小學科學課程的內容包括三個領域:生活世界、物質世界和地球與宇宙。在這三個領域中，“地球與宇宙”的部分內容相對較難教，尤其是理科第六冊的宇宙單元，是小學生第壹次接觸天體恒星的內容。由於天體與小學生的生活距離較遠，小學生的抽象思維和空間想象能力有限，往往難以學習和理解，所以本單元的教學難度大，學習效果差。對於教師來說，由於缺乏專業知識儲備和對宇宙天體教學的支持，教師對本單元的教學內容也面臨著很大的挑戰。但受現行教學評價的影響，學生需要掌握本單元更多的知識點。所以教學中普遍存在教師灌輸而不是學生自主探索，為“考”而“教”，為“考”而“學”的現象。這不僅不能使學生充分理解和掌握宇宙天體知識，還會使學生產生厭學、怕學的心理，進而影響學生探索宇宙的興趣和科學教學的基礎。如何改變這種老師怕教，學生怕學的“雙怕”困境，是擺在我們壹線教師面前的現實課題。
這個問題的原因分析。
分析這種“雙重恐懼”的情況主要有以下原因:
從教學內容看:我們雖然生活在宇宙中，但它與我們的生活時空有很大的差距(相對而言，宇宙中的時空是宏觀的、抽象的，而我們生活的時空是微觀的、具體的)，我們缺乏具體的生活經驗和對現象的感受，從而影響我們對知識的理解和掌握。雖然這個單元教學只是宇宙知識的初始內容，但是還有很多知識需要掌握，比如月相的變化，日食的形成，太陽系的構成，星座等。這些知識遠離學生的生活和經驗，所以對知識的理解是“嵌入式”的，而不是基於原有知識和生活經驗的壹種演繹、歸納和提升。教學很難讓學生知道為什麽，為什麽。
從學生的思維能力來看，小學生的抽象思維和空間想象力較差，容易接受形象直觀的事物。抽象的事物往往是無可奈何的，理解事物的本質和規律是相當困難的。因此，學生很難想象浩瀚宇宙中天體之間的相對運動所導致的月相、日食、月食等現象，從而難以理解。很多學生只能靠死記硬背。
從教師自身來看，小學科學是壹門綜合性、專業性很強的學科，大多數小學科學教師以培養勝任小學各科教學的“通才”為目標。教師本身缺乏專業知識支撐，面對宇宙天體知識，教師很難駕馭課堂。
采取的措施和行動
基於對上述問題的研究和分析，結合我們自身的教學實踐和學生的認知規律及思維特點，我們提出了"建模教學法"，旨在幫助學生理解和掌握知識。
建立模型，簡而言之就是“建模”。這壹理論在數學領域應用廣泛，是指運用數學語言和方法，通過抽象和簡化，能夠近似和“解決”實際問題的壹種強有力的數學手段。本課題中的建模只是指利用多種手段和渠道，幫助學生建立宇宙的模型，從而了解宇宙運行變化的規律。所謂模型，就是以某種形式對系統本質屬性的描述，以揭示系統的功能、行為和變化規律。當然，模型不僅僅是縮小或放大實際物體的實體。科學課的模型可以是壹個裝置，壹個計劃，壹個草圖，甚至是壹個想象。本課題所指的宇宙空間模型不僅僅是指宇宙空間小型化的模型，還可以幫助學生建立合理的想象，使宇宙中的各種天體不斷運動變化和產生的現象在學生頭腦中顯示和組合，在大腦中形成宇宙空間模型。本課題試圖通過材料、圖像、實驗、圖形、活動等方式幫助學生建立壹個宇宙的模型，讓學生學會運用模型去理解、掌握和應用知識。具體方法如下:
首先，數據建模
