把握“意外”：實驗教學的“神來之筆”

陳利民

（蕭山區(qū)南城小學，浙江蕭山 311201）

小學科學教學以探究為核心，尤其在中高段的日常教學中，較高頻率出現(xiàn)通過實驗的方式來得出相關(guān)的科學概念。為了完成課堂教學目標，教師通常會精心設(shè)計實驗步驟，并提前對實驗結(jié)果進行預設(shè)，使實驗教學的進程完全按照事先設(shè)計過程而展開。這種教學模式是非常符合學科特點的，但實際教學過程中，難免會出現(xiàn)一些意料之外的“現(xiàn)象”，筆者通過長期關(guān)注這類現(xiàn)象，并研究了如何正確應(yīng)對的策略，可以使科學課堂更加靈動精彩，學生發(fā)展更加均衡持久。

一、實驗教學中的“意外”剖析

實驗教學中的“意外”總是跳脫于原本的教學設(shè)計，一定程度上將打亂原有的教學進程，但存在必有合理之處，了解“意外”的類型及有利的一方面，是把握它的重要前提。

（一）實驗“意外”緣起

案例1：近日，在一次市級教研活動中，課堂主題為“橡筋與小車”，通過實驗來得出“橡筋繞的圈數(shù)越多，小車行駛距離越遠”。前半節(jié)課進行得很順利，學生步步跟著老師的引導制訂好計劃，但在學生實驗中，意外發(fā)生了：由于教室是磨石子地面，地面的摩擦系數(shù)過小，加上學生潛意識在競賽誰駛得更遠，結(jié)果，圈數(shù)繞得過多的小車反而行駛得近，而且這個結(jié)論得到了大多數(shù)小組的贊同。在教師滿臉的窘迫中，下課鈴聲響了，學生帶著截然相反的結(jié)論離開了課堂。一個小小的意外導致了整堂公開課徹底失敗。

（二）實驗“意外”解析

實驗中的“意外”是指在探究活動中出現(xiàn)教師預設(shè)之外的現(xiàn)象，導致部分學生“發(fā)現(xiàn)了”教師預設(shè)之外的探究結(jié)論，使正常教學計劃被打破，學生的興趣點偏離了課堂主線。從“意外”的類型來看，有“正向性”“反向性”“跳躍性”之分。正向性意外是指沿著探究主題更深層次或并行同向探究話題；反向性意外則是與探究主題背離的相反現(xiàn)象；跳躍性意外是指教學中出現(xiàn)了跟課堂教學目標有一定的關(guān)聯(lián)度，或者是按教材內(nèi)容需要后面單元甚至是后面幾個學期才會接觸的知識點，呈現(xiàn)明顯的知識點跳躍現(xiàn)象。

科學學習是以探究為核心，科學的本質(zhì)就是探究。從教材體系上我們非常清楚地看到，教材有意識地培養(yǎng)學生形成科學思維，即形成科學假設(shè)、制訂研究計劃、付諸實驗、得出結(jié)論。于是，在課堂常規(guī)教學是這樣的：安排好每個步驟，一步步引導學生得出最后的實驗結(jié)論。從這個課堂模式來看，是非常符合科學學科課堂教學要求的，它能盡量避免出現(xiàn)“意外現(xiàn)象”，特別是“反向性意外”的出現(xiàn)，引導學生在較短的時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)前人可能窮其一生才能發(fā)現(xiàn)的科學奧秘。但是任何實驗都受場地、器材、環(huán)境及學生特點等因素影響，像案例1那樣的外校借班上課，由于對場地沒有事先了解，“意外”也就變得不意外了。當然，這類“意外”就是“反向性意外”。

