《影子的秘密》三次試教與思考

探究實踐是科學核心素養的重要組成部分，它強調學生通過親身體驗獲取知識和技能，鍛煉和提高觀察力、分析力、判斷力和解決問題的能力，從而形成嚴謹的科學思維方式。在科學課堂中設計探究實踐活動時，教師要站在學生的立場，充分考慮他們的現有水平以及認知發展規律，由淺入深地設計適合他們的教學活動。

一、教學分析

《影子的秘密》是三年級“太陽、地球和月球”單元的第三課。教材主要安排了三個活動：利用模擬材料產生影子，利用模擬材料讓影子發生變化，通過手影游戲產生更多的影子。之后，學生通過研討了解影子產生和變化的原因。

生活中總能見到影子，學生對于影子并不陌生，但是他們并沒有深入探究影子產生以及變化的原因，更不會把它的變化與太陽、地球關聯起來。調查還發現，對三年級學生而言，描述實驗的方法、現象并有效記錄實驗有一定的難度。

教學時，在調查學生對影子已有認識的基礎上，教師對教材進行了重組，設計了“找影子—造影子—變影子—消失的影子”四個活動，前后經歷了三次試教，確定“造影子”和“變影子”為主要活動。

二、三次試教過程與思考

1.第一次試教

開課后，在“造影子”活動中，學生先根據教師提供的材料，分小組制造出一個影子，然后研討影子是怎樣產生的。在“變影子”活動中，學生先小組制造不同的影子，再討論交流用什么方法制造，分析影子變化的原因。因“變影子”活動用時較多，所以導致“消失的影子”活動沒有完成。

在“造影子”活動中，學生利用教師提供的實驗材料很容易制造出影子，但是很難說清楚影子是如何產生的、它的產生需要什么條件。特別是對于“屏”的認識，不是學生自己交流達成的共識，而是教師為了推動教學進程而直接告知他們的。在“變影子”的活動中，學生很容易讓影子發生各種各樣的變化，但很多小組開展的“變影子”活動是無序的，且與要研究的問題脫節，更不知道如何把觀察的現象記錄下來。匯報交流時，在教師一次次追問下，學生像擠牙膏似的描述實驗現象。整節課下來，仿佛是只為了傳授既定的科學知識而在上課。如何讓學生的思維發展貫穿整節課，如何讓他們帶著問題去探究，是本次試教后要重點改進的問題。

2.第二次試教

在導入活動中，教師加入了一段手影小視頻，一下子調動起學生的興趣，讓“找影子”活動開展得很順利。“造影子”活動中，教師通過“如果讓你在教室里面制造影子需要哪些材料”這個問題來幫助學生突破對于影子產生需要光、阻擋物、屏的認知難點。活動中，學生通過制造影子發現影子有形狀、大小、長短、位置、方向、顏色等變化，教師引導他們思考“為什么影子會發生這些變化”，讓他們設計探索影子變化原因的活動方案，并進行匯報交流。

在“造影子”活動中，教師通過演示、追問，使學生順利得出影子產生的三要素。仔細分析發現，在這個過程中教師的引導居多，學生自我認知較少。在“變影子”活動中，學生從設計實驗到實驗探究，再到匯報交流都有較深入的思考，但是對于三年級學生來說，用控制變量的方法來探究影子產生的變化，難度比較大，他們很難把現象與想法表述出來。如何設計更符合學生認知規律的活動內容，是本次試教反映出的新問題。

3.第三次試教

在“造影子”活動中，教師提問：“如果讓你在教室里造影子，需要什么材料？”學生馬上回答：“手電筒。”教師給學生提供一支手電筒，他們很快制造出了影子。對于學生不容易理解的屏，教師適時追問：“影子落在什么物體上？”匯報交流時，學生將造影子的方法進行梳理，師生共同歸納出造影子需要的條件是光、阻擋物、屏。

在“變影子”活動中，考慮到前兩次的試教情況，教師降低了探究難度，引導學生只改變光照射的角度，不改變屏和阻擋物，尋找影子產生的變化。搭好了這個“腳手架”，學生對“還能改變什么，也能讓影子發生變化”這一問題就容易理解得多。具體做法是：

首先，學生利用相同的一組材料（紙屏、小圓柱體、手電筒）制造出第一個影子，教師指導他們用畫圖的方法記錄它的樣子，并讓他們思考“不改變阻擋物和屏的位置，怎樣讓影子產生變化”。學生思考并交流后，分組制造不同的影子，再全班交流。

