創新教學模式 豐富探究能力

當今社會信息技術發展迅速，新興的“翻轉課堂”是對傳統教學模式的“破壞式創新”，真正實現了“以學生為中心”的教學理念。我校自2012年開始積極將翻轉課堂進行試驗，由于各學科的教學內容不同，故科學組根據本學科特點，通過研討課、展示課等活動，積極研究具有科學學科特色的教學模式。提高每一位學生的科學素養是科學課程的核心理念，應讓學生在學習科學知識的同時親歷科學探究的過程，使學生更深刻地理解知識，更好地掌握科學方法，親生體會科學精神的實質。然而在傳統的教學方式中，學生沒有真正成為課堂的主體和學習的主動者，受限于教師的課堂設計與被動參與，且課堂時間較緊，學生沒有充分的時間實施探究活動。采取翻轉課堂這一種教學模式，即課前，教師將概念以及科學探究的支撐資料錄制成微視頻供學生自學;課堂上，從科學問題出發，設計并實施探究活動，讓學生在探究和問題解決中理解知識，同時鍛煉學生學會觀察、分析、設計、探究以及同伴交流等能力，確保學生學習中主體地位的落實，并最大限度地提供了師生“互動—探究”的課堂時間。本文結合筆者的一線教學經歷，就初中科學翻轉課堂的教學模式與具體實施開展了有益的嘗試。

一、案例描述與分析

（一）科學課堂該如何“翻轉”

傳統模式是在課堂上學習新知，在家中完成作業。而翻轉課堂恰好相反，在家中主動學習新知，在課堂上完成作業，解決疑難。它主要包括課前自學、課堂互學兩個方面。

1.課前自學

（1）教師錄制視頻并上傳

筆者通過Camtasia Studio軟件，將新授課的課件結合語音錄制成5～10分鐘左右的視頻。將視頻上傳到網絡學習平臺，由學生下載觀看自主學習（我校為每位學生配備了平板電腦，建立了學習平臺，學生的網絡操作十分便捷。此外教師還可以通過郵箱、QQ等平臺傳遞學習視頻）。

（2）學生主動學習

學生的自主學習包括觀看視頻、標注課本重點，并將課文內容重點以思維導圖的方式整理成學習筆記。在自學過程中遇到疑難問題時，學生可通過平臺提交疑問。教師可直接在線回答或留到第二天在課堂中一起探討。一般自學時間控制在半小時左右。

2.課堂互學

學生在翻轉課堂中是有備而來的，一方面是準備了已經學會的新知識，另一方面是準備了疑惑和求知欲。因此課堂中的教學分為以下幾個環節：分享收獲、疑難探討、練習檢測。

（1）分享收獲

在進入翻轉課堂前，筆者也認為只有優秀的學生才會課前自學，但實踐后卻發現因為人有探索新事物并樂于分享收獲的本性，幾乎所有學生都積極參與課前自學。因此將分享學生自學的收獲作為課堂的切入口，不僅起點低、課堂參與度高，而且能讓學生學會主動、自信分享成功的喜悅。然而分享收獲必定會出現我們擔心的知識碎片化現象，為了使知識系統化，學生要根據自己自學整理的思維導圖筆記進行分享。在整個過程中，師生、生生之間可以互相補充完善。

（2）疑難探討

將學生在學習平臺提出的問題進行整理與補充。由于學生之間存在差異，比如在自學過程中對知識掌握的深度不同，因此，四人小組探討，互助、互教、互學模式應運而生。這對已會的學生而言是不是浪費時間？美國學者愛德加·戴爾的金字塔理論表明，通過教別人知識從而鞏固自身知識的這種學習方式可以在兩周后使學習保持率高達90%，是眾多學習方法中保持率最高的，所以互助、互教、互學的模式可以最大限度地提升學生的學習效率。

（3）練習檢測

通過練習（傳統模式中學生的家庭作業）來檢測學生的掌握情況。筆者會編輯練習上傳至學習平臺，學生完成練習后，筆者可以通過平臺看到每位學生以及每道題的準確率。對練習還存在困難的學生，筆者會以當面指導或小組互助的方式幫助他，對學習進度較快的學生筆者會提供拓展練習，從而真正實現因材施教。

