优化差异性实验，探索科学教学实现途径

周远辉

[摘 要]在科学教学中引入差异性实验，能满足学生探索学习的需要。课堂教学中，教师应科学组织、合理引导，为学生参与差异性实验创建良好的环境，使学生能够获得多元认知，全面培养学生的科学素养和探究能力。

[关键词]小学科学 差异性实验 环境 生成 概念

[中图分类号] G623.6 [文献标识码] A [文章编号] 1007-9068（2016）30-083

所谓差异性实验，是指实验结果和现象超出事前预想，甚至是违反直觉的实验操作。差异性实验的结果与学生的前认知是矛盾的，这无疑能够激发学生参与实验的热情。因此，教师在设计差异性实验时，需要展开学情调查，引导学生展开自主探究，并营造课堂互动学习的氛围，促使学生建立差异性认知体系。

一、学情调查，创建差异性实验环境

在科学课堂教学中，一旦学生产生探索的欲望，教师适时引入差异性实验，既能为学生解疑释惑，又能帮助学生明晰实验原理。

例如，在学习《什么叫机械》时，教师先提出问题：“你见过哪些机械工具？”有的学生说：“我见过大型的挖掘机、拖拉机、叉车，这些都属于机械工具。”也有的学生说：“我们家的电器也应该属于机械，如冰箱、洗衣机里面有很多机械零件。”于是教师先让学生拿出剪刀、纸张、圆规等学习工具，再出示操作任务：画出五个大小不一的圆，并将这些圆裁剪下来。学生快速行动起来，因为操作实验很简单，学生都能够在较短的时间内完成。教师接着提出问题：“为什么这么快就完成了任务？”学生都说是剪刀、圆规等工具使用的结果。于是教师总结：“这是使用机械的结果，因为剪刀和圆规都属于机械工具。”学生大多不能接受这种说法，教师让学生自主阅读教材，对机械定义进行探究、梳理。这里，教师通过课前调查，发现学生对机械概念的理解还停留在大型、复杂机械的层面上。因此，课堂教学中，教师让学生画圆、剪圆，这就是进行典型的差异性实验。学生利用剪刀、圆规等工具顺利完成实验，但对实验结果却难以接受，认为如果剪刀、圆规是机械的话，那身边所有用具都是机械了，这与学生的前认知形成冲突。通过教师的进一步引导，学生自觉展开阅读学习，构建新的认知结构。

二、自主探究，激活差异性实验生成

差异性实验的结果与学生的认知出现偏差，这是最有价值的教学生成资源。因此，课堂教学中，教师要合理利用教学生成，引导学生展开进一步的实践探索。同时，教师要鼓励学生展开多种形式的自主探究活动，并大胆质疑。在释疑过程中，教师给学生以思维启发，让学生正确构建新的认知体系。

例如，在学习《折形状》时，教师让学生准备一张普通的白纸，用不同折叠方式改变其形状，然后在小组内展示交流。同时，教师给出实验设计：“纸是比较脆弱的东西，如果不进行折叠，它能够承受的重力非常有限，现在改变了形状，它的承受重力肯定也改变了。大家估算一下，自己手中的折叠纸能够承受多大重力呢？然后进行实践操作，看看自己的估算准不准。”学生对这个实验非常感兴趣，检测结果出来后，很多学生都露出惊讶的表情，因为预算与结果相距甚大。于是教师继续做实验：“鸡蛋是最容易破碎的，老师用书本去压它，看看需要多少本书才能够压碎它。”……这里，教师让学生估算折叠纸的承受力，然后进行实际操作，学生获得了出乎意料的结果。教师并没有进行解释，而是用另一个实验来验证学生实验的正确性，使学生通过这些实验增加了新的认知。

三、多元互动，建构差异性实验概念

差异性实验具有新奇的特征，能够激发学生的探索兴趣，适合学生展开集体性探究。因此，教师要组织学生进行多种互动学习活动，引导学生集合集体的智慧和力量，尽快消除认知差异，自然升级认知体系。师生互动、生生互动是课堂合作学习的主要形式，教师要为学生的互动合作学习提供更多的创新形式，这对提升学生的互动学习品质有帮助作用。

例如，在学习《它们是怎样延续后代的》中的“不用种子也能繁殖吗”时，教师先让学生根据生活经验说说植物繁殖的方式，学生都能够说出植物靠种子繁殖，也有的学生知道植物能够利用根茎来繁殖。于是教师利用多媒体播放实验，介绍植物可以通过扦插、嫁接等方式进行繁殖，然后让学生利用营养介质来培育一种植物。学生听后展开热烈的讨论，教师根据学生的发言情况，给出一些技术性建议，提示学生在进行实际操作时，需要注意养殖必需的条件。这里，教师利用多媒体展示差异性实验，使学生从中获得很多新的感知，有效激发了学生的好奇心。随着学生多元互动的深入，他们逐渐掌握相关知识，教学目标也自然达成了。

总之，小学生有好奇心理，对实验结果与自身认知相悖的差异性实验有探索欲望，这是教学展开的重要契机。教师应根据教情学情和调查情况设计差异性实验，为学生提供自主探索的机会，全面培养学生的科学素养和探究能力。

（特约编辑 木 清）