陳健

〔摘? ? 要〕? 通過對三個版本課標(biāo)中有關(guān)“月相變化”內(nèi)容要求的對比和分析，發(fā)現(xiàn)在《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》）中，對該內(nèi)容的要求有了回歸和提高。筆者圍繞課標(biāo)新的內(nèi)容要求，對該內(nèi)容的教學(xué)路徑展開了探討和分析，并進(jìn)行了“立足已知、探尋未知、建構(gòu)新知”的具體實踐，引導(dǎo)學(xué)生在有效觀察和模擬實驗的基礎(chǔ)上，借助“黑板‘板貼模型’”的“思維支架”，圍繞“月相變化”現(xiàn)象進(jìn)行推理論證，并通過再次觀察進(jìn)行驗證，促進(jìn)對“新知”的建構(gòu)。

〔關(guān)鍵詞〕? 小學(xué)科學(xué)；“月相變化”；立足已知；探尋未知；建構(gòu)新知

〔中圖分類號〕? G424? ? ? ? ? ? ? ? 〔文獻(xiàn)標(biāo)識碼〕? A? ? ? ? ?〔文章編號〕? 1674-6317? ? （2024）? 04? ? 049-051

在《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》）中，關(guān)于“月相變化”的內(nèi)容要求有了回歸（2017年版課標(biāo)中5～6年級學(xué)段是空白），并有了提高：從“描述（一級水平行為動詞）月相變化的規(guī)律”調(diào)整為“說明（二級水平行為動詞）月相的變化情況”。還增加了“知道新月、上弦月、滿月、下弦月四種月相”的內(nèi)容要求。

“月相變化”的有關(guān)現(xiàn)象和規(guī)律，具有時間和空間的復(fù)雜性，需要對它們運用實地觀察、長期觀測、建構(gòu)模型、模擬實驗、邏輯推理等方法進(jìn)行研究。在新《課程標(biāo)準(zhǔn)》要求下，如何引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行“月相變化”相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)？其路徑是值得進(jìn)一步具體探討和分析的。

一、有效觀察，立足已知

（一）基于學(xué)生作息，確定觀察時機(jī)

大多數(shù)學(xué)生一般睡覺時間為晚上21點至早上7點，早上8點至下午16點都在學(xué)校，觀察月相的時間只有下午16點至晚上21點這五個小時。根據(jù)圖1分析可知：16點時能被學(xué)生觀察到月相的時期為農(nóng)歷二十七日左右到次月十三日左右，21點時能被學(xué)生觀察到月相的時期為農(nóng)歷初四至十八日左右。那么這五個小時里能被學(xué)生觀察到月相的時期為農(nóng)歷二十七日左右到次月十八日左右?？紤]到農(nóng)歷二十七日左右到次月初三左右的月相，由于月亮位置偏低和受日光影響不易觀察，確定學(xué)生最佳觀察時期為農(nóng)歷初四至十八日左右。從農(nóng)歷初四到接下來滿月的十多天，月相越來越容易被觀察到，學(xué)生的觀察熱情會持續(xù)保持和高漲，形成有效觀察，有助于學(xué)生做好月相觀察記錄，收集、積累必要的信息。

相反，如果教師在農(nóng)歷十九日之后布置觀察任務(wù)，學(xué)生就越來越難看到月相，容易導(dǎo)致其觀察熱情的降低或消失。

（二）確定基本問題，促進(jìn)有效觀察

格蘭特·威金斯（Grant?Wiggins）在《追求理解的教學(xué)設(shè)計》一書中指出：“‘基本問題’不僅能夠促進(jìn)對某一特定主題單元的內(nèi)容理解，也能激發(fā)知識間的聯(lián)系和遷移?！辈剪敿{在《教育過程》一書中也指出：“在教某種教材或某個概念時，容易問兒童瑣細(xì)的問題或引導(dǎo)兒童提出瑣細(xì)的問題，也容易問兒童不可能回答的困難問題。這里的訣竅在于發(fā)現(xiàn)既能答得了又能使之前進(jìn)的難易恰當(dāng)?shù)倪m中問題（medium?questions）。這是教師和教科書的大事。”在起始的布置觀察任務(wù)階段，“從這個滿月到下個滿月需要多長時間（即月相變化周期，學(xué)生知道‘周期’的意思——該概念是蘇教版小學(xué)數(shù)學(xué)教材四年級上冊《簡單的周期》一課的內(nèi)容）”就是這樣的問題，可以激發(fā)學(xué)生實地觀察和長期觀測，進(jìn)而自己探尋答案的內(nèi)在動機(jī)。而且滿月通宵可見，學(xué)生很容易通過觀察連續(xù)兩個滿月得出該問題的答案：即約30天（29.5天）。單從這點來看，學(xué)生的觀察也是有效的，這是學(xué)生能確定的、相信的“已知”。而在觀察前，在310名五年級學(xué)生中，只有20%（包括猜的）大概知道月相的變化周期。

