把握“意外”：实验教学的“神来之笔”

陈利民

（萧山区南城小学，浙江萧山 311201）

小学科学教学以探究为核心，尤其在中高段的日常教学中，较高频率出现通过实验的方式来得出相关的科学概念。为了完成课堂教学目标，教师通常会精心设计实验步骤，并提前对实验结果进行预设，使实验教学的进程完全按照事先设计过程而展开。这种教学模式是非常符合学科特点的，但实际教学过程中，难免会出现一些意料之外的“现象”，笔者通过长期关注这类现象，并研究了如何正确应对的策略，可以使科学课堂更加灵动精彩，学生发展更加均衡持久。

一、实验教学中的“意外”剖析

实验教学中的“意外”总是跳脱于原本的教学设计，一定程度上将打乱原有的教学进程，但存在必有合理之处，了解“意外”的类型及有利的一方面，是把握它的重要前提。

（一）实验“意外”缘起

案例1：近日，在一次市级教研活动中，课堂主题为“橡筋与小车”，通过实验来得出“橡筋绕的圈数越多，小车行驶距离越远”。前半节课进行得很顺利，学生步步跟着老师的引导制订好计划，但在学生实验中，意外发生了：由于教室是磨石子地面，地面的摩擦系数过小，加上学生潜意识在竞赛谁驶得更远，结果，圈数绕得过多的小车反而行驶得近，而且这个结论得到了大多数小组的赞同。在教师满脸的窘迫中，下课铃声响了，学生带着截然相反的结论离开了课堂。一个小小的意外导致了整堂公开课彻底失败。

（二）实验“意外”解析

实验中的“意外”是指在探究活动中出现教师预设之外的现象，导致部分学生“发现了”教师预设之外的探究结论，使正常教学计划被打破，学生的兴趣点偏离了课堂主线。从“意外”的类型来看，有“正向性”“反向性”“跳跃性”之分。正向性意外是指沿着探究主题更深层次或并行同向探究话题；反向性意外则是与探究主题背离的相反现象；跳跃性意外是指教学中出现了跟课堂教学目标有一定的关联度，或者是按教材内容需要后面单元甚至是后面几个学期才会接触的知识点，呈现明显的知识点跳跃现象。

科学学习是以探究为核心，科学的本质就是探究。从教材体系上我们非常清楚地看到，教材有意识地培养学生形成科学思维，即形成科学假设、制订研究计划、付诸实验、得出结论。于是，在课堂常规教学是这样的：安排好每个步骤，一步步引导学生得出最后的实验结论。从这个课堂模式来看，是非常符合科学学科课堂教学要求的，它能尽量避免出现“意外现象”，特别是“反向性意外”的出现，引导学生在较短的时间内发现前人可能穷其一生才能发现的科学奥秘。但是任何实验都受场地、器材、环境及学生特点等因素影响，像案例1那样的外校借班上课，由于对场地没有事先了解，“意外”也就变得不意外了。当然，这类“意外”就是“反向性意外”。

（三）实验“意外”契机

实验中的“意外现象”有它的两面性，不利的一面是它打破课堂教学的主线，使学生的探究不自觉地偏离教师预设目标，这正是教学中尽力避免的原因；积极的一面是实验“意外”往往蕴含着更有吸引力的教学契机。从科学探究的角度看，课堂上的实验探究就像在温室里养花，在教师刻意创造了相应环境，严格控制了各种因素的条件下，学生在较短的时间内得出了一个探究结论。虽然，从课堂教学角度出发，这是有必要的，但这并不是真正意义上的探究，真正意义的探究是通过无数次实验修正才逐步形成的。课堂教学中，受时间、空间及其他因素的限制，我们不可能去刻意追求真正的探究，但当“意外”不期而至时，我们就应当去努力把握，使科学探究更接近于本真。

二、实验教学中的“意外”应对

实验教学中出现“意外”时，不应消极面对，而应积极处理。教师应快速分析“意外”的原因，排除那些跟课堂教学并没有实质关联的事件，对有教学价值的“意外”进行归类，按上文所述的三种“意外”类型分别采取不同的教学策略，真正做到教学的“神来之笔”。

（一）顺水推舟，引发新疑

实验教学过程中，遇到“正向性意外”是极好的课堂拓展时机，它是当达成了课堂实验教学目标时意外发现了另一个用本课知识无法解答的现象，而这个现象需要对教学内容进行更深的拓展。“正向性意外”对学生有着强大的魔力，此时，“顺水推舟”进行引导，引发学生产生新的疑问，推动着学生进一步主动去研究，不仅巩固了原有知识，更是打开了一个新的知识大门。

