王春麗

摘 要：科學(xué)課堂上經(jīng)常會有學(xué)生提出和教學(xué)內(nèi)容相關(guān)但超出課堂預(yù)設(shè)的問題，在此統(tǒng)稱為科學(xué)課堂的衍生問題。在平時的教學(xué)中這些衍生問題往往不能得到足夠的重視和引導(dǎo)，使得這些衍生問題到最后不了了之。以三個關(guān)于課堂衍生問題的案例為線索，深入挖掘了科學(xué)課堂衍生問題的潛在價值。并就不同類型的衍生問題的處理提供一種參考和建議，使這些原本容易被忽視的課堂衍生問題能起到提高科學(xué)教學(xué)質(zhì)量的實(shí)效，延續(xù)學(xué)生在科學(xué)課堂外的探究熱情，發(fā)揮培養(yǎng)學(xué)生樂于觀察、實(shí)事求是的科學(xué)精神等多重功效。

關(guān)鍵詞：課堂衍生問題；課堂實(shí)效；迷思概念；逆向思維；科學(xué)精神

【提出問題】

現(xiàn)浙教版初中科學(xué)課程的設(shè)計(jì)最突出的兩個特點(diǎn)便是“整合”與“探究”。初中階段的這種試圖跨越物理、化學(xué)等多種學(xué)科界限的整合，目的是讓學(xué)生從整體認(rèn)識自然，從基本科學(xué)觀念上理解科學(xué)內(nèi)容。但科學(xué)內(nèi)容的整合，帶來的許多交叉邊界問題，使得科學(xué)教師教學(xué)的寬度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了物理、化學(xué)等原有學(xué)科寬度的簡單相加。在此基礎(chǔ)上，學(xué)生在這樣的教材體系的培養(yǎng)下，注重探究，對學(xué)生而言，這是非常有利的一種能力發(fā)展，然而，上述種種現(xiàn)狀，對于初中科學(xué)教師來講，卻是壓力驟增。

每一個科學(xué)老師在自己的教學(xué)生涯中都會遇到很多的“好奇寶寶”，因?yàn)樗麄儗茖W(xué)課程特別感興趣，所以在科學(xué)課堂上會非常專注地思考，常常會提出一些老師在備課過程中沒有預(yù)設(shè)的衍生問題。這些衍生問題有時會讓老師一時間無法解答，或是解答這些衍生問題可能會導(dǎo)致一節(jié)課的預(yù)設(shè)目標(biāo)無法完成。但若是對學(xué)生提出的這些課堂衍生問題避而不答，又會扼殺學(xué)生的求知欲，打擊學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情。那么作為科學(xué)老師，我們應(yīng)該如何看待這些課堂上層出不窮的衍生問題，又如何處理才能使這些課堂衍生問題不僅不會干擾我們正常的教學(xué)進(jìn)度，還能提高我們教學(xué)實(shí)效和學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)？

【案例分析】

科學(xué)課堂衍生問題一：浮力大小和接觸面積有關(guān)嗎？

課堂實(shí)錄片段：在講解影響浮力大小因素時，一個學(xué)生舉手向老師提問，浮力不是只和排開液體體積和液體的密度有關(guān)嗎？可是一個鐵片可以平放在水面上，不沉下去，豎著放就會沉下去，這不是證明了鐵片所受浮力和接觸面積有關(guān)嗎？

價值分析：浮力是初中物理部分公認(rèn)的教學(xué)難點(diǎn)。有很大的原因是學(xué)生在學(xué)習(xí)這個科學(xué)概念之前就已經(jīng)對浮力有一定的認(rèn)知和模糊的定義了。這些先入為主的認(rèn)知和定義，在建構(gòu)主義理論中被界定為“前概念”，當(dāng)這些“前概念”與科學(xué)概念不一致，會阻礙科學(xué)概念在學(xué)生大腦中的建立，變成使學(xué)生在面對這個新概念時困惑不知所從的“迷思概念”。特別是聰明的學(xué)生會因?yàn)樽约阂恢笔窃谟^察生活，一直在思考，所以對自己形成的認(rèn)知會非常堅(jiān)持。如果不能破除學(xué)生頭腦中的“迷思概念”，我們就無法把學(xué)生從“牛角尖”里拉出來，在其頭腦中建立正確的科學(xué)概念。

