《影子的秘密》三次试教与思考

探究实践是科学核心素养的重要组成部分，它强调学生通过亲身体验获取知识和技能，锻炼和提高观察力、分析力、判断力和解决问题的能力，从而形成严谨的科学思维方式。在科学课堂中设计探究实践活动时，教师要站在学生的立场，充分考虑他们的现有水平以及认知发展规律，由浅入深地设计适合他们的教学活动。

一、教学分析

《影子的秘密》是三年级“太阳、地球和月球”单元的第三课。教材主要安排了三个活动：利用模拟材料产生影子，利用模拟材料让影子发生变化，通过手影游戏产生更多的影子。之后，学生通过研讨了解影子产生和变化的原因。

生活中总能见到影子，学生对于影子并不陌生，但是他们并没有深入探究影子产生以及变化的原因，更不会把它的变化与太阳、地球关联起来。调查还发现，对三年级学生而言，描述实验的方法、现象并有效记录实验有一定的难度。

教学时，在调查学生对影子已有认识的基础上，教师对教材进行了重组，设计了“找影子—造影子—变影子—消失的影子”四个活动，前后经历了三次试教，确定“造影子”和“变影子”为主要活动。

二、三次试教过程与思考

1.第一次试教

开课后，在“造影子”活动中，学生先根据教师提供的材料，分小组制造出一个影子，然后研讨影子是怎样产生的。在“变影子”活动中，学生先小组制造不同的影子，再讨论交流用什么方法制造，分析影子变化的原因。因“变影子”活动用时较多，所以导致“消失的影子”活动没有完成。

在“造影子”活动中，学生利用教师提供的实验材料很容易制造出影子，但是很难说清楚影子是如何产生的、它的产生需要什么条件。特别是对于“屏”的认识，不是学生自己交流达成的共识，而是教师为了推动教学进程而直接告知他们的。在“变影子”的活动中，学生很容易让影子发生各种各样的变化，但很多小组开展的“变影子”活动是无序的，且与要研究的问题脱节，更不知道如何把观察的现象记录下来。汇报交流时，在教师一次次追问下，学生像挤牙膏似的描述实验现象。整节课下来，仿佛是只为了传授既定的科学知识而在上课。如何让学生的思维发展贯穿整节课，如何让他们带着问题去探究，是本次试教后要重点改进的问题。

2.第二次试教

在导入活动中，教师加入了一段手影小视频，一下子调动起学生的兴趣，让“找影子”活动开展得很顺利。“造影子”活动中，教师通过“如果让你在教室里面制造影子需要哪些材料”这个问题来帮助学生突破对于影子产生需要光、阻挡物、屏的认知难点。活动中，学生通过制造影子发现影子有形状、大小、长短、位置、方向、颜色等变化，教师引导他们思考“为什么影子会发生这些变化”，让他们设计探索影子变化原因的活动方案，并进行汇报交流。

在“造影子”活动中，教师通过演示、追问，使学生顺利得出影子产生的三要素。仔细分析发现，在这个过程中教师的引导居多，学生自我认知较少。在“变影子”活动中，学生从设计实验到实验探究，再到汇报交流都有较深入的思考，但是对于三年级学生来说，用控制变量的方法来探究影子产生的变化，难度比较大，他们很难把现象与想法表述出来。如何设计更符合学生认知规律的活动内容，是本次试教反映出的新问题。

3.第三次试教

在“造影子”活动中，教师提问：“如果让你在教室里造影子，需要什么材料？”学生马上回答：“手电筒。”教师给学生提供一支手电筒，他们很快制造出了影子。对于学生不容易理解的屏，教师适时追问：“影子落在什么物体上？”汇报交流时，学生将造影子的方法进行梳理，师生共同归纳出造影子需要的条件是光、阻挡物、屏。

在“变影子”活动中，考虑到前两次的试教情况，教师降低了探究难度，引导学生只改变光照射的角度，不改变屏和阻挡物，寻找影子产生的变化。搭好了这个“脚手架”，学生对“还能改变什么，也能让影子发生变化”这一问题就容易理解得多。具体做法是：

首先，学生利用相同的一组材料（纸屏、小圆柱体、手电筒）制造出第一个影子，教师指导他们用画图的方法记录它的样子，并让他们思考“不改变阻挡物和屏的位置，怎样让影子产生变化”。学生思考并交流后，分组制造不同的影子，再全班交流。

