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课前思维游戏
老师从你左边出现，右边消失，过一会又在你左边出现，右边消失。猜想一下你和老师是怎样运动才会产生这样的现象的？可能有几种情况？
（学生边转边说，教师配合演示）
生：老师不动，我围着老师转。生：老师不动，我自己转。生：老师自转，我边自转边围绕老师转。生：老师自转，我围着老师转。（学生演示成边自转边公转了）师：这时你自转吗？生：不。师：那你眼睛的方向应该始终对准教室的一个方向。
【反思：这个游戏的设置有利于活跃气氛，打开思路，在快乐的游戏中为后面学习相对圆周运动埋下伏笔。做这个铺垫是非常有必要的，尽管花的时间较多。】
（板书课题）
一、猜想假说（13分钟）
师：希望孩子们今天的学习是快乐的，请看板书，我们今天学什么？生：昼夜交替现象。师：昼是指什么？生：白天。师：夜呢？生：晚上。师：昼夜交替是什么意思？生：白天晚上交替出现。师：白天晚上有规律地轮流出现。
【反思：开门见山，明确本课学习内容，明确昼、夜和昼夜交替的基本含义。】
师：地球上为什么会产生昼夜交替现象，是地球和太阳怎样运动造成的呢？生1：太阳自己转，地球自转。生2：地球围着太阳转，而且也在自己自转。师：像她这样知道这个观点的举手。（生举手）
师：对，实事求是的。绝大多数同学都知道。已经被科学家证明了，是不是？
师：古人每天看到太阳东升，白天来到。太阳西落，夜幕来临。第二天、第三天循环往复，他们最容易想到的观点是什么呢？
生：古代的时候没有现在科学发达，他们首先会想到太阳围着地球转。
师：人类对昼夜交替现象的认识有一个漫长的发展过程，这个单元我们将经历和感受这个过程。今天，我们要像古代、近代科学家那样去猜想，形成昼夜交替现象有多少种可能性？请同学们独立思考，写或者画出你的猜想，猜想记录单在抽屉里，组长发给大家。现在开始。
【反思：通过三个问题，把学生从已有的有关昼夜交替的前概念中，引导到像古代近代科学家那样，思考推测产生昼夜交替有多少种可能性。】
（生独立思考，猜想。教师巡视指导）
师：好，停下来，把笔放下。待会我们在小组内人人依次发言，说出你的观点，可以讨论补充新观点，组长汇总一下我们这组有多少种不同观点。思考怎样用简洁的语言清楚地告诉全班同学。现在开始小组讨论。
（小组讨论）
师：请问你们组有多少种不同观点？生：4种。生：5种。师：有没有比5种更多的？没有。全班交流时，我们该怎么做？认真倾听别人的观点，和我们的相同吗？他们的猜测有依据吗？生：我们组总共发现有6种观点。师：先说第1种。生：太阳围着地球转。师：地球动不动？生：不动。
（教师用贴纸条的方式板书记录。分为“太阳不动”“地球不动”“都动”三大类别）
【反思：根据猜测分类进行板书，培养思维的有序性，开阔思路。本来用现场板书记录或者电脑输入等方式要比贴纸条好一些，避免有限制学生思维之嫌，但是试教中出现猜想环节占用时间过多，
实验和交流时间不足，故采用了这种贴纸条加板书修改结合的方法。】
生：第2种是太阳自转，并围着地球转，地球不动。师：好的，先说2种，给其他组机会。生：地球围着太阳转并且自转，太阳不动。师：注意倾听，不重复。生：地球围着太阳转并且自转，太阳自转。师：都动。看起来两组的观点相似，但是却是两种不同的观点。你们认为太阳自转对昼夜交替影响大不大？生：不大。师：还有其他不同的想法吗？生：地球围着太阳转，太阳不动，地球不自转。师：说得很清楚。生：太阳不动，地球原地转圈。生：地球不转，太阳自转。师：你们组先分析一下，这样行吗？师：摇头了，可以暂时保留，待会用实验或其他方式验证。生：太阳地球都自转。生：太阳地球都在转圈圈。师：怎么转圈圈？演示一下。师：你觉得它们是在同一轨道上你转呢？还是在不同的轨道上转？（生用手比划）师：喔，在同一轨道，有点像你追我赶的转。转动的速度呢？生：不一样。师：如果速度一样会怎样？生：会碰着。师：还有吗？生：地球自转，太阳边自转边绕地球转。生：都自转，而且在不同的轨道上公转。师：分别绕其他星球转，还要边自转，是不是这个意思？生：是。生：我认为太阳和地球都不自转，而地球绕太阳转。师：这种说过没有？好了，我们留点空间，待会深入研究的时候再来发现。师：我们来给自己猜想编号，看看一共有多少种？（师板书编号）师：10种，掌声送给自己。刚才我们通过独立思考，小组讨论，全班交流得出了10种猜想，你们真的很了不起，科学研究就是要这样的大胆猜测。这种有根据的猜想还有个名字叫假说。（板书：假说）
