范穎

《四季的劃分》一課是根據(jù)湘版小學(xué)《科學(xué)》五年級下冊第四單元《地球的運(yùn)動》中的第二課《四季的變化》改編的。教材內(nèi)容呈現(xiàn)的大致順序是：利用數(shù)據(jù)分析處理的方式，探尋一年中的氣溫變化和晝長變化的對應(yīng)關(guān)系，得出氣溫變化規(guī)律與晝長變化規(guī)律基本一致的結(jié)論;提出人們?nèi)绾蝿澐炙募镜膯栴}，引導(dǎo)學(xué)生利用剛剛發(fā)現(xiàn)的晝長變化規(guī)律，尋找劃分方法進(jìn)行四季劃分。

一般地，人們大多是按照氣溫高低劃分四季，但不同地區(qū)、不同環(huán)境氣溫變化各有不同，即使同一個地點(diǎn)，每年的最高氣溫和最低氣溫的時間點(diǎn)也是不確定的。所以，用氣溫準(zhǔn)確劃分四季變得很難操作。人們發(fā)現(xiàn)，晝夜長短變化規(guī)律在每年是基本固定的，于是利用晝長變化的時間點(diǎn)劃分四季，就有了實操意義，后一課還進(jìn)一步解釋其中的天文學(xué)四季劃分的意義。事實上，從人類認(rèn)識四季的科技史來看，也大體經(jīng)歷了上述過程，湘版教材努力還原科技史，可謂獨(dú)具匠心。

我們將課題改成《四季的劃分》，并將教材中劃分四季的任務(wù)前置，教學(xué)伊始就依次提出問題，而后才開展全年晝長變化的模擬觀測、記錄，以及規(guī)律的探尋。四個問題分別為：

“四季是根據(jù)什么劃分出來的？”

“按照晝長的變化，能否劃分出四季？”

“如果能，那么這其中的道理是什么？”

“晝長具體怎樣變化，怎樣利用晝長變化來準(zhǔn)確劃分四季？”

在任務(wù)驅(qū)動下，教師引導(dǎo)學(xué)生回顧關(guān)于自然現(xiàn)象變化的生活經(jīng)驗，重演人類觀測、發(fā)現(xiàn)自然現(xiàn)象變化規(guī)律并運(yùn)用規(guī)律劃分四季的科學(xué)歷程，最終嘗試給一年劃分出四季。先明確要達(dá)到的果，再探尋因，這樣的調(diào)整，讓活動目的更清晰明了，而活動的主體過程依舊詮釋了編者的主旨思想和編寫意圖。

回顧整個教學(xué)過程，我們經(jīng)歷了研讀課程標(biāo)準(zhǔn)、剖析教材、推敲現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)手段的運(yùn)用以及課堂教學(xué)的實施等過程，感受頗多。

注重引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)重演過程

1.從課程標(biāo)準(zhǔn)角度看重演

地球與宇宙科學(xué)領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)圖中（如圖1），箭頭的指向是由宏觀、抽象概念到微觀、具體事例，這樣便于教師把握全貌，圍繞核心概念組織教學(xué)。兒童的學(xué)習(xí)是從他們身邊感知的事物開始，由具體到抽象，因而學(xué)生學(xué)習(xí)的箭頭指向恰恰反了過來，兒童將從大量自然現(xiàn)象的觀察發(fā)現(xiàn)開始，逐步明晰變化的規(guī)律（周期性變化），不斷趨近主要概念的建立，即“地球有規(guī)律地運(yùn)動”。

2.從教材結(jié)構(gòu)安排看重演

圍繞“地球圍繞太陽公轉(zhuǎn)，形成四季等有規(guī)律的自然現(xiàn)象”這一學(xué)習(xí)內(nèi)容，湘版教材編排內(nèi)容如下（見表1）：

在低年段對四季有了豐富感性認(rèn)識之后，在高年段探尋四季成因之前，教材安排了《四季的變化》一課，旨在引導(dǎo)學(xué)生從對四季物候變化的感受，聚焦到氣溫、晝長、日影長度等起決定作用的自然現(xiàn)象，通過對一年、多年各月觀測數(shù)據(jù)的搜集、整理、建模與分析，發(fā)現(xiàn)規(guī)律。

