小學科學實驗教學中意外的價值

趙臻磊

小學科學實驗教學作為區(qū)別于其他學科的重要特點，在學生素質養(yǎng)成中起著無可替代的作用。隨著教育現(xiàn)代化工程實施，越來越多的實驗器材配套到位，實驗教學的頻率也越來越高。硬件設施越來越好，實驗教學的相關理論研究也需迅速跟上，才能讓實驗教學發(fā)揮更大作用。

實驗教學中意外的處理是其中一個常見的課題。

所謂實驗教學的意外，是指在分組或演示實驗教學中出現(xiàn)的不符合實驗結論或超出教師預案的數(shù)據(jù)、現(xiàn)象或結果的情況。實驗教學的意外來源于客觀和主觀兩種情況。由于客觀條件產生的實驗意外主要有：1.實驗器材本身質量或性質發(fā)生改變，如電池電力不足造成電磁鐵實驗現(xiàn)象不明顯等。2.實驗本身無法實現(xiàn)理想狀態(tài)下的結論，如動滑輪省力實驗由于動滑輪自重無法顯示省力一半。3.實驗材料的不確定因素造成實驗結果的多樣性，如固體的沉浮實驗中，同樣的兩只粉筆，就有可能一只沉入水底，一只先漂浮，再沉入水底。由于主觀原因造成的實驗意外情況更復雜些。從教師這方面看，實驗員器材準備與教師教學的銜接方面，教師操作規(guī)范程度，教師的實驗設計等，都有可能產生意外情況；從學生這方面看，分組實驗中學生對實驗要求的理解掌握，實驗過程中對量的把握，實驗過程中數(shù)據(jù)搜集等等，都有可能使實驗產生意外。

綜上所述，科學實驗教學的意外，是一種常態(tài)?？茖W實驗教學中的意外，反映了科學從紛繁復雜的事實中總結探索規(guī)律的實質，揭示了人類科學探索的復雜性和艱巨性，也是十分寶貴的教學資源。如何來看待和對待實驗中的意外，決定了教師對科學課程的理解和把握的水平。將意外視為頭痛之事，必然一遇則亂；將意外視為契機，則可能化腐朽為神奇。以下試舉例以說明。

一、意外生成了教學資源

電磁鐵極性檢驗引發(fā)的推理教學。

在研究電磁鐵有沒有極性時，經過學生討論，設計出利用指南磁針來檢測電磁鐵磁極的實驗方案。首先假設電磁鐵有磁極，驗證方法：利用電磁鐵一極靠近指南磁針一極，如果出現(xiàn)相斥或相吸的現(xiàn)象，根據(jù)同極相斥異極相吸原理，則電磁鐵另一極與指南磁針這一極必將出現(xiàn)相反現(xiàn)象。為節(jié)省時間，教師采用演示實驗。但在實驗教學中，意外出現(xiàn)了，電磁鐵的兩極居然都吸引指南磁針的同一極。教師臉上的慌亂一閃而過，提出用指南磁針的另一極再試一次。令人沮喪的是，出現(xiàn)了同樣的結果。教室里出現(xiàn)了小聲的議論，于是教師讓學生對此現(xiàn)象開展小組討論。交流討論結果時，絕大多數(shù)同學認為電磁鐵沒有極性，只有兩個同學提出異議。他們的理由如下：1.如果電磁鐵有磁性無磁極，為什么不出現(xiàn)相斥現(xiàn)象而只出現(xiàn)相吸現(xiàn)象？2.指南磁針有磁性而電磁鐵無磁性或相反也會出現(xiàn)兩極相吸現(xiàn)象，因而不能證明電磁鐵有無極性。一石激起千層浪，雖然是兩個同學，但真理的力量無疑是巨大的，無人能駁之。于是老師提出：規(guī)律是經得起反復檢驗的，不妨開展分組實驗來研究?！瓕W生分組實驗后，取得了正確的結論。但為什么教師的演示實驗出了意外呢？針對這個問題，學生進行了推理，重新設計了實驗方案，開展了新一輪驗證。結果發(fā)現(xiàn)：教師分組實驗使用的指南磁針已無磁性。

雖然出了意外，但在教師理智處理下，教學取得了意想不到的效果。首先，教師在課堂中展示了現(xiàn)實世界真實的一面。生活中并不是都是真實的，規(guī)律會被紛繁復雜的現(xiàn)象所掩蓋；科學探索也不是理想的一帆風順，雖然精心準備，也會有挫折、失敗。這也符合課程標準中“學生有了參與探究活動的親身體驗，也有利于他們對科學精神的理解和培養(yǎng)，學會尊重事實，尊重和欣賞不同的意見，養(yǎng)成科學的生活方式，并對科學技術與社會的關系有基本的了解”的要求。其次，教師對意外的處理方式也可圈可點。教師對意外產生的原因略一思考，也能猜出八九不離十，完全可以告訴學生。但教師有較強的資源開發(fā)意識，善于抓住教學契機，向學生提供充分的探究式學習的機會，組織學生討論、辯論、實驗，引導學生親歷科學探究的過程，實現(xiàn)學生科學素養(yǎng)培養(yǎng)目標。在解決危機過程中，教師把學生當成主動的學習者，尊重他們的經驗差異和學習特點，激勵他們獨立思考和合作學習，克服學習過程中的困難，并逐漸意識到自身的思維局限，學習別人的策略與方法，成為一個具有終身學習能力的學習者。