（三）基于已知現(xiàn)象，確定基本問題

問題驅(qū)動著科學(xué)研究，好的問題是科學(xué)研究的關(guān)鍵?？茖W(xué)家在整個研究過程中都會提出新的問題。在實驗過程中，在得出結(jié)論之后，只要發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有知識不能解釋的現(xiàn)象和觀點，科學(xué)家都會提出新的問題。同樣，學(xué)生通過一個多月（農(nóng)歷初四左右到滿月，再到下個滿月）的月相觀察，確定了月相變化的周期約是一個月，獲得了“已知”。在此基礎(chǔ)上，教師引導(dǎo)學(xué)生圍繞“已知”提出并確定新的基本問題：為什么月相會變化？為什么月相變化的周期是這么長的時間？這個時間長短與什么有關(guān)？這些問題都能激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步探尋已有知識間的聯(lián)系，以便對現(xiàn)象做出合理的解釋。

相反，如果教師在教學(xué)中沒有給學(xué)生安排合適的觀察時機(jī)，也沒有引導(dǎo)他們連續(xù)觀察兩個滿月以確定月相變化的周期，那么在高樓林立、霧霾嚴(yán)重、多云等不理想的觀察情況下，學(xué)生極有可能只能觀察到幾天的月相，顯然這幾天的月相記錄很難成為學(xué)生“確定的已知”，那么后續(xù)的探究活動和模擬實驗就沒有了基礎(chǔ)，如同“空中樓閣”般虛無縹緲，不利于學(xué)生主動建構(gòu)“新知”。

二、模擬實驗，探尋未知

（一）針對已知現(xiàn)象，探討合理假設(shè)

在學(xué)生通過親自觀察獲得“月相變化周期約30天”這個“已知”的基礎(chǔ)上，教師通過提問的方式引導(dǎo)學(xué)生針對這個“已知現(xiàn)象”做出假定的解釋，也就是假設(shè)。并引導(dǎo)學(xué)生通過討論確定較為合理的假設(shè)：月相變化的周期和月球繞地球一圈的時間有關(guān)（暫不考慮恒星月和朔望月的區(qū)別），月球繞地球轉(zhuǎn)動導(dǎo)致月相的變化（教師在必要時，也可用“地球繞太陽一周的時間是一年”來啟發(fā)學(xué)生做出如上假設(shè)，而在《課程標(biāo)準(zhǔn)》的安排上，地球圍繞太陽公轉(zhuǎn)的內(nèi)容在月相的相關(guān)知識內(nèi)容之前。

（二）通過模型構(gòu)建，突出本質(zhì)特征

模型的構(gòu)建是根據(jù)研究目的對系統(tǒng)進(jìn)行必要的假設(shè)和近似，以突出系統(tǒng)的本質(zhì)特征?？紤]到在分組模擬實驗中，存在各組“模擬太陽”的光源相互干擾的現(xiàn)象，或者很難確定合適強(qiáng)度的光源來使月球產(chǎn)生明顯的明暗現(xiàn)象。所以為了突出“日、地、月”系統(tǒng)中有關(guān)“月相”的本質(zhì)特征，便于模擬實驗和觀察，有必要將其中“日月系統(tǒng)”近似為“半白半黑小球模型”。

教師可以通過用“落地臺燈”模擬太陽、用“排球”模擬月球、“人的頭部”模擬地球的演示實驗，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)“月球在繞地球轉(zhuǎn)的過程中，始終是面向太陽的半個月球被照亮，背向太陽的半個月球沒被照亮”的現(xiàn)象，進(jìn)而讓學(xué)生在全白、半白半黑、全黑的三個泡沫小球中選擇合適的作為“日月系統(tǒng)”模型，完成該模型的建構(gòu)，以便學(xué)生利用該模型開展分組模擬實驗。

（三）借助模擬實驗，印證觀察證據(jù)

在模擬實驗的過程中，引導(dǎo)學(xué)生調(diào)動已知（月相觀察時記錄的不同日期晚20點時月亮的前后位置），來確定月球（半白半黑小球）繞地球（觀察者的頭部）轉(zhuǎn)動的方向：由西向東（從北極星視角看是逆時針轉(zhuǎn)動，見圖1），以便更準(zhǔn)確地進(jìn)行模擬，有利于學(xué)生將觀察到的模擬實驗現(xiàn)象與記錄的觀察證據(jù)進(jìn)行有效印證并交流探討。

三、搭建支架，建構(gòu)新知

（一）借助板貼模型，搭建思維支架

學(xué)生的概念發(fā)展常常是從已有的概念出發(fā)，通過概念與新的經(jīng)驗不斷連接、相互印證。五年級的學(xué)生具有了一定的抽象思維能力，但是這時抽象思維能力還具有較大的經(jīng)驗特征。所以教師有必要為其搭建思維的支架，學(xué)生在匯報過程中，借助“半白半黑小球”所表示的“日月系統(tǒng)模型”闡述完自己的理解和發(fā)現(xiàn)后，需要將“半白半黑小球”留在黑板上，以便作為“思維支架”將“已有的共識”與后續(xù)“新的共識”不斷連接、相互印證。由于“半白半黑小球”模型是立體的，板貼在黑板上會影響后續(xù)書寫，因此，如圖2所示，將立體的“半白半黑小球”模型平面化，形成黑板“板貼模型”。

