淺談小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)中“意外數(shù)據(jù)”的處理

1、<p>　　淺談小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)中“意外數(shù)據(jù)”的處理</p><p>　　前不久，聽一位教師執(zhí)教了五年級《機(jī)械擺鐘》一課。在“觀察我們的擺”的活動(dòng)中，學(xué)生小組合作用秒表測量自己制作的擺在一分鐘內(nèi)的擺動(dòng)次數(shù)。教師根據(jù)孩子們的匯報(bào)統(tǒng)計(jì)如下： </p><p>　　老師問：“從數(shù)據(jù)中，你發(fā)現(xiàn)了什么？同一個(gè)擺每分鐘擺動(dòng)的次數(shù)一樣嗎？”大多數(shù)孩子回答：“一樣的?！钡袀€(gè)孩子站起來說：“不一定！

2、有三個(gè)組的擺每分鐘擺動(dòng)的次數(shù)很接近，但并不一樣?！崩蠋熡謫枺骸澳敲创蠖鄶?shù)組都贊同一樣的吧？”孩子們回答：“是?！崩蠋熑玑屩刎?fù)，總結(jié)道：“在相同間隔時(shí)間段里，單擺擺動(dòng)的次數(shù)是固定的。擺的這個(gè)特性就是等時(shí)性。” </p><p>　　張紅霞老師認(rèn)為科學(xué)教育特有的內(nèi)容就是讓孩子們學(xué)習(xí)科學(xué)對事實(shí)的尊重、科學(xué)對觀察的依賴、科學(xué)對結(jié)論的謹(jǐn)慎、科學(xué)對錯(cuò)誤的勇于修正等。5個(gè)組的結(jié)論不能代表所有，我們知道：大多數(shù)人的意見并不一定就

3、是對的。為了得出符合科學(xué)的“結(jié)論”，不惜漠視已經(jīng)存在的3個(gè)小組的“意外數(shù)據(jù)”；為了追求課堂教學(xué)的“成功”，刻意回避“意外”，由此推導(dǎo)得出結(jié)論，這種棄科學(xué)本質(zhì)于不顧，忽視科學(xué)理性態(tài)度的培養(yǎng)的偽科學(xué)現(xiàn)象，是與我們的科學(xué)教育相違悖的。那么，我們應(yīng)該怎樣處理這些”意外數(shù)據(jù)”呢？ </p><p>　　一、直面“意外”，培養(yǎng)尊重?cái)?shù)據(jù)的意識 </p><p>　　“意外數(shù)據(jù)”是學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中得到的，

4、是實(shí)驗(yàn)結(jié)果的真實(shí)呈現(xiàn)。看似沒有規(guī)律的數(shù)據(jù)，無法得出“科學(xué)結(jié)論”，卻是對學(xué)生進(jìn)行尊重事實(shí)、尊重?cái)?shù)據(jù)科學(xué)本質(zhì)教育的良好契機(jī)。當(dāng)出現(xiàn)“意外數(shù)據(jù)”時(shí)，作為科學(xué)教師，不能敷衍、搪塞，要勇于直面“意外”， 妥善處理，引領(lǐng)孩子去思考、去發(fā)現(xiàn)：重視事實(shí)依據(jù)，合理懷疑；避免在證據(jù)不充分的情況下作出判斷；避免將結(jié)論不恰當(dāng)?shù)剡M(jìn)行推廣；注意考察數(shù)據(jù)來源的可靠性和重現(xiàn)性。從中，使孩子們獲得面對問題要積極尋求解決對策的科學(xué)教育的陶冶。 </p>&l

5、t;p>　　同樣重要的是，我們要把握孩子們在獲取數(shù)據(jù)方面的缺陷，培養(yǎng)他們安靜地研究、細(xì)致地觀察，準(zhǔn)確記錄每一個(gè)信息和數(shù)據(jù)，不隨意挑選、更改、丟棄數(shù)據(jù)，建立“每一個(gè)數(shù)據(jù)都很重要”的認(rèn)識；培養(yǎng)他們采用多種方式，多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，以尋求盡可能多的支撐自己假說的常態(tài)數(shù)據(jù)。從而實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)他們尊重?cái)?shù)據(jù)意識的目的。 </p><p>　　二、反思“意外”，提高分析數(shù)據(jù)的能力 </p><p>　　“意外

