例析小学科学“破坏性实验”的教学策略

叶莹

【摘   要】小學科学教学中的一些有意或无意的破坏性实验，有时会产生意想不到的教学效果。教师要善于利用这些破坏性实验，巧妙将其转换成教学教育资源，从而激发探究兴趣、发现学习起点、建构科学概念、突破教学瓶颈、树立环保意识、落实安全教育，使破坏性实验成为培养学生创新精神、实践能力和科学素养的载体之一。

【关键词】小学科学;破坏性实验;教学策略

在小学科学实验探究中，教师一般都会强调爱护实验材料、规范操作、注意安全。但有部分国家却鼓励学生通过“破坏性实验”进行科学探究，认为科学研究的过程必然包含着破坏性和危险性的因素，破坏性实验有利于培养学生的创新精神和实践能力。

破坏性实验，是指在人为设定的特殊条件下，通过“破坏性”手段，以论证出某种物质的最大“耐受值”。如果在小学科学教学中，教师能对学生出现的一些有意或无意的破坏性实验加以处理和引导，就能使之成为建立科学概念、展示实验过程、突破教学瓶颈、实现安全教育、增强环保意识等方面的教学增长点，提升学生的创新精神和实践能力，培养学生的科学素养和探究能力。

一、利用破坏性实验，激发探究兴趣

学生在科学实验中往往会出现一些意外，导致实验材料的破坏。如果此时教师一味批评，由此产生的压迫感可能会扼杀学生开展探究的兴趣和勇气。因此，教师要善于将这些意外 “破坏”材料的事件，转化成激发学生探究兴趣的契机。

例如，三年级下册经常要使用温度计。尽管教师反复强调要轻拿轻放，但总会发生学生不小心打破的意外，有些教师也会采取批评警诫全班学生的做法，学生因此惴惴不安，实验时畏首畏尾甚至相互推诿。既然温度计已经打破，且用于实验的温度计是相对安全的红色煤油温度计，所以教师不如利用意外的破坏，引导学生观察温度计的内部构造：玻璃泡在哪里？里面有什么？液柱又是怎样的呢？使学生放下心理负担，开启新一轮的探究求知。

二、借助破坏性实验，发现学习起点

维果茨基的研究表明：教育对儿童的发展能起到主导作用和促进作用，但需要确定儿童发展的两种水平：一种是已经达到的发展水平;另一种是可能达到的发展水平。他的“最近发展区”理论意味着教学要先掌握学情，寻找教学的起点和学生的起点。

以五年级上册第一单元第三课《观察绿豆芽的生长》为例，学生受生活经验的影响，在潜意识中不承认黑暗下生长的绿豆芽的茎更粗壮，哪怕实验结果明显地摆在那里——黑暗中生长的绿豆芽的茎又白又粗。这时，教师让学生将阳光下生长与黑暗中生长的绿豆芽分别折断，再用力捏一捏。学生对比观察发现，黑暗中生长的绿豆芽的茎是中空的，是吸水膨胀后才变粗的，因此挤压后有很多水分。这一破坏性实验说明：黑暗中生长的绿豆芽是一种非正常生长，植物的生长需要阳光。

儿童早在正式接受学校教育前，就通过身处的自然环境以及各种信息来源对自然现象形成了许多朴素的理解，也就是带着源于日常生活经验的前概念走进科学课堂的。教师的任务就是通过教学使学生的认知结构更加准确、抽象，完善学生的知识结构。而破坏材料的生物实验，可以剥开生命现象的神秘外衣，暴露学生原有的认知基础或错误，发现真正的教学起点和学生起点。

三、观察破坏性实验，建构科学概念

皮亚杰的研究表明：儿童的智能起源于主体对客体的动作。真正的学习是儿童积极参与并通过对一些实物进行操作而内化的过程。科学探究就是让学生以观察、实验等方式建构科学概念，而一些有意而为的破坏性实验，可以引发儿童真正的学习。

四年级下册的“电”单元中，学生在探究使小灯泡发光的不同连接方式的过程中，虽然找到了一些规律，但是对小灯泡为何要有两个连接点、电流是如何在小灯泡内流动的认识很模糊。因此，笔者有意将小灯泡破坏（见图1），请学生分组进行观察。

拆解后的小灯泡，有利于学生对其内部结构进行观察。学生发现灯丝很细，金属架一端与小灯泡底部的连接点相通，另一端连在侧面金属片的另一个连接点上，电流从小灯泡的一个连接点进入，经过灯丝再从另一个连接点流出，从而形成了电流的走向，小灯泡就会发光了。学生还发现侧面金属片没有直接与连接点相连，其附近的黑色部分是陶瓷做的，陶瓷不导电。科学研究的是客观事实存在的规律。教师通过有意破坏研究对象的实验，能让学生清楚了解灯泡连通两个连接点的内部构造和灯泡内的电流走向，使学生亲眼见证客观事实的呈现。当客观事实与学生自己的想象产生认知冲突后，其思维能力能迅速提升，便于他们总结规律，接受客观事实，建构和内化科学概念。

