黄恒安

翻转课堂的核心理念是“课外知识传授，课堂知识内化”，通常操作是，教师先通过微课方式将知识的传授放到课前由学生自主学习，再根据学生微课学习情况设计课堂教学内容，組织开展课堂教学活动，引导学生在课堂活动中实现知识的内化与运用，全面培养学科素养。秉承我校自信教育和优势智能开发的一贯理念，凭借在现代信息技术方面的优势，我校科学学科率先试水翻转课堂教学改革，并结合学科特点相机开发学生的优势智能，先后为我校全体教师贡献了多节翻转课堂展示课，包括《一天的食物》《我们是怎样听到声音的》《神奇的小电动机》等。下面我们以《昼夜交替现象》的教学为例，谈谈我校科学课在翻转课堂中开发学生优势智能的操作策略。

一、基于教材和学情分析确定课堂教学目标和教学策略

《昼夜交替现象》出自小学科学教科版五年级下册“地球的运动”单元第一课。“地球的运动”是小学段首次涉及“地球和宇宙”领域之“宇宙”方面的知识，全部8节课都是围绕“地球的运动”这个主题展开：第一课重在从最常见的天文现象——昼夜交替现象入手，引导学生自主提出地球运动的各种猜想；后面七节课重点引导学生学习如何不断寻找科学证据来证明自己的猜想。昼夜交替是地球上最常见的自然现象之一，它产生的原因早有定论，即地球在围转太阳公转的同时自转，但本课教学并不需要告诉学生这个定论，而是要引导学生学会提出问题、围绕问题做出猜想，像科学家一样去经历实践探索、搜集证据、不断发现真理的探究过程，掌握科学探究的一般方法，相机开发学生的学科优势智能，培养科学素养。

课堂中的科学探究活动通常包括“提出问题”“做出假设”“搜集证据—模拟实验”“找规律，得出结论”“知识检测，总结拓展”五个分层递进的教学环节。“提出问题”的关键在于聚焦核心问题；“做出假设”重在引导学生对核心问题展开深入思考，提出自己的观点和假设，在交流中对他人的观点提出质疑并接受他人的质疑；“搜集证据——模拟实验”要求学生学会制订合理的模拟实验方案并实施实验，搜集相关证据验证自己提出的假说；“找规律，得出结论”则是从搜集到的证据中寻找规律性的东西，经过系统总结得出结论；“知识检测，总结拓展”是检测知识掌握情况的重要环节，旨在运用拓展性问题来检测学生是否真正掌握本课关键知识，并引发学生进一步的思考，为下一课的教学埋下伏笔。以上科学探究活动，不仅有利于开发学生的逻辑数学智能、空间智能，还能开发学生的语言智能、自我认知智能等。

五年级的学生对昼夜交替现象都有一定的知识和经验积累，而且对探究现象背后的原理充满兴趣，因此，在本课中，我们将撇开科学定论不提，直接把“探究地球和太阳怎样运动才可能产生昼夜交替现象”作为学习目标，并将该目标分解为“提出昼夜交替现象的猜想”“解释昼夜交替现象的猜想”两个关键的科学探究任务，以探究性学习方式为主，通过课前自主学习探究和课中合作探究落实翻转课堂“课外知识传授，课堂知识内化”的学习目标，发展学生的科学思维。

二、通过课前微课和任务探究，落实学生的个性化学习，初步开发学生的优势智能

在翻转课堂教学模式下，科学教师须在课前为学生准备两样重要的学习材料，一是微课视频，二是自主探究任务卡，二者互为支撑。微课视频是支持学生课前高效自主学习的重要材料，制作完成后可发布到优酷网，并生成二维码张贴在自主探究任务卡上，供学生微信扫描后自主观看（正常播放、暂停、快进、回放、重播等）学习；自主探究任务卡作为微课视频的配套学习材料，以任务驱动的方式，指导学生明晰微课学习的重点，并围绕任务展开自主探究。本课是本单元第一课，基础性较强，探究任务较重，将自主探究移至课前，可有效弥补学生优势智能差异性导致的学习难度差异，确保课堂探究的进度统一和探究实效。

