在模拟演示中探究昼夜长短变化规律——对“昼夜长短”一课教学的评析

周雪忠

（上海市松江区教师进修学院, 上海 201600）

在模拟演示中探究昼夜长短变化规律
——对“昼夜长短”一课教学的评析

周雪忠

（上海市松江区教师进修学院, 上海 201600）

一、以天安门升、降旗时间导入，激发探究动机

教师呈现与上课日期接近的10月14日至18日期间天安门国旗升、降旗时间表，让学生思考升、降旗的时间变化，学生很快发现“这几天升旗时间变晚了，而降旗时间变早了”，进而得出这几天白昼在逐渐缩短的结论。通过这个情境可以将学生引入“探究昼夜长短为什么会发现变化”的学习之中。

二、模拟演示，引发独特理解

本节课的教学设计体现建构主义学习理念。建构主义将知识看作是“个体依据自己的经验来创造意义的结果”，因此学生的独特理解至关重要，而传统的依靠教师传递的教学，由于脱离情境，学生得到的知识往往是比较肤浅和机械的。因此，本节课的设计一改以往通过多媒体课件或教师演示讲解的方式，而是借助教师提供的学具，结合具体的任务，通过学生小组合作、模拟演示的方式进行探究学习。期望学生通过观察、解释、展示、交流，获得真实体验，使抽象的地理规律形象化、直观化。以下是本节课中的主要学习活动环节。

【活动一】

各小组学生利用地球仪和卡纸（代表晨昏圈所在的平面，一半涂黑）模拟夏至日的昼夜情况，观察夏至日这一天乌鲁木齐的昼夜长短情况，比较这一天上海和乌鲁木齐两地的白昼长短，并说明理由。

“活动一”中有三项学习任务，首先是学生摆放夏至日时晨昏圈的位置，在此基础上判断夏至日这一天北半球某地（乌鲁木齐）的昼夜长短状况，以及不同纬度的两地（乌鲁木齐和上海）昼夜长短的比较。教师没有直接讲授昼弧、夜弧的概念，而是通过让学生模拟演示“乌鲁木齐的一天”，解释乌鲁木齐昼夜长短状况，理解昼弧和夜弧的含义，从而学会掌握判断昼夜长短的方法，为探究昼夜长短变化规律及原因做好铺垫。

【活动二】

教师通过PPT投影“夏至日侧视投影图”，请学生进行观察后，思考归纳：①这一天，全球昼夜长短的情况；②这一天，北半球白昼随纬度变化的规律。

这一活动是“活动一”的延续，即运用已掌握的判断昼夜长短的方法进行昼夜长短纬度分布规律的推理与总结。两项活动相比，“活动一”要求学生运用地球仪和卡纸完成任务，而“活动二”要求学生根据“夏至日侧视投影图”总结规律，这是一个从“形象思维”到“抽象思维”的过程，显然思维要求更高了，但从课堂上的表现看，学生非常顺利地得出了正确的结论，表明这样的教学过程符合学生的认知规律。

【活动三】

各小组用标有经纬网代表地球的圆片卡纸（代表地球、标有经纬网）、半圆卡纸（代表夜半球、涂黑）、红色箭头（代表太阳直射光线）模拟一年中随着太阳直射点移动而产生的全球昼夜长短变化，小组讨论完成以下演示和观察：①用学具演示地球公转，观察哪一时段期间，北半球昼长夜短？②观察哪一时段期间，北半球白昼逐渐增长？③观察哪一时段期间，北半球白昼逐渐缩短？④通过演示学具，说明北半球哪一天白天最长？哪一天白天最短？⑤观察随太阳直射点的移动，赤道的全年昼夜长短情况。

“活动三”要求学生运用学具对昼夜长短的变化规律进行探究。为了让学生的探究更具目的性，提高探究有效性，教师为学生的探究提供了明确的探究任务。

三、启示

场景一：虽然还没有学习昼弧和夜弧的概念，课堂上学生已能借助学具用自己的语言说明乌鲁木齐为什么昼长夜短，一个学生边转动地球仪，边比划着说明“从这里转到这里是乌鲁木齐白天，然后进入到夜晚。白天转过的长度超过夜晚，所以乌鲁木齐白天长、夜晚短。”“我们判断乌鲁木齐昼长夜短，因为夏至日这一天太阳直射在北回归线上，北半球太阳照射的面积比南半球大。”另一组这样来解释原因。

场景二：在模拟夏至日这一天昼夜情况时，教师让各小组展示模拟结果，通过比较发现有一组学生没有正确模拟出夏至日的地轴倾斜方向，教师提示学生观察黑板上地球公转示意图上太阳光线及地轴倾斜方向，该组学生做出修正。

