空间，英文名Space，与时间相对的一种物质存在形式，表现为长度、宽度和高度。空间有宇宙空间、网络空间、思想空间、数学上的空间等。对小学生来讲，宇宙空间是一个宏观抽象的概念，他们往往只专注于现实情境的观察，很难在头脑中建立宇宙空间及天体运行的立体形象，这是学生的年龄、身心特点和认知水平所决定的。帮助小学生有效地建构宇宙空间概念，真正理解“地球与宇宙”单元的知识，是小学科学教学值得思索的问题。
1 对小学生宇宙空间概念建构前概念的分析
地球、宇宙飞船、星球等词汇学生通过各种途径已经熟知；无边的宇宙、闪亮的星星是儿童文学作品中永恒的主题，但是儿童的宏观空间想象能力有限，使得其理解星球空间位置关系也有一定的困难。
1.1 空间概念认识的模糊性
学生生活在地球上，感受着地球上各种事物的变化，也感受着天体系统的变化。地球与宇宙方面的内容对学生来说是神秘的，他们好奇地想弄个明白、探个究竟。在日常生活中，学生虽然通过各种途径已经获得了一些相关的知识，但很少有人能够说出各种现象产生的原因。曾就“地球上昼夜交替现象的解释”这一知识做过调查，学生大都会说是地球的自转和公转造成了这个现象，而对自转的方向、公转的方向却知之甚少。至于空间方位的变化规律、宇宙空间的层次建构更是缺少系统性。
1.2 空间概念缺少认识的实证性
现在学生通过各种渠道，知道了地球的运动方式，但是对地球运动的证据和运动的方向缺少实证意识。他们不知道傅科摆是怎么证明地球运动的，更不知道地球四季的形成为什么会和公转有关系。虽然知道有一定的关联，但是不知道所以然。
1.3 空间概念构建的不规范性
学生对日月地的认识缺少整体的空间建构。他们大多数只知道太阳最大，地球绕着太阳转，月球绕着地球转，对整个宇宙空间的建构模式比较模糊，甚至有错误的概念（如太阳最大），整个知识框架具有很大的不规范性。
2 学生空间概念构建特点分析
在方位知觉方面，由于方位本身具有相对性，儿童从具体的方位知觉上升到方位概念要经过较长时间的指导。儿童左右概念的发展和思维发展的一般趋势相符合，都有一个从直观到抽象的过渡过程。这个过渡的困难在于，在感性水平上，空间方位比较固定；而在理性水平上，空间方位比较灵活多变，有较大的相对性。学生在三年级数学和科学中已有了简单的平面方位（东西南北）的知识接触，能够大致利用太阳或指南针知道实际方向，而当实际方向和地图方位混合在一起的时候，他们还是需要借助一定的转换，立体空间想象力还有待建构。
鉴于以上分析，“地球宇宙”知识模块对小学生来说是神秘而有吸引力的，他们内心有着强烈的认知渴望。同时整个宇宙空间概念的合理建构又需要教师去帮助健全完善。有效实施教学，让学生在该知识模块的学习中初步建构起合理科学的宇宙空间概念，需要教师的巧妙引领和指导。
3 帮助小学生建构宇宙空间概念教学策略
策略一：多媒体再现，化抽象为具体
对于小学生，主要还是以具体形象思维为主，逐渐向抽象逻辑思维过渡，抽象思维的展开还是以具体形象为基础的。地球宇宙主题学习内容都是不易见到的一些事物，许多运动无法通过常规操作来展示与描述，在学习中学生会比较费解，因此，教师在教学时须大力加强直感性。其中，利用多媒体技术可以有效地突破教学中的重点和难点，收到事半功倍的效果。在一堂课开始时放映一些与新课的学习内容相关的片断，或者难理解的内容，让学生在视听结合、欣赏讨论的过程中对课文内容有一个初步印象，从而激发学习“内驱力”，顺利进入教学情境。如“北极星的秘密”一课，可导入观察星座的变化。现在的学生很少对星座有所观察，更不用说星辰的运行特点。星辰到底如何在天空中发生位置变化？北极星如何不动？对他们来说可谓纸上谈兵，这些现象都需要教师在课堂上来呈现。
借助多媒体可以播放一段星辰图片和动画，让学生了解一些主要星辰的特点，如启明星、织女星、牛郎星等。用这些耳熟能详的星辰，激发学习兴趣，进而引导学生观察这些星辰在空中位置不是一成不变的，而是有规律地变化着。通过思考其中的原因，唤起学生的前概念（地球自转引起星辰变化）。
还可以组织学生观看“斗转星移”，演示星空软件等，播放日、月、地的运动状态、八大行星的运动轨迹、四季星座等这些形象化、生动化的多媒体，把抽象复杂的事物形象简单化，能够给学生留下深刻的印象，比教师苦口婆心说上几十遍要有效得多。
策略二：建立宇宙空间模型，化宏观为可见
