【摘要】 從自然課到科學(xué)課,我國(guó)的科學(xué)教育走過(guò)了數(shù)十年的光景,但是卻一直未能突飛猛進(jìn),仍在摸索的道路上緩緩前行。伴隨著科學(xué)知識(shí)日新月異的發(fā)展變化,科學(xué)教師除了為之感到欣喜之外,也愈發(fā)感到肩上的重?fù)?dān)更加沉重了。杜威曾經(jīng)說(shuō)過(guò)：“人類即使有了廣泛而正確的知識(shí)體系,他仍然面對(duì)著這樣的問(wèn)題：對(duì)于這種知識(shí)他將怎樣辦,以及將利用他所掌握的知識(shí)去做什么。”這句話中指出在即便在擁有正確的知識(shí)情況下,尚且面對(duì)著不知該如何應(yīng)用的困境,更不必說(shuō)在還沒(méi)有擁有這些知識(shí)之前。在我國(guó)初等教育階段,小學(xué)科學(xué)中的“地球與空間科學(xué)”領(lǐng)域一直都是讓科學(xué)教師頗為棘手的教學(xué)內(nèi)容。小學(xué)科學(xué)教師雖有心想上好這門課,但是卻總是感到力不從心,無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)獲得較高的地理素養(yǎng)�；谶@迫在眉睫的現(xiàn)狀和需求,本文以“地球與空間科學(xué)”領(lǐng)域?yàn)檠芯恐黝},分析概念的雙重表征理論,結(jié)合哲學(xué)重演律的啟示,分析這部分概念的性質(zhì)與特點(diǎn),給出較為準(zhǔn)確的概念的核心和概念的表征,為科學(xué)教師提供科學(xué)依據(jù),同時(shí)也針對(duì)這部分知識(shí)的教學(xué)提出教學(xué)建議,為他們今后的教學(xué)工作提供幫助與指導(dǎo)。本文筆者首先通過(guò)查找地理學(xué)史的發(fā)展以及地理學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)與價(jià)值的相關(guān)文獻(xiàn),著重對(duì)小學(xué)生對(duì)地理學(xué)科的學(xué)習(xí)特點(diǎn)進(jìn)行理論研究。其次對(duì)現(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)的雙層表征理論進(jìn)行理解與分析,通過(guò)雙層表征理論的支持,以及哲學(xué)重演律的啟示,結(jié)合兒童學(xué)習(xí)地理知識(shí)的認(rèn)知特點(diǎn),為教師的教學(xué)設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)和指導(dǎo)。而本文的重點(diǎn)工作則是依據(jù)2010年頒布的《小學(xué)科學(xué)(1-6年級(jí))課程標(biāo)準(zhǔn)(修訂送審稿)》,梳理出科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中的所有相關(guān)“地球與空間科學(xué)”領(lǐng)域的概念,概括出這些概念的核心以及概念的原型,本文選取了一些教學(xué)重難點(diǎn)知識(shí)作為案例,找出地理科學(xué)發(fā)展的階段和特點(diǎn),以理論研究為基礎(chǔ),從實(shí)際教學(xué)的角度為小學(xué)科學(xué)教師的教學(xué)提出針對(duì)性的教學(xué)建議,希望能夠?yàn)榻處熢趯?lái)的教學(xué)工作中提供參考和指導(dǎo)。 

第一章地球及其運(yùn)動(dòng)

 

第一節(jié)地球的自轉(zhuǎn)

