谢姣姣

近年来，智慧课堂的概念越来越普及，它是从“教”与“学”的角度实现促进学习的智慧，提供多种多样的教学工具与模式，其中现代化信息技术手段是基本依托。科学属于小学教育阶段的一门基本性学科，以讲授一个简单的自然知识为主，但是有着典型的抽象性特征，特别是有关地球、宇宙方面的知识尤为如此，还涉及到部分实验。小学科学教师可基于智慧课堂视角切入，积极开展地球宇宙领域方面的实验教学，把抽象的科学概念变得具象化，有助于学生更好地理解，提高他们的学习效率，使其形成深刻印象与牢固记忆。鉴于此，本文以教育科学出版社小学五年级科学下册第三单元第一章节“地球——宇宙的奇迹”为例，着重分析与探讨地球宇宙领域实验教学的开展，同时分享个人建议，以供同行参考所用。

一、教材简析

本节课程是教育科学出版社小学五年级科学下册第三单元《环境与我们》的第一课，是整个单元的第一节课，在教材中，从宏观角度出发，说明地球是人类已知宇宙中唯一存在生命的星球。在本节课程中，以“地球有什么独特之处？地球为人类以及其他生命提供哪些生命必须条件？”作为核心问题，让学生主动思考、归纳和总结，对生命生存的重要条件进行梳理。在探索时，教师利用多样化方式，如资料、视频和图片等方式，将生命生存的必要条件更加形象地展示给学生，帮助学生了解地球的四大圈——大气圈、水圈、土圈（岩石圈和生物圈），为人类生活提供合适的生存环境。在研究讨论时，引入问题“为什么要珍惜地球家园？”引导学生思考，并且借助“设计空间站”的实践活动，加深学生科学概念的学习和理解，深入体会地球是宇宙的奇迹，强化学生保护地球与环境的情感。

二、学情分析

小学生在二年级《我们的地球家园》、三年级《太阳、地球和月球》和五年级《地球表面的变化》的学习中已经初步掌握与了解地球的基本情况，为学习本课打下了一定的知识基础，知道地球上的空气、水等为生命生存提供了必要条件，但是对地球的独特性缺乏系统性认识，对于海洋也为人类提供丰富的生物、矿产、能源等资源，海洋植物还是最主要的二氧化碳吸收者，知之甚少。同时，他们对环境和人类之间的关系也有一定的认识，这些认识主要来自于平时的生活经验或者其他书籍资料。因此，在本节课教学中，教师可以借助智慧课堂发布丰富的视频和图片资料辅助课堂教学的开展，引领学生在智慧课堂环境下总结与归纳地球存在生命的必要条件，再结合平板绘图增强学生的认知，使其认识到地球的独特性，继而让他们能够更为深刻地理解为什么要珍视与爱护地球。

三、教学过程

1. 聚焦

教师可采用提问导入法：同学们，你们听说过“外星文明”吗？知道有哪些有关“外星文明”的故事？由学生结合看过的动画片、科幻电影、课外书籍等分享一些关于“外星文明”的故事，激起他们学习新课的兴趣，实时指出：当前，所有的“外星文明”故事都是虚构的，因为没有确凿的证据表明除地球之外的星球存在生命，地球是已知的唯一存在生命的星球。接着，教师利用智能平板上传播放视频《地球家园的奇妙》，让学生通过智能设备观看视频，搭配问题：地球有什么独特之处？为人类和其它生命提供了哪些生存所必须的条件？鼓励学生结合已学知识及个人认知自由思考与作答，使其初步意识到地球是宇宙的一个奇迹，主动关注地球提供给人类的生存条件。之后，教师讲述：大家听过马斯克的火星移民计划吗？遥望太阳系，火星是距离地球最近的星球之一，人类真的能像在地球上一樣在火星上生活吗？学生会说“不能”，课件中展示火星与地球的全景图，使其关注两个星球的不同，通过对比将他们顺利引入到新课学习中。