這段學(xué)習(xí)之旅，將引導(dǎo)學(xué)生重演人類認(rèn)識自然現(xiàn)象規(guī)律繼而認(rèn)識地球運(yùn)動規(guī)律的過程，這樣的編排是湘版教材注重科技史滲透的一個例證。

注重運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù)手段輔助教學(xué)

在《四季的變化》教材內(nèi)容的呈現(xiàn)上，探究“一年氣溫變化與晝長變化關(guān)系”是劃分四季前的重要活動。在“一年中氣溫和晝長是怎樣變化的？有規(guī)律嗎？”引發(fā)問題以及初步構(gòu)思方案的導(dǎo)引下，教材提供了北京古觀象臺氣象觀測記錄數(shù)據(jù)統(tǒng)計表，旨在引導(dǎo)學(xué)生基于現(xiàn)有資料，開展思維加工，從而明晰變化過程，逐步發(fā)現(xiàn)氣溫和晝長的變化規(guī)律。

讓數(shù)據(jù)“活”起來是教師源于教材、高于教材進(jìn)行教學(xué)的一個切入點(diǎn)。改變數(shù)據(jù)的提供模式，能讓學(xué)生在觀測活動中獲取數(shù)據(jù)，將統(tǒng)計表格中抽象的、靜止的數(shù)據(jù)，與動態(tài)的自然現(xiàn)象緊密關(guān)聯(lián)，從而展現(xiàn)數(shù)字背后的故事。這樣處理，會使本課更具科學(xué)味，讓學(xué)生累積更多關(guān)于“地球有規(guī)律變化”的證據(jù)，同時會更吸引學(xué)生調(diào)動感官與思維，積極參與重演式的學(xué)習(xí)。

教材中提供的是月均數(shù)據(jù)，而我們實際教學(xué)時借助的現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)設(shè)備——全息交互協(xié)作學(xué)習(xí)終端（下文簡稱“全息設(shè)備”）則存儲了一年中每天的氣溫、晝長變化等信息，學(xué)生可以利用課堂教學(xué)的時間抽樣調(diào)取觀測日期，快速完成相關(guān)現(xiàn)象的觀測與統(tǒng)計，從而找到規(guī)律，為四季劃分提供依據(jù)。全息設(shè)備分為上、下兩部分：下邊方形屏幕是供學(xué)習(xí)者觸控的屏幕，上邊四個立柱間的透明“金字塔”屏幕是成像顯示屏，學(xué)習(xí)者透過屏幕，看到內(nèi)部立體、高清、逼真的影像。有了這樣的硬件，加之教研人員與軟件開發(fā)人員不斷地研究，最終體現(xiàn)出利用全息設(shè)備教學(xué)此課的優(yōu)勢。

1.推動學(xué)生形象思維的發(fā)展

在全息設(shè)備演示數(shù)據(jù)變化的同時，賦予立體形象變換的影像。如研究全年氣溫的變化，會伴隨著銀杏樹、湖水、荷花以及行人著裝的變化，甚至有正午太陽高度的變化。再如晝長的變化，能從北極上空俯視球體的角度，看到被陽光照亮區(qū)域的變化;能從赤道上空側(cè)視地球的角度，看到被陽光照亮區(qū)域的變化;還能觀察地球某地（如北京）全年晝夜長短變化的情形。展示屏上生動的畫面牢牢地吸引著學(xué)生;數(shù)據(jù)變化與自然現(xiàn)象變化相吻合，加深了學(xué)生對數(shù)據(jù)的認(rèn)識;“跳出”地球，以“太空觀望者”的視角看這個亮暗各半、不停自轉(zhuǎn)的藍(lán)色球體，觀察球體上的標(biāo)記點(diǎn)（北京）穿梭于亮暗區(qū)域。這樣的立體動態(tài)畫面，對右腦包括空間想象在內(nèi)的形象思維能力，是一種增強(qiáng)刺激與訓(xùn)練，很好地呼應(yīng)了此前的晝夜交替模擬活動，銜接之后的四季成因建?；顒?。

2.突破學(xué)生不易實地開展長期觀測的難點(diǎn)

