葉瑩

【摘 ? 要】小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的一些有意或無意的破壞性實(shí)驗(yàn)，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生意想不到的教學(xué)效果。教師要善于利用這些破壞性實(shí)驗(yàn)，巧妙將其轉(zhuǎn)換成教學(xué)教育資源，從而激發(fā)探究興趣、發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)起點(diǎn)、建構(gòu)科學(xué)概念、突破教學(xué)瓶頸、樹立環(huán)保意識(shí)、落實(shí)安全教育，使破壞性實(shí)驗(yàn)成為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力和科學(xué)素養(yǎng)的載體之一。

【關(guān)鍵詞】小學(xué)科學(xué);破壞性實(shí)驗(yàn);教學(xué)策略

在小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究中，教師一般都會(huì)強(qiáng)調(diào)愛護(hù)實(shí)驗(yàn)材料、規(guī)范操作、注意安全。但有部分國家卻鼓勵(lì)學(xué)生通過“破壞性實(shí)驗(yàn)”進(jìn)行科學(xué)探究，認(rèn)為科學(xué)研究的過程必然包含著破壞性和危險(xiǎn)性的因素，破壞性實(shí)驗(yàn)有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。

破壞性實(shí)驗(yàn)，是指在人為設(shè)定的特殊條件下，通過“破壞性”手段，以論證出某種物質(zhì)的最大“耐受值”。如果在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，教師能對(duì)學(xué)生出現(xiàn)的一些有意或無意的破壞性實(shí)驗(yàn)加以處理和引導(dǎo)，就能使之成為建立科學(xué)概念、展示實(shí)驗(yàn)過程、突破教學(xué)瓶頸、實(shí)現(xiàn)安全教育、增強(qiáng)環(huán)保意識(shí)等方面的教學(xué)增長點(diǎn)，提升學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和探究能力。

一、利用破壞性實(shí)驗(yàn)，激發(fā)探究興趣

學(xué)生在科學(xué)實(shí)驗(yàn)中往往會(huì)出現(xiàn)一些意外，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)材料的破壞。如果此時(shí)教師一味批評(píng)，由此產(chǎn)生的壓迫感可能會(huì)扼殺學(xué)生開展探究的興趣和勇氣。因此，教師要善于將這些意外 “破壞”材料的事件，轉(zhuǎn)化成激發(fā)學(xué)生探究興趣的契機(jī)。

例如，三年級(jí)下冊(cè)經(jīng)常要使用溫度計(jì)。盡管教師反復(fù)強(qiáng)調(diào)要輕拿輕放，但總會(huì)發(fā)生學(xué)生不小心打破的意外，有些教師也會(huì)采取批評(píng)警誡全班學(xué)生的做法，學(xué)生因此惴惴不安，實(shí)驗(yàn)時(shí)畏首畏尾甚至相互推諉。既然溫度計(jì)已經(jīng)打破，且用于實(shí)驗(yàn)的溫度計(jì)是相對(duì)安全的紅色煤油溫度計(jì)，所以教師不如利用意外的破壞，引導(dǎo)學(xué)生觀察溫度計(jì)的內(nèi)部構(gòu)造：玻璃泡在哪里？里面有什么？液柱又是怎樣的呢？使學(xué)生放下心理負(fù)擔(dān)，開啟新一輪的探究求知。

二、借助破壞性實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)起點(diǎn)

維果茨基的研究表明：教育對(duì)兒童的發(fā)展能起到主導(dǎo)作用和促進(jìn)作用，但需要確定兒童發(fā)展的兩種水平：一種是已經(jīng)達(dá)到的發(fā)展水平;另一種是可能達(dá)到的發(fā)展水平。他的“最近發(fā)展區(qū)”理論意味著教學(xué)要先掌握學(xué)情，尋找教學(xué)的起點(diǎn)和學(xué)生的起點(diǎn)。

以五年級(jí)上冊(cè)第一單元第三課《觀察綠豆芽的生長》為例，學(xué)生受生活經(jīng)驗(yàn)的影響，在潛意識(shí)中不承認(rèn)黑暗下生長的綠豆芽的莖更粗壯，哪怕實(shí)驗(yàn)結(jié)果明顯地?cái)[在那里——黑暗中生長的綠豆芽的莖又白又粗。這時(shí)，教師讓學(xué)生將陽光下生長與黑暗中生長的綠豆芽分別折斷，再用力捏一捏。學(xué)生對(duì)比觀察發(fā)現(xiàn)，黑暗中生長的綠豆芽的莖是中空的，是吸水膨脹后才變粗的，因此擠壓后有很多水分。這一破壞性實(shí)驗(yàn)說明：黑暗中生長的綠豆芽是一種非正常生長，植物的生長需要陽光。

