论文部分内容阅读
当今社会信息技术发展迅速，新兴的“翻转课堂”是对传统教学模式的“破坏式创新”，真正实现了“以学生为中心”的教学理念。我校自2012年开始积极将翻转课堂进行试验，由于各学科的教学内容不同，故科学组根据本学科特点，通过研讨课、展示课等活动，积极研究具有科学学科特色的教学模式。提高每一位学生的科学素养是科学课程的核心理念，应让学生在学习科学知识的同时亲历科学探究的过程，使学生更深刻地理解知识，更好地掌握科学方法，亲生体会科学精神的实质。然而在传统的教学方式中，学生没有真正成为课堂的主体和学习的主动者，受限于教师的课堂设计与被动参与，且课堂时间较紧，学生没有充分的时间实施探究活动。采取翻转课堂这一种教学模式，即课前，教师将概念以及科学探究的支撑资料录制成微视频供学生自学;课堂上，从科学问题出发，设计并实施探究活动，让学生在探究和问题解决中理解知识，同时锻炼学生学会观察、分析、设计、探究以及同伴交流等能力，确保学生学习中主体地位的落实，并最大限度地提供了师生“互动—探究”的课堂时间。本文结合笔者的一线教学经历，就初中科学翻转课堂的教学模式与具体实施开展了有益的尝试。
一、案例描述与分析
（一）科学课堂该如何“翻转”
传统模式是在课堂上学习新知，在家中完成作业。而翻转课堂恰好相反，在家中主动学习新知，在课堂上完成作业，解决疑难。它主要包括课前自学、课堂互学两个方面。
1.课前自学
（1）教师录制视频并上传
笔者通过Camtasia Studio软件，将新授课的课件结合语音录制成5～10分钟左右的视频。将视频上传到网络学习平台，由学生下载观看自主学习（我校为每位学生配备了平板电脑，建立了学习平台，学生的网络操作十分便捷。此外教师还可以通过邮箱、QQ等平台传递学习视频）。
（2）学生主动学习
学生的自主学习包括观看视频、标注课本重点，并将课文内容重点以思维导图的方式整理成学习笔记。在自学过程中遇到疑难问题时，学生可通过平台提交疑问。教师可直接在线回答或留到第二天在课堂中一起探讨。一般自学时间控制在半小时左右。
2.课堂互学
学生在翻转课堂中是有备而来的，一方面是准备了已经学会的新知识，另一方面是准备了疑惑和求知欲。因此课堂中的教学分为以下几个环节：分享收获、疑难探讨、练习检测。
（1）分享收获
在进入翻转课堂前，笔者也认为只有优秀的学生才会课前自学，但实践后却发现因为人有探索新事物并乐于分享收获的本性，几乎所有学生都积极参与课前自学。因此将分享学生自学的收获作为课堂的切入口，不仅起点低、课堂参与度高，而且能让学生学会主动、自信分享成功的喜悦。然而分享收获必定会出现我们担心的知识碎片化现象，为了使知识系统化，学生要根据自己自学整理的思维导图笔记进行分享。在整个过程中，师生、生生之间可以互相补充完善。
（2）疑难探讨
将学生在学习平台提出的问题进行整理与补充。由于学生之间存在差异，比如在自学过程中对知识掌握的深度不同，因此，四人小组探讨，互助、互教、互学模式应运而生。这对已会的学生而言是不是浪费时间？美国学者爱德加·戴尔的金字塔理论表明，通过教别人知识从而巩固自身知识的这种学习方式可以在两周后使学习保持率高达90%，是众多学习方法中保持率最高的，所以互助、互教、互学的模式可以最大限度地提升学生的学习效率。
（3）练习检测
通过练习（传统模式中学生的家庭作业）来检测学生的掌握情况。笔者会编辑练习上传至学习平台，学生完成练习后，笔者可以通过平台看到每位学生以及每道题的准确率。对练习还存在困难的学生，笔者会以当面指导或小组互助的方式帮助他，对学习进度较快的学生笔者会提供拓展练习，从而真正实现因材施教。
