《太陽、地球和月球》單元教材分析 和教學建議

童海云

單元概述

從古至今，太陽的東升西落，浩瀚星空中的皎潔明月和點點繁星，太多的未知在不斷地激起我們的好奇心和探索欲。對于學生而言，“觀宇宙”首先是對三個天體的直接觀察——仰望天空是太陽和月球，腳踏實地是地球，而本單元的任務是幫助學生初步建立科學的宇宙觀。本單元主要從以下三個方面體現課程標準對科學知識、科學探究、科學態度和科學、技術、社會與環境等方面的具體要求：

1.主要建構一個大概念

地球與宇宙科學領域有三個主要概念，本單元主要指向“在太陽系中，地球、月球和其他星球有規律地運動著”。三個天體運動的類型主要有地球的自轉、公轉和月球繞地球的轉動，這些運動概念的建構應該在高年級完成，而課程標準提倡概念建構的進階性，因此，為了促成該大概念的逐步建構，本單元先讓學生縱向了解三個天體的特點，再橫向比較三個天體的異同點，以加深他們對三個天體的屬性認知度。接著，本單元還從太陽下影子的變化、月相變化等現象入手，讓學生探究背后的規律，從而促使他們在頭腦中初步建構三個天體相互關聯、相互影響的立體認知，為高年級建構地球自轉、公轉等概念打下基礎。

2.強化地球與宇宙科學領域的探究技能

由于技術和條件的局限性，學生探索宇宙的方式比較有限，不像物質科學、生命科學、技術與工程領域的內容可以直接觀察和收集證據。在地球與宇宙科學領域，特別強調運用建構模型、模擬實驗和邏輯推理等探究方法，發展學生的空間想象、模型思維、邏輯推理等能力。我們提倡學生應當像科學家一樣探索，而觀察照片、模擬實驗是科學家探索宇宙的重要方式，故本單元特別強調在活動中學習和運用這兩種探究技能。在觀察照片方面，體現在觀察三個天體表面的照片等;在模擬實驗方面，則體現在影子的“秘密”、環形山、地球的形狀等內容上。

3.崇尚實事求是的科學精神

如何體現實事求是？課程標準對三、四年級的要求是以事實為依據，不從眾，不輕易相信權威與書本;面對有說服力的證據，能調整自己的觀點。隨著技術的不斷發展，宇宙科學領域所獲得的事實證據不斷豐富，人們對于宇宙的原有認知不斷被重構，對該領域的探究更需要實事求是的科學精神，更需要學生不從眾、不唯權威的科學態度。

單元教學目標

本單元的教學內容主要體現了課程標準“地球與宇宙科學領域”知識目標中的以下內容：

13.1 描述一天中在太陽光的照射下，物體影子的變化規律。

13.3 知道月球是地球的衛星。描述月相變化的規律。

13.4 知道地球是一個球體，是太陽系中一顆行星。描述月球表面的概況。知道太陽是一顆恒星。

14.2 知道地球表面海陸分布的情況。知道地球陸地表面有河流、湖泊等水體類型。

同時，本單元還涉及了一些其他領域的科學知識學習目標：

6.2 描述行進中的光被阻擋時，就形成了阻擋物的陰影。

15.1 舉例說出人類生活離不開淡水，樹立節約用水的意識。

17.3 使用和制作簡易的古代的測量儀器模型，如日晷、沙漏等。

單元教學建議

本單元1～3課、4～5課和6～8課分別介紹了太陽、月球和地球，同時又體現了三者之間的聯系——地球是太陽的行星，月球是地球的衛星，太陽照射地球產生影子，照射月球產生月相。教師在教學設計時可以先嘗試繪制單元知識結構圖，加深學生對本單元的科學概念的理解，這樣有助于基于大概念的建構實施教學。同時，由于本單元有大量的觀察和模擬實驗活動，教師應提前準備好相關材料。

1.《仰望天空》教學建議

本課主要讓學生初步對比太陽和月球兩個天體，比較的方法主要是觀察教師提供的圖片以及其他資源。

探索環節中，教師引導學生通過觀察照片獲取太陽和月球的一些新信息。“觀察照片”是科學家研究宇宙的重要探究方式，他們通過太空探測器拍攝的各種各樣的照片了解宇宙。通過探究“為什么太陽和月球看起來一樣大”這個問題，讓學生進行模擬實驗。模擬實驗是認知宇宙的又一重要探究方式。這是本單元的第一個模擬實驗，教師務必讓學生理解各個實物分別模擬的是什么（例如大圓圈模擬太陽，小圓圈模擬月球，紙筒模擬地球的視角）以及模擬實驗是如何驗證探索問題的，為后續模擬實驗的學習打下基礎。學生的操作難點是，他們不知道將圓紙片移動到什么程度才停下來。此處的判斷標準是：圓紙片的邊緣與紙筒的視角邊緣重合時停下來。

