《太阳、地球和月球》单元教材分析 和教学建议

童海云

单元概述

从古至今，太阳的东升西落，浩瀚星空中的皎洁明月和点点繁星，太多的未知在不断地激起我们的好奇心和探索欲。对于学生而言，“观宇宙”首先是对三个天体的直接观察——仰望天空是太阳和月球，脚踏实地是地球，而本单元的任务是帮助学生初步建立科学的宇宙观。本单元主要从以下三个方面体现课程标准对科学知识、科学探究、科学态度和科学、技术、社会与环境等方面的具体要求：

1.主要建构一个大概念

地球与宇宙科学领域有三个主要概念，本单元主要指向“在太阳系中，地球、月球和其他星球有规律地运动着”。三个天体运动的类型主要有地球的自转、公转和月球绕地球的转动，这些运动概念的建构应该在高年级完成，而课程标准提倡概念建构的进阶性，因此，为了促成该大概念的逐步建构，本单元先让学生纵向了解三个天体的特点，再横向比较三个天体的异同点，以加深他们对三个天体的属性认知度。接着，本单元还从太阳下影子的变化、月相变化等现象入手，让学生探究背后的规律，从而促使他们在头脑中初步建构三个天体相互关联、相互影响的立体认知，为高年级建构地球自转、公转等概念打下基础。

2.强化地球与宇宙科学领域的探究技能

由于技术和条件的局限性，学生探索宇宙的方式比较有限，不像物质科学、生命科学、技术与工程领域的内容可以直接观察和收集证据。在地球与宇宙科学领域，特别强调运用建构模型、模拟实验和逻辑推理等探究方法，发展学生的空间想象、模型思维、逻辑推理等能力。我们提倡学生应当像科学家一样探索，而观察照片、模拟实验是科学家探索宇宙的重要方式，故本单元特别强调在活动中学习和运用这两种探究技能。在观察照片方面，体现在观察三个天体表面的照片等;在模拟实验方面，则体现在影子的“秘密”、环形山、地球的形状等内容上。

3.崇尚实事求是的科学精神

如何体现实事求是？课程标准对三、四年级的要求是以事实为依据，不从众，不轻易相信权威与书本;面对有说服力的证据，能调整自己的观点。随着技术的不断发展，宇宙科学领域所获得的事实证据不断丰富，人们对于宇宙的原有认知不断被重构，对该领域的探究更需要实事求是的科学精神，更需要学生不从众、不唯权威的科学态度。

单元教学目标

本单元的教学内容主要体现了课程标准“地球与宇宙科学领域”知识目标中的以下内容：

13.1 描述一天中在太阳光的照射下，物体影子的变化规律。

13.3 知道月球是地球的卫星。描述月相变化的规律。

13.4 知道地球是一个球体，是太阳系中一颗行星。描述月球表面的概况。知道太阳是一颗恒星。

14.2 知道地球表面海陆分布的情况。知道地球陆地表面有河流、湖泊等水体类型。

同时，本单元还涉及了一些其他领域的科学知识学习目标：

6.2 描述行进中的光被阻挡时，就形成了阻挡物的阴影。

15.1 举例说出人类生活离不开淡水，树立节约用水的意识。

17.3 使用和制作简易的古代的测量仪器模型，如日晷、沙漏等。

单元教学建议

本单元1～3课、4～5课和6～8课分别介绍了太阳、月球和地球，同时又体现了三者之间的联系——地球是太阳的行星，月球是地球的卫星，太阳照射地球产生影子，照射月球产生月相。教师在教学设计时可以先尝试绘制单元知识结构图，加深学生对本单元的科学概念的理解，这样有助于基于大概念的建构实施教学。同时，由于本单元有大量的观察和模拟实验活动，教师应提前准备好相关材料。

1.《仰望天空》教学建议

本课主要让学生初步对比太阳和月球两个天体，比较的方法主要是观察教师提供的图片以及其他资源。

探索环节中，教师引导学生通过观察照片获取太阳和月球的一些新信息。“观察照片”是科学家研究宇宙的重要探究方式，他们通过太空探测器拍摄的各种各样的照片了解宇宙。通过探究“为什么太阳和月球看起来一样大”这个问题，让学生进行模拟实验。模拟实验是认知宇宙的又一重要探究方式。这是本单元的第一个模拟实验，教师务必让学生理解各个实物分别模拟的是什么（例如大圆圈模拟太阳，小圆圈模拟月球，纸筒模拟地球的视角）以及模拟实验是如何验证探索问题的，为后续模拟实验的学习打下基础。学生的操作难点是，他们不知道将圆纸片移动到什么程度才停下来。此处的判断标准是：圆纸片的边缘与纸筒的视角边缘重合时停下来。