（二）科学翻转课堂实施实例
笔者就《质量的测量》一课对如何运用翻转课堂模式展开深入而具体的探讨，实现本课中质量的概念和初步学会托盘天平的使用方法这两大目标。
教学实况一 质量的概念
1.课前自学
（1）教学视频设计（约5分钟）
情境1 买苹果时，同学说：“这些苹果的质量真好。”而老师又说：“这么多苹果加起来的质量很大。”这两种质量的说法有什么不同呢？同学说的质量指苹果的品质非常好，老师说的质量指苹果非常多。
设计意图 质量一词来源于生活，但与科学上所说的质量不同。超市买苹果的情境既贴近学生生活和常识，又可以引发对质量的认知冲突，引起学生的思考，从而进入质量概念的学习。
情境2 （比较一桶水和一杯水、一把铁锤和一枚铁钉、大烧杯和小烧杯的异同点）科学上是怎么定义质量的？举例：
水、铁、玻璃都称为物质。一桶水比一杯水含有水这种物质多，我们就说一桶水比一杯水的质量大;一把铁锤比一枚铁钉含有铁这种物质多，我们就说一把铁锤比一枚铁钉的质量大;大烧杯比小烧杯含有玻璃这种物质多，我们就说大烧杯比小烧杯的质量大。思考：什么是质量呢？物体含有物质的多少。
设计意图 质量的概念十分抽象，对于抽象难理解的事物，一般采取举例的方式可以将问题简单化。在质量概念中还出现了学生陌生的物质一词，因此必须先将物质的概念加以解释。然后用通俗的例子加以总结归纳，得出质量的概念。
情境3 提问：将苹果从上海带到温州，质量是否改变？将苹果切成四份，质量是否改变？将冰融化成水，质量是否改变？质量都没有改变，因为物体含有物质的多少没有改变。说明质量是由物体本身决定的，是物体的属性。 设计意图 通过改变物体的位置、形状、温度和状态，判断物体的质量是否改变，进一步巩固对质量概念的理解。
情境4 将苹果从地球上拿到太空中，质量是否改变？质量还是不变，因为物体含有物质的多少没有改变。
设计意图 学生的前概念中混淆了质量与重力这两个概念，教学中要引发学生认知冲突，才能使错误前概念得到纠正。
（2）学生活动
学生在观看教学视频过程中，通过绘制思维导图对质量的概念进行整理。
2.课堂活动
（1）分享收获
在观看教学视频的基础上，学生交流课前自学时绘制思维导图分享自学收获，并给予修正（见图1、图2）。
设计意图 避免知识碎片化，使学生的学习形成一个系统，更有利于对知识的理解与迁移。
（2）疑难探讨
学习平台反馈的学生疑问主要有以下几个：
问题一 苹果榨成苹果汁质量有没有变？
问题二 水变成水蒸气质量有没有变？
问题三 空气有没有质量？
问题四 将苹果从地球拿到太空质量不变，为什么？
四人小组展开对上述四个问题的讨论，每个小组需派代表发言并说明理由。
设计意图 问题一和问题二的实质是学生对物体的性质、状态改变了，而质量是否改变的疑惑;问题三的实质是学生对空气是否含有物质的困惑;问题四的实质是学生对质量与重力的混淆，以及位置改变了，而质量是否改变的迷思。四个问题反映出学生对质量概念的理解受到不同层次的干扰，尽管存在困扰，但却能主动提出问题，通过组内互助与探讨，优生教后进生，实现主动学习、差异教学，最终使问题得以解决。
（3）练习检测
练习一 一个物体质量的大小取决于（ ）
A.物体的形状 B.物体含有物质的多少
C.物体的空间位置 D.物体的状态
练习二 下列情况下，物体的质量会改变的是（ ）
A.铁块拉成铁丝 B.仪器被带到月球上
C.冰融化成水 D.木块切去一半
练习三 一块橡皮的质量约为3克，把这块橡皮随宇航员带到太空后，质量为_______千克。
练习四 “体重”是衡量婴幼儿体格发育和营养状况最重要的指标，因此，定期（一般每个月一次）测量婴幼儿“体重”，对所测的数据进行分析，及时发现问题并调整哺育方法就显得尤为重要。请回答下列问题。