在本课中，为了给学生准备优质的微课学习资料，我们通过互联网搜集了大量视听素材，精心剪辑，并编写了旁白脚本，最终录音合成为一节时长仅为2分53秒的微课视频（可扫描图1中的二维码自主观看）。课虽微，但内容张力很大，包含了本单元课程内容的导入、本课重要科学概念和理论方法的解说（如相对圆周运动的解释、科学家有关昼夜交替现象猜想的理论学说、示意图的绘制方法等）、课前探究任务的布置等丰富的信息，且内容呈现方式多样，音、像、图、文结合，既可以训练学生获取信息的能力，又可以有效开发学生的优势智能。比如视频中提到了哥白尼的日心说概念，却没有进一步解释日心说的内涵，因为地、日相对运动的知识不是本课教学重点，学有余力的学生可以运用适当的方式自主查阅视频中包含的更多相关信息。

微课学习可以为学生科学猜想打下科学知识的基础，以知识为基础发展猜想，可以支撑学生自主发展逻辑数学智能和空间智能等多元智能。本课自主探究任务卡（如图1）重在引导学生学会用科学的眼光观察和思考微课视频中所讲述的各种自然现象，用心参与其中设计的科学探究活动，最终用写绘的方式自主完成昼夜交替现象科学探究之“做出假设”即猜想任务。这是一项融合了科学猜想和绘画技巧的探究任务，“思”是“写”和“绘”的核心，需要学生综合调动逻辑数学智能、自然认知智能、空间智能、身体动觉智能乃至音乐智能等，方能以写绘的方式完成自我优势智能的开发。为了帮助学生完成自主猜想，视频给出了地球和太阳相对运动的六种可能性，并简单教授了绘制示意图的方法，只是在让学生用写、绘的方式表述地、日相对运动时稍稍增加了难度。因为学生之间的空间想象力和绘画技能差异较大，完成该任务耗时不一，所以在传统的课堂中，教师常常无从下手指导，教学效果极不理想。在翻转课堂中，把这个任务放到课前供学生自主研习、仔细打磨，能力薄弱的学生可以多花一些时间完成任务，确保进入课堂后有充分的准备，提高学习自信。

通常情况下，学生完成微课学习和探究任务后，会在教师限定的时间内提交自主探究任务卡，供教师作学情分析、评价和课堂探究任务卡的设计之用。在本课中，全班50名学生全部完成了该项任务，基本情况如下：学生做出的猜想包含了6种昼夜交替现象的假说，其中4种为主流观点，包括“地球围绕太阳转，同时自转”“地球自转”“太阳围绕地球转”“地球围绕太阳转”，持“地球和太阳互相转”“地球围绕太阳转，太阳自转”这2种观点的学生各有1名；学生绘图表达地、日相对运动的作品差距较大，有绘画技巧即空间智能的差异，也有用心程度的不同。教师从作品的科学性、新颖性、观赏性综合考量，对每个学生的作品给出了初评意见。

三、承接课前自主探究，在翻转课堂的课堂活动中用小组合作模拟实验强化科学探究的趣味性，引领全体学生逐渐深入科学探究的神圣殿堂，切实发展逻辑数学智能、空间智能和身体动觉智能，相机开发自我优势智能

课堂科学探究重在落实全体学生的知识内化。本课课堂科学探究以学生课前自主学习、自主探究为前提，课前探究亦是知识内化的重要组成部分，不同的是，课前探究重在做出猜想，课堂探究重在通过实验验证猜想。在本课中，课本仅安排了一项实物模拟实验，我们分析，课本实验所用材料不利于学生知识的内化和优势智能的开发，为了落实翻转课堂“以生为本”“以学定教”和我校培养学生自信、开发学生优势智能的基本教学思想，结合小组探究的课堂组织形式，我们精心设计了丰富多彩的课堂探究活动，为学生准备了如下模拟实验材料，包括教学课件、计算机模拟昼夜交替假说的视频、一顶用来扮演太阳的红色帽子、一顶用来扮演地球的蓝色帽子、每组一个无支架地球仪和一个由老师控制的遥控球灯、每组一张小组合作探究任务卡等。我们决定以模拟实验活动为重点，引领学生在课堂中经历科学探究的过程，切实发展逻辑数学智能、空间智能、身体动觉智能等多元智能，相机强化学生的优势智能。

（一）提出问题与做出假设

在本课中，“提出问题”和“做出假设”两个环节其实在课前的学习、探究中已经落实，学生不仅做出了自己的假设，还用文字和绘图两种方式表达了这种假设，进入课堂以后，教师在简单反馈学生课前学习成果之后，便可快速将学生引向组内分享、交流，组织学生展开小组合作探究活动了。

