——浅析小学科学《天气》单元的教学四策略
杭州云谷学校 陈一红
【摘 要】
《天气》单元教学是学生认识地球、理解自然与人类关系的重要内容。抽样调查显示，缺少生活经验、缺乏观测活动、缺失数据分析，依然是当下《天气》单元教学的问题所在。在本单元教学中，整合交叉内容、重组单元结构、拓展学科活动、联结社会生活，有助于学生实现科学概念和探究能力的进阶，不断养成科学的有效思维和严谨的科学态度，促进他们科学素养特别是气象素养的提升。
【关键词】小学科学，气象教学，教学策略，整合学习
《天气》是教科版小学科学四年级上册第一单元教学内容，是“地球与宇宙科学”领域的重要组成。《天气》单元的学习是学生认识地球、了解地球与宇宙的关系，以及初步建立科学的宇宙观和自然观的重要过程。它直接影响着学生该领域科学概念与探究能力的进阶，影响学生科学素养的形成。
一、《天气》单元的教学三缺 1. 缺少生活经验
大气，无处不在。学生每天都在感知天气的冷与热、干与湿、晴或雨，但他们对天气的认识却十分粗略。笔者曾对三至六年级的学生进行了一次抽样调查（样本数为100人）。调查结果显示：14%的学生认为气象与自己的生活和学习毫无关系；42%的学生不会主动关注天气预报，不会主动地对天气变化作出应对。
2. 缺乏观测活动
心理学家研究表明：有效学习发生在真实的探究活动中，建立在充分理解的基础之上。本
⚫ 气象与生活、学习有关吗？
⚫ 你会每天关注天气预报吗？
单元安排了气温、降水量、风向风速、云等气象四要素的观测技能学习，力图通过自制观测仪器与亲历观测活动去理解与体会其背后的科学原理。但是，由于受到教学时间的限制，以及缺乏合适的材料，学生经历的往往只是简单的“手工劳作”或活动的“走马观花”。学生在不严密的实验材料、不规范的观测环境中，很难开展高质量的气象观测活动，观测活动浅尝辄止，何谈提升科学素养。
3. 缺失数据分析
从单元内容的编排可以发现，教材力图通过天气现象与人类生活的关系入手，开展气象四要素的观测技能学习，并在单元最后进行气象数据的处理，帮助学生理解天气现象与各要素之间的联系。但在整个单元教学过程中，学生只在单元结束时经历一个月的天气现象统计与分析，用简单的条形图处理降水量，从数据记录表中粗略地数出晴、雨、阴出现的天数。学生对单一要素进行数据分析与处理，缺失了对要素之间的深入探讨。他们更没有时间与空间去思考气象要素与自然环境、建筑布局、人类活动乃至全球大气候条件的关系。探究对象是单一的，分析结果自然是囫囵半片。
基于以上问题，笔者认为，整合原单元交叉内容、重新编排教学顺序，在不改变教学主目标、不增加课时的前提下，开展科学拓展活动增加学生的探究时空，丰富学生的科学体验，不断提升学生的科学素养。
二、《天气》单元的教学四法
1. 整合交叉内容，以体验性活动促科学概念的自主建构
云量是天气现象重要的评价指标。作为单元起始课，“我们知道的天气现象”与“今天的天气怎么样”两个活动教学时主要以讲述、讨论为主。然而，天气现象与云量有着密切的关系，而教材却将云量的观测方法安排在气温、风、雨之后的第六课，造成教学内容的交叉，学生思维发展的断层，不利于学生对天气概念的自主建构。因此，教学时将第六课与第一课的部分内容进行整合，可以将“云量”的探究活动与天气现象了解有机融合，丰富学生的感性经验，更好地理解不同天气现象的关系。
“我们知道的天气现象”及“云量观测”整合教学片段为例： 活动一：看云识天，暴露错误前概念引发认知冲突
通过晴、阴、雨、多云四张实景照片的判断活动，学生能较好地分辨多云、雨天，但是对于晴天和多云天气存在一定的分歧，大部分同学认为只要有太阳就是晴天，他们将有无太阳作为判断天气的重要标准。本环节的教学暴露出学生对“晴天”和“多云”两种天气判断的错误
概念，教师利用这一认知冲突，激发学生科学探究的兴趣，为云量占比的拼图活动奠定基础并有效地聚焦。