①平时我们所说的“体重”，实际指的是____
_____________________。
②某同学的邻居家有一个刚满3个月的女婴，女婴的父母想测量婴儿的“体重”，可婴儿不能在磅秤上站立或坐稳，大人手扶着进行测量又不准确。如果你在场，有没有办法帮助他们解决这个难题？说说你的建议：
________________________________________________________________。
③若正确测出了该婴儿的“体重”为8.2千克，试根据下表数据判断，该婴儿身体发育属于____________（填“偏胖”“偏瘦”或“正常”）。
设计意图 学生在学习平台上练习的优点是：在完成答题时，系统可以自动回馈正确答案给学生，也可以将正确率第一时间反馈给教师。这样教师在课堂中就有更多的机会对学生进行一对一指导。优秀学生除了可以指导后进生外，还可以通过练习四作为拓展提升，实现差异教学。
教学实况二 托盘天平的使用方法
1.教学视频设计
利用学习平台，笔者将网络上关于使用托盘天平的视频进行下载、整合，并上传于学习平台供学生在课前下载观看。视频（约8分钟）通过边操作边讲解的形式，详细介绍了天平的结构、调平、称量以及使用的注意事项。
设计意图 观看教学视频可以让每位学生近距离地了解如何正确使用托盘天平，这种方式适用于规范性实验的演示。学生还可以通过反复播放达到复习效果，弥补了传统上只听教师讲一遍的缺陷。
2.学生活动
学生在观看教学视频过程中，通过绘制思维导图对天平的使用过程进行整理（如图3、图4）。
3.课堂活动
（1）实验教学反馈学生实验技能
学生以小组为单位用托盘天平称量橡皮的质量，教师则观察学生的实验操作，并搜集学生操作不规范的情况。将学生的错误操作进行展示与评价，巩固了对天平操作规范性的认识。
设计意图 由于是初步使用托盘天平，所以选择测量最简单的固体橡皮。目的在于反馈学生对天平调平、称量等规范性操作的认识情况。
在活动过程中，学生出现了以下不规范操作（如图5、图6、图7、图8）。
（2）练习检测
练习一 使用托盘天平的步骤是：
①把托盘天平放在水平面上，把游码移到标尺左端的____________处。
②调节_________，使指针______________，这是天平平衡。
③把被测物体放在天平______盘，向______盘中加减砝码并调节游码的位置，直到天平重新平衡，被测物体质量等于_________+_________。
④为了保证天平测量精确，使用时要注意待测物体的质量不能超过天平的__________。
练习二 下列有关天平使用的叙述，错误的是（ ）
A.取拿砝码、移动游码时必须用镊子
B.已经调节好的天平位置移动后，称量前必须重新调节
C.称量完毕后，应将砝码及时放回砝码盒内
D.称量食盐时，把食盐直接放在左盘上
练习三 某同学使用托盘天平称量前，调节横梁平衡时，指针出现图9所示情况。为了使天平平衡，他应调节横梁右端的螺母向_______移动。当天平平衡后，左盘放待测物体，结果在测量过程中又出现图9所示的情况，他的操作应该是_______。当天平再次平衡后，右盘的砝码及游码位置如图10所示，则被测物体的质量为_______克。
二、总结