【反思：通过独立思考，小组讨论，全班交流等环节，引导学生自主、合作、探究學习，培养学生大胆猜想，合理假说，细心求证的科学态度。】
二、模拟实验（15分钟）
师：怎么检验我们的假说是否成立？生：实验。师：拿真正的太阳和地球来做实验吗？（生笑）生：模拟。师：做模拟实验，选什么材料？生：自己做一个太阳来做模型，自己转动。师：选什么当太阳？生：球形的固体。师：“太阳”发不发光？生：可以选手电筒和地球仪来做实验。师：它们什么地方相似？生：手电筒和太阳都会发光，地球仪和地球都是圆的。师：球体。如果透明的话会不会产生昼夜交替。生：不会。师：请看这套模拟器材（出示器材），根据这套模拟器材和老师的提示（点击PPT），假设我们以第4种假说为例，怎么进行研究？小组商量实验计划，待会请一组上台当小老师演示。（小组讨论）师：哪组愿意上台演示。上来几个人？师：2个，记录员该不该上来？把我们要验证的情况编号记在这里（出示记录纸）。（学生演示）师：观察什么？（定1，2，3，4号位观察）哪里是昼？哪里是夜？小人处昼夜怎样交替的？再完整的演示。（记录员示范记录方法）师：用箭头图来表示，能够产生昼夜交替的打“ Ⅴ”，不能产生的打“ ⅹ” ，有争议的两样都打。师：实验之前还有几个提示，请大家默看（点击PPT） 实验要求：
（1）验证假说，探索发现——在自己的假说和其他感兴趣的假说中选择进行验证。提倡有新发现。
（2）距离恰当，转速适中——两个星球保持一定的距离。转动的速度不要太快。
（3）安静实验，配合默契，认真记录，准备汇报。
（4）音乐响起，停止实验，整理桌面，归还器材。
师：看完了吗？有问题吗？
生：没有
（材料员领取材料，分组实验。教师巡视指导。有新方法的小组领专门的记录纸。完成验证的，张贴示意图在猜想的观点下面相应位置。）
（音乐响起，整理器材，观察示意图）
师：刚才，我们用电灯模拟太阳，用地球仪模拟地球，用灯和地球仪的运动来模拟太阳和地球的运动，科学家也常用这种建立模型的方式来验证他们的假说，我们的假说能够得到模拟实验的支持吗？
【反思：通过明确模拟对象、演示模拟方法、明确实验要求、分组模拟实验等环节，学生快乐而投入地完成模拟实验，对猜想假说进行实证。通过清晰的步骤引导和思维训练，树立建模思想、培养细心求证的习惯。】
三、现象解释（12分钟）
师：哪组先来汇报？
（9小组一女生上台）
生：我们研究的是第7种——太阳自转，地球边自转边围着太阳转，能产生昼夜交替，地球自转一圈就能产生一个昼夜交替。
（示意图中显示地球绕太阳转的椭圆形轨道忽大忽小）
师：她解释得清不清楚？
生：清楚
师：对示意图有建议吗？
（师引导修正轨道）
方案五与方案六（见课堂实录）中的设计基本相同，由于试教后仍然存在超时问题，所以最终改用贴纸条代替了板书。
这一节课可以算着是一节前概念调查课。建构主义者认为，学生不是空着脑袋进入教室的，因为个体从出生就开始了探索环境、顺应环境的活动，在这种活动中，对事物形成了丰富的经验，并建构了个体特定的认知图式。即使有些问题他们从没有触及过，还没有现成的可以借鉴的经验，但是一旦新问题出现在他们面前时，个体往往可以基于过去的经验，依据他们的认知能力，对新问题给以解释或提出假设，即建构起新的认知图式。通俗说，前概念就是用来解释概念的概念。一个概念建立在另一个概念之上，那么被概念建立在它上面的是前概念。
这一系列的同课异构教学设计与实践，体现了暴露学生前概念的兩种主要方法，一种是在小组内充分暴露，全班交流时筛选和集中小组的意见进行表达，方案一至三，基本采用的这种模式，学生的猜想呈现出来的有五、六种观点；另一种是尽量真实呈现全班每个孩子的想法，并用恰当的方式表达出来，方案四至六采用的是这种模式，学生的猜想呈现出来的有八至十一种观点。我更喜欢后者，因为他体现的是对每一位学生思维的尊重。
原来，学生快乐高效的课堂学习是建立在教师精心备课、认真研究基础上的，看似难的天文知识，也能快乐的突破。