課堂衍生問題最容易在一個新的科學(xué)概念建立時暴露出學(xué)生的“前概念”或“迷思概念”，便于教師準(zhǔn)確地診斷教學(xué)目標(biāo)達(dá)成的情況，及時對癥下藥，掃清學(xué)生在建立新概念時的認(rèn)知障礙。

操作及效果：解決浮力問題與接觸面積無關(guān)可以采用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證或模型驗(yàn)證。如果采用模型法，可以讓學(xué)生分析船正常航行在水面上和船出現(xiàn)事故沉入海底兩種情況下船和水的接觸面積大小和所有浮力大小，得出與水接觸面積越大，所受浮力越大這個結(jié)論是錯誤的。也可以用空燒杯放在水面上和燒杯沉入水中實(shí)驗(yàn)作對比，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識這是和物體的平均密度有關(guān)。之前學(xué)生提出的現(xiàn)象是與分子的表面張力有關(guān)，可以推薦給學(xué)生一個簡單的液體表面張力的小實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生自己去感受液體表面張力的存在以及和浮力的區(qū)別。

雖然課堂上的問題稍稍偏離了教學(xué)預(yù)設(shè)，但卻更加扎實(shí)地在學(xué)生的頭腦中建立了正確的科學(xué)概念，更有效地達(dá)成了教學(xué)目標(biāo)。

課堂衍生問題二：錐形瓶能不能把雞蛋吐出來?。?/p>

課堂實(shí)錄片段：在第三冊大氣壓一節(jié)中，有一個演示實(shí)驗(yàn)——瓶吞雞蛋。這個演示實(shí)驗(yàn)的操作很簡單，課前只需要準(zhǔn)備錐形瓶，與瓶口大小差不多的剝了殼的熟雞蛋、火柴和一張廢紙即可。當(dāng)學(xué)生看到我像變魔術(shù)一樣，只是把一張被點(diǎn)燃的紙塞進(jìn)錐形瓶，再把雞蛋放在瓶口，雞蛋竟然一點(diǎn)點(diǎn)地被錐形瓶“吞”進(jìn)去了，全班驚呼！在做完這個實(shí)驗(yàn)之后，我的教學(xué)預(yù)設(shè)是啟發(fā)學(xué)生思考為什么會有這樣的現(xiàn)象，但有個學(xué)生在我提問之前，突然發(fā)問：“老師，錐形瓶能不能把雞蛋再吐出來??？”

價值分析：這個問題充分地體現(xiàn)了一種非常難得的逆向思維。逆向思維也叫求異思維，它是對司空見慣的似乎已成定論的事物或觀點(diǎn)反過來思考的一種思維方式。敢于“反其道而思之”，讓思維向?qū)α⒚娴姆较虬l(fā)展，從問題的相反面深入地進(jìn)行探索，樹立新思想，創(chuàng)立新形象，逆向思維對于創(chuàng)造新的事物，解決矛盾往往會有意想不到的效果。但是人們總是習(xí)慣于沿著事物發(fā)展的正方向去思考問題并尋求解決辦法，而我們的學(xué)生更是在科學(xué)課堂上的極大多數(shù)時間被老師牽著鼻子走，學(xué)生啟動自己逆向思維或是慣常以逆向思維模式思考的學(xué)生少之又少。所以這樣一個難得能讓學(xué)生的逆向思維轉(zhuǎn)化成解決實(shí)際問題的能力的機(jī)會是不容錯過的。

此外，因?yàn)榭茖W(xué)課上的演示實(shí)驗(yàn)一般只備一套，且多數(shù)情況都是由老師操作，如果操作難度允許，最好是鼓勵學(xué)生能自己操作這些實(shí)驗(yàn)器材完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。學(xué)生不僅會因?yàn)槟苡H手操作在日常生活中難得一見的實(shí)驗(yàn)器材而感到新鮮興奮，也會因親自動手操作使學(xué)生的動手實(shí)踐能力得到很好的鍛煉。學(xué)生會對自己操作過的實(shí)驗(yàn)在腦海里留下鮮亮的形象記憶。所以這個衍生問題，留給學(xué)生通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，親手操作實(shí)驗(yàn)來解決更好。