师：课前老师认真研究了咱们班每一名同学的自主探究任务完成情况，发现有的同学学习特别认真、任务完成得特别好。大家都打开自己的作品（上课时已发回到学生手上），看看上面有没有表扬印章。有两枚表扬印章的，代表老师对该作品“特别满意”，说明该作品不仅清晰地表述了太阳和地球的相对运动，而且绘画作品简洁、形象、美观，我们班共有15名同学获得两枚表扬印章；上面有1枚表扬印章的，代表老师对该作品“比较满意”，共有26名同学获得一枚表扬印章。没有表扬印章的是需要加油的，有9名同学。老师从“特别满意”的作品中挑出了4件观点各不相同的作品（课件依次呈现图2所示的4幅作品，学生发出惊叹声），它们的作者分别是施杨紫嫣、童心怡、林桌颖和余幸泽。下面我们掌声有请他们上台来跟大家分享一下他们的觀点！（生鼓掌）

4名学生依次上台介绍自己的观点和作品（过程略），教师板书罗列4人的观点及与他们持相同观点的人数如下。

施杨紫嫣的假说1：地球围绕太阳转，地球同时自转。持相同观点者22人。

童心怡的假说2：地球自转。持相同观点者8人。

林桌颖的假说3：地球围绕太阳转。持相同观点者10人。

余幸泽的假说4：太阳围绕地球转。持相同观点者8人。

让学生“现身说法”，不仅体现了以学生为主体的教学思想，而且通过树立学生身边的典型，可以对学生形成积极的激励作用，让学生进一步明晰好作品的标准并向同学看齐。此外本班还有两个学生分别提出了“地球和太阳互相转”“地球围绕太阳转，太阳自转”的假说，虽然画的不是很好，但观点有创意，教师亦给予了恰当的关注，表扬了学生善于“从不同角度思考问题”。鉴于本课教学重点在于完善学生的认知构建，教给学生科学探究的方法，教师不再安排两名学生上台解说自己的观点，而是给学生课后自主探究指明了方向、留下了空间，“就让我们先学会验证假说的方法，课后再来验证其他的猜想吧”。

接下来的组内分享，旨在让学生初步建立起“昼夜交替现象有多种可能的解释”这个科学概念，同时协调发展多元智能，包括空间智能、语言智能、交际智能和逻辑数学智能等。之后教师简单总结学生的自主学习和交流的情况，特别表扬了小组交流比较认真的学习小组。

（二）搜集证据—模拟实验

模拟实验是本课最重要的科学探究活动，目的是搜集证据，验证假说是否成立。作为科学探究实验的一种，模拟实验不同于真实实验，它具有模拟性、仿真性。为了保证实验效果，模拟实验对实验材料的选择、实验环境的创设有一定要求。在本课中，我们设计了3项模拟实验，分两个阶段实施。第一阶段是实物模拟实验，将学生分为8个组，每组6—7人，各组分工合作用球灯和地球仪为实验工具，依次对4种主流假说进行模拟实验，之后派代表汇报本组实验结论。第二阶段是探究表演模拟实验和计算机模拟实验：前者选择一个组派代表上台表演，其余学生观摩表演并进行评价；后者由教师事先设计好计算机课件，选学生上台现场操作，演示给全班学生观看。学生在实物模拟实验中难免出现操作错误，导致8个组模拟实验的结论未必完全一致，因此有必要在教师指导、全班学生见证下，对有争议的假说进行再次实验验证，并启用学生特别感兴趣的探究表演模拟实验和计算机模拟实验两种模拟实验方式，代替之前的实物模拟实验，让学生真正明白实验结果的可靠性对于科学探究的重要意义，以利于知识的充分内化。

1.实物模拟实验

实物模拟实验的实验材料应尽可能与真实物体具有相似的特征。在本课中，教材原本的设计是用手电筒模拟太阳、用乒乓球模拟地球，我们认为，这两种材料在实验中容易产生干扰信息，于是就改用球灯模拟太阳、改用地球仪模拟地球，这样一来，学生便不再纠结于器材的种种不足（外形和发光方式等），可以集中注意力去解决所要探究的实验主题了。