一地球的自轉(zhuǎn)的概念分析

地球自轉(zhuǎn)的概念的核心

球繞地軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，叫做地球的自轉(zhuǎn)。地球的北端始終指向北極星附近，地球自轉(zhuǎn)的方向是自西向東；從北極上空看，呈逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。地球自轉(zhuǎn)一周的時(shí)間，約為23小時(shí)56分，這個(gè)時(shí)間稱為恒星日；然而在地球上，我們感受到的一天是24小時(shí)，這是因?yàn)槲覀冞x取的參照物是太陽(yáng)。由于地球自轉(zhuǎn)的同時(shí)也在公轉(zhuǎn)，公轉(zhuǎn)的一個(gè)小角度抵消了部分自轉(zhuǎn)的效果，所以地球還要再轉(zhuǎn)一點(diǎn)，才能再次對(duì)準(zhǔn)太陽(yáng)，這4分鐘的差距正是地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)疊加的結(jié)果。天文學(xué)上把我們感受到的這1天的24小時(shí)稱為太陽(yáng)日地球自轉(zhuǎn)的平均角速度是15'/s，在地球赤道上，自轉(zhuǎn)的線速度是。除地球的南北兩級(jí)點(diǎn)無(wú)角速度以外，地球表面上的任何一點(diǎn)的自轉(zhuǎn)角速度都相同。赤道諱線圈最長(zhǎng)，自轉(zhuǎn)線速度最快，到南北緯60°，自轉(zhuǎn)線速度縮小為赤道處的一半，即233m/s。到南北極點(diǎn)自轉(zhuǎn)線速度為0。

地球自轉(zhuǎn)的概念的原型

地球的自轉(zhuǎn)會(huì)引起地球上同一區(qū)域的晝夜交替現(xiàn)象。當(dāng)?shù)厍蜃赞D(zhuǎn)時(shí)，被太陽(yáng)照亮的半球叫做晝半球，這一半球內(nèi)就是白天；背著太陽(yáng)的半球叫夜半球，這一區(qū)域內(nèi)的地區(qū)就是夜晚。晝夜交替的周期為小時(shí)。地球的自轉(zhuǎn)使得同一區(qū)域內(nèi)的太陽(yáng)輻射發(fā)生周期性變化，而且這種周期短，變化節(jié)奏快，有利于地球生物的生活，也使得許多高級(jí)生物具有晝出夜伏的特征，如人類就是具有典型晝出夜伏生物鐘的高級(jí)生物。

地球的自轉(zhuǎn)還會(huì)引起地球上不同區(qū)域的時(shí)間差異，也就是我們平時(shí)所說(shuō)的時(shí)差。在地球上我們所看到的日月星辰都是東升西落，這也是地球的自轉(zhuǎn)引起的現(xiàn)象。由于地球的自轉(zhuǎn)，地表基面保持原本運(yùn)動(dòng)方向的地表氣流、水流都會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，在北半球向順時(shí)針?lè)较蚱D(zhuǎn)而在南半球向逆時(shí)針?lè)较蚱D(zhuǎn)。這就是地球自轉(zhuǎn)引起的地磚偏向力，也叫做科里奧利力�？评飱W利力使得地球上的氣流環(huán)流變得多種多樣，形成了環(huán)流系統(tǒng)。

 

 

 

第二節(jié)地球的公轉(zhuǎn)