场景三：在比较夏至日乌鲁木齐和上海白昼长短时，有一组学生提出上海白昼比乌鲁木齐长的观点，理由是“上海在白昼的纬线长度要大于乌鲁木齐”。

教师出示“昼半球和夜半球”示意图，说明昼弧和夜弧的概念，并结合A、B两地说明同一地点如何判断昼夜长短，不同地点如何判断昼夜长短。即同一地点，昼弧和夜弧的长度决定了昼夜长短，不同地点昼弧夜弧的比例决定昼夜长短。然后再让学生比较夏至日上海与乌鲁木齐两地的白昼长短，问题随之解决。

从以上课堂“场景”可以看出，本节课与传统的课堂相比，发生了明显的变化。教师不再成为课堂的主角，我们听的更多的是学生讨论、交流的声音，看到是学生在不断地摆弄学具、模拟演示，课堂不再是“理想”中的行云流水般的流畅，而是不断地暴露问题，然后教师调整教学，解决问题，每个学生投入地参与学习之中……课堂变得更真实了、课堂里流淌着生命的活力。

为什么会有这样的变化呢？以下是从本节课得到的一些启示。

1.提供一个让学生自主探究的学习环境

建构主义认为学习不是知识由教师向学生的传递，而是学生建构自己的知识的过程，学习者不是被动的信息吸收者，相反，是要主动地建构信息的意义，这种建构不可能由其他人代替。在这样的学习观下，教师的主要任务不是如何传授知识，而是创设让学生自主探究的学习环境。具体体现在教师是否提供了支持学生自主学习的资源及相关的学习活动。这节课中教师为学生提供了多样的学具，这些学具为学生完成探究昼夜长短的变化规律及成因提供了保障。

2.鼓励学生建构自己的理解

“知识不是抽象的，而是与学习的情境以及学习者带入这一情境的经验有密切关系。所以要鼓励学习者建构自己的理解。”这节课学生围绕“乌鲁木齐的昼夜长短情况”“比较上海与乌鲁木齐白昼长短”“归纳全球昼夜长短状况”“归纳北半球昼长分布规律”“探究北半球昼夜长短变化规律”等任务，运用学具进行模拟演示，结合自己的经验产生了独特的理解，形成了属于自己的意义建构。

虽然学生的解释显得并不十分专业、科学，演示也出现了一些错误，但由于融入了自己的经验，昼弧、夜弧这些概念不再仅仅是一种科学定义，而是一种更具形象的图像表征。经历了暴露问题、解决问题的过程，学生会更深刻地理解太阳光线、地轴、晨昏圈等地理事物之间的关系。而学生的解释也能呈现他们的思维过程，教师也能随之调整教学，从而有利于达成预期目标。

3.给学生充分交流、协商的机会

学生以自己的方式建构对于事物的理解，而每个学生的已有知识、经验、能力存在差异，因此面对同一任务，不同人看到的是事物的不同方面，学习者的交流、协商可以使理解更加丰富和全面，从而构建相对合理的理解。在这节课中由于教师布置的任务较为开放而具有挑战性，学生有较大的相互探讨的空间，因此，组内学生充分发表各自的看法，这样的互动无疑使学生的理解更全面、准确而深入。

4.强化师生评析与反思

“从教学或评价的角度讲，最为重要的并不是学生完成了指定的任务，形成了最终答案或作品，而是学生在这个过程中对完成任务所需要的认识、理解、分析、综合、判断等思维方法的反省，以及在这种反省或讨论过程中的再认识和再总结。”因此，学生完成教师布置的任务，并不是某一教学环节的终结，关键是通过学生解释、教师追问等方式呈现学生的思维过程，让学生发现自身在认知方面存在的问题。比如在展示夏至日昼夜情况模拟结果时，发现各组的模拟结果不一致，教师的做法是让学生观察黑板上公转示意图中太阳光线的来源，统一地轴的倾斜方向及太阳光线来源，然后重新摆放。其结果是学生虽然正确摆放了晨昏圈的位置，但却丧失了一个弄清“太阳位置与地轴的关系、太阳光线与晨昏圈位置的关系”的契机。教师引导学生评析造成不一致的原因（这里有三种情况，一是由于各组假设太阳光线来源不一致造成学生摆放不一致；二是没有正确摆出夏至日晨昏圈位置，即太阳光线与地轴的倾斜方向不正确；三是没有将晨昏圈与太阳光线摆成垂直关系），区分出哪些摆放是不正确的，然后分析原因。