6、數(shù)據(jù)”的產(chǎn)生是學(xué)生積極參與和共同構(gòu)建知識過程中必然伴隨的現(xiàn)象，具有積極的、正面的、不可替代的教育價(jià)值。當(dāng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)”意外數(shù)據(jù)”時(shí)，教師應(yīng)高度重視，引導(dǎo)學(xué)生像科學(xué)家那樣敏感地留意“意外”，鼓勵(lì)學(xué)生質(zhì)疑“意外數(shù)據(jù)”，幫助學(xué)生共同分析數(shù)據(jù)產(chǎn)生的原因，引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)梳理、反思自己探究的全過程。 </p><p>　　1.反思實(shí)驗(yàn)操作是否規(guī)范。小學(xué)生對科學(xué)實(shí)驗(yàn)具有濃厚的興趣，幾乎每一個(gè)學(xué)生都喜歡做實(shí)驗(yàn)，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)?zāi)軡M足學(xué)生

7、動(dòng)手的需求，滿足他們的好奇心。但是在教學(xué)中，往往也會(huì)有部分學(xué)生把實(shí)驗(yàn)當(dāng)作游戲，把教師的指導(dǎo)、實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范置之不理，花費(fèi)了寶貴的時(shí)間，得到的卻是“意外數(shù)據(jù)”。如“觀察我們的擺”一例中，課后我對第三小組的學(xué)生進(jìn)行了課后訪談，了解到第一次實(shí)驗(yàn)是由男生小李釋放的擺錘，大約是由于興奮吧，擺幅約有120°，后面兩次實(shí)驗(yàn)是由小方和小楊做的，擺幅小于90°。我們知道無論擺幅大一些還是擺幅小一些，擺來回?cái)[動(dòng)一次所用的時(shí)間總是相等的，

8、但前提條件是擺幅不能大于90°。找到了問題的癥結(jié)所在，我讓學(xué)生反思三次實(shí)驗(yàn)在操作上有沒有不同之處。孩子們很快認(rèn)識到第一次實(shí)驗(yàn)擺幅太大了，超過了90°。通過再次實(shí)驗(yàn)，他們得到了符合結(jié)論的常態(tài)數(shù)據(jù)。這個(gè)數(shù)據(jù)不但成了結(jié)論的強(qiáng)有力支撐，更是對學(xué)生實(shí)證意識潛移默化的影響，體現(xiàn)了教學(xué)的內(nèi)在蘊(yùn)涵。 </p><p>　　2.反思變量控制是否到位?？茖W(xué)課從四年級開始出現(xiàn)對比實(shí)驗(yàn)，我們都很明確實(shí)驗(yàn)變量只有一個(gè)，

9、控制實(shí)驗(yàn)變量是保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確客觀的必要條件。但在實(shí)際教學(xué)中，對剛接觸實(shí)驗(yàn)的小學(xué)生而言，變量的控制是有困難的。當(dāng)“意外數(shù)據(jù)”出現(xiàn)時(shí)，老師要做好指導(dǎo)者，幫助學(xué)生有意識地關(guān)注變量，并通過控制變量體現(xiàn)方法的科學(xué)性。如在研究“擺錘的重量與擺的快慢是否有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，我讓學(xué)生先將擺繩都設(shè)置成8厘米，然后分別掛一個(gè)、兩個(gè)、三個(gè)鉤碼逐一增加擺錘重量進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其他幾組同學(xué)每次實(shí)驗(yàn)擺的次數(shù)都是相同的――16次。只有一個(gè)小組一倍擺錘重量時(shí)擺動(dòng)次數(shù)是16次，兩倍

10、擺錘重量時(shí)擺動(dòng)次數(shù)是14次，三倍擺錘重量時(shí)擺動(dòng)次數(shù)是13次。 </p><p>　　擺的快慢與擺錘的重量無關(guān)。那么這組同學(xué)為什么會(huì)得到這樣的數(shù)據(jù)呢？我從這組數(shù)據(jù)出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生反思自己的實(shí)驗(yàn)過程，并在全班展示。發(fā)現(xiàn)這組同學(xué)掛鉤碼時(shí)是一個(gè)接在另一個(gè)下面，掛成一長條。這種掛法導(dǎo)致了實(shí)際擺長發(fā)生了變化，當(dāng)然擺動(dòng)次數(shù)就不同了。再次實(shí)驗(yàn)后，學(xué)生分析發(fā)現(xiàn)，是實(shí)驗(yàn)變量的控制出現(xiàn)了問題，影響了實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)?！皵[的長度并不等同于擺繩的