（二）科學翻轉課堂實施實例

筆者就《質量的測量》一課對如何運用翻轉課堂模式展開深入而具體的探討，實現本課中質量的概念和初步學會托盤天平的使用方法這兩大目標。

教學實況一 "質量的概念

1.課前自學

（1）教學視頻設計（約5分鐘）

情境1 "買蘋果時，同學說：“這些蘋果的質量真好。”而老師又說：“這么多蘋果加起來的質量很大。”這兩種質量的說法有什么不同呢？同學說的質量指蘋果的品質非常好，老師說的質量指蘋果非常多。

設計意圖 "質量一詞來源于生活，但與科學上所說的質量不同。超市買蘋果的情境既貼近學生生活和常識，又可以引發對質量的認知沖突，引起學生的思考，從而進入質量概念的學習。

情境2 " （比較一桶水和一杯水、一把鐵錘和一枚鐵釘、大燒杯和小燒杯的異同點）科學上是怎么定義質量的？舉例：

水、鐵、玻璃都稱為物質。一桶水比一杯水含有水這種物質多，我們就說一桶水比一杯水的質量大;一把鐵錘比一枚鐵釘含有鐵這種物質多，我們就說一把鐵錘比一枚鐵釘的質量大;大燒杯比小燒杯含有玻璃這種物質多，我們就說大燒杯比小燒杯的質量大。思考：什么是質量呢？物體含有物質的多少。

設計意圖 "質量的概念十分抽象，對于抽象難理解的事物，一般采取舉例的方式可以將問題簡單化。在質量概念中還出現了學生陌生的物質一詞，因此必須先將物質的概念加以解釋。然后用通俗的例子加以總結歸納，得出質量的概念。

情境3 "提問：將蘋果從上海帶到溫州，質量是否改變？將蘋果切成四份，質量是否改變？將冰融化成水，質量是否改變？質量都沒有改變，因為物體含有物質的多少沒有改變。說明質量是由物體本身決定的，是物體的屬性。

設計意圖 "通過改變物體的位置、形狀、溫度和狀態，判斷物體的質量是否改變，進一步鞏固對質量概念的理解。

情境4 "將蘋果從地球上拿到太空中，質量是否改變？質量還是不變，因為物體含有物質的多少沒有改變。

設計意圖 "學生的前概念中混淆了質量與重力這兩個概念，教學中要引發學生認知沖突，才能使錯誤前概念得到糾正。

（2）學生活動

學生在觀看教學視頻過程中，通過繪制思維導圖對質量的概念進行整理。

2.課堂活動

（1）分享收獲

在觀看教學視頻的基礎上，學生交流課前自學時繪制思維導圖分享自學收獲，并給予修正（見圖1、圖2）。

設計意圖 "避免知識碎片化，使學生的學習形成一個系統，更有利于對知識的理解與遷移。

（2）疑難探討

學習平臺反饋的學生疑問主要有以下幾個：

問題一 "蘋果榨成蘋果汁質量有沒有變？

問題二 "水變成水蒸氣質量有沒有變？

問題三 "空氣有沒有質量？

問題四 "將蘋果從地球拿到太空質量不變，為什么？

四人小組展開對上述四個問題的討論，每個小組需派代表發言并說明理由。

設計意圖 "問題一和問題二的實質是學生對物體的性質、狀態改變了，而質量是否改變的疑惑;問題三的實質是學生對空氣是否含有物質的困惑;問題四的實質是學生對質量與重力的混淆，以及位置改變了，而質量是否改變的迷思。四個問題反映出學生對質量概念的理解受到不同層次的干擾，盡管存在困擾，但卻能主動提出問題，通過組內互助與探討，優生教后進生，實現主動學習、差異教學，最終使問題得以解決。

（3）練習檢測

練習一 " 一個物體質量的大小取決于（ " "）

A.物體的形狀 " " " " "B.物體含有物質的多少

C.物體的空間位置 " "D.物體的狀態

練習二 "下列情況下，物體的質量會改變的是（ " "）

A.鐵塊拉成鐵絲 " " "B.儀器被帶到月球上

C.冰融化成水 " " " " D.木塊切去一半

練習三 "一塊橡皮的質量約為3克，把這塊橡皮隨宇航員帶到太空后，質量為_______千克。

練習四 "“體重”是衡量嬰幼兒體格發育和營養狀況最重要的指標，因此，定期（一般每個月一次）測量嬰幼兒“體重”，對所測的數據進行分析，及時發現問題并調整哺育方法就顯得尤為重要。請回答下列問題。