（三）實驗“意外”契機

實驗中的“意外現(xiàn)象”有它的兩面性，不利的一面是它打破課堂教學的主線，使學生的探究不自覺地偏離教師預設(shè)目標，這正是教學中盡力避免的原因；積極的一面是實驗“意外”往往蘊含著更有吸引力的教學契機。從科學探究的角度看，課堂上的實驗探究就像在溫室里養(yǎng)花，在教師刻意創(chuàng)造了相應(yīng)環(huán)境，嚴格控制了各種因素的條件下，學生在較短的時間內(nèi)得出了一個探究結(jié)論。雖然，從課堂教學角度出發(fā)，這是有必要的，但這并不是真正意義上的探究，真正意義的探究是通過無數(shù)次實驗修正才逐步形成的。課堂教學中，受時間、空間及其他因素的限制，我們不可能去刻意追求真正的探究，但當“意外”不期而至時，我們就應(yīng)當去努力把握，使科學探究更接近于本真。

二、實驗教學中的“意外”應(yīng)對

實驗教學中出現(xiàn)“意外”時，不應(yīng)消極面對，而應(yīng)積極處理。教師應(yīng)快速分析“意外”的原因，排除那些跟課堂教學并沒有實質(zhì)關(guān)聯(lián)的事件，對有教學價值的“意外”進行歸類，按上文所述的三種“意外”類型分別采取不同的教學策略，真正做到教學的“神來之筆”。

（一）順水推舟，引發(fā)新疑

實驗教學過程中，遇到“正向性意外”是極好的課堂拓展時機，它是當達成了課堂實驗教學目標時意外發(fā)現(xiàn)了另一個用本課知識無法解答的現(xiàn)象，而這個現(xiàn)象需要對教學內(nèi)容進行更深的拓展?！罢蛐砸馔狻睂W生有著強大的魔力，此時，“順水推舟”進行引導，引發(fā)學生產(chǎn)生新的疑問，推動著學生進一步主動去研究，不僅鞏固了原有知識，更是打開了一個新的知識大門。

案例2：周一，五年級某班科學課前，遠遠看到學生在門口翹首以待，一見到我都顯得很激動，七嘴八舌地搶著跟我說：“綠豆芽從洞中長出來了!”事情還得從上周四的課講起：那節(jié)課上，我們在觀察前幾天小瓶里發(fā)芽的綠豆苗，意外地發(fā)現(xiàn)有幾個組的綠豆芽形態(tài)跟別的組不一樣。其他組都是筆直向上長的，他們幾個組的綠豆芽長到一定高度后橫著長了，這讓大家感到很奇怪。于是我在課堂上帶大家進行分析，原來，我把每個組的綠豆芽集中放在教室前面的桌子抽屜中，放在外邊一點的都是筆直向上長的，被放在最里邊的形態(tài)卻明顯不一樣了，看來是光線在起作用。明白了這一點，大家還是有點不過癮。這時，我看到那張桌子中間恰好有個小洞，就突發(fā)奇想地提出一個想法：再把這些豆芽放在抽屜中，然后把口子用紙板封上，形成一個暗箱，只留最上面一個小孔透光，看幾天后，豆芽能不能從小孔里長出來。后來就發(fā)生了開頭的一幕。

巧用“正向性意外”，順水推舟地引導學生完成教材并不要求做的實驗，使參與的學生收獲了進一步的知識。這種實驗教學更接近探究科學的本來形態(tài)，無數(shù)重大發(fā)現(xiàn)都源于一次次意外的發(fā)現(xiàn)，例如，“傅科擺”“奧斯特電磁現(xiàn)象”等。就學生的天性而言，他們對未知的事物探究興趣更強烈些，把握好實驗“意外”，能更大程度地激發(fā)學生的科學探究興趣。

（二）逆向拷問，深化認知

實驗教學中出現(xiàn)了“反向性意外”，這是所有授課老師最不想看到的現(xiàn)象，它往往會引發(fā)學生產(chǎn)生與課堂目標相反的實驗結(jié)論，常常帶給學生更大的質(zhì)疑。此時，簡單地否認實驗結(jié)論是蒼白無力的，應(yīng)該采用“逆向拷問”，找到真正引發(fā)意外的根本原因就變得尤其重要，通過反向思維，可以深化學生的課堂認知。