（此课堂实录为授课者参加第二届教科版科学赛课获得全国一等奖的实录）
老师从你左边出现，右边消失，过一会又在你左边出现，右边消失。猜想一下你和老师是怎样运动才会产生这样的现象的？可能有几种情况？
（学生边转边说，教师配合演示）
生：老师不动，我围着老师转。生：老师不动，我自己转。生：老师自转，我边自转边围绕老师转。生：老师自转，我围着老师转。（学生演示成边自转边公转了）师：这时你自转吗？生：不。师：那你眼睛的方向应该始终对准教室的一个方向。
【反思：这个游戏的设置有利于活跃气氛，打开思路，在快乐的游戏中为后面学习相对圆周运动埋下伏笔。做这个铺垫是非常有必要的，尽管花的时间较多。】
（板书课题）
一、猜想假说（13分钟）
师：希望孩子们今天的学习是快乐的，请看板书，我们今天学什么？生：昼夜交替现象。师：昼是指什么？生：白天。师：夜呢？生：晚上。师：昼夜交替是什么意思？生：白天晚上交替出现。师：白天晚上有规律地轮流出现。
【反思：开门见山，明确本课学习内容，明确昼、夜和昼夜交替的基本含义。】
师：地球上为什么会产生昼夜交替现象，是地球和太阳怎样运动造成的呢？生1：太阳自己转，地球自转。生2：地球围着太阳转，而且也在自己自转。师：像她这样知道这个观点的举手。（生举手）
师：对，实事求是的。绝大多数同学都知道。已经被科学家证明了，是不是？
师：古人每天看到太阳东升，白天来到。太阳西落，夜幕来临。第二天、第三天循环往复，他们最容易想到的观点是什么呢？
生：古代的时候没有现在科学发达，他们首先会想到太阳围着地球转。
师：人类对昼夜交替现象的认识有一个漫长的发展过程，这个单元我们将经历和感受这个过程。今天，我们要像古代、近代科学家那样去猜想，形成昼夜交替现象有多少种可能性？请同学们独立思考，写或者画出你的猜想，猜想记录单在抽屉里，组长发给大家。现在开始。
【反思：通过三个问题，把学生从已有的有关昼夜交替的前概念中，引导到像古代近代科学家那样，思考推测产生昼夜交替有多少种可能性。】
（生独立思考，猜想。教师巡视指导）
师：好，停下来，把笔放下。待会我们在小组内人人依次发言，说出你的观点，可以讨论补充新观点，组长汇总一下我们这组有多少种不同观点。思考怎样用简洁的语言清楚地告诉全班同学。现在开始小组讨论。
（小组讨论）
师：请问你们组有多少种不同观点？生：4种。生：5种。师：有没有比5种更多的？没有。全班交流时，我们该怎么做？认真倾听别人的观点，和我们的相同吗？他们的猜测有依据吗？生：我们组总共发现有6种观点。师：先说第1种。生：太阳围着地球转。师：地球动不动？生：不动。
（教师用贴纸条的方式板书记录。分为“太阳不动”“地球不动”“都动”三大类别）
【反思：根据猜测分类进行板书，培养思维的有序性，开阔思路。本来用现场板书记录或者电脑输入等方式要比贴纸条好一些，避免有限制学生思维之嫌，但是试教中出现猜想环节占用时间过多，
实验和交流时间不足，故采用了这种贴纸条加板书修改结合的方法。】
生：第2种是太阳自转，并围着地球转，地球不动。师：好的，先说2种，给其他组机会。生：地球围着太阳转并且自转，太阳不动。师：注意倾听，不重复。生：地球围着太阳转并且自转，太阳自转。师：都动。看起来两组的观点相似，但是却是两种不同的观点。你们认为太阳自转对昼夜交替影响大不大？生：不大。师：还有其他不同的想法吗？生：地球围着太阳转，太阳不动，地球不自转。师：说得很清楚。生：太阳不动，地球原地转圈。生：地球不转，太阳自转。师：你们组先分析一下，这样行吗？师：摇头了，可以暂时保留，待会用实验或其他方式验证。生：太阳地球都自转。生：太阳地球都在转圈圈。师：怎么转圈圈？演示一下。师：你觉得它们是在同一轨道上你转呢？还是在不同的轨道上转？（生用手比划）师：喔，在同一轨道，有点像你追我赶的转。转动的速度呢？生：不一样。师：如果速度一样会怎样？生：会碰着。师：还有吗？生：地球自转，太阳边自转边绕地球转。生：都自转，而且在不同的轨道上公转。师：分别绕其他星球转，还要边自转，是不是这个意思？生：是。生：我认为太阳和地球都不自转，而地球绕太阳转。师：这种说过没有？好了，我们留点空间，待会深入研究的时候再来发现。师：我们来给自己猜想编号，看看一共有多少种？（师板书编号）师：10种，掌声送给自己。刚才我们通过独立思考，小组讨论，全班交流得出了10种猜想，你们真的很了不起，科学研究就是要这样的大胆猜测。这种有根据的猜想还有个名字叫假说。（板书：假说）