11、長度，真正的擺長是指支架到擺錘重心的距離”的理解也就水到渠成了。課堂上，孩子們興趣盎然，思維碰撞，主動(dòng)探究，新的學(xué)習(xí)方向不斷產(chǎn)生。在精彩生成的更深層次，更重要的是孩子們對探究嚴(yán)謹(jǐn)性的認(rèn)識。 </p><p>　　3.反思實(shí)驗(yàn)材料有否異樣。一些“意外數(shù)據(jù)”的產(chǎn)生也不排除實(shí)驗(yàn)材料因素的影響。如四年級《不一樣的電路連接》一課中，在學(xué)生用自帶的電池嘗試了兩種不同的連接方式后，我組織學(xué)生討論：在不同的兩種連接方法中，燈泡的

12、亮度是否一樣。大部分孩子回答：“不一樣亮。電池串聯(lián)起來的燈泡更亮一些?！钡切≮w說：“不對，我們小組是電池并聯(lián)、串聯(lián)的燈泡一樣亮?！蔽也⒉患庇诒響B(tài)，而是讓這個(gè)小組的學(xué)生再次上臺用備用的新電池實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果可想而知：電池串聯(lián)起來的燈泡更亮一些。小趙還是有些不服氣，小聲嘀咕：“剛才明明是一樣亮的?！蔽易屗麄冃〗M的同學(xué)一起反思，尋找原因。小趙說：“會(huì)不會(huì)是電池的緣故？兩次實(shí)驗(yàn)只有電池不一樣?！边@個(gè)想法很快得到了其他同學(xué)的認(rèn)同。經(jīng)過檢測，小趙他

13、們這個(gè)組的其中一節(jié)電池電量已經(jīng)消耗殆盡，沒電了。這樣一來，兩種連接方法的燈泡當(dāng)然一樣亮了。經(jīng)過一番波折，出現(xiàn)”意外數(shù)據(jù)”的原因找到了，對出現(xiàn)”意外數(shù)據(jù)”的小趙小組來說，自己的研究受到了重視，探究積極性更高了，用事實(shí)說話使科學(xué)課堂變得更真實(shí)、更準(zhǔn)確。 </p><p>　　三、正視“意外”，豐富科學(xué)教學(xué)的價(jià)值 </p><p>　　在科學(xué)實(shí)驗(yàn)中，我們總是將“尊重?cái)?shù)據(jù)、尊重事實(shí)”作為科學(xué)思想的

14、核心目標(biāo)加以強(qiáng)調(diào)，要求學(xué)生基于觀察到的事實(shí)和數(shù)據(jù)做出客觀的分析與解釋，努力培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和尊重事實(shí)的思維品質(zhì)。這樣，無形中在學(xué)生心里就產(chǎn)生了定勢：精確的總比模糊的好。但實(shí)際上，由于受到實(shí)驗(yàn)條件、學(xué)生知識水平、運(yùn)用實(shí)驗(yàn)材料的技能技巧等的限制，誤差是不可避免的，我們能做的是盡量規(guī)范化操作，減小誤差，提高實(shí)驗(yàn)的精確度。當(dāng)學(xué)生的定勢起了負(fù)面作用時(shí)，教師必須遵循科學(xué)規(guī)律，依據(jù)數(shù)據(jù)、依據(jù)事實(shí)讓學(xué)生能正確理解誤差是實(shí)際存在的，在沒有嚴(yán)格控制實(shí)

15、驗(yàn)條件的情況下，我們要學(xué)會(huì)對誤差忽略不計(jì)。如“觀察我們的擺”活動(dòng)中，由于測量的誤差因素，不管是測量幾次，都不能確保所有小組測得的數(shù)據(jù)都指向“同一個(gè)擺每分鐘擺動(dòng)的次數(shù)一樣”。此時(shí)，如果唯數(shù)據(jù)至上，就不能得出正確的結(jié)論。而唯結(jié)論至上，視數(shù)據(jù)為無物，又會(huì)對學(xué)生的科學(xué)價(jià)值觀帶來傷害。因此，教師可以在學(xué)生根據(jù)大多數(shù)小組的數(shù)據(jù)得出“同一個(gè)擺每分鐘擺動(dòng)的次數(shù)一樣”的結(jié)論之后，安排以下的討論：科學(xué)家和我們的觀點(diǎn)一致嗎？為什么有些小組的擺每分鐘擺動(dòng)的次數(shù)