研討環節中，第一個問題是活動小結，教師要鼓勵學生結合剛才的照片進行比較和模擬實驗，有理有據地發表觀點。例如，太陽和月球都是星球、球體，但不同點是太陽體積巨大，會發光發熱，表面有黑子;月球體積小很多，而且不發光、不發熱，表面有環形山;太陽距離地球比較遠，月球則距離地球近一些。

2.《陽光下物體的影子》教學建議

本課的主要活動是制作簡易的日晷并觀察一天中物體影子的變化規律。由于該活動需要學生在課外完成多次記錄，建議安排兩個課時。

學生對影子已有了基本的認識：影子在光源的反方向、有遮光物才會有影子、影子和陽光有關系等。教師向學生講解制作日晷的方法后，要帶領他們到室外實地測量并完成一次記錄，確保學生掌握準確記錄的技能，以便課后記錄。

第二個課時主要是分享和研討。引導學生觀察制作的簡易日晷，尋找一天之中影子的變化規律，并結合事實證據進行論述。研討問題“說說太陽的位置變化”，其實是在提示學生——影子的變化規律可以反映出太陽位置的變化規律。教師通過該問題期望學生表述：太陽東升西落，當太陽從東邊升起時，影子在西邊，影子的長度很長;太陽慢慢升高，影子則慢慢變短。到中午時，影子最短，然后太陽在西邊慢慢下降，影子在東邊，又開始慢慢變長。到了傍晚，太陽從西邊落下時，影子變得更長了。該問題指向太陽高度和位置的變化對地球上物體影子產生的影響，也指向太陽對地球的影響。如果學生表述不清楚、不完整也沒關系，因為下節課會繼續深入學習和探索。通過制作簡易的日晷來探究一天之中影子的變化規律是非常好的活動，教師要以此為契機，充分培養學生根據實驗記錄，實事求是地進行論述的科學態度和堅持長時間的觀察與記錄、與人合作以及動手操作等方面的能力。

3.《影子的秘密》教學建議

本課主要讓學生通過實驗探究影子產生的原因和變化的規律。

探索環節中，教師首先讓學生用手電筒模擬光源，用木圓柱模擬遮光物，再現影子的形成過程，并想辦法把影子發生的變化記錄在《活動手冊》上。學生一般會通過調整光源位置來改變影子的長短、角度等，較少有人通過改變遮光物來改變影子。其實，改變影子的方法有很多，教材用圖片提示了兩種方法——改變光源的照射角度和改變木圓柱的擺放方式。教師要引導學生使用對比的方式來對一種方法進行研究，就像教材圖片展示的那樣。做手影游戲時，學生會在教室里自由活動，通過改變遮光物的方法來制造不同的手影，例如改變手形、用舌頭和腳來制造影子;通過調整光源的位置來改變手影，將手電筒的光從側面或者從上往下照射;還可以找到不同的“屏”來接收影子，墻面、桌面、地面、窗簾、門，都成了影子的幕布，這些游戲可以讓學生學以致用。

研討環節中，“太陽的位置與影子的變化有什么關系”這個問題是第二課的延伸，是對太陽位置變化對影子變化的影響做進一步研究，該問題從影子變化的角度讓學生體會太陽對地球產生的影響。

4.《月相變化規律》教學建議

學生在以前的學習中已經觀察過月相，知道月相是會變化的。本課通過給月相圖片排序，讓學生認知月相變化的規律。

探索環節中，教師應讓學生了解更多的月相，并向學生說明這個周期是指一個月。辨識月相時，教師要讓學生仔細觀察、比較月相，比如左右、大小等，為排序做好準備。選擇和處理月相圖片時，圖片數量要根據學生的能力而定，盡量在15幅圖片以上，至少保證有新月、上弦月、滿月、下弦月等常見的月相;圖片需要標注序號，方便學生比較和交流，圖片的上下左右需要明確，以便排序;盡量不要提供觀察日期太接近的月相照片，以避免干擾學生的排序，因為他們很容易在細節上鉆牛角尖，一旦在兩張圖的先后順序上爭論不休，就會耽誤對變化規律的探究與發現;排序方式可以是圓形的，也可以是一字形的，應當尊重學生的排序方法，因為排序的形式并不重要，重要的是學生能夠比較月相的變化差別，進而發現規律。教師也可以借助視頻、圖片等方法展示一個月內的月相變化，讓學生調整月相圖片的排列順序。

研討環節中，學生能夠表述“在一個月內，月相從圓到缺，再從缺到圓，或者從缺到圓，再到缺”即可。學生觀察到月相變化，知道有一定的規律性就足夠了，不需要對應到日期，所以教師要控制難度。