操作及效果：所有學(xué)生的注意力都被“錐形瓶能不能把雞蛋再吐出來”這個問題吸引過去，等著我的回答。可是我把問題又拋給學(xué)生，對他們講：“要想解決這個問題，我們就先來研究一下雞蛋為什么會被吞進(jìn)去，如果我們知道了原理，那么可能你就會想出怎么取出雞蛋的辦法來了?！痹诮虒W(xué)預(yù)設(shè)順利完成下課時，之前提出錐形瓶能不能把雞蛋吐出來的學(xué)生，和另外幾個男同學(xué)圍著吞了雞蛋的錐形瓶七嘴八舌地討論怎么把雞蛋取出來。我把這個錐形瓶交給提問的男生，讓他做取雞蛋行動小組組長，讓他組織另外幾個同學(xué)一起把雞蛋取出來。建議把整個探究過程記錄下來，再呈現(xiàn)給全班同學(xué)一起交流。這幾個學(xué)生在課后為了免去做記錄的麻煩，直接用錄像的形式拍了一個取雞蛋實(shí)錄的短片。在短片中，他們把討論制作成方案，操作，不成功再修正，再操作，直至錐形瓶內(nèi)的氣體受熱膨脹產(chǎn)生足夠大的壓強(qiáng)，成功地將雞蛋壓出來的整個科學(xué)探究環(huán)節(jié)一一呈現(xiàn)。當(dāng)全班同學(xué)看到這個短片中有個同學(xué)差點(diǎn)被熱水燙傷，但最終還勝利完成任務(wù)，都熱情地鼓起掌來，當(dāng)時就有同學(xué)申請要承擔(dān)以后的某一節(jié)課的演示實(shí)驗(yàn)……

衍生問題三：酒精里怎么長出了“珊瑚”？

課堂實(shí)錄片段：在講到八年級上冊密度的內(nèi)容時，我設(shè)計(jì)了一個“雞尾酒”實(shí)驗(yàn)，以加深學(xué)生對密度的理解。為了讓“雞尾酒”顏色漂亮醒目，我選擇了藍(lán)色硫酸銅溶液和滴了一滴紅墨水的酒精溶液。我先在試管中注入一定量的硫酸銅溶液，然后再緩緩注入酒精溶液，紅色的酒精溶液和下面的硫酸銅溶液非常清晰的分層現(xiàn)象讓學(xué)生很興奮。為什么會有這種現(xiàn)象，學(xué)生很快就得出了是因?yàn)榫凭芤罕攘蛩徙~溶液密度小這樣的分析結(jié)論。但是有個男同學(xué)很小聲地提出了質(zhì)疑，（傾）倒（溶液）的順序有沒有關(guān)系??？先倒酒精（溶液），后倒硫酸銅（溶液）會怎么樣？

我為了解答這名學(xué)生的疑惑，便另拿了一支試管，調(diào)整傾倒溶液順序。先倒入酒精溶液，再傾倒硫酸銅溶液，學(xué)生看到藍(lán)色的硫酸銅溶液沖到下面的酒精溶液中了。學(xué)生也很順利地用硫酸銅溶液密度比酒精溶液密度大的原理，解釋了為什么硫酸銅溶液不會停留在酒精溶液的上方，而是沖到試管底部。隨著課堂內(nèi)容的推進(jìn)，我很快忘記了這個臨時加做的實(shí)驗(yàn)。到了下課時，那個提出問題的同學(xué)還是好奇地趴在講臺上觀察那幾只試管。突然他拿起一支試管舉到眼前盯著看，一邊很興奮地沖著我喊：“老師，老師，這里面長‘珊瑚了！”

我很奇怪地朝他舉的那只試管看去，他還不忘解釋：“就是剛才先倒酒精后倒硫酸銅的……這是什么呀？是不是發(fā)生化學(xué)變化了？”我當(dāng)時愣住了，面對這樣一個我從沒見過的現(xiàn)象，我也不知道該作何解釋。