师：我们提出了多种假说，怎么来证明这些假说呢？

生：做实验。

师：没错。今天老师给大家介绍一种新的实验方法，一起来读读吧。（课件呈现模拟实验概念，如图3；生读）接下来我们就通过分组模拟实验来搜集数据，证明我们的观点。实验要求是——（课件呈现图4的“实验要求”，生读）注意，实验完成后要填写实验图表。（实验图表上打出了4种假说的图示，各组在完成实验后可在对应的假说图示旁打“√”表示成立，打表示不成立）现在请各组上来一名同学领取实验器材，球灯亮起时实验开始，时间为5分钟。完成实验后再把器材放回原处。（师依次关闭教室灯、打开各组球灯、打开倒计时器、巡堂）

教室突然暗下来，学生分组围坐在明亮的球灯下实施科学探究，心中隐隐有些小欢喜；与此同时，《深邃的宇宙》背景音乐缓缓响起，多媒体大屏幕上出现了一帧帧宇宙空间的图片，将学生的思绪慢慢带入了茫茫的宇宙中……学生在模拟实验的过程中观察到：球灯的光照射到地球仪上以后，会在地球仪的向灯面和背灯面分别形成亮面和暗面；当球灯与地球仪相对运动时，地球仪上的同一个地点比如广西这个区域会出现明暗交替的现象，刚好可以模拟昼夜交替，验证自己的假说。学生动手操作，思维活跃，顺利建构起自己的科学解释概念，有效发展了自然认知智能、空间智能和逻辑数学智能。

师：时间到！老师发现各组都完成了实验，很好。特别表扬第3、第4和第6组，实验习惯很好，所有材料都整齐地放回了原处。（未得到表扬的学习小组迅速收拾好实验器材并放回原处）好，我们先看看第一个假说“地球围绕太阳转，同时自转”，实验结果认为该假说成立的，请小组长举下手。（8个小组长同时举手，师在假说1的板书后打“√”）第二个假说“地球围绕太阳转”，实验结果认为该假说成立的，请小组长举手。（6个小组长同时举手）6个成立，2个不成立，没有达成一致。（在假说2的板书后打“？”号）第三个假说“太阳围绕地球转”，实验结果认为成立的，请小组长举手。（4个小组长同时举手）也没有达成一致。（在假说3的板书后打“？”号）第四个假说“地球自转”，实验结果认为成立的，请小组长举手。（7个小组长同时举手，师在假说4的板书后打“？”号）奇怪了，我们用同样的材料做同样的实验，只有第一个假说结果一致，其他3种假说的验证结果居然都不一样，怎么办呢？

生：再做一次实验。

从课前自主观看微课学习、通过写绘表达“地球和太阳怎样运动才可能产生昼夜交替现象”的猜想，到课堂组内分享猜想成果、小组实物模拟实验并相互评价，无不体现了翻转课堂“把更多的自由思考和讨论时间留给学生”的教学思想，充分突显了学生学习的主体地位。在这个过程中，学生学习小组为了完成实验，每一个成员都会自觉调动自己的语言智能、交际智能、身体动觉智能、逻辑数学智能等积极参与思考、交流、讨论、想象、操作等学习活动，相机发展各自的优势智能。

2.探究表演模拟实验和计算机模拟实验

师：好，再做一次验证实验！为了让大家看得更清楚，我们换一种方法，用探究表演来模拟、验证大家做出的假说。请看实验要求（见图5）。为了保证公平，老师将请出“班级优化大师”（一种随机抽号软件）随机抽取4个小组，请4组同学依次上台展示4种假说中的一种。（抽号过程略）好，现在抽到的是第一组、第三组、第四组、第八组。先请第一组派两名同学上台，表演假说1中的“地球围绕太阳转，同时自转”，其他同学注意观察表演过程中有没有出现昼夜交替现象。

第一组两名学生走上讲台，一生戴红色帽子模拟太阳，一生戴蓝色帽子模拟地球，“地球”左右手分别持“昼”字牌和“夜”字牌。听到教师的“开始”口令后二人进入表演状态：“地球”按假说的描述开始围绕“太阳”公转，同时自转，并在转圈的过程中交替举起“昼”字牌和“夜”字牌。台上学生表演投入，台下学生观察认真：台上学生转到昼夜交替点更换“昼”“夜”字牌时，台下的学生也能立即喊出来。接下来，教师启用了计算机建模模拟的方法引导学生搜集证据，仍然请学生来操作计算机模拟动画。学生通过观察计算机模拟视频，再次发现了假说1中真实出现了昼夜交替现象。于是，集体验证假说1成立。