案例3：在六年級上冊“拱形的力量”教學時，我引導學生搭建了拱形的模型，然后讓學生把一摞摞作業(yè)本高高地放上去，學生情緒達到了頂點，課堂有了個完美的效果，但下課鈴聲剛響過，那壓著一大摞本子的模型轟然倒地，學生滿臉疑惑，不是說拱形承載能力強嗎？怎么倒了？我立即開展了課堂延伸，提問：為什么倒了？學生開始了逆向思維，經(jīng)過分析，原來是實驗過程中，拱形的兩側(cè)拱腳處分別站著一個學生，是他們用腳抵著拱腳，使之不能向兩邊滑開，但接近下課了，這兩個學生回到座位上去了，拱形自然塌了。而之前，大家所有的注意力都集中在拱形本身上，特別是承載重物的位置，沒有人去注意邊上兩個學生起的作用，經(jīng)過這個意外發(fā)現(xiàn)，學生對拱形的理解就更完整了。

逆向思維對科學結(jié)論進行了另一種驗證，這種思維可以迸發(fā)強大的思維火花，利用意外進行引導，點撥，靈活調(diào)控，把學生的質(zhì)疑化為新的學習動力，讓質(zhì)疑發(fā)揮其潛在的教育價值，這可以讓我們的實驗變得更加精彩紛呈。

（三）靈活運用，知識跳躍

實驗教學中出現(xiàn)的偏離主題的意外發(fā)現(xiàn)，這些發(fā)現(xiàn)有些是真正意義的發(fā)現(xiàn)，甚至是教師本人也不一定會有預料到的現(xiàn)象，它的出現(xiàn)是有實際的科學原理去支撐的，但明顯已遠超學生的理解水平。其實這種時候是需要教師靈活運用教材體系，進行知識跳躍式的處理，使部分學有余力的學生去嘗試，往往會得到意料之外教學好效果。

案例4：上完四年級的“鹽的溶解”實驗課，飽和的鹽水一直就在實驗室后面的燒杯中沒及時倒掉。過了幾天，有學生發(fā)現(xiàn)燒杯底部出現(xiàn)了好幾顆特殊的鹽晶體，這些晶體明顯比平時見到的鹽大好幾倍，而且形狀都很有規(guī)則，方方正正的一塊，這引起了大家的興趣。教材插圖雖然也有鹽晶體的圖畫，但并沒有點明這些晶體是通過什么方法制作出來，學生猜測這是許多顆小的晶體自然聚合形成的，原來晶體會這樣有規(guī)則?。ňw的知識是六年級的知識點）我又讓學生收集各種晶體的形態(tài)，包括鉆石、水晶以及各種金屬礦石的晶體圖片，并引導有興趣的學生也去制作一些鹽的結(jié)晶，同時附上制作鹽晶體的辦法。幾天后，許多學生都興奮地帶來了他們的鹽結(jié)晶，一個個都好像撿到寶貝似的。相信通過這個發(fā)現(xiàn)，學生不但鞏固了已有的鹽水分離的知識，更是對知識體系進行了一次有效跳躍。

科學探究是具有層次性的，教材本身的知識體系是有較完整的階梯，這體現(xiàn)在年級之間，也體現(xiàn)在一個單元的每一節(jié)課間，甚至體現(xiàn)到了每一課的前后各個環(huán)節(jié)。這樣安排是非常合適的，通過前后累積，學生對某一知識體系逐步形成系統(tǒng)的認識。實驗中“意外”卻常常是知識體系的跳躍者，案例4就是一次很有效的跳躍。其實案例1中的橡筋小車“意外”現(xiàn)象，也是一次相當好的知識跳躍時機，如果教師能下到各實驗組中，及時發(fā)現(xiàn)這個意外，而不是等到最后總結(jié)性匯報實驗結(jié)果時，就可以臨時打斷實驗進程，讓學生觀察橡筋繞的圈數(shù)多時，小車起步時車輪的工作狀態(tài)，那就不難發(fā)現(xiàn)，由于動力太大，車輪會快速打滑，從而損失了大量的動力，進而引出該單元后面提出的摩擦力的知識，學生就能形成一個比事先教學計劃中更完整的科學概念，即：在與地面摩擦力允許的條件下，橡筋繞的圈數(shù)多，小車的行程就遠。如果教師能做到這樣，那就能把“意外”變成“神來之筆”，仿佛信手拈來，就是絕妙安排。