價值分析：像這樣一個與教學(xué)內(nèi)容和考綱要求都沒什么關(guān)聯(lián)的衍生問題雖然只是很簡單地體現(xiàn)了一個好奇寶寶十萬個為什么當(dāng)中的一個，但是這個問題卻是學(xué)生經(jīng)過細(xì)心觀察發(fā)現(xiàn)異常而提出的問題。作為老師，如果只是很簡單地以一句不知道作為對學(xué)生的答復(fù)，或以考試不作要求，不用深究為由，則教師實(shí)實(shí)在在地給學(xué)生做了一個不求甚解的壞榜樣。學(xué)生受這壞榜樣的熏染，久而久之，會漸漸地失去對科學(xué)現(xiàn)象的好奇心，更加懶得深究其理。這對于科學(xué)課堂教學(xué)的開展是一個非常不利的氛圍，也容易造成學(xué)生的處事馬馬虎虎、蒙混過關(guān)的不良習(xí)氣。

學(xué)生的這個意外發(fā)現(xiàn)，讓我不禁去想盧瑟福在做α粒子轟金箔實(shí)驗(yàn)到最終建立新的原子模型的經(jīng)典科學(xué)案例。誰又知道，要是教師總是對學(xué)生提出的考試相關(guān)的就認(rèn)真對待，對考試不要求的問題不知道就敷衍塞責(zé)，是否也是導(dǎo)致我們國家現(xiàn)在奇缺像錢學(xué)森這樣的大科學(xué)家的一個主因呢。

操作及效果：雖然我不能回答，但我還是大大地夸贊了這個男生的觀察能力，并和他相約分頭查找資料來解釋這個問題。第二天，這個學(xué)生在課前很沮喪地說，網(wǎng)上查不到，我也查過，和他一樣沒有查到，但我咨詢了大學(xué)化學(xué)專業(yè)的老師，才知道這個男同學(xué)發(fā)現(xiàn)的“珊瑚”實(shí)際上是硫酸銅溶液注入酒精中析出的白色的硫酸銅。原理是硫酸銅不溶于酒精，酒精爭奪水分能力強(qiáng)于硫酸銅，混合后形成酒精-水-硫酸銅三相溶液，其中硫酸銅含量較低，大部分硫酸銅失去水從溶液中析出。

鑒于這個理論太過深奧，我只是告訴他這是白色的硫酸銅，但是要用大學(xué)的化學(xué)知識才能解答。他聽了之后一副了然的神情，“怪不得這么難查??？”為了能讓他繼續(xù)保持細(xì)心觀察實(shí)驗(yàn)的好習(xí)慣，我還是在上課前給全班同學(xué)講了一個盧瑟福如何發(fā)現(xiàn)原子模型的故事，不僅是因?yàn)槟苷J(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)，不錯過任何微小的細(xì)節(jié)，實(shí)事求是，更是因?yàn)樗軋?jiān)持不懈，并具有調(diào)整權(quán)威的勇氣。當(dāng)我告訴他們盧瑟福發(fā)現(xiàn)這個現(xiàn)象經(jīng)過兩年的思考和反思驗(yàn)證，才獲得成功，推翻了他的老師湯姆森的原子理論模型時，這個同學(xué)的眼睛亮亮的，仿佛是確信自己將來也能發(fā)現(xiàn)一些什么了不起的現(xiàn)象。因?yàn)樗撕蟪岢鲆恍┓浅Ｓ袃r值的科學(xué)問題，雖然他的科學(xué)成績不是班里拔尖的，但是班里同學(xué)都叫他“愛因斯坦”。

科學(xué)是學(xué)生最感興趣的學(xué)科之一，也是最能培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的一門學(xué)科，提高教學(xué)成績不該是科學(xué)老師的終極目標(biāo)。作為科學(xué)教師，要悅納我們的每一個學(xué)生，以歡迎的姿態(tài)鼓勵學(xué)生向我們提出各種各樣的問題。挖掘?qū)W生各種精彩的思維，在課堂內(nèi)外始終保持對科學(xué)學(xué)習(xí)的熱情是我們的使命，也是我們辛苦付出的最美的回報。當(dāng)我們開啟了一個學(xué)生在科學(xué)方面的心智，迸射出閃亮的智慧，那將是我們最大的榮耀！

參考文獻(xiàn)：

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