对于概念类的知识，则可通过教学微视频讲解相应的概念，让学生对概念有初步的了解。课堂上，则在学生观看微视频的基础上，对疑难之处通过组内互助探讨师生共同探讨的方式，实现对概念的全面、透彻理解。对于实验技能类的知识，关键在于让学生掌握实验操作的规范性。传统模式中，教师一般会在讲台上边演示边讲解相关的操作方法，这样做一方面教师讲解非常吃力，另一方面学生的视觉效果很差，以致教学效果不理想。在翻转课堂的教学模式中，则将相关的实验操作录制成微视频，供学生自学。在课堂中提供学生演练的机会，转变原来低效的课堂演示，真正把课堂还给学生。
让课堂成为每位学生主动学习的平台，营造轻松的学习氛围。正如柏拉图所说：“在孩子幼小时教育他，但不要有一丝强迫。在强迫下习得的知识无法改变心灵，所以不要诉诸强硬手段;将学习打造成一种乐趣，才能发现孩子真正的天赋。”
一、案例描述与分析
（一）科学课堂该如何“翻转”
传统模式是在课堂上学习新知，在家中完成作业。而翻转课堂恰好相反，在家中主动学习新知，在课堂上完成作业，解决疑难。它主要包括课前自学、课堂互学两个方面。
1.课前自学
（1）教师录制视频并上传
笔者通过Camtasia Studio软件，将新授课的课件结合语音录制成5～10分钟左右的视频。将视频上传到网络学习平台，由学生下载观看自主学习（我校为每位学生配备了平板电脑，建立了学习平台，学生的网络操作十分便捷。此外教师还可以通过邮箱、QQ等平台传递学习视频）。
（2）学生主动学习
学生的自主学习包括观看视频、标注课本重点，并将课文内容重点以思维导图的方式整理成学习笔记。在自学过程中遇到疑难问题时，学生可通过平台提交疑问。教师可直接在线回答或留到第二天在课堂中一起探讨。一般自学时间控制在半小时左右。
2.课堂互学
学生在翻转课堂中是有备而来的，一方面是准备了已经学会的新知识，另一方面是准备了疑惑和求知欲。因此课堂中的教学分为以下几个环节：分享收获、疑难探讨、练习检测。
（1）分享收获
在进入翻转课堂前，笔者也认为只有优秀的学生才会课前自学，但实践后却发现因为人有探索新事物并乐于分享收获的本性，几乎所有学生都积极参与课前自学。因此将分享学生自学的收获作为课堂的切入口，不仅起点低、课堂参与度高，而且能让学生学会主动、自信分享成功的喜悦。然而分享收获必定会出现我们担心的知识碎片化现象，为了使知识系统化，学生要根据自己自学整理的思维导图笔记进行分享。在整个过程中，师生、生生之间可以互相补充完善。
（2）疑难探讨
将学生在学习平台提出的问题进行整理与补充。由于学生之间存在差异，比如在自学过程中对知识掌握的深度不同，因此，四人小组探讨，互助、互教、互学模式应运而生。这对已会的学生而言是不是浪费时间？美国学者爱德加·戴尔的金字塔理论表明，通过教别人知识从而巩固自身知识的这种学习方式可以在两周后使学习保持率高达90%，是众多学习方法中保持率最高的，所以互助、互教、互学的模式可以最大限度地提升学生的学习效率。
（3）练习检测
通过练习（传统模式中学生的家庭作业）来检测学生的掌握情况。笔者会编辑练习上传至学习平台，学生完成练习后，笔者可以通过平台看到每位学生以及每道题的准确率。对练习还存在困难的学生，笔者会以当面指导或小组互助的方式帮助他，对学习进度较快的学生笔者会提供拓展练习，从而真正实现因材施教。
（二）科学翻转课堂实施实例
笔者就《质量的测量》一课对如何运用翻转课堂模式展开深入而具体的探讨，实现本课中质量的概念和初步学会托盘天平的使用方法这两大目标。
教学实况一 质量的概念
1.课前自学
（1）教学视频设计（约5分钟）
情境1 买苹果时，同学说：“这些苹果的质量真好。”而老师又说：“这么多苹果加起来的质量很大。”这两种质量的说法有什么不同呢？同学说的质量指苹果的品质非常好，老师说的质量指苹果非常多。