5.《月球——地球的衛星》教學建議

在本課的學習中，學生將通過觀察和模擬實驗認識月球表面的一些特征，進一步認識月球。

探索環節中，第2部分是查找資料，建立月球小檔案。查找資料也是探究宇宙的重要方式之一。教師要鼓勵學生制作月球小檔案，記錄月球的年齡、直徑、距離等，或者做成月球小報、明信片、導游圖等。在制造環形山的模擬實驗中，教師只要求學生能制造出類似的、重疊的沙坑，體現大小不同、深淺不同即可，不要求學生探究環形山的成因。

6.《地球的形狀》教學建議

本課主要讓學生了解人類是如何逐漸認識地球的形狀的，將借助模擬實驗和推理想象幫助學生重演這一認識的歷史。

探索環節中，生活中有兩個特殊現象——在海邊的人們會發現用望遠鏡觀察遠方行駛而來的帆船時，總是先看到帆頂，再看到船身;月食時，地球在月球上的投影總是圓形的。這兩個現象不支持之前人們認為的“天是圓的，地是方的”，于是產生了疑問，猜測地球可能是球形的。

教材通過模擬實驗讓學生理解這兩個特殊現象是如何不支持“天是圓的，地是方的”，又是如何提出地球可能是球形的猜測。本課的教學重點是引導學生理解模擬實驗的原理，比如各個材料分別模擬什么？當觀察到什么樣的現象時，可以推測地球不是方的而是球形的？關于月食，教師不需要告訴學生月食的成因，只要讓他們知道月食是地球在月球上的影子即可。

模擬實驗只是推理，人們需要更加直接、直觀的證據。1519年，大航海家麥哲倫帶領船隊從西班牙出發，一路向西，三年后，船隊又回到了出發地。麥哲倫的環球航海旅行給地球是球形的觀點提供了直接證據，讓人們慢慢開始接受地球是球形的觀點。在該環節中，教師要讓學生理解為什么麥哲倫的航海旅行能夠說明地球是球形的，可以用籃球、排球等幫助學生理解。

7.《地球——水的星球》教學建議

從本課開始，學生將對地球的特征進行對比與研究。由于學生對太陽和月球的特征有了一定的認識，所以本課主要讓學生認識地球不同于太陽、月球的顯著特征。

探索環節中，學生可以用數格子的方法定量比較海洋面積和陸地面積。地圖有兩種，建議教師選擇等面積投影地圖。

測量工具是透明坐標紙，如果沒有透明的，也可以用坐標紙或畫有格子的硫酸紙代替。數格子的方法有很多，比如數陸地的格子數，用總格子數減去陸地格子數得出海洋格子數。對于不滿一個格的統計，方法有很多，師生共同約定即可。這個具體的數字并不要求十分準確，其目的是讓學生通過定量的方法，體會海洋面積比陸地面積多很多，或地球是海多陸少。

地球表面豐富的液態水有什么好處呢？學生需要了解液態水的好處，還要講述豐富的液態水造就了地球的獨特性，可以引導他們從氣候、生物多樣性、溫度等角度去講述。

8.《太陽、月球和地球》教學建議

本課讓學生再次比較太陽、月球和地球。之后，教師要求他們制作一張以顏色代表地球的主題海報，拓展他們對地球的地形地貌、物種多樣和資源豐富等方面的認識。

地球的主題顏色是什么呢？地球是水的星球，如果用一種顏色表示地球，應該首選藍色。需要提示學生，地球上不但有水，還有土壤、巖石和形態多樣的動植物，如果從其他資源的角度出發，我們是否可以選擇其他顏色來表示地球呢？

制作海報活動的主要目的是讓學生從色彩的角度認識地球的獨特性。本課的組織方式更加靈活，比如教師課上指導方法，學生課后收集相關資料，再回到課堂上制作海報，或者在課后完成海報。

確定主題顏色時，有很多選擇：從植物資源的角度出發，地球有大量的森林、草原等，主題顏色可以為綠色;從火山、紅色土壤、紅色植物的角度出發，主題顏色可以為紅色;從雪山、冰山的角度出發，主題顏色可以為白色。接著，圍繞主題顏色，收集和整理與這種顏色相關的資料。對資料的處理要有詳細的方法指導，包括確定資料的來源、判斷資料的科學性等方面。海報以照片、圖片為主要內容，文字應當十分簡練，主要用兒童的語言來表述。

海報制作完畢后的交流活動尤為重要，因為學生需要在交流、傾聽中，向別的同學學習，從更多的角度來豐富自己對地球的認知。

廣東省深圳市教育科學研究院（518001）？？