一地球的公轉(zhuǎn)的概念分析

地球公轉(zhuǎn)的概念的核心

在北半球北回歸線附近的國(guó)家，每年共有四個(gè)季節(jié)，分別為春、夏、秋、冬，而在南半球的南回歸線附近的國(guó)家也是如此，但是他們的季節(jié)與前者正好相反，當(dāng)北半球是冬天時(shí)，南半球則是夏天，而當(dāng)北半球進(jìn)入盛夏時(shí)節(jié)，南半球則是寒冬。但無(wú)論是北半球還是南半球的國(guó)家，除靠近赤道或極地的國(guó)家以外，每一年都會(huì)有季節(jié)的交替循環(huán)，從春至冬，生生不息。產(chǎn)生地球上四季的交替循環(huán)的原因是地球地軸的傾斜和地球保持這種傾斜角度沿公轉(zhuǎn)軌道繞太陽(yáng)平行移動(dòng)。地球的近球形形狀使各個(gè)祎度接受的太陽(yáng)福射能量不同，因而造成地帶性差異。但是如果地球不自轉(zhuǎn)、公轉(zhuǎn)，就不會(huì)產(chǎn)生時(shí)間節(jié)奏變化。如果只有地球自轉(zhuǎn)，只能產(chǎn)生晝夜節(jié)奏變化；如果地軸垂直于黃道平面，即使有公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)也不會(huì)產(chǎn)生季節(jié)變化，但是地球的橢圓軌道使近日點(diǎn)和遠(yuǎn)日點(diǎn)受熱不同，由于偏心率很小，全年全球接受太陽(yáng)能總量差額的極值也不過(guò)，北半球通過(guò)遠(yuǎn)日點(diǎn)是月份，正值夏季，根本感受不到這一差異。因此，最重要的是地軸與黃道面傾斜66°34'，由于地軸始終保持這一傾角繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)，致使在夏至太陽(yáng)直射北回歸線，北半球受熱多，且受熱時(shí)間長(zhǎng)；冬至?xí)r太陽(yáng)直射南回歸線，北半球受熱少，且受熱時(shí)間段；春秋分時(shí)太陽(yáng)直射赤道，兩半球之間受熱均勻，處于冬與夏，夏與冬之間的過(guò)渡階段。南半球的季節(jié)則正好與北半球相反。正是由于地軸傾斜平移公轉(zhuǎn)使太陽(yáng)直射點(diǎn)跨越赤道在南北回歸線之間移動(dòng)，造成太陽(yáng)高度和晝夜長(zhǎng)短的季節(jié)性變化，致使南北半球各自所得太陽(yáng)熱能差異巨大，就其對(duì)全球總量所占的百分?jǐn)?shù)來(lái)說(shuō)，變化于70%到30%之間，差值高達(dá)57%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)日地距離變化造成的差異。

地球的公轉(zhuǎn)除了會(huì)給地球帶來(lái)四季的交替之外還會(huì)帶來(lái)一個(gè)非常神奇的現(xiàn)象，那就是極晝極夜現(xiàn)象。極晝，是出現(xiàn)在極圈范圍內(nèi)的一種“太陽(yáng)終日不落”的現(xiàn)象，所以又稱“永晝”。極晝現(xiàn)象只出現(xiàn)在地球南、北極圈以內(nèi)地區(qū)。太陽(yáng)直射于北半球時(shí)，極晝出現(xiàn)在北極地區(qū)；而極夜則出現(xiàn)在南極地區(qū)。太陽(yáng)直射在南半球時(shí)則反之。如太陽(yáng)直射在北緯10°，則北緯80°至90°地區(qū)將出現(xiàn)極晝，南緯80°至90°地區(qū)則為極夜（不計(jì)大氣折光作用和日輪視半徑）。在南極圈和北極圈以內(nèi)，每年都會(huì)有極晝和極夜季節(jié)。其持續(xù)時(shí)間之長(zhǎng)短，則因諱度而異。在南極和北極，每年都有半年極晝和半年極夜。除了南極和北極以外，極晝期內(nèi)，太陽(yáng)在一日內(nèi)仍然有高度和方位的變化。每年的春分過(guò)后，北極附近就會(huì)出現(xiàn)極晝現(xiàn)象，并逐漸擴(kuò)大范圍，至夏至日達(dá)到最大，邊界到達(dá)北極圈；夏至日過(guò)后，北極附近極晝范圍逐漸縮小，至秋分日縮至秋分過(guò)后，南極附近出現(xiàn)極晝，此后南極附近的極晝范圍越來(lái)越大；至冬至日達(dá)到最大，邊界到達(dá)南極圏；冬至日過(guò)后，南極附近極晝范圍逐漸縮小，至春分日縮至。如此周而復(fù)始，其周期為一個(gè)回歸年。

 