兒童早在正式接受學(xué)校教育前，就通過身處的自然環(huán)境以及各種信息來源對(duì)自然現(xiàn)象形成了許多樸素的理解，也就是帶著源于日常生活經(jīng)驗(yàn)的前概念走進(jìn)科學(xué)課堂的。教師的任務(wù)就是通過教學(xué)使學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)更加準(zhǔn)確、抽象，完善學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)。而破壞材料的生物實(shí)驗(yàn)，可以剝開生命現(xiàn)象的神秘外衣，暴露學(xué)生原有的認(rèn)知基礎(chǔ)或錯(cuò)誤，發(fā)現(xiàn)真正的教學(xué)起點(diǎn)和學(xué)生起點(diǎn)。

三、觀察破壞性實(shí)驗(yàn)，建構(gòu)科學(xué)概念

皮亞杰的研究表明：兒童的智能起源于主體對(duì)客體的動(dòng)作。真正的學(xué)習(xí)是兒童積極參與并通過對(duì)一些實(shí)物進(jìn)行操作而內(nèi)化的過程。科學(xué)探究就是讓學(xué)生以觀察、實(shí)驗(yàn)等方式建構(gòu)科學(xué)概念，而一些有意而為的破壞性實(shí)驗(yàn)，可以引發(fā)兒童真正的學(xué)習(xí)。

四年級(jí)下冊(cè)的“電”單元中，學(xué)生在探究使小燈泡發(fā)光的不同連接方式的過程中，雖然找到了一些規(guī)律，但是對(duì)小燈泡為何要有兩個(gè)連接點(diǎn)、電流是如何在小燈泡內(nèi)流動(dòng)的認(rèn)識(shí)很模糊。因此，筆者有意將小燈泡破壞（見圖1），請(qǐng)學(xué)生分組進(jìn)行觀察。

拆解后的小燈泡，有利于學(xué)生對(duì)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察。學(xué)生發(fā)現(xiàn)燈絲很細(xì)，金屬架一端與小燈泡底部的連接點(diǎn)相通，另一端連在側(cè)面金屬片的另一個(gè)連接點(diǎn)上，電流從小燈泡的一個(gè)連接點(diǎn)進(jìn)入，經(jīng)過燈絲再從另一個(gè)連接點(diǎn)流出，從而形成了電流的走向，小燈泡就會(huì)發(fā)光了。學(xué)生還發(fā)現(xiàn)側(cè)面金屬片沒有直接與連接點(diǎn)相連，其附近的黑色部分是陶瓷做的，陶瓷不導(dǎo)電。科學(xué)研究的是客觀事實(shí)存在的規(guī)律。教師通過有意破壞研究對(duì)象的實(shí)驗(yàn)，能讓學(xué)生清楚了解燈泡連通兩個(gè)連接點(diǎn)的內(nèi)部構(gòu)造和燈泡內(nèi)的電流走向，使學(xué)生親眼見證客觀事實(shí)的呈現(xiàn)。當(dāng)客觀事實(shí)與學(xué)生自己的想象產(chǎn)生認(rèn)知沖突后，其思維能力能迅速提升，便于他們總結(jié)規(guī)律，接受客觀事實(shí)，建構(gòu)和內(nèi)化科學(xué)概念。

四、開展破壞性實(shí)驗(yàn)，突破教學(xué)瓶頸

科學(xué)概念一般較為抽象，單憑教師講授，某些學(xué)生可能依然會(huì)一知半解。有時(shí)用一個(gè)簡單的破壞性實(shí)驗(yàn)，問題反而能迎刃而解。

如三年級(jí)下冊(cè)《磁鐵的兩極》這一課，學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)明白了磁鐵兩端的磁性最強(qiáng)，中間最弱。很多學(xué)生都會(huì)認(rèn)為磁鐵中間幾乎沒有磁性，即使磁鐵斷裂，斷開的地方也沒有磁性，因?yàn)橹挥?個(gè)極。其實(shí)，這個(gè)問題涉及高中階段的物理知識(shí)——電子的定向排列，很難對(duì)小學(xué)生解釋清楚。這時(shí)，教師偶然發(fā)現(xiàn)學(xué)具袋里有一塊摔成兩截的條形磁鐵，靈機(jī)一動(dòng)，請(qǐng)學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)將一塊小磁鐵摔成兩段，驗(yàn)證猜想。學(xué)生發(fā)現(xiàn)，磁鐵從中間摔斷，摔斷了的部分也各有磁極（實(shí)際有4個(gè)磁極），而且跟原來的極相互排斥。

科學(xué)教學(xué)中經(jīng)常會(huì)遇到無法用語言、圖片、視頻呈現(xiàn)的教學(xué)瓶頸，囿于不破壞實(shí)驗(yàn)材料的傳統(tǒng)操作方法，就很難破解難點(diǎn)。因而，對(duì)于要研究的問題，在有材料的情況下，最好的解決辦法就是親身實(shí)踐，教學(xué)難點(diǎn)也就迎刃而解了。

五、巧用破壞性實(shí)驗(yàn)，樹立環(huán)保意識(shí)

《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》中新增了科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)與環(huán)境目標(biāo)，要培養(yǎng)學(xué)生“熱愛自然，珍惜生命，具有保護(hù)環(huán)境的意識(shí)和社會(huì)責(zé)任感”。在科學(xué)教學(xué)中，通過破壞性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生了解人類的生活和生產(chǎn)有可能造成的環(huán)境破壞，積極參與環(huán)境保護(hù)活動(dòng)，愿意采取行動(dòng)保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源，樹立環(huán)保意識(shí)。

