創新實驗 趣解暗箱

余菊仙

摘要：解暗箱是一種客觀理性的活動，教材更多關注學生的理性思維，而缺乏情趣性，如何使學生保持科學探究的興趣？本文緊緊圍繞“解暗箱課型中如何創新實驗教學，處理好探究的理與趣”這一問題，從變通性地使用教材和靈活性地開展教學兩大方面六個小點具體展開闡述，試圖解決這一困惑，從而打破解暗箱課型思維有余但激情不足的局面，實現富有兒童情趣的科學課堂。

關鍵詞：創新;解暗箱;趣味

小學科學教材中有些課題內容是不能直接感知的，需要教師引導學生反復感知那些可感知的事物的外部情況，研究有關事實，抓住推理的突破口，間接推斷出事物的內部構造和機理，并在頭腦中加以再造想象。這一過程即是“解暗箱”的過程，實質上也是一種邏輯思維方法，它是一種客觀、理性的活動，在許多課中都會有所體現，但在課堂教學中往往表現為秩序有余，激情不足。因為從兒童心理學角度看，富有情趣的科學活動才能更加吸引他們的注意力，激發探究的欲望;生動、自然的情境才能促進兒童將自己的經驗世界與認知對象發生互動，使“同化和順應”過程得以順利完成。因此，創造性地開展實驗教學，實現科學探究的“理”與學生活動的“趣”和諧統一，從而使學生饒有興致地參與到解暗箱的整個活動之中是我們當前要努力的方向。

一、著眼實驗，深挖

能體現邏輯思維的科學課，最明顯的是《馬鈴薯在水中是沉還是浮》這一課。

桌子上放著兩杯液體，教師出示兩個馬鈴薯，分別放進杯子里。一個沉，一個浮。接著交換馬鈴薯，現象同上。然后兩個都放同一個杯子里，都是沉或浮。學生說：“沉的那杯是清水，浮的那杯是鹽水！”于是老師告訴大家確實在其中一杯水里放了鹽。

老師問：“怎么證明是鹽水？”學生會提出用燒的辦法燒出鹽來。于是學生用教材上的方法燒鹽水，得到白色粉末，學生都認為這就是鹽。證明了使馬鈴薯浮起來的液體就是鹽水！

像這樣的過程本身充滿了探索性，學生很有興趣，課上下來也很順利。那么，有沒有更好的教法呢？

當學生說是鹽水時，教師問：“你能確定嗎？如果不能確定怎么辦？”有的學生說把水燒干，有的說做一杯鹽水試試看。

同樣是燒液體，同樣也是做鹽水使馬鈴薯浮起來的實驗，這次的實驗是探索性的實驗，前面是驗證性的實驗。對學生來說是驗證和探索的區別，也是不同思維的結果。

把調羹里的鹽水燒干后，出現了白色的粉末，好像是鹽，可學生不敢確定。教師于是提供了白糖、味精，把它們分別溶解在水中，放入馬鈴薯，結果都能使馬鈴薯浮起來。

這個過程，是個推理的過程、證實的過程，質疑的過程。“不能確定”才是真正的科學結論！這樣的課體現了對科學本質的追求！

那杯讓馬鈴薯沉下去的又是什么水呢？學生一楞，過了一會兒，也確定不了，因為使馬鈴薯沉下去的有可能是清水，也可能是淡鹽水或是其他的水。

教師對文本的理解非常深刻，這個漂亮的“回馬槍”又向前邁進了一步——對液體密度的理解！體現在操作層面上就是教師的提問相當有深意，促進學生進一步思考，發展了學生邏輯思維能力和思考方式。

二、大膽取舍，敢變

《空氣占據空間嗎》一課，教材原由烏鴉喝水引入，然后是紙的奇遇、瓶中吹氣球、趕走杯中的空氣三個連續的結構活動組成。幾番教學實踐后，發現學生對“空氣占據空間”的概念建構并不牢固，這里可能有實驗的問題，但肯定有不夠兒童情趣性的問題，活動安排的邏輯層次也有問題。于是我大膽對原有教材進行了大膽取舍，引入了“乒乓球的奇遇”、“用嘴吹的噴泉”、“解釋相關的問題”三個更有層次更有趣味的活動。

通過乒乓球的位置看到水位的變化，讓學生帶著對現象、問題的好奇與猜測，將探究目標導向“與空氣有關”。空氣是否占據了瓶子的空間看不見呀，如何讓別人認同你的觀點？怎樣讓大家信服？你有什么高招？這就是“興奮點”。課堂氣氛是熱烈而有趣的。而最后的問題：瓶子底部為什么還是有一小部分水呢？旨在引導學生發現空氣占據的空間是可以被壓縮的。

