自制演示装置探究月相变化

后学荣

〔摘    要〕  科学是一门以实验为基础的学科，而科学实验又是发展学生多元智能的最好平台和重要载体，深化实验教学的改革具有重要的意义。月相变化是三年级下册教学内容之一，教科书中设置的实验没有模拟地球、太阳、月球三者的位置关系，不够形象。因此，本文通过充分认识自制演示装置探究月相变化的重要性，简述如何自制演示装置，应用自制演示装置教会学生绘制月相变化演变图，了解月相变化的成因和规律，从而实现有效教学。

〔关键词〕  小学科学；自制；演示装置；月相变化

〔中图分类号〕  G424               〔文献标识码〕  A        〔文章编号〕  1674-6317  （2023）  14-0046-03

科学是一门以实验为基础的学科，而科学实验又是发展学生多元智能的最好平台和重要载体，随着课程改革的不断深化，广大科学教师越来越重视科学实验教学，不断探索实验教学的深层次教育功能和教学策略，使科学实验教学改革出现了可喜的变化。

教科版科学对学生的科学实践活动具有一定的要求，如探索月球的奥秘中需要学生对月球的运行情况进行观察。按照教材上的要求，教师在教学过程中需要让学生对月相变化进行观察了解。为了实现教学目标，需要学生在一段时间内连续观测月相。但是，受到一些因素的影响和相关条件的限制，学生并不能完全达到观测月相的要求，教学效果较差。针对这种情况，笔者在实际的教学过程中，自制“月相变化演示装置”，以便在短时间内让学生了解月相变化的成因和规律，观察月相的变化情况，获得了良好的教学效果。

一、自制月相变化演示装置的意义

在科学教学中，实验现象直观明显，对激发学生学习兴趣，培养学生的合作意识、创新意识，提高学生的动手能力、观察能力，帮助学生掌握学习科学的方法等都有不可替代的作用。因此，科学课程应突出实验探究，通过开展实验教学进行探究活动，不仅能推进实施新课程改革，还能提高科学教学质量，培养学生的科学素养。

教科版三年级下册“太阳、地球和月球”单元第四课，要求学生了解“月相变化的规律”。为了实现教学目标，教材中列出了月相变化的探究方法。具体为：利用月相图片，给月相图片排序，并按照顺序装订起来，快速翻动来观察月相的变化。运用教材中描述的教学方法，只能观察月相的变化，但对月相变化的成因却没有描述出来。因此，月相变化的模拟实验一直是教学的重点和难点。为了让学生更好地理解月相变化的成因和规律，我们不能拘泥于教材中的教學方法，而要以提高教学效果为目的，积极创新教学方法，我们自制了月相变化演示装置，以便于学生观察。

二、自制月相变化演示装置

探究月相变化演示实验，是小学科学课堂上经常要做的实验。它主要是由教师在课堂上进行实验操作和示范，演示实验过程，展示科学现象，引导学生观察、思考、分析实验现象，得出结论。它为创设情境、激发学生的学习兴趣和求知欲，促进学生思维发展和能力提高，巩固和加深对所学知识的理解和运用，训练学生的实验技能和动手能力，培养学生以科学的态度和方法去发现和解决问题等创造了条件。长此以往，学生的科学素养必将得到提高。以下为自制月相变化演示装置的过程。

（一）制作所需的教具

用硬纸剪裁一个圆形，直径55厘米，贴上A4纸，作为底板，分别标注新月、上弦月、满月、下弦月。在中间贴一张废弃光盘，中心挖孔（便于后面穿过铁丝），再用黑色卡纸围一圈作为黑色背景。把黑色卡纸和圆形底板用胶带粘贴好，圆底板底部再贴上磁力贴，便于吸在黑板上。

拼接两个木板（20厘米×8厘米），中间用钉子固定，确保拼接的木板可以绕钉子自由转动。将手机支架用螺丝钉固定在中间，摆放手机，模拟地球上的观察位置。

准备一个乒乓球，一半用马克笔涂成黑色，一半不涂，分别表示月球未被照亮和被照亮的部分。中间用铁钉穿孔（稍大），使乒乓球可以自转。于乒乓球黑白交界处钻孔，注入热熔胶增加重量，以确保乒乓球公转过程中左侧始终是白色，即被太阳照亮的部分，右侧是黑色，即不被太阳照亮的部分。

于木板一侧用铁钉反过来锤进去，绑上铁丝，将乒乓球穿入铁丝中，在上下两侧用胶带粘贴一个小木条，防止乒乓球掉落，使乒乓球可以在铁丝上端自由转动。

在手机支架上放置手机，开启摄像模式，从图像中调整支架位置，使乒乓球处于图像中间后，用螺丝钉固定。在木板中间画一条与手机垂直的黑线，调节乒乓球高度至与手机视角高度相同。在木板装置底部固定铁丝，穿过圆底板中心，并张开铁丝，使木板能转动。