好的教育是建立在學生現有的認知水平上的。課堂學習是學生認識宇宙的組成部分，而不是學生認識和學習的全部。在教學中，我們可以利用書籍、電影、網絡等信息資源，讓學生在收集和積累信息的過程中不斷完善和豐富已有的知識。毫無疑問，學生通常會通過很多渠道學習壹些關於宇宙的知識，但這些知識是零星的、獨立的、不完整的，有些甚至是錯誤的。此時，學生腦中的宇宙是朦朧模糊的。課前可以安排搜索資料，幫助學生及時替換那些不完整、錯誤的知識，讓學生在大腦中初步形成壹個宇宙的模型，為後續的建模做準備。本單元材料的收集貫穿於學生的整個學習過程。課前為學生提供相關書目，如《十萬個為什麽》、《青少年科普世界》、《小學生自然百科》、《科學探索者系列之天文學》、《中國少年科普系列之太空鄰居》(6-9歲)等。，並鼓勵學生瀏覽中國月球科普網等。讓學生根據課本內容對第壹手文字材料進行分類。通過整理和分析，學生初步了解了宇宙單元的大部分內容，形成了宇宙空間的初步模型。
第二，形象塑造
小學生的思維以形象為主，但抽象思維和空間想象力相對較差。宇宙中單元學習的內容離學生很近又很遠。“近”是因為我們生活在宇宙的天體——地球上，隨時可以看到日月星辰的晝夜變化，都能感受到四季的變化。“遠”是因為宇宙浩瀚無垠，而我們肉眼可見的範圍又是如此狹窄，在遙遠的宇宙空間中還有許多陌生的領域需要我們去探索。很多人也對已知的宇宙著迷。在教學過程中，如果教師只是根據課本來聽寫，用具體而龐大的數據來描述和介紹天體，學生往往會驚嘆不已，只知道它們有多大，但對它們有多大以及天體之間的關系還是壹知半解。實踐表明，雖然我們可以通過強化記憶記住相關知識，但學生頭腦中的知識往往是“碎片化”的，無法在頭腦中形成完整的形象，因而無法理解宇宙的浩瀚，無法激起學生學習天文的興趣。在教學中，我們用隱喻將學生實際能觀察到的事物和現象與遙遠空間中的事物和現象聯系起來，使它們相互交流，從而將抽象變為具體，幫助學生形成空間的模型，真正領略宇宙的浩瀚。舉個例子，如果把宇宙比作汪洋中的壹片大海，那麽我們人類所知道的那部分時空，總星系，就是大海中的壹座孤島。銀河系只是島上的壹塊小石頭，太陽系是附在這塊小石頭上的壹粒沙子，讓地球變得更小。把恒星比作壹盞強大的探照燈，那麽行星只是站在探照燈邊緣的壹只小螢火蟲；如果站在遙遠的太空看銀河，從側面看像是運動中扔出的鐵餅，從上面看像是激流中的大旋渦。圖片和視頻也用於向學生展示天體大小對比的圖片和天體運動的視頻。比如在“太陽系”壹課中，可以向學生展示太陽系中天體大小的真實對比圖，讓他們直觀感知，從而在腦海中建立起太陽系的模型。
第三，實驗建模
實驗在科學教學中起著重要的作用。模型的建立也可以通過模擬實驗的方式進行。模擬實驗可以直觀地再現宇宙中天體的運動變化，幫助學生在大腦中形成較為完整的天體運動模型。在本單元教學中，太陽-地球-月亮“三球”運行引起的月相變化是本單元教學的壹大重點，也是學生理解的難點，也是知識考查的重點。在教學中，如果僅僅通過泛泛的講解和示範，學生的理解還普遍停留在“死記硬背”的層面，很容易忘記相關知識，表現在考試中，錯誤率往往很高。雖然我們的教學不僅僅是為了考試，但是這種丟分的現象是學生對知識的無知造成的。在教學中，我們通過模擬實驗幫助學生搭建模型:籃球代表月亮(壹半用白粉筆畫出代表太陽的壹半)，黑板代表太陽，學生坐在中間代表地球上的觀察者。月亮繞著地球逆時針旋轉。讓學生記錄月相的形狀。這個模擬實驗打破了時間和空間的界限，把發生在遙遠空間、需要壹個月甚至幾個月連續觀測的完整現象展現出來，讓學生在大腦中形成了完整的月球運行的空間模型，從而讓他們了解了月相變化的規律。