①平時我們所說的“體重”，實際指的是____

_____________________。

②某同學的鄰居家有一個剛滿3個月的女嬰，女嬰的父母想測量嬰兒的“體重”，可嬰兒不能在磅秤上站立或坐穩，大人手扶著進行測量又不準確。如果你在場，有沒有辦法幫助他們解決這個難題？說說你的建議：

________________________________________________________________。

③若正確測出了該嬰兒的“體重”為8.2千克，試根據下表數據判斷，該嬰兒身體發育屬于____________（填“偏胖”“偏瘦”或“正常”）。

設計意圖 "學生在學習平臺上練習的優點是：在完成答題時，系統可以自動回饋正確答案給學生，也可以將正確率第一時間反饋給教師。這樣教師在課堂中就有更多的機會對學生進行一對一指導。優秀學生除了可以指導后進生外，還可以通過練習四作為拓展提升，實現差異教學。

教學實況二 "托盤天平的使用方法

1.教學視頻設計

利用學習平臺，筆者將網絡上關于使用托盤天平的視頻進行下載、整合，并上傳于學習平臺供學生在課前下載觀看。視頻（約8分鐘）通過邊操作邊講解的形式，詳細介紹了天平的結構、調平、稱量以及使用的注意事項。

設計意圖 "觀看教學視頻可以讓每位學生近距離地了解如何正確使用托盤天平，這種方式適用于規范性實驗的演示。學生還可以通過反復播放達到復習效果，彌補了傳統上只聽教師講一遍的缺陷。

2.學生活動

學生在觀看教學視頻過程中，通過繪制思維導圖對天平的使用過程進行整理（如圖3、圖4）。

3.課堂活動

（1）實驗教學反饋學生實驗技能

學生以小組為單位用托盤天平稱量橡皮的質量，教師則觀察學生的實驗操作，并搜集學生操作不規范的情況。將學生的錯誤操作進行展示與評價，鞏固了對天平操作規范性的認識。

設計意圖 "由于是初步使用托盤天平，所以選擇測量最簡單的固體橡皮。目的在于反饋學生對天平調平、稱量等規范性操作的認識情況。

在活動過程中，學生出現了以下不規范操作（如圖5、圖6、圖7、圖8）。

（2）練習檢測

練習一 "使用托盤天平的步驟是：

①把托盤天平放在水平面上，把游碼移到標尺左端的____________處。

②調節_________，使指針______________，這是天平平衡。

③把被測物體放在天平______盤，向______盤中加減砝碼并調節游碼的位置，直到天平重新平衡，被測物體質量等于_________+_________。

④為了保證天平測量精確，使用時要注意待測物體的質量不能超過天平的__________。

練習二 "下列有關天平使用的敘述，錯誤的是（ " ）

A.取拿砝碼、移動游碼時必須用鑷子

B.已經調節好的天平位置移動后，稱量前必須重新調節

C.稱量完畢后，應將砝碼及時放回砝碼盒內

D.稱量食鹽時，把食鹽直接放在左盤上

練習三 "某同學使用托盤天平稱量前，調節橫梁平衡時，指針出現圖9所示情況。為了使天平平衡，他應調節橫梁右端的螺母向_______移動。當天平平衡后，左盤放待測物體，結果在測量過程中又出現圖9所示的情況，他的操作應該是_______。當天平再次平衡后，右盤的砝碼及游碼位置如圖10所示，則被測物體的質量為_______克。

二、總結

對于概念類的知識，則可通過教學微視頻講解相應的概念，讓學生對概念有初步的了解。課堂上，則在學生觀看微視頻的基礎上，對疑難之處通過組內互助探討師生共同探討的方式，實現對概念的全面、透徹理解。對于實驗技能類的知識，關鍵在于讓學生掌握實驗操作的規范性。傳統模式中，教師一般會在講臺上邊演示邊講解相關的操作方法，這樣做一方面教師講解非常吃力，另一方面學生的視覺效果很差，以致教學效果不理想。在翻轉課堂的教學模式中，則將相關的實驗操作錄制成微視頻，供學生自學。在課堂中提供學生演練的機會，轉變原來低效的課堂演示，真正把課堂還給學生。

讓課堂成為每位學生主動學習的平臺，營造輕松的學習氛圍。正如柏拉圖所說：“在孩子幼小時教育他，但不要有一絲強迫。在強迫下習得的知識無法改變心靈，所以不要訴諸強硬手段;將學習打造成一種樂趣，才能發現孩子真正的天賦。”