在整个装置的左侧画太阳，表示太阳的位置。

手机代表地球，用希沃投屏手机与电脑，开启手机摄像模式，从电脑上清晰显示月相情况。

（二）实验演示过程

乒乓球为黑色代表新月，这时乒乓球（月球）、手机（地球）、太阳图画位置关系是：月球位于地球与太阳之间。

逆时针转动木板，手机上显示乒乓球右边白色部分逐渐增大。逆时针转到90度时，乒乓球位于手机下方，可清晰地看到乒乓球的右边是白色，为上弦月。

逆时针转动木板，乒乓球右边白色部分进一步增大。当木板中的黑线再次水平时，手机位于乒乓球和太阳图画之间，乒乓球为白色，即满月。

逆时针转动木板，90度时乒乓球左边为白色，即下弦月，继续转动，为新月。

乒乓球转一圈，为新月—上弦月—满月—下弦月—新月，即整个月相的变化过程。

（三）实验演示创新点

周围采用黑色卡纸作为背景，模拟夜空下月相的变化。

采用手机希沃投屏，通过大屏幕让每个学生看得更清楚。

手机处于木板中间，模拟地球，开启摄像模式，就相当于地球上的人的观察点，手机自转和月球绕手机公转，在大屏幕上展现出日、地、月位置改变引起的月相变化。

（四）实验演示效果

应用自制演示装置进行课堂教学，充分激发学生的学习兴趣，积极尝试进行装置操作，并按照教材要求认真观察月相变化。部分学生甚至提前查找资料进行补充，对于月相变化中的新月、上弦月、满月、下弦月等名词都有所了解，能够绘制图片。

三、绘制月相演变图

小学科学课是一门实践性较强的学科，是一门以实验为基础的学科。科学新课标中提出“科学学习要以探究为核心”。探究既是科学学习的目标，又是科学学习的方式。在学生理解月相变化后，对于月相变化规律的掌握还存在一定的难度。为了获取良好的教学效果，让学生充分认识到自制演示装置的重要性，笔者先应用自制的月相变化演示装置，对学生进行演示教学，又在课堂上应用三球仪加强了月相变化的理论分析，最后，为了让学生能够应用学到的知识，笔者又进一步指导学生通过绘制月相演变图来强化记忆。

绘制月相变化图前，我们需要知道月相周期即朔望月，从朔到望月相变化分别是：新月—峨眉月—上弦月—凸月—满月—凸月—下弦月—残月—新月。那么我们绘制的月相变化图也是按照这个顺序，绘制的过程如下。

先指导学生准备好纸张和铅笔，确定自己绘制范围，标出8个不同的位置。

在8个不同的位置，指导学生逐个增加月相的形状。例如，2和8的月相像个括号，两个括号相反，2的位置是右括号的形状，8的位置是左括号的形状，5的位置是满月，可以画一个圆形，确定好这3个位置后，根据月相的变化依次补充。2～5的位置是从括号逐渐丰满至圆形，5～8的位置是从圆满逐渐亏损为括号残月，3和7分别是上弦月和下弦月。

画好形状后，分别在不同的形状下，标出月相名称和出现的时间（农历）。其中朔望两弦四相，每相之间的距离大概为7天，也就是我们现在的一星期。

朔代表新月，可以在月相演变图中对朔的时间进行标注，通常是指初一或三十，属于新月，看不见月亮。但朔是月相周期的起始，因此在相应的月相变化图下进行标注，可以清楚地看到一个农历月演变周期。

在绘制月相演变图的整个过程中，教师可以对学生进行指导和抽查，确保绘制月相的正确，并且让学生根据绘制好的月相演变图总结规律。完成后，也可传授學生一些口诀或者自己总结成诗歌、音乐的加强记忆，如“上上上西西，下下下东东”，代表上半月上弦月，出现在上半夜的西边天空，亮面朝西；下半月下弦月，出现在下半夜东边天空，亮面朝东。

四、教学启示

自制演示装置探究月相变化属于演示实验。在教师的指导下，学生通过演示实验的观察和模拟，了解和掌握了实验的知识和技能，提高了科学学习的有效性。因此，充分发挥演示实验的作用能够激发学生学习科学的兴趣，帮助学生形成良好的观察习惯，掌握规范的操作知识和独立实验的能力，从而培养学生的科学素养。

本项研究中，自制演示装置应用了投屏方法，在教学过程中可视范围大，演示细节更加清晰，创造了良好的教学氛围。自制演示装置，还增强了学生兴趣和记忆，再加以理论分析，指导学生绘制月相变化图，这个教学过程，增强了学生的学习主动性，提高了学生的画图能力，帮助学生充分认识到了月相变化的成因和规律，并将学到的知识熟练应用，取得了较好的教学效果。

这本是一个简单的演示实验，但学生却能从中学到这么多的知识。这也正是多元智能理论在实践过程中的最好例证。学生根据实验过程和结果发现问题，对月相这一问题进行更深层次的探讨。这一过程，并非在教师的教学设计之内。教师的作用是帮助学生设计恰当的科学活动，但这种科学活动并不是具体的，而是一个个学习目标，学生在探索的过程中并不知道下一个问题是什么，教师应帮助学生明白自己想学习什么和获得什么。注重通过一个或几个研究课题，激起学生的好奇心，让他们自觉地去探索新的未知。实践表明，当学生遇到理智的挑战时，他们会学得更好。教师就是帮助学生制造挑战机会的人，并营造和维持一个积极的心理氛围。

经过课堂实践发现：科学实验是学生最感兴趣的学习内容，最容易吸引学生的注意力，有利于多元智能的发展；科学实验是发展学生的思维能力、进行创造性教育的最全面的素材；科学实验的教学目标，充分体现着多元智能的所有方面；在科学实验活动过程中，师生最容易共同创设公平、开放、互动的教学环境，有利于学生多元智能的培养。

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[M].北京：北京师范大学出版社，2017.

[2]孙佳丽.“小打卡”在长周期科学活动中的实践研究：以“月相变化”一课为例[J].实验教学与仪器，2020（7）：127-130.

[3]刘素芳，陈奇凡.模拟月相变化实验装置的改进[J].小学科学，2010（1）：62-67.

[4]徐爱卓.基于学科核心素养的小学科学实验教学研究[J].求知导刊，2022（26）：47-49.

[5]邢阳阳.Flash辅助教学在小学科学项目式学习中的应用研究[D].济南：山东师范大学，2022.