地球在公轉(zhuǎn)嗎的教學(xué)反思
從教參上看，人類認(rèn)識(shí)地球在公轉(zhuǎn)經(jīng)歷了長(zhǎng)期而有艱難的過程，雖然我們的學(xué)生多數(shù)通過閱讀書籍已經(jīng)知道地球圍繞太陽公轉(zhuǎn)，但是到底人們是怎么發(fā)現(xiàn)地球在公轉(zhuǎn)？有哪些證據(jù)能夠說明地球在公轉(zhuǎn)？學(xué)生知道的只是一個(gè)純粹的結(jié)論，而不知道該結(jié)論從何而來，這也正是本課教學(xué)需要解決的問題：既要讓學(xué)生經(jīng)歷人類發(fā)現(xiàn)地球公轉(zhuǎn)的過程，尋求地球公轉(zhuǎn)的證據(jù)，又要讓學(xué)生了解人類探索地球公轉(zhuǎn)的歷史，讓他們知道任何科學(xué)發(fā)現(xiàn)都需要漫長(zhǎng)的過程，科學(xué)結(jié)論的得出切實(shí)可靠的有效證據(jù)，同時(shí)隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，科學(xué)結(jié)論的得出可能有多種形式和證據(jù)。
在這節(jié)課前，我問你認(rèn)為地球在公轉(zhuǎn)嗎？幾乎90%的學(xué)生都認(rèn)為地球在公轉(zhuǎn)，他們的知識(shí)多數(shù)來源于科普書籍或家庭教育，但這種先前知識(shí)中幾乎不存在提供科學(xué)證據(jù)證明地球公轉(zhuǎn)，更多地在描述地球公轉(zhuǎn)的特征（我從一些科普書上看到一般包括包括軌道、方向、周期等等）知識(shí)信息，既然學(xué)生多數(shù)已經(jīng)知道該問題的結(jié)論了。因此重點(diǎn)也就放在尋找科學(xué)證據(jù)上證明上，體驗(yàn)科學(xué)家探索的歷程。
在處理模擬實(shí)驗(yàn)這個(gè)環(huán)節(jié)時(shí)，我首先讓學(xué)生討論了第一副圖中在不同位置觀察星星會(huì)有哪些不同？在充分討論的前提下，讓學(xué)生通過看書嘗試說說這個(gè)模擬實(shí)驗(yàn)該如何操作，需要注意哪些問題。老師在這里可以設(shè)置問題引導(dǎo)：如用什么代替星星比較合適？模擬地球公轉(zhuǎn)時(shí)怎么站位？為什么要被對(duì)著太陽？觀察幾次比較合適等等，更要提示學(xué)生及時(shí)做好記錄。這個(gè)環(huán)節(jié)里面，我覺得實(shí)驗(yàn)相對(duì)來說比較容易操作，但是也存在一些問題，如兩顆星星的位置間距多少比較合理？離地球公轉(zhuǎn)軌道的距離多少？這直接影響到學(xué)生觀察到的星星之間形成的偏差，并且在這個(gè)過程中，如果距離太遠(yuǎn)的話，學(xué)生觀察到的數(shù)據(jù)都是自己估計(jì)出來的，誤差比較大。當(dāng)然實(shí)驗(yàn)后，學(xué)生都能觀察到星星之間的視差，并且隨著星星距離我們位置的不同，視差也發(fā)生變化。
只是我自己還有些疑問：恒星周年視差的現(xiàn)象是所有星星都會(huì)產(chǎn)生的嗎？我們對(duì)多數(shù)恒星自身的運(yùn)行情況并不知情，有學(xué)生問如果有些恒星的運(yùn)行情況和地球公轉(zhuǎn)軌道和速度差不多，還會(huì)產(chǎn)生同樣的現(xiàn)象嗎？當(dāng)然這種建立模型構(gòu)建事實(shí)的推理方法，在科學(xué)研究方法上是非常重要的，學(xué)生能夠從這個(gè)實(shí)驗(yàn)中學(xué)到這種如何運(yùn)用這種方法，就是在運(yùn)用這個(gè)方法解釋天體運(yùn)行現(xiàn)象時(shí)，不知道對(duì)學(xué)生本身知識(shí)認(rèn)知情況是否有一個(gè)先行了解。這樣一個(gè)看似很簡(jiǎn)單的模擬實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜃寣W(xué)生認(rèn)識(shí)到地球在公轉(zhuǎn)這樣一個(gè)事實(shí)嗎？并且恒星的周年視差對(duì)多數(shù)老師來說也應(yīng)該是一個(gè)新概念，書本確解釋的如此簡(jiǎn)單。既然按照我們的實(shí)驗(yàn)方法，能夠輕易地看到恒星的周年視差，那么科學(xué)家（如哥白尼）在提出日心說這個(gè)觀點(diǎn)時(shí)，怎么就不能證明地球在公轉(zhuǎn)呢？