然后，教师提供了一组有规律的太阳影子变化图，让学生分小组利用刚学会的方法快速、有序地制造出这一组影子。学生发现，无论是让一个影子发生变化，还是让一组影子发生变化，都只改变了光源的位置。他们因此联想到，这组影子的变化和生活中太阳下的影子变化是一样的。

最后，教师进一步引导学生研讨：除了改变光源的位置外，还有哪些方法能让影子发生变化？学生立即想到改变阻挡物的摆放或阻挡物与屏的距离，也会让影子发生变化。看似简单的环节，实现了从一种方法到多种方法的转变，让学生的思维得到发展。

可以看出，在“造影子”活动中，学生通过体验及记录分析，很容易认识产生影子的三要素；在“变影子”活动中，教师演示制造出第一个影子，并指导学生记录它的样子，再让他们思考、交流后，用其他方法改变影子，充分体现了“思中做、做中思”的理念。学生制造出与教师演示不一样的影子，初步掌握了控制变量的方法，并为后续研讨“还有哪些方法也能让影子发生变化”奠定基础。这里，教师设计基于学生视角的、结构化的探究活动，将探究活动引向深入，让他们的思维得到发展。

三、教学反思

1.引入有结构的实验材料

改进手电筒。最初，教师为每组提供普通手电筒做实验，试教后发现，手电筒的位置不好固定。后来换成有底座并可以弯曲的小台灯，试教后发现，这种小台灯虽然可以更好地控制位置，但在制造一组有规律的影子时降低了学生的体验感，导致他们很难发现制造这组影子时光源位置发生的有规律的变化。最终教师选用一只方便移动的手电筒来做实验。

改进阻挡物。教师最初用一个六棱柱当阻挡物，学生用画图的方法记录时，由于六棱柱影子的变化多样，要想准确记录费时且费力。之后教师经过多次尝试发现，小圆柱体产生的影子更容易被学生画下来，不会造成画图困难。

改进屏。教师最初用的是一张白纸作屏，但学生不能很明显地观察到影子的变化，后来换成了有小方格的纸屏，他们根据影子落在方格纸的大小，能很容易地观察到影子的变化。

为了指导学生画好第一个影子，教师还开发了可以固定在白板上的手电筒支架、环形灯等器材。

2.加强对实验的有效指导

学生是学习的主体，教师既要留足探究空间让他们体验、思考，又不能完全放手让他们自由探究。本课中，教师以制造的第一个影子为例，详细指导学生观察影子及记录影子，并让他们在此基础上制造出不一样的影子，自主探究更多让影子变化的方法。“先扶后放”的实验指导，让探究活动更有序、更有目的性。同时，本课实验记录单的三次改进也帮助学生有序、高效地展开探究。

3.设计有层次的探究框架

探究实践是学生学习科学的重要方式。学生通过亲身经历探究直接获取经验，建构科学概念。为了不让学生陷入“做实验即探究”的误区，而忽略实验的缘由以及方法的提出。因此，教师设计有层次的探究框架尤为重要，它能引起学生的思维不断卷入，推动思维的发展。在本课的探究框架中，学生通过皮影戏及手影游戏回忆平常生活中见过的影子，唤起他们对影子的认识。教师提供有结构的实验材料，让学生通过“找影子—造影子—变影子—消失的影子”四个有层次的探究活动，极大地调动了参与探究活动的积极性。学生在探究活动中不再是被动的接受者，而是带着问题、带着思考，真正地开展探究，并通过交流分享，让思维不断地碰撞，不断地发展，从而让深度学习悄然发生。

小结

三次试教，三次改变，教学环节的设计真正从关注“教”转向了关注“学”。这样的改变带来的惊喜是课堂没有了生硬的“灌输”，没有了刻意的引导，有的只是瓶颈处的点拨和关键处的搭手。本课教学中，学生用手电筒照出一组影子图，模拟一天中太阳的运动轨迹，从而很好地理解了太阳的运动与影子形成的关系。这一设计将模拟实验与自然界中的现象建立联系，将碎片化的科学知识与核心概念“宇宙中的地球”建立起联结，符合学生现有的能力和水平，有利于他们初步建构宇宙模型，并为他们在高年级学习日食、月食、光的直线传播等知识奠定基础。

[课题：2023年湖北省一般课题“素养导向的科学课堂教学策略研究”，编号：2023JB439]

（作者单位：林静，湖北省长阳土家族自治县教育研究与教师培训中心；彭向焱，湖北省长阳土家族自治县资丘小学）