（二）借助思維支架，進(jìn)行推理論證

蘇聯(lián)心理學(xué)家維果茨基指出：“兒童學(xué)習(xí)的過程，就是其‘最近發(fā)展區(qū)’不斷上移的過程。教師的任務(wù)在于思考如何在兒童的‘最近發(fā)展區(qū)’內(nèi)對兒童的學(xué)習(xí)給予恰到好處的幫助與支持?！币虼?，教師引導(dǎo)學(xué)生借助“板貼模型”這個思維支架，圍繞“月相變化”現(xiàn)象進(jìn)行推理論證，基于證據(jù)與邏輯，運用分析與綜合、比較與分類、歸納與演繹等思維方法，建立證據(jù)與解釋之間的關(guān)系并提出合理見解，主動建構(gòu)相關(guān)概念。

1.借助“板貼模型”，探討“滿月”概念

教師借助“板貼模型”從最簡單的“滿月”開始，引導(dǎo)學(xué)生探究“滿月”時“月球板貼模型”擺放的位置和其亮面的朝向，擇機(jī)讓一名學(xué)生上臺在黑板上進(jìn)行擺放，并讓其說明這樣擺放的理由。其他學(xué)生可進(jìn)行評價和質(zhì)疑，促進(jìn)共識的實現(xiàn)。全班學(xué)生達(dá)成共識后，教師板書學(xué)生有關(guān)“滿月”的“已有概念”——滿月形狀、農(nóng)歷十五日或十六日；并講解相關(guān)必要概念——面朝月球的半個地球都能看到滿月，也就是從傍晚18點至早晨6點，而且這段時間都處于黑夜，所以滿月通宵可見。

2.教師示范引導(dǎo)，探討“上弦月”

教師在圖1中“上弦月”的位置貼上“板貼模型”后追問：月球如果轉(zhuǎn)到這個位置時，是農(nóng)歷什么時候？學(xué)生回答并介紹（教師可適當(dāng)引導(dǎo)）：此時是農(nóng)歷初七或初八，因為之前的月相觀察顯示月亮是由西向東繞地球轉(zhuǎn)的，我們從地球上18點那個觀察者的位置看，此時月亮所處的位置在向滿月位置的方向移動，移動四分之一圈后到達(dá)滿月的位置，而月球繞地球轉(zhuǎn)一圈需要29.5天，也就是大約7天后是農(nóng)歷十五或十六，所以現(xiàn)在是農(nóng)歷初七或初八。教師繼續(xù)追問：此時看到的月相是什么樣的？生答：半月狀。亮的一面朝哪個方向？生答：朝西。如果把黑板比作南面天空的話就是朝右（教師補(bǔ)充并板書上弦月月相圖）。哪半個月能看到這個月相？生答：下午至上半夜。教師補(bǔ)充：下午太陽把天空照亮了，所以主要是上半夜能看到這個月相，初七或初八又處于上半月，加上這個月相一邊筆直得像弓弦一樣，所以我們把這個月相叫作“上弦月”。學(xué)生對照自己之前的月相觀察記錄，發(fā)現(xiàn)果然如此，并在該月相旁備注：上弦月。

3.學(xué)生實踐推理，探討“下弦月”

在教師之前的示范下，主動上臺的學(xué)生推理得出：月亮轉(zhuǎn)到這個位置時（圖1“下弦月”的位置），是農(nóng)歷廿（二十，讀音niàn）二或廿三，處于農(nóng)歷的下半月，這個月相一條邊也筆直得像弓弦，下半夜能看到，所以這個月相叫“下弦月”，亮的一面是朝東的，與“上弦月”相反。

4.學(xué)生自行推理“新月”

教師請一名學(xué)生上臺推理“新月”的月相，并板書相關(guān)信息，其他學(xué)生自行在記錄紙上推理。教師可視具體學(xué)情，判斷是否推理其他位置的月相。

（三）再次觀察驗證，促進(jìn)新知建構(gòu)

盡管學(xué)生經(jīng)歷了上述的推理論證過程，獲得了一定的推理結(jié)果，但如果缺少在真實情境中進(jìn)一步的驗證，對“月相變化”的認(rèn)識還是停留在假設(shè)階段，很難完成新知的建構(gòu)并讓其成為新的“已知”。所以教師有必要引導(dǎo)學(xué)生通過再次觀察這幾個月相來驗證，特別是不常見的下弦月。教師可以在下弦月那天（農(nóng)歷廿二或廿三）確定天氣晴朗的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生在達(dá)成“第二天日出之前頭頂附近的位置能看到下弦月，亮的一面朝東”的共識下，通過早起進(jìn)行觀察驗證，進(jìn)而促進(jìn)新知的建構(gòu)。

從最一般的意義上說，現(xiàn)代學(xué)習(xí)觀就是人們用他們已知道和相信的知識去建構(gòu)新知識和對新知識的理解。教師可以圍繞相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容，通過探析適合的路徑，幫助學(xué)生在“立足已知、探尋未知、建構(gòu)新知”的過程中實現(xiàn)其核心素養(yǎng)的發(fā)展。

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