第二章巖石圈

巖石圈的概念的核心：巖石圈包含巖楽巖、沉積巖和土壤的覆蓋面。地球表面的巖石層稱為地殼，地殼的下面是地幔，可分為上地暢、過(guò)渡層和下地幔。上地暢淺部超過(guò)，也是堅(jiān)硬的巖石，它與地殼共同組成了地球最外面厚約70-150km的巖石圈。巖石圈內(nèi)的巖衆(zhòng)巖是地球內(nèi)部的熾熱巖衆(zhòng)上升后冷卻凝固而成的巖石。在巖楽巖上面一般有一層很薄的沉積巖和一層薄薄的土壤覆蓋著。巖石圈分為三個(gè)層圏，上層是沉積巖層，物質(zhì)成分上與地殼沒(méi)有區(qū)別，但存在方式上有很大區(qū)別，主要由砂巖、頁(yè)巖、碌石、石灰?guī)r等組成，其厚度約為0-15km。中層是桂銷層，它是由以桂、鍋礦物為主的花崗巖類物質(zhì)組成，其厚度，山地可達(dá)40km，平原則10km左右，海洋底部很薄，有些洋底甚至根本沒(méi)有這一層。下層是硅鎂層，它是由以桂、鎂礦物為主的玄武巖類物質(zhì)組成，存在于大陸大洋的底部，由于火山噴發(fā)等原因玄武巖也有大量在地表的山地出現(xiàn)。在沒(méi)有花崗巖的洋盆底部，玄武巖直接和海水接觸。

巖石圈的概念的原型：在我們的日常生活之中隨處可見(jiàn)的地形、偶爾會(huì)發(fā)生地震災(zāi)害以及火山噴發(fā)，以及常常利用到的生產(chǎn)原料巖石和土壤都是巖石圈的原型。

 

第一節(jié)巖石

一巖石的分類

按成因分為巖菜巖、沉積巖和變質(zhì)巖。其中巖衆(zhòng)巖是由高溫溶融的巖裝在地表或地下冷凝所形成的巖石，也稱火成巖或噴出巖。沉積巖是在地表?xiàng)l件下由風(fēng)化作用、生物作用和火山作用的產(chǎn)物經(jīng)水、空氣和冰川等外力的搬運(yùn)、沉積和成巖固結(jié)而形成的巖石；變質(zhì)巖是由先成的巖楽巖、沉積巖或變質(zhì)巖，由于其所處地質(zhì)環(huán)境的改變經(jīng)變質(zhì)作用而形成的巖石。

 

第二節(jié)土壤

土壤的概念的核心：土壤作為獨(dú)立的歷史自然體，具有獨(dú)特的發(fā)生發(fā)展過(guò)程、組成特點(diǎn)和形態(tài)特征。土壤被定義為位于地球陸地具有肥力，能夠生長(zhǎng)植物的疏松表層，是由礦物質(zhì)、有機(jī)質(zhì)、水分、空氣和微生物組成的一個(gè)復(fù)合體，能夠生長(zhǎng)植物、處于永恒變化中的疏松礦物質(zhì)與有機(jī)質(zhì)的混合物。土壤不同于無(wú)機(jī)的巖石，也不同于有機(jī)的生物。土壤與巖石風(fēng)化殼、土狀沉積物和經(jīng)外力搬運(yùn)的各種運(yùn)積物等雖然同屬地球的疏松表層，但前者中含有能夠供給植物生長(zhǎng)的有機(jī)養(yǎng)分，后者則只是形成土壤的基質(zhì)，也稱為土壤母質(zhì)。

一土壤的組成

1.土壤的無(wú)機(jī)組成

礦物質(zhì)是土壤中最基本的組成部分，重量占土壤固體物質(zhì)總含量的90%以上。礦物質(zhì)通常指天然元素或經(jīng)無(wú)機(jī)過(guò)程形成并具有結(jié)晶結(jié)構(gòu)的化合物。地球上大多數(shù)土壤礦物質(zhì)都來(lái)自各種巖石，例如花崗巖中的石英、云母和斜長(zhǎng)石等等，這些礦物經(jīng)物理和化學(xué)風(fēng)化作用從母巖中釋放出來(lái)就成為土壤礦物質(zhì)和植物養(yǎng)分的主要來(lái)源。土壤中所包含的礦物質(zhì)分為原生礦物和次生礦物兩種。原生礦物是指在物理風(fēng)化過(guò)程中產(chǎn)生的未改變化學(xué)成分和結(jié)晶結(jié)構(gòu)的造巖礦物，如石英、云母、長(zhǎng)石等，屬于土壤礦物質(zhì)的粗質(zhì)部分，形成砂粒和粉砂，只有通過(guò)化學(xué)風(fēng)化分解后，才能釋放并供給植物生長(zhǎng)所需的養(yǎng)分。次生礦物指的是巖石在風(fēng)化過(guò)程中新生成的土壤礦物，包括簡(jiǎn)單鹽類，鐵、培氧化物和次生鍋娃酸鹽，其中鐵、招氧化物和次生鍋娃酸鹽是土壤礦物質(zhì)中最細(xì)小的部分，稱為粘土礦物，它們使得土壤具有一定的保肥力。

