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做有品质、有深度、有温度的公众号！ 大科学家微信公众号与您的距离， 只差一个指尖！ 点击上方“大科学家”关注我哦！ 模型思维的运用促主要概念建立 模拟实验是地球与宇宙科学领域学习的重要方法，对形成相关的主要概念有着不可替代的作用。课标提出的模型思维，就是建立与研究对象相似的模型来模拟原型，以此来发现研究对象的本质与规律。建立模型与模拟实验是模型思维的重要环节。 本领域的“在太阳系中，地球、月球和其他星球有规律地运动着”这个主要概念所涉及的学习内容，建立模型是重要的学习方法。建立模型往往是在对事物及其变化规律有一定理解的基础上，展开丰富地想象，用一定实物运动来解释事物变化及其规律的过程。[2]想象前提是需要建立与之相适应的表象。现象转化为表象到表象再现，发现现象间的相互关系，建立事物变化的相互联系，都是在帮助学生将具体的事物经过大脑的加工转换为表象过程。这个过程丰富生动，能感受到学生从具体走向抽象的思维轨迹。《太阳系》一课中,学生通过资料阅读及课堂学习认识了太阳系各星体的大小及距离远近，学生在理解材料特点的基础上用橡皮泥、气球等材料制作太阳系模型，并进行了实际操作。建立模型后,对模型的交流与解读是模型思维的物化提升，是对具体的模型的抽象化体验，这个过程中，学生的空间想象能力得到了提升，学生的脑海中已然出现了太阳系的画面。此时，再安排学生用模型材料摆放太阳系，实际上是对脑海中画面的具象化。当学生将地球、月球、太阳等模型安放到相应的位置上，他们实际经历了从具体——抽象——具体的模型思维过程，进而通过模拟实验再现相关现象及其变化、并发现其中规律，整个学习过程就是模型思维方法运用的体现。 相对于建立模型，模拟实验则是建立一种假想的结构，使得原本复杂的空间结构简单化，便于学生对复杂的天体等运动的理解。 模拟实验中会出现两种情况。一种是观察者置身于实验的情景中,观察者除了观察实验现象之外，同时也是模拟实验中的元素之一,这种情况，学生能够置身其中，亲眼见证原型可能出现的现象，容易帮助其思考和发现现象背后的本质。还有一种是观察者置身于实验之外。这种情况需要学生将观察到的现象与实际的现象之间自由的转化，也就需要帮助学生预期到自己观察到什么现象能说明什么问题。上述的两种模拟实验，需要学生要有位置感，明确自己是站在哪个角度进行观察的。在模拟过程中，宏观的运动用具象的形式表现出来了，学生通过思考和想象将具体的运动形式转化为内部的抽象模式，发展模型思维的能力。 建模和模拟实验有助于学生更好地理解地球与宇宙领域中所发生的一些现象，学生在体验的过程中，发现现象背后的本质和运动，这是帮助学生模型思维的重要途径,而模型思维则对新概念的建构有其重要的意义。 地球与宇宙领域有一定的复杂性，而小学生的认知和思维有其局限性和单一性，因此，影响学生这一领域的学习客观上存在诸多因素。教师需充分了解学生原有认知水平、提出并渗透合适的学习方法、运用思维模型完善概念认知，厘清思路，帮助学生逐步建构起这个领域的主要概念。
【参考文献】 [1] 中华人民共和国教育部．义务教育小学科学课程标准[S]．北京：北京师范大学出版社，2017． [2]温·哈伦编著．韦钰译.《科学教育的原则和大概念》．科学普及出版社，2011． |
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