然后，教師提供了一組有規律的太陽影子變化圖，讓學生分小組利用剛學會的方法快速、有序地制造出這一組影子。學生發現，無論是讓一個影子發生變化，還是讓一組影子發生變化，都只改變了光源的位置。他們因此聯想到，這組影子的變化和生活中太陽下的影子變化是一樣的。

最后，教師進一步引導學生研討：除了改變光源的位置外，還有哪些方法能讓影子發生變化？學生立即想到改變阻擋物的擺放或阻擋物與屏的距離，也會讓影子發生變化。看似簡單的環節，實現了從一種方法到多種方法的轉變，讓學生的思維得到發展。

可以看出，在“造影子”活動中，學生通過體驗及記錄分析，很容易認識產生影子的三要素；在“變影子”活動中，教師演示制造出第一個影子，并指導學生記錄它的樣子，再讓他們思考、交流后，用其他方法改變影子，充分體現了“思中做、做中思”的理念。學生制造出與教師演示不一樣的影子，初步掌握了控制變量的方法，并為后續研討“還有哪些方法也能讓影子發生變化”奠定基礎。這里，教師設計基于學生視角的、結構化的探究活動，將探究活動引向深入，讓他們的思維得到發展。

三、教學反思

1.引入有結構的實驗材料

改進手電筒。最初，教師為每組提供普通手電筒做實驗，試教后發現，手電筒的位置不好固定。后來換成有底座并可以彎曲的小臺燈，試教后發現，這種小臺燈雖然可以更好地控制位置，但在制造一組有規律的影子時降低了學生的體驗感，導致他們很難發現制造這組影子時光源位置發生的有規律的變化。最終教師選用一只方便移動的手電筒來做實驗。

改進阻擋物。教師最初用一個六棱柱當阻擋物，學生用畫圖的方法記錄時，由于六棱柱影子的變化多樣，要想準確記錄費時且費力。之后教師經過多次嘗試發現，小圓柱體產生的影子更容易被學生畫下來，不會造成畫圖困難。

改進屏。教師最初用的是一張白紙作屏，但學生不能很明顯地觀察到影子的變化，后來換成了有小方格的紙屏，他們根據影子落在方格紙的大小，能很容易地觀察到影子的變化。

為了指導學生畫好第一個影子，教師還開發了可以固定在白板上的手電筒支架、環形燈等器材。

2.加強對實驗的有效指導

學生是學習的主體，教師既要留足探究空間讓他們體驗、思考，又不能完全放手讓他們自由探究。本課中，教師以制造的第一個影子為例，詳細指導學生觀察影子及記錄影子，并讓他們在此基礎上制造出不一樣的影子，自主探究更多讓影子變化的方法。“先扶后放”的實驗指導，讓探究活動更有序、更有目的性。同時，本課實驗記錄單的三次改進也幫助學生有序、高效地展開探究。

3.設計有層次的探究框架

探究實踐是學生學習科學的重要方式。學生通過親身經歷探究直接獲取經驗，建構科學概念。為了不讓學生陷入“做實驗即探究”的誤區，而忽略實驗的緣由以及方法的提出。因此，教師設計有層次的探究框架尤為重要，它能引起學生的思維不斷卷入，推動思維的發展。在本課的探究框架中，學生通過皮影戲及手影游戲回憶平常生活中見過的影子，喚起他們對影子的認識。教師提供有結構的實驗材料，讓學生通過“找影子—造影子—變影子—消失的影子”四個有層次的探究活動，極大地調動了參與探究活動的積極性。學生在探究活動中不再是被動的接受者，而是帶著問題、帶著思考，真正地開展探究，并通過交流分享，讓思維不斷地碰撞，不斷地發展，從而讓深度學習悄然發生。

小結

三次試教，三次改變，教學環節的設計真正從關注“教”轉向了關注“學”。這樣的改變帶來的驚喜是課堂沒有了生硬的“灌輸”，沒有了刻意的引導，有的只是瓶頸處的點撥和關鍵處的搭手。本課教學中，學生用手電筒照出一組影子圖，模擬一天中太陽的運動軌跡，從而很好地理解了太陽的運動與影子形成的關系。這一設計將模擬實驗與自然界中的現象建立聯系，將碎片化的科學知識與核心概念“宇宙中的地球”建立起聯結，符合學生現有的能力和水平，有利于他們初步建構宇宙模型，并為他們在高年級學習日食、月食、光的直線傳播等知識奠定基礎。

[課題：2023年湖北省一般課題“素養導向的科學課堂教學策略研究”，編號：2023JB439]

（作者單位：林靜，湖北省長陽土家族自治縣教育研究與教師培訓中心；彭向焱，湖北省長陽土家族自治縣資丘小學）