活动二：拼图活动，建立现象与概念的有效连接 认知冲突的激发充分调动了学生学习的积极性，教师适时提出拼图活动的操作目的、方法以及评价标准，学生通过动手剪一剪、拼一拼、比一比的体验活动用量化方式对云量进行科学的统计，将肉眼无法直接判断的
多云与晴天进行精准的对比（如图），感受云量占比与天气现象之间的关系，有效建构天气现象的概念。拼图活动将抽象的云量占比转化成直观的表象，较好地扭转了学生的错误前概念，让学生对晴天、多云等天气现象有了直观而深刻的理解，利用体验性的活动对现象与概念之间建立了有效的连接。
活动三：图标明意，促进科学概念的有效建构
通过探究活动学生明确了云量与天气现象的关系，教师顺势提出晴天、雨、多云的天气图标有什么不同之处，并利用ppt呈现晴 多云 两种图标，通过活动二的探究与图标的内 涵建立有效的联系，赋予气象图标实际的内涵。学生自主建构气象图标与天气现象的联系，形成稳定而持久的科学概念，并能举一反三地理解其他气象图标的含义。如阴天即云很多所以用两朵云
表示；小雨用一朵云下面一列雨滴、中雨用一朵云下面两列雨滴、大雨用一朵云下
面三列雨滴表示，以此类推。
通过交叉内容的有效整合，增加了自主探究体验的机会，挖掘学生认知冲突激发学生探究欲望，从而自主地建构天气现象的概念，建立了天气现象与气象图标的内涵连接，形成科学认识事物的方法与技能，提升科学素养。
2.重组单元结构，以亲历性活动促发科学思维的有效形成
气象观测技能的学习，是学生认识天气、了解天气的开始，学生除了学习单一的气象要素观测以外，需要大量的气象观测实践活动去亲历、实践、体验天气的变化。第二课《天气日历》需要学生进行为期一个月的天气要素观测与记录，意义深远。然而气象基本观测要素气温、风向风速、降水量等内容的学习却在单元的第3至6课，学生不具备该活动所需的知识与技能基础。因此，为了能学以致用让学习真正地发生，将本课教学内容调整到单元后期进行，学生通过亲自参与观测活动获取数据既是对气象要素观测技能的研习，也是充分利用该项活动增加学
生体验的机会。学生每天上下午两次进入校园气象观测站，亲身体验气温、风向风速、降水量以及云量的观测活动，制作班级《天气日历》和个人《天气日历》。
在后期数据整理的过程中，用自己收集的数据进行分析、处理与研究更具说服力。极大地调动学生学习的积极
性，有利于学生养成长时探究的持续性、严谨性，培养学生良好的科学素养。
3.拓展学科项目，以延伸性活动促科学探究的纵深发展
基于学生有效思考的实践活动，是学生增长知识、提升能力的关键。气温、降水量、风向风速等要素观测的教学中，借助校园气象站、学校气象科普馆的硬件设备，带领学生往深处再走一步，达到知其然更知所以然的境界，拓展单元内容的纵向深度，促使学生更好地理解气象基本知识、掌握气象观测技能、形成严谨的科学态度。
“百叶箱结构研究”拓展教学片段为例:
《温度与气温》一课，学生测量了大树下、走廊上、阳光下、教室内四个场地的数据，并与百叶箱数据进行对比，得出大树下与气象观测的相似性。在分析大树旁与百叶箱的数据共性基础上，他们认识到大树旁与百叶箱的箱体都是无阳光直接照射的阴凉环境，而百叶箱的四周的百叶结构则是为了保持良好的通风条件。
尽管如此，学生对百叶箱这种专业的气象观测工具仍然知之甚少。为了更深入地了解专业观测设备与仪器，在“气温”教学之后，安排了学生进入校园气象站开展百叶箱结构研究的拓展活动。学生们从百叶箱的大小、结构、高矮、颜色等入手，发现百叶箱颜色都是白色的，具有较好的反光功能，能尽可能地减少太阳对箱体的辐射；侧面是由45°下倾的百叶组成，达到良好的通风效果；顶部有一块大于百叶箱顶部且向后倾斜的木板，可以使雨水顺利排出；百叶箱的高度在1.5米左右，是人类活动最为频繁的大气水平高度。
“影响降水量的因素”拓展教学片段为例：
三年级学生已经学会用量筒测量，并认识了体积（容积）单位“毫升”。“毫升”与“体积”、“毫米”与“长度”的牢固关系，成为理解降水量概念的“障碍”。自制雨量器活动，应基于学生充分理解雨量筒的形状与降水量单位。然而，教材中未能在毫米这一难点给予太多的笔墨，
