柄指北 。 拓展探究 组织学生认识 地球自转与北斗七星的运动 1.谈话：谈话：这是今晚的21时的北斗七星，那么，我22时、23时会怎么样呢？ 2.组织推想 3.组织验证 1）借助活动星图 2）方法：分别描出今晚21时、22时、23时北斗七星摇光的位置 3）讨论发现规律 4.组织学生交流 5.提问：这种现象是怎样形成的。 5.小结：地球自转影响，一天中北斗星也是运动变化的，方向是自东向西，像太阳东升西落一样。 晚上和爸爸妈妈一起关注北斗七星 可
12、能也会转一圈、因为一年才转一圈不会变化 星图研究活动 一天中也会转一圈 思考，汇报，可能地球自转原因会转动 借助学生已经建构的“北斗七星一年中围绕北极星运动的模型”组织学生探究北斗七星在一天中的运动规律，培养学生的推理能力和空间想象能力。 布置作业 七、教学效果与评价 教学效果分析：通过学生前测结果和探究过程记录单的对比分析，我们不难发现学生在探究过程中概念建构的变化： 1.“北斗七星”的模型得到了修正和强化，在他们的头脑中能够清晰的再现出北斗七星的排列和基本形状，这便于学生在星空中找到北斗七星。 2.学生们对于利用北斗七星找到北极星的方法得到了强化。学生最初只是记住了方法、数字或者说是语言的
13、描述，现在通过记录单的反馈发现学生已经在头脑中将北斗星和北极星建立起一种联系，或是一种模型，利于学生在夜空中容易找到北极星。 3.对于北斗七星的“运动”有了一定的认识。通过记录单描出运动轨迹和软件实景模拟的强化，学生对北斗七星的“运动规律”有了一定的认识。但是通过记录单反馈，我们也发现学生还没有完全在头脑中建构清晰地北斗七星运动规律的模型。 探究评价设计：记录单将会记录学生探究北斗七星一天中、一年中运动规律的过程 1通过记录单，可以评价学生掌握北斗七星在一年中、一天中运动规律这个概念的掌握情况。 水平一 水平二 水平三 能够认识北斗七星一年中、能够认识北斗七星一年中、能够认识北斗七星一年中、一
14、天中转动一圈 一天中转动一圈，而且能发一天中转动一圈，而且能发现转动方向 现转动方向，推想出是地球 公转还是自转的结果。 2.通过记录单学生的描绘，可以评价学生关于“北斗七星”形状、运动规律的模型建构情况。 3.评价学生认真细致、实事求是的科学态度。 八、板书设计 画板述 北斗七星 九、教学反思 本课教学意在指导学生能够在头脑中建立北斗七星的模型轮廓，在夜空中能找到北斗七星；能够在头脑中建构北斗七星的运动过程，向别人解释它在一年中、一天中是怎样运动的。这一目标是建立在长期的观察、记录和分析基础上才能建构的认知，这无疑给教学带来了巨大的挑战。为此，计划采用模型建构的策略帮助学生建构此概念。 通过
15、学生探究中的表达与交流、学生的记录单反馈，发现学生在概念的认识过程中对北斗七星的运动规律有了一定的认知，但经过记录单的分析，发现学生头脑中建构的北斗七星运动的模型是有些模糊的，而且只有少数的孩子的再现是比较清晰的。反思教学整个流程，发现教学设计中教师忽视了学生概念模型的修正环节。 1.北斗七星原始模型的修正：学生最初呈现的北斗七星的模型差异是很大的，这是强化学生认知的最佳时机。通过后续教学的反馈，发现学生没有借助记录单建构清晰地运动模型，原因是在北斗七星模型修正阶段没有有效强化。 2.北斗七星“一年中运动模型”的修正和强化：学生在探究北斗七星一年中的运动规律时，教师没有充分的借助记录单“北斗七
16、星运动轨迹”组织学生进行有效的表达和交流，强化不够，没有使学生达成共识，为此影响了学生后续探究的实效。 学生概念的建构阶段是相互影响的，我们要保证每个阶段对学生的有效引导和强化，进行充分的表达和交流，这样才更有益于学生对科学概念的认知。 十、教学评议 发挥“模型”在概念建构中的作用，培养学生思维能力 为达成目标，克服时间和空间的限制，引导学生清楚地描述“北斗七星一年中和一天中的运动变化”，刘老师的教学设计了“思维建构北斗七星绕北极星运动模型”的过程，以保证学生顺利的探究。 一、辅助学生建构正确的北斗七星的模型，意在让学生在实际星空中能够找到北斗七星。 1.评价学生原认知模型，发现前认知的差异
17、为清晰地让学生再现头脑中的模型，教师设计了“根据问题提示”学生用硬币摆当晚21时北斗七星的活动。这个过程看似虽简单，但需要学生将头脑中抽象的勺子模型再现出来，既有思考的过程，又有搭建的过程。通过学生的拼摆活动，我们发现学生呈现了不同形状的勺子状的北斗七星，这说明学生在头脑中建构的模型差异是很大的。如何修复学生原认知的差异是模型建构的首要问题。 2.借助实物模型评价、修复原认知 修复学生原有模型认知差异，最好的方法是找到问题，自我修复。为有效组织学生主动探究在课堂上不可能观测到的“北斗七星”，教师认真的研究了“活动星图”的结构，精心的设计了围绕“活动星图”进行探究求证的活动。实物模型的引入，有效
18、地引导学生将原有的模糊认识在观察的基础上重新建构，进行多次修复，形成新的模型认知，有实效的达成了北斗七星的样子的初步认识。 二、引导学生思维建构抽象的“北斗七星一年中、一天中的运动过程”模型。 1.以提问形式，促学生头脑中建立初步的运动模型。 “语文书中介绍斗柄指东天下皆春，斗柄指南，天下皆夏，你认为是这样么？你能解释一下么？ 2.借助活动星图，描点特定日期的北斗七星，搭建静态的运动模型。 教师为学生准备了用透明胶片做的记录单，选定了四个特定的日期，让学生借助星图完成。学生在活动过程中要转动日期、找准时刻、寻找北斗七星的位置，在同一张记录单上的不同位置描出四个特定日期的北斗七星，整个过程学生会
19、发现时间在变化，北斗七星的位置在变化，斗柄指向会变化，学生很快会建立北斗七星一年绕北极星转动一圈的认识，并形成沿着什么方向转动的认识。 3.让学生借助研究记录，解释北斗七星的运动，促使学生在头脑中抽象“整个运动过程模型”。 学生在汇报中发现受地球公转影响，北斗星始终绕北极星运动，方向是自东向西，春季时斗柄指东，夏季时斗柄指南、秋季时斗柄指西，冬季时斗柄指北。汇报的内容再现了学生建构模型的过程。这个过程是学生行为与思维相统一的过程，解释是再现建构模型的结果。 整个教学过程，体现了物理模型在学生探究过程中辅助学生思维建构的作用，本课教学模型的建构使得学生对北斗七星运动认识有所突破，从文字上的认识跨越到抽象图形的认识，再扩展到整个过程的建构。这对学生今后进行探究学习意义是深远的。
