范颖

《四季的划分》一课是根据湘版小学《科学》五年级下册第四单元《地球的运动》中的第二课《四季的变化》改编的。教材内容呈现的大致顺序是：利用数据分析处理的方式，探寻一年中的气温变化和昼长变化的对应关系，得出气温变化规律与昼长变化规律基本一致的结论;提出人们如何划分四季的问题，引导学生利用刚刚发现的昼长变化规律，寻找划分方法进行四季划分。

一般地，人们大多是按照气温高低划分四季，但不同地区、不同环境气温变化各有不同，即使同一个地点，每年的最高气温和最低气温的时间点也是不确定的。所以，用气温准确划分四季变得很难操作。人们发现，昼夜长短变化规律在每年是基本固定的，于是利用昼长变化的时间点划分四季，就有了实操意义，后一课还进一步解释其中的天文学四季划分的意义。事实上，从人类认识四季的科技史来看，也大体经历了上述过程，湘版教材努力还原科技史，可谓独具匠心。

我们将课题改成《四季的划分》，并将教材中划分四季的任务前置，教学伊始就依次提出问题，而后才开展全年昼长变化的模拟观测、记录，以及规律的探寻。四个问题分别为：

“四季是根据什么划分出来的？”

“按照昼长的变化，能否划分出四季？”

“如果能，那么这其中的道理是什么？”

“昼长具体怎样变化，怎样利用昼长变化来准确划分四季？”

在任务驱动下，教师引导学生回顾关于自然现象变化的生活经验，重演人类观测、发现自然现象变化规律并运用规律划分四季的科学历程，最终尝试给一年划分出四季。先明确要达到的果，再探寻因，这样的调整，让活动目的更清晰明了，而活动的主体过程依旧诠释了编者的主旨思想和编写意图。

回顾整个教学过程，我们经历了研读课程标准、剖析教材、推敲现代教学技术手段的运用以及课堂教学的实施等过程，感受颇多。

注重引导学生经历科学重演过程

1.从课程标准角度看重演

地球与宇宙科学领域的结构图中（如图1），箭头的指向是由宏观、抽象概念到微观、具体事例，这样便于教师把握全貌，围绕核心概念组织教学。儿童的学习是从他们身边感知的事物开始，由具体到抽象，因而学生学习的箭头指向恰恰反了过来，儿童将从大量自然现象的观察发现开始，逐步明晰变化的规律（周期性变化），不断趋近主要概念的建立，即“地球有规律地运动”。

2.从教材结构安排看重演

围绕“地球围绕太阳公转，形成四季等有规律的自然现象”这一学习内容，湘版教材编排内容如下（见表1）：

在低年段对四季有了丰富感性认识之后，在高年段探寻四季成因之前，教材安排了《四季的变化》一课，旨在引导学生从对四季物候变化的感受，聚焦到气温、昼长、日影长度等起决定作用的自然现象，通过对一年、多年各月观测数据的搜集、整理、建模与分析，发现规律。

这段学习之旅，将引导学生重演人类认识自然现象规律继而认识地球运动规律的过程，这样的编排是湘版教材注重科技史渗透的一个例证。

注重运用现代教育技术手段辅助教学

在《四季的变化》教材内容的呈现上，探究“一年气温变化与昼长变化关系”是划分四季前的重要活动。在“一年中气温和昼长是怎样变化的？有规律吗？”引发问题以及初步构思方案的导引下，教材提供了北京古观象台气象观测记录数据统计表，旨在引导学生基于现有资料，开展思维加工，从而明晰变化过程，逐步发现气温和昼长的变化规律。

让数据“活”起来是教师源于教材、高于教材进行教学的一个切入点。改变数据的提供模式，能让学生在观测活动中获取数据，将统计表格中抽象的、静止的数据，与动态的自然现象紧密关联，从而展现数字背后的故事。这样处理，会使本课更具科学味，让学生累积更多关于“地球有规律变化”的证据，同时会更吸引学生调动感官与思维，积极参与重演式的学习。

