在科學(xué)實驗教學(xué)中，有時候會出現(xiàn)這樣的情況：預(yù)料中的實驗現(xiàn)象沒有出現(xiàn)，或出現(xiàn)了一些意料外的實驗現(xiàn)象。這些現(xiàn)象我們統(tǒng)稱為“非預(yù)設(shè)性”實驗現(xiàn)象。出現(xiàn)“非預(yù)設(shè)性”實驗現(xiàn)象的原因有的是由于操作錯誤，有的是由于實驗原理錯誤。這類由錯誤引起的“非預(yù)設(shè)性”實驗現(xiàn)象是比較容易分析的，問題也容易得到解決，因而研究意義不大。我們這里講的“非預(yù)設(shè)性”實驗現(xiàn)象主要是由“非錯誤”引起的，它的原因比較復(fù)雜，具有研究的價值，而且可以用來培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。

一、利用“非預(yù)設(shè)性”實驗現(xiàn)象引發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲

“非預(yù)設(shè)性”實驗現(xiàn)象的出現(xiàn)，會引起學(xué)生現(xiàn)有認(rèn)知與原有認(rèn)知的失衡，給學(xué)生造成一定的心理矛盾沖突，教師可利用與書本相沖突、與生活經(jīng)驗相沖突、與教師或同伴實驗現(xiàn)象相沖突的實驗現(xiàn)象來引起學(xué)生的好奇心和求知欲望。如浙教版《科學(xué)》九年級(上冊)第一章“氫氧化鈣”的性質(zhì)實驗，要求“在試管中加入3ml氯化鐵溶液，然后滴加氫氧化鈣溶液，看有什么變化發(fā)生”。從教材可知，實驗會有“紅褐色絮狀沉淀”產(chǎn)生，然而在實際實驗卻并未產(chǎn)生這種情況，這引起了學(xué)生極大的興趣。又如上“浮力”一課時，教師手拿兩支一模一樣的牙膏皮問學(xué)生：“我們把它們放入水中，會怎樣?”學(xué)生均認(rèn)為“下沉”。教師將一支牙膏皮卷成團，一支做成“船形”。放入水中后，一支下沉了，一支卻漂浮著，此現(xiàn)象與學(xué)生的生活經(jīng)驗“金屬在水中會下沉”是不符合的。這種沖突引起了學(xué)生探究欲望，為學(xué)習(xí)浮力打下了很好的基礎(chǔ)，

二、利用“非預(yù)設(shè)性”實驗現(xiàn)象培養(yǎng)學(xué)生的形象思維能力

形象思維主要指用直觀、形象和表象解決問題的思維，它是用表象來進行分析、綜合、抽象、概括的過程。如化學(xué)實驗中需要設(shè)計一個實驗裝置圖，我們腦海中就會出現(xiàn)燒杯、鐵架臺、漏斗等這些實物的形象，這些器材如何連接的圖像也會出現(xiàn)在我們大腦中，這就是形象思維。在實驗教學(xué)中，我們可以通過引導(dǎo)學(xué)生展開豐富的想象來培養(yǎng)形象思維能力。

想象力是人類運用儲存在大腦中的信息進行綜合分析、推斷和設(shè)想的思維能力。在思維過程中，如果沒有想象的參與，思維就發(fā)生困難，特別是創(chuàng)造想象，它是由思維調(diào)節(jié)的。如在做“測小燈泡功率”的實驗中，學(xué)生得出的數(shù)據(jù)顯示，電阻的變化很大，但燈泡的電阻往往被學(xué)生認(rèn)為是不變的，實際解題過程中我們也一直視其不變。這時，教師引導(dǎo)學(xué)生對電阻改變的原因進行討論，從而使學(xué)生得知：溫度會影響燈絲電阻，導(dǎo)體溫度變低，電阻會減小。接著，教師又引導(dǎo)學(xué)生展開想象：“溫度低到極限(某一值)，燈絲還有電阻嗎?導(dǎo)體若無電阻，有何好處或弊端?超導(dǎo)體材料可以有哪些應(yīng)用?”通過引導(dǎo)，學(xué)生展開了豐富的想象，提出“導(dǎo)體失去電阻，可作輸電線，可制作磁懸浮列車”等想法。

三、利用“非預(yù)設(shè)性”實驗現(xiàn)象培養(yǎng)學(xué)生的動作思維能力

動作思維是在思維過程中以實際動作作為支柱的思維，也稱為實踐思維。皮亞杰認(rèn)為：“思維從動作開始，切斷了動作與思維之間的聯(lián)系，思維就得不到發(fā)展?！痹诳茖W(xué)實驗中，我們應(yīng)該鼓勵學(xué)生動手操作，這不僅突出了學(xué)生的主體作用，更是架起了形象思維和抽象思維的橋梁，有利于創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)。

(一)在“二次探究”中培養(yǎng)學(xué)生的動作思維

在科學(xué)探究實驗過程中出現(xiàn)了我們所預(yù)設(shè)不到的現(xiàn)象，對這類現(xiàn)象進行再次研究，我們把這個過程稱為“二次探究”。實驗出現(xiàn)了“非預(yù)設(shè)性”現(xiàn)象，學(xué)生的第一反應(yīng)是“馬上重做”，但做之前往往會思考上次操作中的某個環(huán)節(jié)是否出現(xiàn)問題，這是一次積極的思維活動，即反思。反思后的“做”，態(tài)度更認(rèn)真積極，思維更活躍興奮，操作更仔細(xì)規(guī)范，所以“二次探究”對動作思維的培養(yǎng)極為有利。