案例2：周一，五年级某班科学课前，远远看到学生在门口翘首以待，一见到我都显得很激动，七嘴八舌地抢着跟我说：“绿豆芽从洞中长出来了!”事情还得从上周四的课讲起：那节课上，我们在观察前几天小瓶里发芽的绿豆苗，意外地发现有几个组的绿豆芽形态跟别的组不一样。其他组都是笔直向上长的，他们几个组的绿豆芽长到一定高度后横着长了，这让大家感到很奇怪。于是我在课堂上带大家进行分析，原来，我把每个组的绿豆芽集中放在教室前面的桌子抽屉中，放在外边一点的都是笔直向上长的，被放在最里边的形态却明显不一样了，看来是光线在起作用。明白了这一点，大家还是有点不过瘾。这时，我看到那张桌子中间恰好有个小洞，就突发奇想地提出一个想法：再把这些豆芽放在抽屉中，然后把口子用纸板封上，形成一个暗箱，只留最上面一个小孔透光，看几天后，豆芽能不能从小孔里长出来。后来就发生了开头的一幕。

巧用“正向性意外”，顺水推舟地引导学生完成教材并不要求做的实验，使参与的学生收获了进一步的知识。这种实验教学更接近探究科学的本来形态，无数重大发现都源于一次次意外的发现，例如，“傅科摆”“奥斯特电磁现象”等。就学生的天性而言，他们对未知的事物探究兴趣更强烈些，把握好实验“意外”，能更大程度地激发学生的科学探究兴趣。

（二）逆向拷问，深化认知

实验教学中出现了“反向性意外”，这是所有授课老师最不想看到的现象，它往往会引发学生产生与课堂目标相反的实验结论，常常带给学生更大的质疑。此时，简单地否认实验结论是苍白无力的，应该采用“逆向拷问”，找到真正引发意外的根本原因就变得尤其重要，通过反向思维，可以深化学生的课堂认知。

案例3：在六年级上册“拱形的力量”教学时，我引导学生搭建了拱形的模型，然后让学生把一摞摞作业本高高地放上去，学生情绪达到了顶点，课堂有了个完美的效果，但下课铃声刚响过，那压着一大摞本子的模型轰然倒地，学生满脸疑惑，不是说拱形承载能力强吗？怎么倒了？我立即开展了课堂延伸，提问：为什么倒了？学生开始了逆向思维，经过分析，原来是实验过程中，拱形的两侧拱脚处分别站着一个学生，是他们用脚抵着拱脚，使之不能向两边滑开，但接近下课了，这两个学生回到座位上去了，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，特别是承载重物的位置，没有人去注意边上两个学生起的作用，经过这个意外发现，学生对拱形的理解就更完整了。

逆向思维对科学结论进行了另一种验证，这种思维可以迸发强大的思维火花，利用意外进行引导，点拨，灵活调控，把学生的质疑化为新的学习动力，让质疑发挥其潜在的教育价值，这可以让我们的实验变得更加精彩纷呈。

（三）灵活运用，知识跳跃

实验教学中出现的偏离主题的意外发现，这些发现有些是真正意义的发现，甚至是教师本人也不一定会有预料到的现象，它的出现是有实际的科学原理去支撑的，但明显已远超学生的理解水平。其实这种时候是需要教师灵活运用教材体系，进行知识跳跃式的处理，使部分学有余力的学生去尝试，往往会得到意料之外教学好效果。

案例4：上完四年级的“盐的溶解”实验课，饱和的盐水一直就在实验室后面的烧杯中没及时倒掉。过了几天，有学生发现烧杯底部出现了好几颗特殊的盐晶体，这些晶体明显比平时见到的盐大好几倍，而且形状都很有规则，方方正正的一块，这引起了大家的兴趣。教材插图虽然也有盐晶体的图画，但并没有点明这些晶体是通过什么方法制作出来，学生猜测这是许多颗小的晶体自然聚合形成的，原来晶体会这样有规则！（晶体的知识是六年级的知识点）我又让学生收集各种晶体的形态，包括钻石、水晶以及各种金属矿石的晶体图片，并引导有兴趣的学生也去制作一些盐的结晶，同时附上制作盐晶体的办法。几天后，许多学生都兴奋地带来了他们的盐结晶，一个个都好像捡到宝贝似的。相信通过这个发现，学生不但巩固了已有的盐水分离的知识，更是对知识体系进行了一次有效跳跃。