教材中提供的是月均数据，而我们实际教学时借助的现代教学技术设备——全息交互协作学习终端（下文简称“全息设备”）则存储了一年中每天的气温、昼长变化等信息，学生可以利用课堂教学的时间抽样调取观测日期，快速完成相关现象的观测与统计，从而找到规律，为四季划分提供依据。全息设备分为上、下两部分：下边方形屏幕是供学习者触控的屏幕，上边四个立柱间的透明“金字塔”屏幕是成像显示屏，学习者透过屏幕，看到内部立体、高清、逼真的影像。有了这样的硬件，加之教研人员与软件开发人员不断地研究，最终体现出利用全息设备教学此课的优势。

1.推动学生形象思维的发展

在全息設备演示数据变化的同时，赋予立体形象变换的影像。如研究全年气温的变化，会伴随着银杏树、湖水、荷花以及行人着装的变化，甚至有正午太阳高度的变化。再如昼长的变化，能从北极上空俯视球体的角度，看到被阳光照亮区域的变化;能从赤道上空侧视地球的角度，看到被阳光照亮区域的变化;还能观察地球某地（如北京）全年昼夜长短变化的情形。展示屏上生动的画面牢牢地吸引着学生;数据变化与自然现象变化相吻合，加深了学生对数据的认识;“跳出”地球，以“太空观望者”的视角看这个亮暗各半、不停自转的蓝色球体，观察球体上的标记点（北京）穿梭于亮暗区域。这样的立体动态画面，对右脑包括空间想象在内的形象思维能力，是一种增强刺激与训练，很好地呼应了此前的昼夜交替模拟活动，衔接之后的四季成因建模活动。

2.突破学生不易实地开展长期观测的难点

全息设备通过计算机反向建模、专业网站获取数据、还原立体情境等软件研发，推出逼真的虚拟情境。不论是气温变化还是日出、日落时间，都精确到每一天，甚至几时几分几秒。当然，虚拟不等于虚假，这是建立在科学数据基础上经计算机科学推演后的虚拟。在有限的时空里，学生最大程度、接近真实地开展模拟观测活动，大大提升了学习效率，为解决本领域学习的难点做了有意义的尝试。如果没有全息设备的支撑，关于一年中气温及昼长的变化情况，课堂上难以向全体学生展现，也难以保证数据获取的准确度。当然，全息设备不可以替代所有的实地观察，科学课还是倡导融入自然，真实观察。

3.支撑学生灵活学习的需求

不论是气温还是昼长的变化，均包括全年每日的数据与相对应的情境等素材，并以日历界面形式呈现，学习者任意选择某一天，即可呈现当日的情形。

这种大量信息存储库存为学生展开个性化的深入研究提供了支撑。首先，研究不可能每天都观测记录一遍，为了既快速又准确地了解全年气温、昼长变化情形，学生的办法也五花八门。多数同学想到取各月居中的日期当作全月平均值，在实际操作中，遇到28天的2月就选14号，遇到小月选15号，遇到大月选16号;有的学生认为各月取中间日期的数值作为平均值不严谨，想多选几天，算出平均值;有的学生认为各月在月初、月中、月末各选一天，数据汇总求平均值，也更科学;有的学生想寻找气温突变的日子，以判断各季节的起点;有的学生想要精准寻找昼长变化的极值出现在哪天，锁定四季划分的标准点;有的学生利用记录表单统计出全年各月数据后，全息设备又为善于观察分析统计图的学生提供了一个出口——随着选取日期进行观察，后台自动生成折线统计图，并最后通过连接的打印机打印出全年气温或昼长变化统计图（如图2），为学生形象描述变化，提出划分四季的依据提供了有力支撑。全息设备不再是仅限于播放立体影像，抑或提供趣味互动题目检测所学的功能，而渐渐成了学习者随时可按需求利用的学习宝库。

其次，全息设备四面可同时支持小组在大任务下不同分工的学习需求，使得全年的观测和数据积累由各个小组化整为零，每人分头负责某几个月的观测与记录，最终再汇总到一起，形成全年气温与昼长变化的完整数据统计，从而很好地体现了分工与协作学习。

综上所述，对《四季的划分》一课的研究与实践，使我们更深刻地认识到，从宏观与微观双向研读课程标准、新教材，根据地球与宇宙领域内容的特点，将新兴现代教育技术手段与传统教学相融合，可以摸索出一条利于学生亲历科学重演、利于学生思维发展的创新之路，是富有挑战、充满志趣、影响深远的一次行动研究，对弘扬教材的特点、发展教师的专业水准以及提升学生的科学素养会起到一举多得的推动作用。