之后是第三组表演假说2“地球围绕太阳转”。“太阳”不动。“地球”围绕“太阳”转圈且始终面向“太阳”，因此左手的“昼”字牌始终举起，而“夜”字牌始终垂放在身体一侧。表演完毕，台下第5组有学生提出质疑。

生：老师，我觉得第三组的表演不对！

师：你的意思是？

生：按照假说，地球只能围绕太阳转，不能自转。可是表演地球的××同学始终面向“太阳”，相当于“地球”在公转的同时已经在缓慢自转了。

师：你观察得很仔细，思考也很缜密，真是咱们班的小科学家！请你上来和老师一起演示一下好吗？

学生上台表演地球，绕着“太阳”老师转圈，始终面向黑板，保证“地球”不自转。台下学生恍然大悟，发现这次演示同样产生了昼夜交替现象。

师：那么请问，假说2“地球围绕太阳转”成立吗？

生：（齐答）成立！

最后，第四和第八组也先后运用了探究表演模拟实验和计算机模拟实验两种方法分别验证了假说3和假说4，并证实了两个假说成立。从以上过程可以看出，提出质疑的学生在自然认知智能、身体动觉智能和空间智能方面存在相对优势，而其他同学的相关智能有待改善。

其实探究表演模拟实验和计算机模拟实验并未在教材中出现，它是我们基于翻转课堂理念和科学课的学科需要自行设计的：由于学生课前已经完成了科学知识的自主学习，课堂教学的重点便是知识的内化了；而针对同一问题采用不同的探究式学习方式，不仅是知识内化的有效手段，而且是学法创新和优势智能开发的需要。在以上科学探究活动中，学生的自然认知智能、身体动觉智能、逻辑数学智能、空间智能、语言智能、交际智能等都得到了不同程度的强化，而自然认知智能、身体动觉智能和空间智能上的弱势也得到了一定程度的改善。从实施的过程看，学生探究表演模拟实验的参与程度很高，不管是表演者还是观察者都处在积极的思维状态；而当计算机模拟实验时，学生又充满了好奇，调动身体感知觉，“设身处地”感受到了“高科技”手段在解决宇宙科学知识中的探究性问题方面所具备的独特优势。

（三）找规律，得出结论

结束了热闹的探究，接下来便是安静地思考，认真总结科学规律了。

师：下面是一个特殊的挑战任务。请同学们仔细观察并思考这4种假说有什么共同的特点。

生：（多數学生或独自思考或相互讨论，几个优秀学生很快发现了规律，举手回答）都在动。

师：对，都在动。谁能说得更具体一点？

生：我们小组发现，当地球和太阳都在转动时，就有可能产生昼夜交替现象。

师：真聪明，这么快就被你们找到规律了。用科学术语准确地描述应该是，太阳与地球在做“相对圆周运动”时，就“有可能”产生昼夜交替现象。

三个模拟实验的实施效果是显著的。基于模拟探究，学生不仅能够用科学语言描述现象，能用基于证据的思维表述观点，能对他人的观点和实验做出恰当的评价和质疑，能按要求准备和操作教学材料，能反思和修正自己对科学概念的自我认知，而且能够透过现象发现“动”的本质。教师的总结提升则如水到渠成。由此可见，翻转课堂模式下的科学课，不仅能够保障学生学习的主体地位，有效捍卫科学学科的本质特征，而且可以更加有效地促进学生优势智能的开发，促进教学目标的达成和学生科学素养的提升。

（四）知识检测，总结拓展

在这个环节，教师先后出示了三道检测题“挑战”学生：前两道题是只有两个选项的单项选择题，第三道题是判断题“只有一种假说能证明昼夜交替现象成立”，要求学生思考后作答。三道题学生全部顺利过关。顺着第三道题的内容，教师引出了如下拓展内容：在现有证据下，我们今天验证的4种假说都能成立。可是，科学事实是唯一的，这4个假说中只能有一个是真实的，这需要同学们以后搜集更多的证据来发现它。

课堂戛然而止，留下了一个悬念，为下一课的探究学习做好了铺垫。

[本文是广西教育科学“十三五”规划A类课题“互联网+教育背景下运用翻转课堂理念开发小学生优势智能的实践研究”（2017A005）和南宁市教育科学“十三五”规划重点课题“核心素养教育背景下小学科学‘翻转课堂教学有效性的评价策略研究”（2017B078）的研究成果]

（责编 白聪敏）