关注科学细节 守住精彩瞬间

                               ——记我和孩子们的一次科学探究

　　生活中，那些稍纵即逝的细节都有着生成的规律和必然，它们看似不起眼，但往往正是这些易被忽视的细节却包容着智慧的火种，成为思维的创新点。在科学研究上，一个“微不足道”的细节，往往预示着一个重大的发现。在科学教学中，一个细微的小节往往成就一次动人的履历，萌发一颗智慧的种子。

　　在上《地层》一课（人教版小学自然第十一册第二十课）时，为了说明地层的形成，我仿照教材第62页的实验内容，为学生演示地层形成的模拟实验：把小石子、粗砂、黏土掺和起来倒进杯中，再往杯里倒进一些水，用小棒搅动水，使水很快运动起来。停止搅动，使水的运动逐渐慢下来，观察其现象。

　　实验的目的在于解释地层的成因，即地层是在沉积的过程中形成的。当江河水从山区流到平原流速变得缓慢时，或者流入湖泊、海洋时，水中的搬运物会沉积下来。由于江河水中搬运物有大有小，有轻有重，于是就会按照由重到轻的顺利依次沉积石块、沙子和粘土。文中的模拟实验插图展示的也是这一结果。即：最下面一层是石子，中间一层是沙子，最上面一层是粘土。

　　当水中的几种物质都沉积下来后，我自信地把那杯水拿给各组同学看，希望从他们嘴里说出教材中的结论。但事实却出乎意料。当第一组的学生刚看了一眼杯子时，就叫开了：“啊，怎么会是这样！？最底面的一层竟是沙子！”（显然，这一结果也在他们的意料之外。）我一惊，不觉伸长脖子，探过头去看个究竟。这才发现真如学生说的那样，杯子的底面是一层厚厚的沙子。

　　为了避免场面的尴尬，我随机应变道：“可能是刚才老师在搅拌时用力不够，没有把沙子搅动起来。现在老师再做一次实验，看看结果究竟会怎样？”在接下来做第二次实验时，我用力搅拌让杯里的物质迅速转动起来，然后将杯子静放在桌子上，直等杯里的三种物质沉积下来。我看到孩子们的眼睛扑闪扑闪地盯着杯子，仔细观察着杯子里的动静。当三种物质都沉积下来后，杯子的最底层依然是沙子而非石子。

　　我是按照教材规定的实验步骤进行操作的，为什么会出现与书上不同的结果呢？我为每个组配上了同样的材料，让他们进行自主探究，结果还是像刚才那样。问题出在哪呢？

　　生：书上的实验结果是错的。

　　生：先沉积石子后沉积沙子，书上的这一说法没错，要错就只有一种可能（学生紧皱眉头的严肃状让老师忍俊不禁）。那只能是实验上出了问题。

　　师：实验可是仿照书上操作的呀。 生：我说的就是书上的实验设计有问题。只要是按书上的做法，把石子、沙子和粘土放在杯子里搅拌，静止下来后，杯底一定是沙子。

　　师：为什么？能说说理由吗？

　　生：实验过程我看得非常清楚。石子还未落下，沙子就已经有不少沉到杯底了。

　　生：我发现当石子、沙子和粘土被搅拌起来后，杯底没有石子，但却有沙子和粘土。

　　生：当搅拌后，石子离开杯底转了起来，但沙子和粘土却均匀地分布在水里，并且遍布在水里各个部分，包括杯底都有许多沙子。

　　师：这能说明什么呢？

　　生：当石子随水转动时，杯底就已经布满了沙子了。这样，当停止搅拌让水静下来后，石子只能落在杯子底面的沙子上面了。

　　师：是这样吗？（大家都点头赞同）

　　师：还有其他原因吗？（小议片刻）

　　生：我认为石子在这杯水里沉下去的速度很慢。当水被搅拌后，水里到处都是沙子和粘土，这些沙子和粘土就阻碍石子向下沉。这就像死海里的盐份特别多，人躺在水上不会沉下去。

　　师：死海里这种把人向上托起的力是一种什么力？

　　生（生恍然大悟状）：噢，是浮力！沙子和粘土使这杯水的浮力增大了，所以石子沉下去就慢多了。有的石子还不如悬浮在它下面的沙土沉到杯底快呢。（同学们由衷的掌声）

　　师：棒极了！其实石子本来应该比沙子沉积快的，那么，谁来做个实验证实一下呢？

　　生：准备一小包沙子和几块小石子，将两个相同的杯子倒同样多的水，然后把沙子和小石子分别放在两个杯子上方的同一高度同时放下，这样就能比出快慢。（该学生到前面做一个演示实验，结果显而易见，石子下沉速度快。）

　　师：现在，我想大家一定知道编者在编写教材时忽略了一个问题。谁来告诉大家？

　　生：他们把泥、沙、石子混合在一起的沉积实验看成是分别放在清水里实验了。他们没有考虑到石子在混合泥沙的水里有很大的浮力。（掌声）

　　课后，笔者与教材编写组联系，教材编写人员非常重视这一问题，做了多次类似的“沉积”实验。在对实验结果进行比较和论证后，他们认同了学生提出的观点。