（四）巧妙設(shè)局，質(zhì)疑探討

實驗教學中，通常我們采用分組實驗來進行，為了結(jié)論的一致性，各組實驗材料一般都是統(tǒng)一配置好的，按照實驗計劃統(tǒng)一開展操作，各組得到的實驗數(shù)據(jù)會有較高的一致性。這種模式是非常合適的，通過實驗假設(shè)被所有組得到驗證，可以有效地強化科學概念形成。但是一成不變地使用這種模式也有個弊端，學生習慣性地形成跟大多數(shù)組數(shù)據(jù)不一致時會簡單否認自己的思維方式，缺乏主動的思辨能力，有時打破一下這種思維定式，通過巧妙設(shè)局，引發(fā)學生開展質(zhì)疑探討，收到的效果遠比得到一個常規(guī)的科學概念要有用得多。

案例5：某名師在上“拱形承重”的課，當學生匯報分組實驗結(jié)果時，出人意料的是，各組承載墊圈的數(shù)量差別相當大，完全不像常規(guī)的探究那樣，所有的組得出較高一致度的結(jié)論。正當所有人疑惑不解時，謎底被學生自己發(fā)現(xiàn)了，原來各組實驗材料中用于拱腳的金屬螺絲數(shù)量是不一致的，部分學生“憤憤不平”，在這種情緒推動下，學生對拱形中“拱腳”的作用完全不用點撥就形成了!

這類絕妙的教學策略并不是一般人可以模仿的，別人怕實驗中出意外，該名師反其道而行，偏利用“意外”作為課堂的一個精彩亮點，真可謂是“匠心獨具”！

三、應(yīng)對實驗“意外”需要的素養(yǎng)

實驗“意外”是可遇而不可求的，在課堂教學中，我們通常不能刻意去尋求“意外”，但當意外悄然而至時，作為一個有經(jīng)驗的科學教師應(yīng)當善于去把握。要具備這個能力，還需要教師多方面的素養(yǎng)才行。

（一）善動手

科學教材有大量的實驗，教師都應(yīng)當先去實踐一下，然后才能預估學生實驗時可能出現(xiàn)的各種狀況，并提前做好“意外”的預設(shè)處理。有時候，教材所設(shè)定的實驗受實際情況制約，未必真的適合本校學生實踐操作，那么，及時進行優(yōu)化也是很有必要性的，如果教師本身不善動手，那這將無從談起。

科學教材中有很多實驗是可以優(yōu)化的，培養(yǎng)有探究精神的學生，需要有科學探究精神的教師，多動手做各種科學實驗，善于根據(jù)學校實際、當?shù)貙嶋H進行實驗內(nèi)容的適當優(yōu)化，那么，當課堂意外出現(xiàn)時，教師才有能力迅速作出判斷、分析，從而巧妙化解因意外造成對課堂教學的影響，甚至部分水平高的教師反而能抓住這一機會應(yīng)對出令人叫絕的處理手段。

（二）細觀察

意外發(fā)現(xiàn)有些只源于極個別學生，找出這些發(fā)現(xiàn)就需要教師在課堂上細心地觀察，否則往往會視而不見，而且并不是所有的發(fā)現(xiàn)都值得我們?nèi)グ盐?，這就需要教師學會分析，懂得這個發(fā)現(xiàn)是否有深入的必要性，過濾掉那些與課堂主題毫無關(guān)聯(lián)的意外現(xiàn)象。

（三）巧駕馭

優(yōu)秀的科學老師必須有深厚的課堂教學功底，他們甚至可能把六年級的課搬到五年級來上，在完全不熟悉學生以及缺少課前知識鋪墊情況下照樣能做到“妙筆生花”，這簡直可以稱為“課堂藝術(shù)”。這種藝術(shù)當然得歸功于他們的課堂駕馭能力。課堂駕馭能力不是一朝一夕形成的，它是建立在多年的教學經(jīng)驗以及深入研究教材的基礎(chǔ)上。

教學藝術(shù)無止境，把握實驗“意外”是一種教育智慧，它必然會造就迷人的智慧風暴，學生才能樂此不疲地在里面碰撞出智慧的火花。