把握“意外”：實驗教學的“神來之筆”

陳利民

（蕭山區南城小學，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，較高頻率出現通過實驗的方式來得出相關的科學概念。為了完成課堂教學目標，教師通常會精心設計實驗步驟，并提前對實驗結果進行預設，使實驗教學的進程完全按照事先設計過程而展開。這種教學模式是非常符合學科特點的，但實際教學過程中，難免會出現一些意料之外的“現象”，筆者通過長期關注這類現象，并研究了如何正確應對的策略，可以使科學課堂更加靈動精彩，學生發展更加均衡持久。

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“橡筋繞的圈數越多，小車行駛距離越遠”。前半節課進行得很順利，學生步步跟著老師的引導制訂好計劃，但在學生實驗中，意外發生了：由于教室是磨石子地面，地面的摩擦系數過小，加上學生潛意識在競賽誰駛得更遠，結果，圈數繞得過多的小車反而行駛得近，而且這個結論得到了大多數小組的贊同。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教師預設之外的現象，導致部分學生“發現了”教師預設之外的探究結論，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象；跳躍性意外是指教學中出現了跟課堂教學目標有一定的關聯度，或者是按教材內容需要后面單元甚至是后面幾個學期才會接觸的知識點，呈現明顯的知識點跳躍現象。

科學學習是以探究為核心，科學的本質就是探究。從教材體系上我們非常清楚地看到，教材有意識地培養學生形成科學思維，即形成科學假設、制訂研究計劃、付諸實驗、得出結論。于是，在課堂常規教學是這樣的：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“意外現象”，特別是“反向性意外”的出現，引導學生在較短的時間內發現前人可能窮其一生才能發現的科學奧秘。但是任何實驗都受場地、器材、環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花，在教師刻意創造了相應環境，嚴格控制了各種因素的條件下，學生在較短的時間內得出了一個探究結論。雖然，從課堂教學角度出發，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”應對

實驗教學中出現“意外”時，不應消極面對，而應積極處理。教師應快速分析“意外”的原因，排除那些跟課堂教學并沒有實質關聯的事件，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現了另一個用本課知識無法解答的現象，而這個現象需要對教學內容進行更深的拓展?！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，引發學生產生新的疑問，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：那節課上，我們在觀察前幾天小瓶里發芽的綠豆苗，意外地發現有幾個組的綠豆芽形態跟別的組不一樣。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，無數重大發現都源于一次次意外的發現，例如，“傅科擺”“奧斯特電磁現象”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

實驗教學中出現了“反向性意外”，這是所有授課老師最不想看到的現象，它往往會引發學生產生與課堂目標相反的實驗結論，常常帶給學生更大的質疑。此時，簡單地否認實驗結論是蒼白無力的，應該采用“逆向拷問”，找到真正引發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，經過分析，原來是實驗過程中，拱形的兩側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，經過這個意外發現，學生對拱形的理解就更完整了。

逆向思維對科學結論進行了另一種驗證，這種思維可以迸發強大的思維火花，利用意外進行引導，點撥，靈活調控，把學生的質疑化為新的學習動力，讓質疑發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

實驗教學中出現的偏離主題的意外發現，這些發現有些是真正意義的發現，甚至是教師本人也不一定會有預料到的現象，它的出現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，有學生發現燒杯底部出現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，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晶，一個個都好像撿到寶貝似的。相信通過這個發現，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，這體現在年級之間，也體現在一個單元的每一節課間，甚至體現到了每一課的前后各個環節。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，及時發現這個意外，而不是等到最后總結性匯報實驗結果時，就可以臨時打斷實驗進程，讓學生觀察橡筋繞的圈數多時，小車起步時車輪的工作狀態，那就不難發現，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）巧妙設局，質疑探討

實驗教學中，通常我們采用分組實驗來進行，為了結論的一致性，各組實驗材料一般都是統一配置好的，按照實驗計劃統一開展操作，各組得到的實驗數據會有較高的一致性。這種模式是非常合適的，通過實驗假設被所有組得到驗證，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組數據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，通過巧妙設局，引發學生開展質疑探討，收到的效果遠比得到一個常規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果時，出人意料的是，各組承載墊圈的數量差別相當大，完全不像常規的探究那樣，所有的組得出較高一致度的結論。正當所有人疑惑不解時，謎底被學生自己發現了，原來各組實驗材料中用于拱腳的金屬螺絲數量是不一致的，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、應對實驗“意外”需要的素養

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，作為一個有經驗的科學教師應當善于去把握。要具備這個能力，還需要教師多方面的素養才行。

（一）善動手

科學教材有大量的實驗，教師都應當先去實踐一下，然后才能預估學生實驗時可能出現的各種狀況，并提前做好“意外”的預設處理。有時候，教材所設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化的，培養有探究精神的學生，需要有科學探究精神的教師，多動手做各種科學實驗，善于根據學校實際、當地實際進行實驗內容的適當優化，那么，當課堂意外出現時，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對出令人叫絕的處理手段。

（二）細觀察

意外發現有些只源于極個別學生，找出這些發現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現都值得我們去把握，這就需要教師學會分析，懂得這個發現是否有深入的必要性，過濾掉那些與課堂主題毫無關聯的意外現象。

（三）巧駕馭

優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”。這種藝術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驗以及深入研究教材的基礎上。

教學藝術無止境，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。