縱觀整堂課就是一個大的問題情景：瓶內水位為什么下降了？這個大的問題情景又由三個小情景組成，具有連貫性，內在的邏輯性，同時富有趣味性。

三、超級鏈接，重組

有的實驗根據課本的步驟實施，因為受材料的影響，往往效果不明顯，達不到教學目的，我們可以重新設計實驗方案來優化方法，達到滿意的實驗效果。如在 《聲音是怎樣產生的》 一課中，有一個演示實驗是將正在發聲的音叉放入水中，水花四濺。但我們學校實驗室的音叉這種效果不是很好。學生無法看清水波的振動。為了更清楚地看到音叉振動，我們將這個實驗也做了改進：用線吊住一個乒乓球，讓乒乓慢慢靠近正在發聲的音叉，接觸音叉的一剎那，音叉的振動能讓乒乓球甩出去很遠，效果非常明顯。 《聲音的變化》 中有一個實驗，敲擊三枚長短不同釘子，觀察辨別那一枚釘子發出的聲音高，實際上，敲擊釘子時，釘子的發聲并不清晰，還有敲擊物的聲音，如果用鐵尺敲擊，鐵尺也會發聲，與釘子的聲音和在一起，難以區分。這個實驗最關鍵的是要讓鐵釘單獨發聲，所以我們改進了這個實驗，讓鐵釘從同一高度自由下落，鐵釘受到地面 （石質材料） 的反彈，振動發出的聲音清脆而單純，大號鐵釘發出“當”的聲響，中號鐵釘發出“咚”的聲響，小號鐵釘發出“叮”的聲響，辨別聲音一目了然。在我們對課本上的實驗進行了改進之后，我們還應該做的是對學生說出我們的想法，讓學生體會老師對待科學實驗的態度;讓學生知道老師為什么要這么修改，新的實驗方法好在哪;讓學生了解，實驗的方法可以不斷地進行完善和改進，可以根據實際情況進行修改。每一次老師修改了實驗，并對學生說出想法之后，對學生都會是一種觸動，也培養了他們不斷探索、勇于實踐的科學精神。

四、關注想像，巧用

科學遠不只是設計實驗以及對觀察到現象進行解釋或得出結論，提出聰明的猜想和預測也是十分必要的。讓學生根據所提供的科學探究內容、有結構探究材料以及機會進行猜想和預測。學生進行猜想和預測的過程，就是展開想象的過程，而且是一種處在積極的起始萌發狀態的思維過程，每一項猜想和預測都是學生進行創新思維的具體體現。猜想和預測是培養學生科學想象力的基本形式和主要途徑，也是學生進行科學探究活動的一個重要環節。

在科學課教學中創設機會讓學生猜想或預測，比較容易調動學生學習的興趣。如《地球內部的運動》一課，通過錄像或電腦視頻資料的再現可以讓學生認識火山與地震的現象，但這并不是我們教學的主要目的，而是通過火山的現象進一步認識地球的內部構造情況，這就需要進行想象。

有關解暗箱的課實際上就是訓練科學想象力的專課，一個內部有一定結構的暗箱讓學生判斷出這個暗箱內部的構造無疑需要通過想象。就拿人體來說，人體就是個大暗箱，內部的情況學生誰都沒有見到，各個器官的形狀大小和各所在的位置以及它們生理活動過程，如心臟的構造和大小、心臟的怎樣博動的、血液是怎樣循環的、腦的構造、神經的分布及生理活動過程;食物消化過程是怎樣的……這許多內容都不允許也不可能將這個暗箱打開來研究，這就需要學生進行想象。盡管現在我們可以向學生提供圖片、模型、視頻等有關資料來幫助學生了解人體內部的構造，要知道我們的祖先在這方面是經過了數千年的想象并沖破宗教勢力束縛的研究才獲得比較準確結果的，在這類知識的教學過程中也可以讓學生經歷我們祖先研究所經歷的想象過程。

綜上所述，解暗箱活動是一種極富理性的科學研究活動，而兒童的認知特點決定科學教學要有一定的趣味性活動來支撐，因此我們在引導學生進行科學探究活動的過程中，不僅要使學生獲取知識，同時也要激發學生學習科學的興趣，創新實驗教學，理趣相融，讓學生像科學家那樣以飽滿的熱情進行各種探究活動，形成尊重事實、善于質疑敢于創新的科學態度，在科學探究過程中體驗學習科學的樂趣。