2.土壤的有機(jī)組成

土壤的有機(jī)部分指來(lái)自于生物體的土壤物質(zhì)。有機(jī)質(zhì)按照重量計(jì)算只占土壤固體總重量的5%左右。土壤中的有機(jī)部分主要可以分為兩類：原始組織及其部分分解的有機(jī)質(zhì)和腐殖質(zhì)。原始組織包括高等植物未分解的根、蓮、葉；動(dòng)物分解原始植物組織，向土壤提供的排泄物和死亡之后的尸體等。這些物質(zhì)被各種類型的土壤微生物分解轉(zhuǎn)化，形成土壤物質(zhì)的一部分。腐殖質(zhì)則是有機(jī)物質(zhì)經(jīng)由微生物合成的新化合物，或者由原始植物組織變化而成的比較穩(wěn)定的分解產(chǎn)物，約占土壤有機(jī)部分總量的85%-95%。腐殖質(zhì)是一種復(fù)雜化合物的混合物，通常呈現(xiàn)黑色或棕色，性質(zhì)上為膠體狀，它具有比土壤無(wú)機(jī)組成中粘粒更強(qiáng)的吸持水分和養(yǎng)分離子的能力，因此，腐殖質(zhì)可以顯著提高土壤的生產(chǎn)力。

 

第三章大氣圈.........49

第一節(jié)氣候......50

一赤道候.......50

二副熱帶氣候........51

三溫帶氣候.......51

第四章水圏.......60

第一節(jié)、水圈........60

第一節(jié)海洋.......61

第五章太陽(yáng)系.........71

一、行星.....71

 

第八章地圖與地球儀

 

第一節(jié)地圖

地圖的內(nèi)容可分為普通地圖和專題地圖。普通地圖反映繪制圖區(qū)域的基本地理特征；專題地圖突出表示出表示制圖對(duì)象的一類或一種主題內(nèi)容，種類繁多。地圖按照比例尺大小可分為大比例尺地圖、中比例尺地圖、小比例尺地圖。地圖按制圖區(qū)域可分為世界地圖、全洲地圖等。地平面上分有八個(gè)方面，分別是東、東南、南、西南、西、西北、北、東北八個(gè)方面。

一地理坐標(biāo)

用地理經(jīng)度和地理緯度表示地面上點(diǎn)的位置的地面坐標(biāo)叫做地理坐標(biāo)。地理坐標(biāo)系的基圈是地球赤道，它相當(dāng)于平面直角坐標(biāo)系中的橫軸，始圈是本初子午線，應(yīng)相當(dāng)于平面直角坐標(biāo)系中的縱軸。

二地圖比例尺

地圖比例尺是地圖上直線長(zhǎng)度與地面上相應(yīng)距離的水平投影長(zhǎng)度比，即1M=d/D：，公式中M為地圖比例尺分母，d為圖上某一線段長(zhǎng)度，D為與d相對(duì)于的實(shí)地線段長(zhǎng)度。因此比例尺的分母愈大，比例尺愈�。环粗�，比例尺分母愈小，比例尺愈大。

 

結(jié)語(yǔ)