空间概念的形成只靠观察是不够的，从教学内容来看，虽然人们生活在宇宙中，但是宇宙的时空是宏观的、抽象的，而生活的时空是微观的、具体的。很多知识光靠灌输，只能让学生了解情况而不能激发求知欲、感受浩瀚无穷的魅力。教师应尝试通过多种手段、途径帮助学生建立宇宙空间模型，从而理解宇宙运行变化规律，建立空间概念。
如教学“太阳系”，笔者用一幅常见的太阳系示意图投石问路：这是不是真正的太阳系的照片？然后组织学生在百米操场上，根据书本提供的有关太阳系各大行星的数据，用身边大小不同的球体，一起动手建立太阳系模型，让学生亲身感受到：太阳系有八大行星，它们若按书本提供的真实比例排列的话，至少需要几百米的距离；太阳系行星间的距离分布不均；行星有大有小，差别很大；太阳系还有矮行星、小天体……最后得出书中那张图只是太阳系的示意图，而不是真正的照片，纠正并梳理了学生关于太阳系的很多错误的前概念。
另有一些抽象复杂的概念，如果只采用看视频或图画的方式，对学生来说还是一知半解的，不如也通过建模的方式来完成教学。如“在星空中（一）”一课要让学生明白一个概念：星座是远近不同、没有联系的恒星在天空中的视觉图像，从不同角度观察，其图形不同。为此，笔者在教学时，先引导学生把七个乒乓球用线先后垂挂在教室里，再用幻灯机的光从侧面照射，旁边白墙上就出现了一个北斗七星的模型，学生一下子惊呆了。趁热打铁，笔者转动模型，观察并记录星座在白墙上的投射效果。学生自然而然地明白了：星座中的恒星之间其实距离相去甚远，只是由于离我们地球太遥远了，我们看过去才会觉得是在同一平面上，而且从宇宙的不同角度去观察，它们之间的组合图形其实并不相同。这样的教学才能让学生客观真实地去认识和了解星座，建立起正确的有关星座的概念。
在科学教学过程中有一些现象也必须通过建模的方式在课堂上“重现”。如在教学“月相”时，让学生在实际中去观察月相是有一定难度的，时间上也不允许（下半月的月相在下半夜才出现）。于是，笔者利用幻灯投影，外罩一个星空镂空灯罩，就在课堂上建立起了一个完整且能运动的月相模型，让学生了解月相变化的规律，从而帮助学生形成正确的关于月相的空间概念。
帮助学生建模的方法可谓多种多样，哪一种更能说明事实，学生自有自己的选择，让他们用自己最擅长的方式去理解、去解释、去思考，把抽象的空间概念具体化，这不正是科学课堂上所需要的、所追求的吗？
策略三：关注人类探索宇宙的历史，循序渐进建构空间概念
从天圆地方说到地球中心说，从一年四季的形成和太阳的远近关系假说，错误的理论，曾经也在人类认识地球学说中占据过非常重要的位置。有很多人追捧、信奉，因为它太贴近人的感觉认识了。这些现象也很容易被小学生接受，或者质疑。学生的诸多认识，和早期人类对地球及其运动的认识十分相似。
深入地了解人类认识地球与宇宙空间的历史和过程，可以让学生重演人类对地球运动的探究过程。基于可观察到的现象和事实，运用相对运动、参照物、模拟再现等原理和方法进行推理、论证，最终认识地球是如何运动的。在这一过程中，需要引导学生多角度地、持续地收集地球运动的证据，如资料、理论、模拟实验的结果等，需要提醒学生对证据进行批判性的逻辑加工，还需要训练学生一定的空间想象力。
如笔者在教学“昼夜交替现象”时，发现学生都知道“昼夜交替现象是由于地球自转引起的”，在表扬了他们科学知识丰富后，话锋一转，创设了这样一个场景：“假如你是生活在古代的一位古人，只知道日出而作，日落而息。请从这样的认识出发，试着推理：太阳和地球两者做怎样的运动才会出现地球上‘昼夜交替’这种现象。把自己的想象用图画出来。”一石激起千层浪，各种模拟图顷刻间展示在了黑板上。在引导学生对上述模拟运动进行归类后，以组为单位，用手电筒和小地球仪模拟日地各种运动，推测哪几种运动形式可以形成“地球上的昼夜交替现象”。这样的教学不仅仅是为了让学生寻找一个正确的答案，更关注学生对这个现象能否展开更多的空间想象力，希望学生能踏着古人探索的足迹，通过猜测、想象，在头脑中建构地球和太阳相对圆周运动的空间模式和知识概念，从而形成更加清晰的日地运动的方位和空间。
当然，帮助学生建构宇宙空间概念仅仅通过课堂教学是远远不够的，教师还应适当地组织学生进行课外观察和积累，培养他们持续的探究能力，拓展认识空间，帮助学生融会贯通，学以致用，逐步建立完善的宇宙空间概念，养成正确的思维习惯，提高科学素养。
（作者单位：浙江省宁波东海实验学校）