【反思：通过独立思考，小组讨论，全班交流等环节，引导学生自主、合作、探究學习，培养学生大胆猜想，合理假说，细心求证的科学态度。】
二、模拟实验（15分钟）
师：怎么检验我们的假说是否成立？生：实验。师：拿真正的太阳和地球来做实验吗？（生笑）生：模拟。师：做模拟实验，选什么材料？生：自己做一个太阳来做模型，自己转动。师：选什么当太阳？生：球形的固体。师：“太阳”发不发光？生：可以选手电筒和地球仪来做实验。师：它们什么地方相似？生：手电筒和太阳都会发光，地球仪和地球都是圆的。师：球体。如果透明的话会不会产生昼夜交替。生：不会。师：请看这套模拟器材（出示器材），根据这套模拟器材和老师的提示（点击PPT），假设我们以第4种假说为例，怎么进行研究？小组商量实验计划，待会请一组上台当小老师演示。（小组讨论）师：哪组愿意上台演示。上来几个人？师：2个，记录员该不该上来？把我们要验证的情况编号记在这里（出示记录纸）。（学生演示）师：观察什么？（定1，2，3，4号位观察）哪里是昼？哪里是夜？小人处昼夜怎样交替的？再完整的演示。（记录员示范记录方法）师：用箭头图来表示，能够产生昼夜交替的打“ Ⅴ”，不能产生的打“ ⅹ” ，有争议的两样都打。师：实验之前还有几个提示，请大家默看（点击PPT） 实验要求：
（1）验证假说，探索发现——在自己的假说和其他感兴趣的假说中选择进行验证。提倡有新发现。
（2）距离恰当，转速适中——两个星球保持一定的距离。转动的速度不要太快。
（3）安静实验，配合默契，认真记录，准备汇报。
（4）音乐响起，停止实验，整理桌面，归还器材。
师：看完了吗？有问题吗？
生：没有
（材料员领取材料，分组实验。教师巡视指导。有新方法的小组领专门的记录纸。完成验证的，张贴示意图在猜想的观点下面相应位置。）
（音乐响起，整理器材，观察示意图）
师：刚才，我们用电灯模拟太阳，用地球仪模拟地球，用灯和地球仪的运动来模拟太阳和地球的运动，科学家也常用这种建立模型的方式来验证他们的假说，我们的假说能够得到模拟实验的支持吗？
【反思：通过明确模拟对象、演示模拟方法、明确实验要求、分组模拟实验等环节，学生快乐而投入地完成模拟实验，对猜想假说进行实证。通过清晰的步骤引导和思维训练，树立建模思想、培养细心求证的习惯。】
三、现象解释（12分钟）
师：哪组先来汇报？
（9小组一女生上台）
生：我们研究的是第7种——太阳自转，地球边自转边围着太阳转，能产生昼夜交替，地球自转一圈就能产生一个昼夜交替。
（示意图中显示地球绕太阳转的椭圆形轨道忽大忽小）
师：她解释得清不清楚？
生：清楚
师：对示意图有建议吗？
（师引导修正轨道）
方案五与方案六（见课堂实录）中的设计基本相同，由于试教后仍然存在超时问题，所以最终改用贴纸条代替了板书。
这一节课可以算着是一节前概念调查课。建构主义者认为，学生不是空着脑袋进入教室的，因为个体从出生就开始了探索环境、顺应环境的活动，在这种活动中，对事物形成了丰富的经验，并建构了个体特定的认知图式。即使有些问题他们从没有触及过，还没有现成的可以借鉴的经验，但是一旦新问题出现在他们面前时，个体往往可以基于过去的经验，依据他们的认知能力，对新问题给以解释或提出假设，即建构起新的认知图式。通俗说，前概念就是用来解释概念的概念。一个概念建立在另一个概念之上，那么被概念建立在它上面的是前概念。
这一系列的同课异构教学设计与实践，体现了暴露学生前概念的兩种主要方法，一种是在小组内充分暴露，全班交流时筛选和集中小组的意见进行表达，方案一至三，基本采用的这种模式，学生的猜想呈现出来的有五、六种观点；另一种是尽量真实呈现全班每个孩子的想法，并用恰当的方式表达出来，方案四至六采用的是这种模式，学生的猜想呈现出来的有八至十一种观点。我更喜欢后者，因为他体现的是对每一位学生思维的尊重。
原来，学生快乐高效的课堂学习是建立在教师精心备课、认真研究基础上的，看似难的天文知识，也能快乐的突破。
（此课堂实录为授课者参加第二届教科版科学赛课获得全国一等奖的实录）