優化差異性實驗，探索科學教學實現途徑

周遠輝

[摘 要]在科學教學中引入差異性實驗，能滿足學生探索學習的需要。課堂教學中，教師應科學組織、合理引導，為學生參與差異性實驗創建良好的環境，使學生能夠獲得多元認知，全面培養學生的科學素養和探究能力。

[關鍵詞]小學科學 差異性實驗 環境 生成 概念

[中圖分類號] G623.6 [文獻標識碼] A [文章編號] 1007-9068（2016）30-083

所謂差異性實驗，是指實驗結果和現象超出事前預想，甚至是違反直覺的實驗操作。差異性實驗的結果與學生的前認知是矛盾的，這無疑能夠激發學生參與實驗的熱情。因此，教師在設計差異性實驗時，需要展開學情調查，引導學生展開自主探究，并營造課堂互動學習的氛圍，促使學生建立差異性認知體系。

一、學情調查，創建差異性實驗環境

在科學課堂教學中，一旦學生產生探索的欲望，教師適時引入差異性實驗，既能為學生解疑釋惑，又能幫助學生明晰實驗原理。

例如，在學習《什么叫機械》時，教師先提出問題：“你見過哪些機械工具？”有的學生說：“我見過大型的挖掘機、拖拉機、叉車，這些都屬于機械工具。”也有的學生說：“我們家的電器也應該屬于機械，如冰箱、洗衣機里面有很多機械零件。”于是教師先讓學生拿出剪刀、紙張、圓規等學習工具，再出示操作任務：畫出五個大小不一的圓，并將這些圓裁剪下來。學生快速行動起來，因為操作實驗很簡單，學生都能夠在較短的時間內完成。教師接著提出問題：“為什么這么快就完成了任務？”學生都說是剪刀、圓規等工具使用的結果。于是教師總結：“這是使用機械的結果，因為剪刀和圓規都屬于機械工具。”學生大多不能接受這種說法，教師讓學生自主閱讀教材，對機械定義進行探究、梳理。這里，教師通過課前調查，發現學生對機械概念的理解還停留在大型、復雜機械的層面上。因此，課堂教學中，教師讓學生畫圓、剪圓，這就是進行典型的差異性實驗。學生利用剪刀、圓規等工具順利完成實驗，但對實驗結果卻難以接受，認為如果剪刀、圓規是機械的話，那身邊所有用具都是機械了，這與學生的前認知形成沖突。通過教師的進一步引導，學生自覺展開閱讀學習，構建新的認知結構。

二、自主探究，激活差異性實驗生成

差異性實驗的結果與學生的認知出現偏差，這是最有價值的教學生成資源。因此，課堂教學中，教師要合理利用教學生成，引導學生展開進一步的實踐探索。同時，教師要鼓勵學生展開多種形式的自主探究活動，并大膽質疑。在釋疑過程中，教師給學生以思維啟發，讓學生正確構建新的認知體系。

例如，在學習《折形狀》時，教師讓學生準備一張普通的白紙，用不同折疊方式改變其形狀，然后在小組內展示交流。同時，教師給出實驗設計：“紙是比較脆弱的東西，如果不進行折疊，它能夠承受的重力非常有限，現在改變了形狀，它的承受重力肯定也改變了。大家估算一下，自己手中的折疊紙能夠承受多大重力呢？然后進行實踐操作，看看自己的估算準不準。”學生對這個實驗非常感興趣，檢測結果出來后，很多學生都露出驚訝的表情，因為預算與結果相距甚大。于是教師繼續做實驗：“雞蛋是最容易破碎的，老師用書本去壓它，看看需要多少本書才能夠壓碎它。”……這里，教師讓學生估算折疊紙的承受力，然后進行實際操作，學生獲得了出乎意料的結果。教師并沒有進行解釋，而是用另一個實驗來驗證學生實驗的正確性，使學生通過這些實驗增加了新的認知。

三、多元互動，建構差異性實驗概念

差異性實驗具有新奇的特征，能夠激發學生的探索興趣，適合學生展開集體性探究。因此，教師要組織學生進行多種互動學習活動，引導學生集合集體的智慧和力量，盡快消除認知差異，自然升級認知體系。師生互動、生生互動是課堂合作學習的主要形式，教師要為學生的互動合作學習提供更多的創新形式，這對提升學生的互動學習品質有幫助作用。

例如，在學習《它們是怎樣延續后代的》中的“不用種子也能繁殖嗎”時，教師先讓學生根據生活經驗說說植物繁殖的方式，學生都能夠說出植物靠種子繁殖，也有的學生知道植物能夠利用根莖來繁殖。于是教師利用多媒體播放實驗，介紹植物可以通過扦插、嫁接等方式進行繁殖，然后讓學生利用營養介質來培育一種植物。學生聽后展開熱烈的討論，教師根據學生的發言情況，給出一些技術性建議，提示學生在進行實際操作時，需要注意養殖必需的條件。這里，教師利用多媒體展示差異性實驗，使學生從中獲得很多新的感知，有效激發了學生的好奇心。隨著學生多元互動的深入，他們逐漸掌握相關知識，教學目標也自然達成了。

總之，小學生有好奇心理，對實驗結果與自身認知相悖的差異性實驗有探索欲望，這是教學展開的重要契機。教師應根據教情學情和調查情況設計差異性實驗，為學生提供自主探索的機會，全面培養學生的科學素養和探究能力。

（特約編輯 木 清）