研讨环节中，第一个问题是活动小结，教师要鼓励学生结合刚才的照片进行比较和模拟实验，有理有据地发表观点。例如，太阳和月球都是星球、球体，但不同点是太阳体积巨大，会发光发热，表面有黑子;月球体积小很多，而且不发光、不发热，表面有环形山;太阳距离地球比较远，月球则距离地球近一些。

2.《阳光下物体的影子》教学建议

本课的主要活动是制作简易的日晷并观察一天中物体影子的变化规律。由于该活动需要学生在课外完成多次记录，建议安排两个课时。

学生对影子已有了基本的认识：影子在光源的反方向、有遮光物才会有影子、影子和阳光有关系等。教师向学生讲解制作日晷的方法后，要带领他们到室外实地测量并完成一次记录，确保學生掌握准确记录的技能，以便课后记录。

第二个课时主要是分享和研讨。引导学生观察制作的简易日晷，寻找一天之中影子的变化规律，并结合事实证据进行论述。研讨问题“说说太阳的位置变化”，其实是在提示学生——影子的变化规律可以反映出太阳位置的变化规律。教师通过该问题期望学生表述：太阳东升西落，当太阳从东边升起时，影子在西边，影子的长度很长;太阳慢慢升高，影子则慢慢变短。到中午时，影子最短，然后太阳在西边慢慢下降，影子在东边，又开始慢慢变长。到了傍晚，太阳从西边落下时，影子变得更长了。该问题指向太阳高度和位置的变化对地球上物体影子产生的影响，也指向太阳对地球的影响。如果学生表述不清楚、不完整也没关系，因为下节课会继续深入学习和探索。通过制作简易的日晷来探究一天之中影子的变化规律是非常好的活动，教师要以此为契机，充分培养学生根据实验记录，实事求是地进行论述的科学态度和坚持长时间的观察与记录、与人合作以及动手操作等方面的能力。

3.《影子的秘密》教學建议

本课主要让学生通过实验探究影子产生的原因和变化的规律。

探索环节中，教师首先让学生用手电筒模拟光源，用木圆柱模拟遮光物，再现影子的形成过程，并想办法把影子发生的变化记录在《活动手册》上。学生一般会通过调整光源位置来改变影子的长短、角度等，较少有人通过改变遮光物来改变影子。其实，改变影子的方法有很多，教材用图片提示了两种方法——改变光源的照射角度和改变木圆柱的摆放方式。教师要引导学生使用对比的方式来对一种方法进行研究，就像教材图片展示的那样。做手影游戏时，学生会在教室里自由活动，通过改变遮光物的方法来制造不同的手影，例如改变手形、用舌头和脚来制造影子;通过调整光源的位置来改变手影，将手电筒的光从侧面或者从上往下照射;还可以找到不同的“屏”来接收影子，墙面、桌面、地面、窗帘、门，都成了影子的幕布，这些游戏可以让学生学以致用。

研讨环节中，“太阳的位置与影子的变化有什么关系”这个问题是第二课的延伸，是对太阳位置变化对影子变化的影响做进一步研究，该问题从影子变化的角度让学生体会太阳对地球产生的影响。

4.《月相变化规律》教学建议

学生在以前的学习中已经观察过月相，知道月相是会变化的。本课通过给月相图片排序，让学生认知月相变化的规律。

探索环节中，教师应让学生了解更多的月相，并向学生说明这个周期是指一个月。辨识月相时，教师要让学生仔细观察、比较月相，比如左右、大小等，为排序做好准备。选择和处理月相图片时，图片数量要根据学生的能力而定，尽量在15幅图片以上，至少保证有新月、上弦月、满月、下弦月等常见的月相;图片需要标注序号，方便学生比较和交流，图片的上下左右需要明确，以便排序;尽量不要提供观察日期太接近的月相照片，以避免干扰学生的排序，因为他们很容易在细节上钻牛角尖，一旦在两张图的先后顺序上争论不休，就会耽误对变化规律的探究与发现;排序方式可以是圆形的，也可以是一字形的，应当尊重学生的排序方法，因为排序的形式并不重要，重要的是学生能够比较月相的变化差别，进而发现规律。教师也可以借助视频、图片等方法展示一个月内的月相变化，让学生调整月相图片的排列顺序。

研讨环节中，学生能够表述“在一个月内，月相从圆到缺，再从缺到圆，或者从缺到圆，再到缺”即可。学生观察到月相变化，知道有一定的规律性就足够了，不需要对应到日期，所以教师要控制难度。