(二)在器材維修中培養(yǎng)學(xué)生的動作思維

有時候?qū)嶒炇页霈F(xiàn)電動機通電后不轉(zhuǎn)動的情況，我們會發(fā)動學(xué)生“自己修”。修之前學(xué)生首先要作出判斷：怎么證明是電動機出現(xiàn)了故障而不是電路的連接問題呢?然后是觀察，若是銅絲燒斷了，就把銅絲接上，若是由于換向器的電刷變形而導(dǎo)致接觸不良，就只需把電刷扳動一下。最后是對維修后的電動機進行檢驗，若能轉(zhuǎn)動了，確定維修成功。這種培養(yǎng)動作思維的方法與“做中學(xué)”的教學(xué)思想是相吻合的。

四、利用“非預(yù)設(shè)性”實驗現(xiàn)象培養(yǎng)學(xué)生的直覺思維能力

直覺思維是指未經(jīng)逐步分析而迅速對解決問題的途徑和答案作出合理反映的思維，如猜想、預(yù)感、設(shè)想、頓悟等。它是創(chuàng)造性思維活躍的一種表現(xiàn)，很多科學(xué)家有很強的直覺思維能力。

當(dāng)實驗中出現(xiàn)“非預(yù)設(shè)性”現(xiàn)象時，學(xué)生可能會提出怪問題，或大膽猜測，或給出一種新奇的解決方案。這時，教師首先應(yīng)鼓勵這種“直覺”，盡管有時猜想很不合理，想法很可笑，教師也不能以諷刺、挖苦來挫傷學(xué)生直覺思維的積極性。然后，教師要在探究活動中引導(dǎo)學(xué)生合理假設(shè)，如采用類比式假設(shè)、歸納式假設(shè)、分類式假設(shè)等方法，也可將多種假設(shè)的方法結(jié)合。這種引導(dǎo)能促使學(xué)生的“直覺”更易成功。如學(xué)生在探究“堿溶液與酚酞作用”的實驗時，發(fā)現(xiàn)了一個意外現(xiàn)象：氫氧化鈉溶液中滴入酚酞試液，溶液變紅色，可是過了一會兒紅色就消失了。這是什么原因呢?根據(jù)教材“酚酞遇堿溶液變紅”的說法，學(xué)生對這種“非預(yù)設(shè)性”現(xiàn)象的成因作了如下猜想：(1)可能是酚酞變質(zhì)造成的；(2)可能是氫氧化鈉溶液與空氣中的二氧化碳反應(yīng)的緣故；(3)可能是酚酞與空氣中的氧氣反應(yīng)，使紅色消失；(4)可能與氫氧化鈉溶液濃度大小有關(guān)；(5)可能是試管沒有洗干凈，還有少量酸。這些假設(shè)是以分類為依據(jù)，教師可引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗進行驗證。

五、利用“非預(yù)設(shè)性”實驗現(xiàn)象培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力

發(fā)散思維是指沿不同的思維路徑、不同的思維角度，從不同的層面和不同的關(guān)系來解決問題，以求得種種可能方法。許多心理學(xué)家認(rèn)為：發(fā)散性思維與創(chuàng)造力培養(yǎng)有直接關(guān)系，是創(chuàng)造性思維的核心。教師應(yīng)給學(xué)生提供發(fā)散性思維的機會，創(chuàng)設(shè)能刺激發(fā)散性思維的環(huán)境，逐漸培養(yǎng)學(xué)生多方位、多角度的認(rèn)識事物、解決問題的能力。

(一)優(yōu)化提問內(nèi)容

教師應(yīng)適當(dāng)設(shè)計多思維指向、多思維途徑、多思維結(jié)果的問題，如枚舉類問題，要少提“是非對錯”的判斷式問題或簡單的填空式問題。如“測小燈泡功率”的實驗中，連接好電路后小燈泡不發(fā)光。根據(jù)這個“非預(yù)設(shè)性”現(xiàn)象，教師可提問：“你認(rèn)為小燈泡不發(fā)光的原因有哪些?”“若伏特表讀數(shù)與電源電壓近似。則小燈泡不亮可能是什么原因?”“若伏特表讀數(shù)為零，安培表有讀數(shù)，則小燈泡不亮的原因又是什么?”“若伏特表和安培表的讀數(shù)均為零，燈泡不亮的原因又是什么?”這種由易到難、層層深入的提問方式能促進學(xué)生思維流暢性的培養(yǎng)。

(二)進行一“題”多解訓(xùn)練

“題”即“問題”。解決問題要尋找各種解決方案，它可以是一個實驗多個方案、一個實驗多種實驗器材、一種器材多個用途等。一“題”多解訓(xùn)練能鼓勵學(xué)生推陳出新、積極求異，最大限度地開拓學(xué)生的思維空間。在“物質(zhì)的導(dǎo)電性實驗”教學(xué)中，學(xué)生提出要測潮濕的木棍的導(dǎo)電性，并進行了實驗：把潮濕的木棍接入電路，結(jié)果小燈泡不發(fā)光，安培表也沒有偏轉(zhuǎn)。明明知道潮濕的木棍是可以導(dǎo)電的，但就是現(xiàn)象不明，怎么辦?經(jīng)過討論后，他們決定用音樂賀卡來做實驗：對音樂賀卡的兩個觸片進行改裝，焊接兩根導(dǎo)線，裝上鱷魚夾，把潮濕的木棍夾在鱷魚夾上，耳朵貼近揚聲器，能聽到清楚的蜂鳴聲；同樣，用雙手握住鱷魚夾，電能聽到蜂鳴聲，證明人體可以導(dǎo)電。這種用音樂賀卡改制的導(dǎo)電測試儀方便、直觀、有趣，效果非常好。對引起“非預(yù)設(shè)性”實驗現(xiàn)象的裝置進行改裝，體現(xiàn)了思維的變通性和獨特性。