四、开展破坏性实验，突破教学瓶颈

科学概念一般较为抽象，单凭教师讲授，某些学生可能依然会一知半解。有时用一个简单的破坏性实验，问题反而能迎刃而解。

如三年级下册《磁铁的两极》这一课，学生通过实验明白了磁铁两端的磁性最强，中间最弱。很多学生都会认为磁铁中间几乎没有磁性，即使磁铁断裂，断开的地方也没有磁性，因为只有2个极。其实，这个问题涉及高中阶段的物理知识——电子的定向排列，很难对小学生解释清楚。这时，教师偶然发现学具袋里有一块摔成两截的条形磁铁，灵机一动，请学生现场将一块小磁铁摔成两段，验证猜想。学生发现，磁铁从中间摔断，摔断了的部分也各有磁极（实际有4个磁极），而且跟原来的极相互排斥。

科学教学中经常会遇到无法用语言、图片、视频呈现的教学瓶颈，囿于不破坏实验材料的传统操作方法，就很难破解难点。因而，对于要研究的问题，在有材料的情况下，最好的解决办法就是亲身实践，教学难点也就迎刃而解了。

五、巧用破坏性实验，树立环保意识

《义务教育小学科学课程标准（2017年版）》中新增了科学、技术、社会与环境目标，要培养学生“热爱自然，珍惜生命，具有保护环境的意识和社会责任感”。在科学教学中，通过破坏性实验，学生了解人类的生活和生产有可能造成的环境破坏，积极参与环境保护活动，愿意采取行动保护环境、节约资源，树立环保意识。

在五年级上册《光和热》一课中有一个利用凸透镜产生强光和高温的实验。一般教学在找到凸透镜的焦点后就停止了，防止学生产生危险。如果教师巧妙利用这一原理进行一个破坏性实验，可以让学生树立环保意识，激发他们的环保行为。教师首先出示游客在森林里丢弃没喝完的矿泉水瓶却引发森林大火的案例，引导学生探究原因。教师准备了放大镜、放有纸屑的火盆、灭火沙和灭火剂。在做好保护的前提下，学生用放大镜找到焦点后，将焦点停留在纸屑上几分钟。纸屑上冒出了烟，产生燃点后，随即要求学生灭火。学生体会到凸透镜能使强光产生高温，甚至能产生燃点，形成火势。教师继续引导学生观察有水的矿泉水瓶，学生发现它类似于凸透镜，同样可以汇聚热量，造成森林大火，人们不能在森林中乱丢，应该开展一场清理垃圾的环保行动。

该实验中的小火，学生自己就能熄灭，不会给学生造成可怕的氛围。但学生能从中明白，一些火灾是可以避免或者扼杀在萌芽中的。只有面对危险，学生才能体会到自己控制危险的能力，从而对危险保持警惕，这也是潜在的教学意义。

六、尝试破坏性实验，进行安全教育

小学生有强烈的好奇心和逆反心理，越是不让做的事就越想去尝试。进行科学实验时认为不按照规范操作，也没什么大不了的，埋下了潜在危险的种子。破坏性实验可以满足学生尝试错误的愿望，达到有效进行安全教育的目的，促使学生形成规范操作实验的意识。

四年级下册“电”单元中有关“电池短路”的教学很难落实。虽然很多学生在尝试连接电路的过程中已经接触了短路现象，但往往没有重视这种错误。其实，教师可以让学生试一下短路的情况，引导学生将导线直接连接在电池两端，学生感觉很烫手，立刻放开了。教师立刻补充，如果是家庭电路或者工业电路短路的话，还会引发火灾，非常危险。这样的试错实验使学生亲身感受到短路所产生的危害，意识到要避免短路的产生，远离危险。一场关于电的安全教育无声无息地落实下去了。

课堂中的安全教育经常强调这个不能碰，那个禁止做。有些教育者认为，试错是一种很好的安全教育方式，但这种破坏性实验必须建立在可控范围内。科学教师作为具备科学知识和较高科学素养的专业人员，可以在课堂上适当进行安全的破坏性实验，以达到安全教育的目的。

皮亚杰认为，儿童不只受教于教师，而是主动的学习者。破坏性实验能创造相对自由的学习情境，充分暴露学生的前概念，激发学生自主学习的动力，突破教学难点，有效建构和内化科学概念，全方位培养学生的探究精神、动手能力和科学素养。

參考文献：

[1]邵峰星.促进概念建构的科学探究路径设计与实施[M].杭州：浙江大学出版社，2018.

[2]应小敏.“实践—认识”推进儿童科学学习的进程[M].杭州：浙江大学出版社，2018.

[3]沈跃群.儿童视角下的科学课堂教学[M].杭州：浙江大学出版社，2018.

（浙江师范大学附属丁蕙实验小学   310000）