而市面上的喷壶也很难达到均匀降水的效果，给课堂教学带来极大的困难，学生无法理解降水深度与降水总量的关系。为了解决这一教学难点，笔者利用学校气象科普馆降水量体验设备进行教学。通过卡通视频讲解，以及与降水设备的人机模拟互动，利用24小时小雨、中雨、大雨、暴雨四个等级的不同降水深度的对比，研究降水量的深度原理，使学生感受降水时间和水位高低的关系。
学校气象科普馆互动展项《降水量的秘密》
同样，风向风速教学内容也存在材料的缺憾。教学时可利用气象科普馆“试试几级风”展项，让学生在互动实践中体会风级与风速的关系，体会城市建筑的结构与风级的关系，并结合展板的文字说明主动学习。大量的事实发现，拓展活动的实施能帮助学生更好地理解气温的概念，活动后教师适时提供的相关资料还能明确他们的作用并与温度测量建立有效的对接。
4.联结社会生活，以综合性活动促科学态度的逐渐养成
气象是一门应用科学，是提高人类生活品质的必备条件。《天气》单元的学习，除了基本的气象知识和技能以外，更重要的是培养学生关注气象、关注生活的兴趣，提升他们对“科学、技术、社会与环境（STSE）”之间的互动关系的理解。因此，积极寻求气象学习与社会生活的联结，开展多途径、多样化的综合实践活动，是帮助学生全方位感知、体验与融合气象知识，
提升气象素养的关键。单元教学中，笔者充分利用学校气象站、气象科普馆的资源，以科学课程学习、日常观测活动、气象馆体验性学习等多途径展开。充分利用学校气象科普馆，帮助学生学习气象知识、体验气象原理、掌握气象防灾减灾技能。场馆的随机开放、内容的学科互容、形式的互动趣味使自主学习在课堂内外悄然发生。除此之外，学生还能在学校定期举行的气象主题综合实践活动中，学习知识、锻炼技能、体会气象与人类的关系。比如，每年的3·23世界气象日、5·23学校科普节，精心设计的气象知识竞答、气象谚语猜猜猜、气象拼图、超轻彩泥制作气象图标、气象灾害防治大家说等项目让同学们在玩中学、在学中思。
“校园微气候”联结教学片段为例：
在单元整体学习之后，可以带领学生进行校园微气候环境的研究，从而让他们深入感知天气要素与环境的关系。9月的杭州仍然非常炎热，每天的“阳光一小时锻炼”，哪个场地最凉快？教师根据这一问题，引导学生展开研究。教师可以将学生按科学小组分到校园的每个角落，负责一个观测点的定时测量与记录，实验结束后进行数据的全班统计。教师可以利用等温线的知识指导学生整理数据，学生尝试绘制校园等温图发现同一时间校园不同地点的温度截然不同的事实。学生通过讨论发现温度的变化与通风条件、周围建筑、植被情况都有很大的关系。这些认识，为学生在校生活选择合适的运动场地，提供了有力的支撑。
在《天气》单元的教学中，整合交叉内容、重组单元结构、拓展学科项目、联结社会生活，有助于学生实现科学概念和探究能力的进阶，不断养成科学的有效思维和严谨的科学态度，促进他们科学素养特别是气象素养的提升。
【参考文献】
[1] 国家教育部.义务教育小学科学课程标准[M]. 北京:北京师范大学出版社,2017.44. [2] 吕文焕.小学科学拓展胜探究活动的实践与探索[J].文学教育,2011(08). [3] 温·哈伦.科学教育的原则和大概念[M].北京:科学普及出版社,2015． [4] 袁优红.小学科学有效性教学策略探究[M].杭州:浙江大学出版社,2013. [5] 童健燕.使科学探究活动更加有效[J].科学课,2012(2)．
[6] 张文然.小学科学课程专题研究课教学模式探索[J].现代教育,2008(23-24). [7] 赵林强.小学科学课外活动的实践与探索[J].小学科学教师,2012(1)．
[8] 徐洪伟.多方入手重塑小学科学有效课外探究活动[J].小学科学教师,2013(5)．
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