在對(duì)數(shù)十本不同類型的地理書(shū)籍及論文文獻(xiàn)進(jìn)行歸納分析之后，筆者再一次感受到小學(xué)科學(xué)教師的工作的不易，地理知識(shí)系統(tǒng)的錯(cuò)綜龐雜對(duì)于任何一名專業(yè)人士都尚且需要多年時(shí)間來(lái)研習(xí)，才可做到熟悉，尚不能做到精通，就更不必說(shuō)教學(xué)負(fù)擔(dān)繁重的小學(xué)科學(xué)教師了。他們?cè)诿β档慕虒W(xué)工作之后還被要求需要不斷提升個(gè)人的地理素養(yǎng)，研究“地球與空間科學(xué)”領(lǐng)域的教學(xué)，參加教學(xué)研討，在教學(xué)工作中力臻完美。在論文撰寫(xiě)的過(guò)程中，本人收獲了很多，但也同時(shí)發(fā)現(xiàn)了很多問(wèn)題，以下從三個(gè)方面來(lái)對(duì)本文進(jìn)行全面的總結(jié)。

1.本研究已完成的工作

本文以小學(xué)科學(xué)教師為研究對(duì)象，梳理總結(jié)出課標(biāo)中所有的相關(guān)地理科學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)分析，依據(jù)雙層表征理論進(jìn)行了逐一分析歸納，完成了這些地理概念的原型和核心的分析，并針對(duì)每一部分教學(xué)內(nèi)容提出了對(duì)應(yīng)的教學(xué)建議，旨在根據(jù)小學(xué)生對(duì)認(rèn)知特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，為科學(xué)教師的教學(xué)提供一個(gè)適合程度的教學(xué)參考和指導(dǎo)。雖然筆者極力希望能以此文來(lái)幫助到所有的科學(xué)教師，提升地理教學(xué)的教學(xué)質(zhì)量，但是筆者也發(fā)現(xiàn)了在地理教學(xué)中仍然存有的一些的問(wèn)題：首先地理中有許多模棱兩可的概念，如海和洋，地形和地貌，科學(xué)教師在遇到這些問(wèn)題時(shí)，往往容易產(chǎn)生畏難情緒，進(jìn)而產(chǎn)生得過(guò)且過(guò)的敷衍心理，企圖將這些問(wèn)題留給學(xué)生日后的中學(xué)地理老師，甚至留待學(xué)生自主學(xué)習(xí)與理解，這樣的教學(xué)態(tài)度是非常不可取的。無(wú)論是一份多么權(quán)威的地理文獻(xiàn)，依舊會(huì)有其不足或不準(zhǔn)確之處，這正是地理學(xué)科自身的開(kāi)放性所在，同時(shí)也是科學(xué)自身的可錯(cuò)性。同樣的對(duì)于科學(xué)教師，也不可能做到萬(wàn)無(wú)一失。教師應(yīng)當(dāng)與學(xué)生共同學(xué)習(xí)，共同進(jìn)步，為學(xué)生樹(shù)立良好的學(xué)習(xí)榜樣，培養(yǎng)正確的科學(xué)態(tài)度，提升科學(xué)素養(yǎng)。因此教師的教學(xué)觀念亟需轉(zhuǎn)變。除此之外，筆耕文化傳播，地理教學(xué)形式仍需要進(jìn)行改革和創(chuàng)新，應(yīng)當(dāng)注重隱性知識(shí)教學(xué)模式。如果教學(xué)的認(rèn)識(shí)過(guò)程更接近于科學(xué)認(rèn)識(shí)過(guò)程，學(xué)生就能夠體驗(yàn)到科學(xué)探宄過(guò)程，得到科學(xué)研宄的啟蒙，但是由于某些科學(xué)方法的哲學(xué)原理是深?yuàn)W晦澀的，難以在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行闡明，因此需要采用隱蔽的方式進(jìn)行，使得學(xué)生使用科學(xué)的方法與通過(guò)科學(xué)的途徑接受知識(shí)。正如前文中提到的，概念的核心往往是內(nèi)隱的，但卻是判斷事物的依據(jù)，概念的原型是外顯的，易感知的，但是卻不是判斷事物的最為科學(xué)的依據(jù)。

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本文編號(hào)：10843