设计意图 质量一词来源于生活，但与科学上所说的质量不同。超市买苹果的情境既贴近学生生活和常识，又可以引发对质量的认知冲突，引起学生的思考，从而进入质量概念的学习。
情境2 （比较一桶水和一杯水、一把铁锤和一枚铁钉、大烧杯和小烧杯的异同点）科学上是怎么定义质量的？举例：
水、铁、玻璃都称为物质。一桶水比一杯水含有水这种物质多，我们就说一桶水比一杯水的质量大;一把铁锤比一枚铁钉含有铁这种物质多，我们就说一把铁锤比一枚铁钉的质量大;大烧杯比小烧杯含有玻璃这种物质多，我们就说大烧杯比小烧杯的质量大。思考：什么是质量呢？物体含有物质的多少。
设计意图 质量的概念十分抽象，对于抽象难理解的事物，一般采取举例的方式可以将问题简单化。在质量概念中还出现了学生陌生的物质一词，因此必须先将物质的概念加以解释。然后用通俗的例子加以总结归纳，得出质量的概念。
情境3 提问：将苹果从上海带到温州，质量是否改变？将苹果切成四份，质量是否改变？将冰融化成水，质量是否改变？质量都没有改变，因为物体含有物质的多少没有改变。说明质量是由物体本身决定的，是物体的属性。 设计意图 通过改变物体的位置、形状、温度和状态，判断物体的质量是否改变，进一步巩固对质量概念的理解。
情境4 将苹果从地球上拿到太空中，质量是否改变？质量还是不变，因为物体含有物质的多少没有改变。
设计意图 学生的前概念中混淆了质量与重力这两个概念，教学中要引发学生认知冲突，才能使错误前概念得到纠正。
（2）学生活动
学生在观看教学视频过程中，通过绘制思维导图对质量的概念进行整理。
2.课堂活动
（1）分享收获
在观看教学视频的基础上，学生交流课前自学时绘制思维导图分享自学收获，并给予修正（见图1、图2）。
设计意图 避免知识碎片化，使学生的学习形成一个系统，更有利于对知识的理解与迁移。
（2）疑难探讨
学习平台反馈的学生疑问主要有以下几个：
问题一 苹果榨成苹果汁质量有没有变？
问题二 水变成水蒸气质量有没有变？
问题三 空气有没有质量？
问题四 将苹果从地球拿到太空质量不变，为什么？
四人小组展开对上述四个问题的讨论，每个小组需派代表发言并说明理由。
设计意图 问题一和问题二的实质是学生对物体的性质、状态改变了，而质量是否改变的疑惑;问题三的实质是学生对空气是否含有物质的困惑;问题四的实质是学生对质量与重力的混淆，以及位置改变了，而质量是否改变的迷思。四个问题反映出学生对质量概念的理解受到不同层次的干扰，尽管存在困扰，但却能主动提出问题，通过组内互助与探讨，优生教后进生，实现主动学习、差异教学，最终使问题得以解决。
（3）练习检测
练习一 一个物体质量的大小取决于（ ）
A.物体的形状 B.物体含有物质的多少
C.物体的空间位置 D.物体的状态
练习二 下列情况下，物体的质量会改变的是（ ）
A.铁块拉成铁丝 B.仪器被带到月球上
C.冰融化成水 D.木块切去一半
练习三 一块橡皮的质量约为3克，把这块橡皮随宇航员带到太空后，质量为_______千克。
练习四 “体重”是衡量婴幼儿体格发育和营养状况最重要的指标，因此，定期（一般每个月一次）测量婴幼儿“体重”，对所测的数据进行分析，及时发现问题并调整哺育方法就显得尤为重要。请回答下列问题。
①平时我们所说的“体重”，实际指的是____
_____________________。
②某同学的邻居家有一个刚满3个月的女婴，女婴的父母想测量婴儿的“体重”，可婴儿不能在磅秤上站立或坐稳，大人手扶着进行测量又不准确。如果你在场，有没有办法帮助他们解决这个难题？说说你的建议：