第四，平面造型
教學示意圖是化抽象為形象的常用方法，因其簡單、方便、靈活的明顯特點而被教師普遍接受。畫示意圖也是幫助學生建立宇宙模型的好方法。比如在日食和月食的模擬實驗中，讓學生用示意圖展示太陽、地球和月亮的位置(見下圖)，不僅可以幫助學生做好模擬實驗，還可以幫助他們在腦海中建立月亮相變的模型以及日食和月食的成因。在“太陽系”壹課中，在學生交流太陽系八大行星信息的基礎上，畫出八大行星排列順序示意圖，幫助學生初步建立太陽系的模型，然後讓學生根據書中提供的數據表，畫出太陽系的模型， 讓學生在繪圖的過程中發現八大行星的大小和離太陽的距離有很大的不同，讓學生在腦海中真正建立起太陽系的模型，為以後的學習打下基礎。
動詞 （verb的縮寫）活動建模
活動教學模式具有開放性、趣味性等特點，符合小學生求知欲強、好參與、好想象的特點，是小學教學的重要形式。宇宙無邊無際，神秘莫測，要讓學生真正了解宇宙還遠遠不夠。課後，我們讓學生壹次又壹次地體驗有趣而有價值的實踐活動，幫助他們形成具有壹定解釋力的宇宙結構模型。本單元典型的實踐活動有制作月卡、白天觀察月相、制作太陽系和北鬥七星模型、觀察星座等。比如制作月卡，課後讓學生以電腦幻燈片、word文檔或文字的形式制作月卡，並展出優秀作品。孩子們很熱情，都認真完成了。其實制作過程也是他們造型的過程。
影響
通過多輪課堂教學實踐和研究，特別是通過舉辦小報展、宇宙圖像資料展播等，學生對本單元知識的理解明顯加強。，學生學習宇宙知識的興趣得到普遍提高，分析和解決空間問題的能力也得到了增強。有的班級還掀起了探索宇宙奧秘的熱潮，自發組織了宇宙探索隊，利用晚上或周末的時間到農村觀測月相和星空，形成的觀測報告參加了市國際天文年評比活動和競賽。
通過研究，提高了教師的教學水平和研究能力。主要體現在:教師閱讀和查閱大量相關資料，積累豐富的教育信息；教師通過課堂實踐提高教學效率；教師們學會了項目研究的方法，取得了壹些成果，如:總結撰寫《利用多種方式幫助學生建立模型——關於單元教學過程中的壹些建議》獲區科學教學論文評比壹等獎、市二等獎，有兩篇論文在省級刊物上發表。
反思與後續研究
在實踐和探索的過程中，我們也發現了壹些值得關註和深思的問題:
1，研究工作缺乏連續性。“宇宙”單元的教學內容只有短短的壹個月，也就是說課題的具體實施只有壹個月。在實施過程中，很多新的問題來不及解決，新的思路只能在下壹輪教學中完善。
2.研究成果普及面不廣。由於本次研究非常註重題目的實用性和針對性，選題也非常單壹，參與研究的個人只有六年級教師(實際只有1)，教師參與面不廣，受益面也不廣，結果的應用難以普及。
3.觀察(觀察)缺乏統籌考慮和安排。觀察仍然是建模的有效方法，也是探索科學的重要方法。由於教學時間相對集中，在天體恒星的觀測(觀察)中往往受到天氣等因素的影響，很難達到觀測(觀察)目標。
因此，在下壹步的研究中，壹方面要讓更多的教師參與進來，增強研究的可持續性，增強研究成果的應用性；另壹方面，要把學生的觀察作為壹個整體來考慮，特別是在適合學生觀察(觀測)星象天體景觀的節點，要及時發布消息，引導或組織學生觀察，從而提高學生對宇宙天體的興趣，把抽象的知識融入到平時的觀察中。