科学探究是具有层次性的，教材本身的知识体系是有较完整的阶梯，这体现在年级之间，也体现在一个单元的每一节课间，甚至体现到了每一课的前后各个环节。这样安排是非常合适的，通过前后累积，学生对某一知识体系逐步形成系统的认识。实验中“意外”却常常是知识体系的跳跃者，案例4就是一次很有效的跳跃。其实案例1中的橡筋小车“意外”现象，也是一次相当好的知识跳跃时机，如果教师能下到各实验组中，及时发现这个意外，而不是等到最后总结性汇报实验结果时，就可以临时打断实验进程，让学生观察橡筋绕的圈数多时，小车起步时车轮的工作状态，那就不难发现，由于动力太大，车轮会快速打滑，从而损失了大量的动力，进而引出该单元后面提出的摩擦力的知识，学生就能形成一个比事先教学计划中更完整的科学概念，即：在与地面摩擦力允许的条件下，橡筋绕的圈数多，小车的行程就远。如果教师能做到这样，那就能把“意外”变成“神来之笔”，仿佛信手拈来，就是绝妙安排。

（四）巧妙设局，质疑探讨

实验教学中，通常我们采用分组实验来进行，为了结论的一致性，各组实验材料一般都是统一配置好的，按照实验计划统一开展操作，各组得到的实验数据会有较高的一致性。这种模式是非常合适的，通过实验假设被所有组得到验证，可以有效地强化科学概念形成。但是一成不变地使用这种模式也有个弊端，学生习惯性地形成跟大多数组数据不一致时会简单否认自己的思维方式，缺乏主动的思辨能力，有时打破一下这种思维定式，通过巧妙设局，引发学生开展质疑探讨，收到的效果远比得到一个常规的科学概念要有用得多。

案例5：某名师在上“拱形承重”的课，当学生汇报分组实验结果时，出人意料的是，各组承载垫圈的数量差别相当大，完全不像常规的探究那样，所有的组得出较高一致度的结论。正当所有人疑惑不解时，谜底被学生自己发现了，原来各组实验材料中用于拱脚的金属螺丝数量是不一致的，部分学生“愤愤不平”，在这种情绪推动下，学生对拱形中“拱脚”的作用完全不用点拨就形成了!

这类绝妙的教学策略并不是一般人可以模仿的，别人怕实验中出意外，该名师反其道而行，偏利用“意外”作为课堂的一个精彩亮点，真可谓是“匠心独具”！

三、应对实验“意外”需要的素养

实验“意外”是可遇而不可求的，在课堂教学中，我们通常不能刻意去寻求“意外”，但当意外悄然而至时，作为一个有经验的科学教师应当善于去把握。要具备这个能力，还需要教师多方面的素养才行。

（一）善动手

科学教材有大量的实验，教师都应当先去实践一下，然后才能预估学生实验时可能出现的各种状况，并提前做好“意外”的预设处理。有时候，教材所设定的实验受实际情况制约，未必真的适合本校学生实践操作，那么，及时进行优化也是很有必要性的，如果教师本身不善动手，那这将无从谈起。

科学教材中有很多实验是可以优化的，培养有探究精神的学生，需要有科学探究精神的教师，多动手做各种科学实验，善于根据学校实际、当地实际进行实验内容的适当优化，那么，当课堂意外出现时，教师才有能力迅速作出判断、分析，从而巧妙化解因意外造成对课堂教学的影响，甚至部分水平高的教师反而能抓住这一机会应对出令人叫绝的处理手段。

（二）细观察

意外发现有些只源于极个别学生，找出这些发现就需要教师在课堂上细心地观察，否则往往会视而不见，而且并不是所有的发现都值得我们去把握，这就需要教师学会分析，懂得这个发现是否有深入的必要性，过滤掉那些与课堂主题毫无关联的意外现象。

（三）巧驾驭

优秀的科学老师必须有深厚的课堂教学功底，他们甚至可能把六年级的课搬到五年级来上，在完全不熟悉学生以及缺少课前知识铺垫情况下照样能做到“妙笔生花”，这简直可以称为“课堂艺术”。这种艺术当然得归功于他们的课堂驾驭能力。课堂驾驭能力不是一朝一夕形成的，它是建立在多年的教学经验以及深入研究教材的基础上。

教学艺术无止境，把握实验“意外”是一种教育智慧，它必然会造就迷人的智慧风暴，学生才能乐此不疲地在里面碰撞出智慧的火花。