设计意图：有关“外星人”“外星文明”的影视作品、文学作品相当多，这也是小学生十分喜爱的一类题材，使其充分表述自己所了解的“外星文明”故事，激起他们学习新课的热情。并从学生感兴趣的话题“移民火星计划”出发，主动思考太阳系中与地球相似的火星，生命能够在此生存吗？然后通过平板展示火星与地球的图片，他们通过放大图片能更细致地对比很明显地发现地球是一颗水球，地球上有大气、水等特点，从而引导学生思考地球为生命生存提供哪些必要条件，教师明确告知，地球是已知的唯一有生命的星球，也只有地球提供给生命足够的生存条件，凸显地球是宇宙的一个奇迹，让他们关注地球给生命提供生存的条件。

2. 探究

（1）梳理生命生存的必要条件

教师利用智能平板播放视频《地球存在生命的原因》，搭配教学语言：大家生活的地球普通又独特，它孕育着动物、植物与人类，那么地球为生命的生存提供哪些必要条件呢？学生可能出现以下回答：地球上的生命都离不开水；生命都必须在适宜的温度下才能够生存；动物都需要食物；植物都需要养分等，使其列举人类和其他生命存在的必要条件，相互补充与完善，他们发现生命存在的条件十分苛刻，学生可能会注意到水、空气、温度、食物、营养等条件，但是容易忽视能源、大气层等条件。教师可以与他们一起补充与汇总，使其认真梳理生命存在的必要条件，通过总结强化自身的科学概念。

（2）画一画生命存在的地球

在教学中，教师利用智能平板在网络学习平台展示一组有关地球环境的动态图片，主要是各个圈层的位置及轮廓图，询问：地球上面存在哪些与生命活动有关的部分？指引学生在自己的平板上画一画地球，且标记出与生命活动有关的部分并做出以下记录：地球上的水圈为生命提供所需要的水；地球上的大气层为动物和植物呼吸提供空气；地球上的土壤为植物提供养分，以供植物扎根；地球上的岩石、土壤为动物提供栖息地；地球和太阳之间的距离较为适宜，让地球表面的温度适宜生命存在；大气圈使地球表面的温度适宜，阻隔很多有害的辐射等。其实要求学生绘画地球的主要内容是地球上的生物圈，还包括阳光、臭氧层等同生命紧密相关的事物，使其将地球的环境条件与生命活动关联起来，把前面梳理好的生存条件进行形象化表达，达到化抽象为具体的效果，锻炼他们的科学学习能力与思维品质。

（3）阅读资料了解其它星球

教师在课件中出示太阳系的八大行星图，同时将屏幕推送到学生的平板中，带领学生阅读太阳系图，以及地球与太阳系其他行星基本情况进行对比的资料，主要包括：大气、水、气候、温度、能源和食物等条件，某一项条件不符合，就表示着这颗星球不适合人类生存，使其进一步理解地球是一颗独特的星球，让他们关注地球存在生命的条件，大气层、水、岩石、土壤、温度、气候等条件是缺一不可的。

设计意图：该活动的目的是让学生进一步了解地球是一颗非常独特的行星，在太阳系中，金星与火星的条件同地球较为接近，同太阳之间的距离也比较相似，即便如此，金星与火星还是完全不具备生命生存的条件。在这一教学环节，教师安排的各项活动层层递进、逐步深入，借助智慧课堂环境，投放高清太阳系八大行星图，学生可以放大图片仔细观察各行星的异同点，再让他们利用平板绘画、标注地球上的生物圈提供的生命存在条件，然后阅读太阳系图和地球与太阳系其他行星情况对比资料，使其进一步理解地球是一顆独特的星球，为生命提供全部的生存条件。相较于传统课堂，智慧课堂环境下的本环节更加益于学生理解地球的唯一性。