________________________________________________________________。
③若正确测出了该婴儿的“体重”为8.2千克，试根据下表数据判断，该婴儿身体发育属于____________（填“偏胖”“偏瘦”或“正常”）。
设计意图 学生在学习平台上练习的优点是：在完成答题时，系统可以自动回馈正确答案给学生，也可以将正确率第一时间反馈给教师。这样教师在课堂中就有更多的机会对学生进行一对一指导。优秀学生除了可以指导后进生外，还可以通过练习四作为拓展提升，实现差异教学。
教学实况二 托盘天平的使用方法
1.教学视频设计
利用学习平台，笔者将网络上关于使用托盘天平的视频进行下载、整合，并上传于学习平台供学生在课前下载观看。视频（约8分钟）通过边操作边讲解的形式，详细介绍了天平的结构、调平、称量以及使用的注意事项。
设计意图 观看教学视频可以让每位学生近距离地了解如何正确使用托盘天平，这种方式适用于规范性实验的演示。学生还可以通过反复播放达到复习效果，弥补了传统上只听教师讲一遍的缺陷。
2.学生活动
学生在观看教学视频过程中，通过绘制思维导图对天平的使用过程进行整理（如图3、图4）。
3.课堂活动
（1）实验教学反馈学生实验技能
学生以小组为单位用托盘天平称量橡皮的质量，教师则观察学生的实验操作，并搜集学生操作不规范的情况。将学生的错误操作进行展示与评价，巩固了对天平操作规范性的认识。
设计意图 由于是初步使用托盘天平，所以选择测量最简单的固体橡皮。目的在于反馈学生对天平调平、称量等规范性操作的认识情况。
在活动过程中，学生出现了以下不规范操作（如图5、图6、图7、图8）。
（2）练习检测
练习一 使用托盘天平的步骤是：
①把托盘天平放在水平面上，把游码移到标尺左端的____________处。
②调节_________，使指针______________，这是天平平衡。
③把被测物体放在天平______盘，向______盘中加减砝码并调节游码的位置，直到天平重新平衡，被测物体质量等于_________+_________。
④为了保证天平测量精确，使用时要注意待测物体的质量不能超过天平的__________。
练习二 下列有关天平使用的叙述，错误的是（ ）
A.取拿砝码、移动游码时必须用镊子
B.已经调节好的天平位置移动后，称量前必须重新调节
C.称量完毕后，应将砝码及时放回砝码盒内
D.称量食盐时，把食盐直接放在左盘上
练习三 某同学使用托盘天平称量前，调节横梁平衡时，指针出现图9所示情况。为了使天平平衡，他应调节横梁右端的螺母向_______移动。当天平平衡后，左盘放待测物体，结果在测量过程中又出现图9所示的情况，他的操作应该是_______。当天平再次平衡后，右盘的砝码及游码位置如图10所示，则被测物体的质量为_______克。
二、总结
对于概念类的知识，则可通过教学微视频讲解相应的概念，让学生对概念有初步的了解。课堂上，则在学生观看微视频的基础上，对疑难之处通过组内互助探讨师生共同探讨的方式，实现对概念的全面、透彻理解。对于实验技能类的知识，关键在于让学生掌握实验操作的规范性。传统模式中，教师一般会在讲台上边演示边讲解相关的操作方法，这样做一方面教师讲解非常吃力，另一方面学生的视觉效果很差，以致教学效果不理想。在翻转课堂的教学模式中，则将相关的实验操作录制成微视频，供学生自学。在课堂中提供学生演练的机会，转变原来低效的课堂演示，真正把课堂还给学生。
让课堂成为每位学生主动学习的平台，营造轻松的学习氛围。正如柏拉图所说：“在孩子幼小时教育他，但不要有一丝强迫。在强迫下习得的知识无法改变心灵，所以不要诉诸强硬手段;将学习打造成一种乐趣，才能发现孩子真正的天赋。”