5.《月球——地球的卫星》教学建议

在本课的学习中，学生将通过观察和模拟实验认识月球表面的一些特征，进一步认识月球。

探索环节中，第2部分是查找资料，建立月球小档案。查找资料也是探究宇宙的重要方式之一。教师要鼓励学生制作月球小档案，记录月球的年龄、直径、距离等，或者做成月球小报、明信片、导游图等。在制造环形山的模拟实验中，教师只要求学生能制造出类似的、重叠的沙坑，体现大小不同、深浅不同即可，不要求学生探究环形山的成因。

6.《地球的形状》教学建议

本课主要让学生了解人类是如何逐渐认识地球的形状的，将借助模拟实验和推理想象帮助学生重演这一认识的历史。

探索环节中，生活中有两个特殊现象——在海边的人们会发现用望远镜观察远方行驶而来的帆船时，总是先看到帆顶，再看到船身;月食时，地球在月球上的投影总是圆形的。这两个现象不支持之前人们认为的“天是圆的，地是方的”，于是产生了疑问，猜测地球可能是球形的。

教材通过模拟实验让学生理解这两个特殊现象是如何不支持“天是圆的，地是方的”，又是如何提出地球可能是球形的猜测。本课的教学重点是引导学生理解模拟实验的原理，比如各个材料分别模拟什么？当观察到什么样的现象时，可以推测地球不是方的而是球形的？关于月食，教师不需要告诉学生月食的成因，只要让他们知道月食是地球在月球上的影子即可。

模拟实验只是推理，人们需要更加直接、直观的证据。1519年，大航海家麦哲伦带领船队从西班牙出发，一路向西，三年后，船队又回到了出发地。麦哲伦的环球航海旅行给地球是球形的观点提供了直接证据，让人们慢慢开始接受地球是球形的观点。在该环节中，教师要让学生理解为什么麦哲伦的航海旅行能够说明地球是球形的，可以用篮球、排球等帮助学生理解。

7.《地球——水的星球》教学建议

从本课开始，学生将对地球的特征进行对比与研究。由于学生对太阳和月球的特征有了一定的认识，所以本课主要让学生认识地球不同于太阳、月球的显著特征。

探索环节中，学生可以用数格子的方法定量比较海洋面积和陆地面积。地图有两种，建议教师选择等面积投影地图。

测量工具是透明坐标纸，如果没有透明的，也可以用坐标纸或画有格子的硫酸纸代替。数格子的方法有很多，比如数陆地的格子数，用总格子数减去陆地格子数得出海洋格子数。对于不满一个格的统计，方法有很多，师生共同约定即可。这个具体的数字并不要求十分准确，其目的是让学生通过定量的方法，体会海洋面积比陆地面积多很多，或地球是海多陆少。

地球表面丰富的液态水有什么好处呢？学生需要了解液态水的好处，还要讲述丰富的液态水造就了地球的独特性，可以引导他们从气候、生物多样性、温度等角度去讲述。

8.《太阳、月球和地球》教学建议

本课让学生再次比较太阳、月球和地球。之后，教师要求他们制作一张以颜色代表地球的主题海报，拓展他们对地球的地形地貌、物种多样和资源丰富等方面的认识。

地球的主题颜色是什么呢？地球是水的星球，如果用一种颜色表示地球，应该首选蓝色。需要提示学生，地球上不但有水，还有土壤、岩石和形态多样的动植物，如果从其他资源的角度出发，我们是否可以选择其他颜色来表示地球呢？

制作海报活动的主要目的是让学生从色彩的角度认识地球的独特性。本课的组织方式更加灵活，比如教师课上指导方法，学生课后收集相关资料，再回到课堂上制作海报，或者在课后完成海报。

确定主题颜色时，有很多选择：从植物资源的角度出发，地球有大量的森林、草原等，主题颜色可以为绿色;从火山、红色土壤、红色植物的角度出发，主题颜色可以为红色;从雪山、冰山的角度出发，主题颜色可以为白色。接着，围绕主题颜色，收集和整理与这种颜色相关的资料。对资料的处理要有详细的方法指导，包括确定资料的来源、判断资料的科学性等方面。海报以照片、图片为主要内容，文字应当十分简练，主要用儿童的语言来表述。

海报制作完毕后的交流活动尤为重要，因为学生需要在交流、倾听中，向别的同学学习，从更多的角度来丰富自己对地球的认知。

广东省深圳市教育科学研究院（518001）？？