3. 研讨

教师给出研讨1：地球为人类和其他生命提供哪些生存的基本条件？为什么要珍惜大家所生活的地球家园？引导学生利用自己所画的“地球的环境条件和生命”汇报地球为人类和其他生命提供哪些生存的基本条件，使其对探索部分内容加以梳理与概括，即为：适宜的温度、气候、空气、大气层的保护、水、土壤和岩石、植被等。接着，教师在课件中展示一组人类破坏地球的图片，如：滥砍滥伐、工业与生活废水胡乱排放、汽车尾气和工厂废气大肆排放、垃圾污染土壤等，引出话题：人类这些行为正确吗？说一说为什么要珍惜所生活的地球家园？学生结合生活常识及所学知识判断出这些行为是不正确的，使其发现地球是唯一能够供人类和其它一切生命生存的星球，假如地球遭到破坏，会影响到所有生命活动，所以要珍惜地球家园，引导他们结合本节课所学知识意识到保护环境的重要性。之后，教师设疑：如果其中某一项条件缺失或者改变，会带来什么严重后果？让学生感受地球上任何一项条件的缺失或者改变，都可能导致地球上的生命面临灭顶之灾，进一步增强他们保护地球家园的意识，使其科学观念有所改变。

教师给出研讨2：现在准备设计一个宇宙空间站，要为宇航员保证哪些基本的生存条件？学生结合本课知识及生活经验讨论后得出以下基本的生存条件：温度、呼吸、饮食、重力、避免过度辐射以及其它方面的生存条件，使其同前面交流的内容联系起来，他们将会发现宇宙空间站的生命支持系统十分复杂，类似于地球的环境条件都是不可或缺的，使其进一步理解地球是宇宙的奇迹。

设计意图：本环节主要是对上述探索部分内容的交流与汇报，通过设计宇宙空间站，学生能够发觉宇宙空间站的生命支持系统相当复杂，使其转换角度反过来思考，地球能够提供一切生命的必需条件，并且还会自我调节平衡，让他们深刻感受到地球是宇宙的奇迹，进一步培养爱护地球、保护环境的思想情感。

4. 拓展

教师在课件中出示“丰富的海洋资源”图文资料，组织学生交流海洋为人类提供哪些生存的基本条件？讨论哪些是原先没有想到的？海水能够调节温度；孕育生命，里面有大量的海洋生物；可以调节空气湿度；提供冲浪的场所；还能提炼出盐和淡水资源；具有阻挡紫外线的功能，让地球免受太阳辐射的伤害；提供充足的生命用水和溶解氧；还有大量生命所需的矿物元素；提供初级生产，像藻类物质及其它海洋微生物，这为海洋食物链的发展提供原动力等，使其列出之前没有想到的条件，助推他们了解海洋为人类生存提供的必要条件，自觉树立保护海洋的意识。

设计意图：在拓展环节，能够让学生对“地球为人类和其他生命提供生存的基本条件”认识得更为完整，由于他们比较关注陆地上面的资源，通常忽视海洋为人类提供的各类资源，更是容易忽视海洋植物是吸收地球上二氧化碳的“主力军”，利用图文资料很好地补充学生认识的不足，帮助他们建立起完善的知识体系。

总而言之，在智慧课堂下的小学科学地球宇宙领域教学中开展的课堂教学，教师需以掌握基本的计算机操作技巧与信息技术手段为前提，把握好所授内容同现代教育技术之间的关系，充分借助信息技术手段的优势将抽象的地球、宇宙知识清晰、直观地展示出来，创新课堂教学形式，带给学生更为生动与形象地学习资源，辅助他们更好地理解与掌握科学知识，使其切实感受到地球的神奇以及生存环境的珍贵，同时深刻认识到人类对环境的依存关系。

课题备注：2021年度安徽省教育信息技术研究课题《智慧课堂环境下小学科学“地球与宇宙领域”教学资源的开发与应用》（立项号：AH2021053）研究成果。