我覺得教材在建立模型時(shí)已經(jīng)將有一個(gè)模型――科學(xué)現(xiàn)象的聯(lián)系過程，為什么這樣的模型能夠解釋科學(xué)事實(shí)或現(xiàn)象，而先前的許多科學(xué)家卻沒有認(rèn)識(shí)？如果科學(xué)結(jié)論真的這么容易產(chǎn)生的話，我們?yōu)楹谓痰娜绱速M(fèi)力？可以說這個(gè)將模型與科學(xué)現(xiàn)象建立聯(lián)系的過程這種先前知識(shí)在廣大學(xué)生腦海里是不存在的，而這個(gè)模擬實(shí)驗(yàn)恰恰是建立在學(xué)生已經(jīng)將兩者建立聯(lián)系的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，這其實(shí)已經(jīng)跨越了重大的一步。現(xiàn)代科學(xué)研究過程中，發(fā)現(xiàn)未知自然現(xiàn)象，到知道這是怎樣一個(gè)事實(shí)，再到如何解釋這個(gè)現(xiàn)象（有哪些事實(shí)），當(dāng)我們無法用事實(shí)來解釋時(shí)，只能通過模擬實(shí)驗(yàn)，而在這課模擬實(shí)驗(yàn)的方法和設(shè)計(jì)我覺得是很有難度的。就像目前科學(xué)家多數(shù)認(rèn)為：宇宙是由宇宙大爆炸產(chǎn)生的。歐洲粒子物理研究所的`科學(xué)家表示最近就表示用模擬一次“宇宙大爆炸”，來探索宇宙的奧秘。這其實(shí)是一個(gè)很復(fù)雜的過程，投資額達(dá)６０億美圓。這次模擬“宇宙大爆炸”，將對(duì)此前提出的科學(xué)理論和假說進(jìn)行驗(yàn)證，并最終解答一些與宇宙相關(guān)的根本問題，如：宇宙的形成及其構(gòu)成；此外，科學(xué)家還希望在對(duì)撞過程中能夠產(chǎn)生其它他們感興趣的東西，比如“黑洞”。現(xiàn)在的問題時(shí)我們?cè)撊绾螌⑽覀冊(cè)O(shè)計(jì)的模型和地球公轉(zhuǎn)建立聯(lián)系，并且適應(yīng)學(xué)生的先前知識(shí)。
書本在介紹恒星的周年視差時(shí)，提出：為什么人們長(zhǎng)期不能發(fā)現(xiàn)恒星的周年視差？這樣一個(gè)問題放在這個(gè)階段我覺得有些本末倒置，前面我們模擬實(shí)驗(yàn)中讓學(xué)生已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了恒星的周年視差，在這里怎么又可以說，科學(xué)家怎么沒發(fā)現(xiàn)呢？這在邏輯上沒有明顯問題嗎？這段補(bǔ)充資料的介紹很好，只是對(duì)于角秒這個(gè)單位認(rèn)識(shí)還不到位，這是一個(gè)距離單位還是一個(gè)角度單位，最好能給出一定的解釋。
最后這個(gè)解釋晝夜交替的過程是順利的，在介紹完科學(xué)家發(fā)現(xiàn)恒星周年視差的過程后，學(xué)生對(duì)于人類認(rèn)識(shí)地球公轉(zhuǎn)的過程有了更多更豐富的了解，只是不知道這樣一個(gè)模擬實(shí)驗(yàn)在學(xué)生掌握尋找地球公轉(zhuǎn)的證據(jù)中到底起到了什么作用？
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