二、意外催生了研究課題

在教學《研究透鏡》這課時，安排實驗用凹透鏡做目鏡，凸透鏡做物鏡組成一個望遠鏡，實驗目的是了解簡易望遠鏡的制作原理，光線經過這兩種透鏡折射后可以成一個正立的放大的圖像。實驗結束后學生匯報，多數(shù)學生說成的像是倒立縮小的圖像，現(xiàn)在跟課前預設產生了較大差異。教師略作思考后引導學生思考：請學生展示成正立圖像的望遠鏡和成倒立圖像的望遠鏡，比較有什么不一樣的地方？學生比較后發(fā)現(xiàn)凹透鏡和凸透鏡之間的距離不一樣，教師馬上接著說：“究竟兩者距離是多少會成正立的圖像？望遠鏡還有什么秘密在里面呢？你準備怎樣研究?！庇袑W生說去查閱資料；有學生說可以去請教師長；有學生說可以繼續(xù)實驗，去測量比較下兩個鏡片之間的距離……教師馬上把學生進行分組，把有相同想法的學生組合到一起，討論研究這個問題的步驟和方法，鼓勵學生課后去研究這個問題。在實驗教學中，有些實驗的現(xiàn)象不是唯一的，對于學生不同的結果，教師要慧眼識金、果斷取舍，教師需巧用有效資源，讓有價值的資源漸入佳境，別有洞天。在這個片段中，教師把學生出現(xiàn)的意外進行適當?shù)狞c撥，形成一個可以讓學生去研究的可行性新課題，特別是讓學生認識到這些現(xiàn)象中，仔細研究思考還是有很多問題可以繼續(xù)研究的這個重要的思想，非常值得學習。

三、意外推進了課堂教學

在教學熱脹冷縮的過程中，一次，為了簡便，使用了紙盒的牛奶飲料插上吸管，做熱脹冷縮的實驗。交流時一位學生提出，牛奶盒放入熱水后，牛奶會先下降一截后再緩慢上升。這與教師預設的實驗結果出現(xiàn)了不同。教師沒有馬上否定學生的想法，而是問學生：“是這樣嗎？”學生都不贊同。但教師取來新奶盒和學生一起親自做過后，肯定了這一不被人注意的細節(jié)，并把這一現(xiàn)象提供給全班討論。結果發(fā)現(xiàn)這一意外現(xiàn)象正是牛奶盒首先受熱膨脹造成的！結論拓展了知識，討論豐富了這一實驗的教學意義，效果不言而喻。我非常佩服這位教師對科學的嚴謹態(tài)度，正是由于他沒有和多數(shù)教師來個少數(shù)服從多數(shù)，保護了孩子的創(chuàng)新發(fā)現(xiàn)，結果為學生和老師都上了生動的一課。蘇霍姆林斯基認為：“教育的技巧并不在于預見到課的所有細節(jié)，而在于根據(jù)當時的具體情況，巧妙地在學生不知不覺之中做出相應的變動。”在這節(jié)課的實驗處理中，教師能有效地利用錯誤資源及時變動教學進程，使教學更為自然生動。

四、意外衍生了課外活動

在探究磁鐵各部分磁力的大小實驗中，學生完成實驗后，學生還發(fā)現(xiàn)了被吸引過的回形針也具有一定的磁性，這個現(xiàn)象是常見的磁化現(xiàn)象。對于教師并不稀奇，學生還是很好奇的。教師是這樣處理的：

師：“還有同學發(fā)現(xiàn)這個現(xiàn)象了嗎？”

生迅速實驗后發(fā)現(xiàn)多數(shù)都有這類現(xiàn)象。

師：“這是什么原因產生的呢？”

生：“磁鐵的磁性傳遞給了它。”

師：“對，這就是我們科學上的磁化現(xiàn)象?！?/p>

師：“我們可以通過將回形針鐵釘?shù)任矬w按一個方向在磁鐵上摩擦，這樣就可以快速將它們磁化了。這樣得到的磁性會消失么？”

學生爭論不休。

師：“怎么辦？”

生：“實驗驗證。”

師：“怎么實驗？”

生：“將回形針在磁鐵上摩擦，去吸引其他回形針，過一段時間用它再去吸回形針?！?/p>

師：“這個實驗過程時間比較長，磁鐵平時生活中常見，同學們可以用剛才的方法課后去驗證?！薄?/p>

葉瀾教授認為：“課堂應是向未來方向挺進的旅程，隨時都有可能發(fā)生意外的通道和美麗的園景，而不是一切都必須遵循固定線路而沒有激情的行程。”在這個實驗片段中，由于學生提出了磁化現(xiàn)象，教師靈活機智地處理這個意外的教學資源，用動態(tài)生成的教學觀念調控課堂教學，在課堂上應學生而變，應臨場實際情況而變，遵循學生發(fā)展的需要，靈活調整教學方案，把學生的設想和發(fā)現(xiàn)合理地衍生到課外，使師生在教學過程中互惠共享，共同成長。

總之，面對課堂上涌現(xiàn)的意外資源，教師應該根據(jù)預設課程的目標，揮灑教學的智慧，尊重學生的生命，呵護學生的心靈，讓“知識超越教材”，讓“教學超越課堂”，使實驗生成的意外讓課堂“活”起來，從而使教學更加充滿活力，讓課堂演繹更多精彩。

【作者單位：丹陽市實驗學校 江蘇】