全息設(shè)備通過計算機(jī)反向建模、專業(yè)網(wǎng)站獲取數(shù)據(jù)、還原立體情境等軟件研發(fā)，推出逼真的虛擬情境。不論是氣溫變化還是日出、日落時間，都精確到每一天，甚至幾時幾分幾秒。當(dāng)然，虛擬不等于虛假，這是建立在科學(xué)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上經(jīng)計算機(jī)科學(xué)推演后的虛擬。在有限的時空里，學(xué)生最大程度、接近真實地開展模擬觀測活動，大大提升了學(xué)習(xí)效率，為解決本領(lǐng)域?qū)W習(xí)的難點(diǎn)做了有意義的嘗試。如果沒有全息設(shè)備的支撐，關(guān)于一年中氣溫及晝長的變化情況，課堂上難以向全體學(xué)生展現(xiàn)，也難以保證數(shù)據(jù)獲取的準(zhǔn)確度。當(dāng)然，全息設(shè)備不可以替代所有的實地觀察，科學(xué)課還是倡導(dǎo)融入自然，真實觀察。

3.支撐學(xué)生靈活學(xué)習(xí)的需求

不論是氣溫還是晝長的變化，均包括全年每日的數(shù)據(jù)與相對應(yīng)的情境等素材，并以日歷界面形式呈現(xiàn)，學(xué)習(xí)者任意選擇某一天，即可呈現(xiàn)當(dāng)日的情形。

這種大量信息存儲庫存為學(xué)生展開個性化的深入研究提供了支撐。首先，研究不可能每天都觀測記錄一遍，為了既快速又準(zhǔn)確地了解全年氣溫、晝長變化情形，學(xué)生的辦法也五花八門。多數(shù)同學(xué)想到取各月居中的日期當(dāng)作全月平均值，在實際操作中，遇到28天的2月就選14號，遇到小月選15號，遇到大月選16號;有的學(xué)生認(rèn)為各月取中間日期的數(shù)值作為平均值不嚴(yán)謹(jǐn)，想多選幾天，算出平均值;有的學(xué)生認(rèn)為各月在月初、月中、月末各選一天，數(shù)據(jù)匯總求平均值，也更科學(xué);有的學(xué)生想尋找氣溫突變的日子，以判斷各季節(jié)的起點(diǎn);有的學(xué)生想要精準(zhǔn)尋找晝長變化的極值出現(xiàn)在哪天，鎖定四季劃分的標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn);有的學(xué)生利用記錄表單統(tǒng)計出全年各月數(shù)據(jù)后，全息設(shè)備又為善于觀察分析統(tǒng)計圖的學(xué)生提供了一個出口——隨著選取日期進(jìn)行觀察，后臺自動生成折線統(tǒng)計圖，并最后通過連接的打印機(jī)打印出全年氣溫或晝長變化統(tǒng)計圖（如圖2），為學(xué)生形象描述變化，提出劃分四季的依據(jù)提供了有力支撐。全息設(shè)備不再是僅限于播放立體影像，抑或提供趣味互動題目檢測所學(xué)的功能，而漸漸成了學(xué)習(xí)者隨時可按需求利用的學(xué)習(xí)寶庫。

其次，全息設(shè)備四面可同時支持小組在大任務(wù)下不同分工的學(xué)習(xí)需求，使得全年的觀測和數(shù)據(jù)積累由各個小組化整為零，每人分頭負(fù)責(zé)某幾個月的觀測與記錄，最終再匯總到一起，形成全年氣溫與晝長變化的完整數(shù)據(jù)統(tǒng)計，從而很好地體現(xiàn)了分工與協(xié)作學(xué)習(xí)。

綜上所述，對《四季的劃分》一課的研究與實踐，使我們更深刻地認(rèn)識到，從宏觀與微觀雙向研讀課程標(biāo)準(zhǔn)、新教材，根據(jù)地球與宇宙領(lǐng)域內(nèi)容的特點(diǎn)，將新興現(xiàn)代教育技術(shù)手段與傳統(tǒng)教學(xué)相融合，可以摸索出一條利于學(xué)生親歷科學(xué)重演、利于學(xué)生思維發(fā)展的創(chuàng)新之路，是富有挑戰(zhàn)、充滿志趣、影響深遠(yuǎn)的一次行動研究，對弘揚(yáng)教材的特點(diǎn)、發(fā)展教師的專業(yè)水準(zhǔn)以及提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)會起到一舉多得的推動作用。