在五年級(jí)上冊(cè)《光和熱》一課中有一個(gè)利用凸透鏡產(chǎn)生強(qiáng)光和高溫的實(shí)驗(yàn)。一般教學(xué)在找到凸透鏡的焦點(diǎn)后就停止了，防止學(xué)生產(chǎn)生危險(xiǎn)。如果教師巧妙利用這一原理進(jìn)行一個(gè)破壞性實(shí)驗(yàn)，可以讓學(xué)生樹立環(huán)保意識(shí)，激發(fā)他們的環(huán)保行為。教師首先出示游客在森林里丟棄沒喝完的礦泉水瓶卻引發(fā)森林大火的案例，引導(dǎo)學(xué)生探究原因。教師準(zhǔn)備了放大鏡、放有紙屑的火盆、滅火沙和滅火劑。在做好保護(hù)的前提下，學(xué)生用放大鏡找到焦點(diǎn)后，將焦點(diǎn)停留在紙屑上幾分鐘。紙屑上冒出了煙，產(chǎn)生燃點(diǎn)后，隨即要求學(xué)生滅火。學(xué)生體會(huì)到凸透鏡能使強(qiáng)光產(chǎn)生高溫，甚至能產(chǎn)生燃點(diǎn)，形成火勢(shì)。教師繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生觀察有水的礦泉水瓶，學(xué)生發(fā)現(xiàn)它類似于凸透鏡，同樣可以匯聚熱量，造成森林大火，人們不能在森林中亂丟，應(yīng)該開展一場(chǎng)清理垃圾的環(huán)保行動(dòng)。

該實(shí)驗(yàn)中的小火，學(xué)生自己就能熄滅，不會(huì)給學(xué)生造成可怕的氛圍。但學(xué)生能從中明白，一些火災(zāi)是可以避免或者扼殺在萌芽中的。只有面對(duì)危險(xiǎn)，學(xué)生才能體會(huì)到自己控制危險(xiǎn)的能力，從而對(duì)危險(xiǎn)保持警惕，這也是潛在的教學(xué)意義。

六、嘗試破壞性實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行安全教育

小學(xué)生有強(qiáng)烈的好奇心和逆反心理，越是不讓做的事就越想去嘗試。進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)認(rèn)為不按照規(guī)范操作，也沒什么大不了的，埋下了潛在危險(xiǎn)的種子。破壞性實(shí)驗(yàn)可以滿足學(xué)生嘗試錯(cuò)誤的愿望，達(dá)到有效進(jìn)行安全教育的目的，促使學(xué)生形成規(guī)范操作實(shí)驗(yàn)的意識(shí)。

四年級(jí)下冊(cè)“電”單元中有關(guān)“電池短路”的教學(xué)很難落實(shí)。雖然很多學(xué)生在嘗試連接電路的過程中已經(jīng)接觸了短路現(xiàn)象，但往往沒有重視這種錯(cuò)誤。其實(shí)，教師可以讓學(xué)生試一下短路的情況，引導(dǎo)學(xué)生將導(dǎo)線直接連接在電池兩端，學(xué)生感覺很燙手，立刻放開了。教師立刻補(bǔ)充，如果是家庭電路或者工業(yè)電路短路的話，還會(huì)引發(fā)火災(zāi)，非常危險(xiǎn)。這樣的試錯(cuò)實(shí)驗(yàn)使學(xué)生親身感受到短路所產(chǎn)生的危害，意識(shí)到要避免短路的產(chǎn)生，遠(yuǎn)離危險(xiǎn)。一場(chǎng)關(guān)于電的安全教育無聲無息地落實(shí)下去了。

課堂中的安全教育經(jīng)常強(qiáng)調(diào)這個(gè)不能碰，那個(gè)禁止做。有些教育者認(rèn)為，試錯(cuò)是一種很好的安全教育方式，但這種破壞性實(shí)驗(yàn)必須建立在可控范圍內(nèi)?？茖W(xué)教師作為具備科學(xué)知識(shí)和較高科學(xué)素養(yǎng)的專業(yè)人員，可以在課堂上適當(dāng)進(jìn)行安全的破壞性實(shí)驗(yàn)，以達(dá)到安全教育的目的。

皮亞杰認(rèn)為，兒童不只受教于教師，而是主動(dòng)的學(xué)習(xí)者。破壞性實(shí)驗(yàn)?zāi)軇?chuàng)造相對(duì)自由的學(xué)習(xí)情境，充分暴露學(xué)生的前概念，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的動(dòng)力，突破教學(xué)難點(diǎn)，有效建構(gòu)和內(nèi)化科學(xué)概念，全方位培養(yǎng)學(xué)生的探究精神、動(dòng)手能力和科學(xué)素養(yǎng)。

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（浙江師范大學(xué)附屬丁蕙實(shí)驗(yàn)小學(xué) ? 310000）