科學(xué)實(shí)驗(yàn)“數(shù)據(jù)異?！钡慕鉀Q策略

學(xué)生在進(jìn)行科學(xué)探究中常常出現(xiàn)一些與物理規(guī)律或者生活常識(shí)相悖的“數(shù)據(jù)異?！?，這時(shí)，教師應(yīng)該尊重前人總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)和真理，還是應(yīng)該尊重學(xué)生手里的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)？教師面對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的“數(shù)據(jù)異?！奔炔荒軣o視，也不能直接予以否定。而是要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)分析、理性思考并合理對(duì)待。

一、引發(fā)數(shù)據(jù)異常的原因

1.學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作中出現(xiàn)失誤造成了“數(shù)據(jù)異?！?/p>

小學(xué)三年級(jí)的學(xué)生，接觸科學(xué)課不到一年的時(shí)間，不能把實(shí)驗(yàn)中的每個(gè)細(xì)節(jié)都做到位因而會(huì)出現(xiàn)失誤，從而造成了“數(shù)據(jù)異?！?。事實(shí)上，即使是經(jīng)過長期實(shí)驗(yàn)操作的鍛煉，也不可能完全避免實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)“數(shù)據(jù)異?！钡默F(xiàn)象。小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的主要目的在于培養(yǎng)學(xué)生良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣和發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。因此，要注重因勢利導(dǎo)，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)“數(shù)據(jù)異?！北澈蟮臇|西。

2.一些可控因素造成了“數(shù)據(jù)異?！?/p>

學(xué)生實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)“數(shù)據(jù)異?！钡脑?，除了實(shí)驗(yàn)原理不正確這個(gè)不可控制的原因外，主要是實(shí)驗(yàn)儀器不精確、實(shí)驗(yàn)過程不正確、操作方法不正確等可控制的因素造成的。因而，減少不可控制因素的出現(xiàn)，是解決問題的重中之重。

二、減少出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)“數(shù)據(jù)異常”可能性的方法

1.堅(jiān)持上好科學(xué)實(shí)驗(yàn)課

實(shí)驗(yàn)操作有一個(gè)熟練度的問題，高年級(jí)學(xué)生比低年級(jí)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作上出現(xiàn)較大“數(shù)據(jù)異常”的概率小，同年級(jí)段內(nèi)常進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作的學(xué)生比不常進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作的學(xué)生出現(xiàn)較大“數(shù)據(jù)異常”的概率小，長期進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作可以減少很多實(shí)驗(yàn)過程和操作方法上的不當(dāng)。例如，學(xué)生對(duì)如何正確讀出燒杯、量筒、溫度計(jì)的刻度，就應(yīng)該是貫穿在整個(gè)小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)操作練習(xí)的始終：三年級(jí)比較水的多少，四年級(jí)測量降水量、100ml水能溶解多少食鹽，五年級(jí)測量溫度、制作水鐘等。如果能堅(jiān)持帶領(lǐng)學(xué)生做好這些實(shí)驗(yàn)，那么隨著操作次數(shù)的增加，較大“數(shù)據(jù)異?！背霈F(xiàn)的概率必然會(huì)大大減少。

2.培養(yǎng)良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣

學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣通常都很濃厚，但是其中傾向于玩的成分遠(yuǎn)大于探索的成分。常?？梢钥匆妼W(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)嬉笑玩耍，疏忽實(shí)驗(yàn)操作中的注意事項(xiàng)；也有的學(xué)生在實(shí)驗(yàn)時(shí)無所事事，仿佛與己無關(guān)；還有的學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采取無所謂的態(tài)度，人云亦云。首先，對(duì)學(xué)生進(jìn)行具體分工，保證每個(gè)人有事可干；其次，強(qiáng)調(diào)科學(xué)實(shí)驗(yàn)是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)幕顒?dòng)，必須細(xì)致、細(xì)心地進(jìn)行每一步操作；第三，演示實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生仔細(xì)留意教師的每個(gè)細(xì)節(jié)，實(shí)際操作中教師要適時(shí)進(jìn)行指導(dǎo)。長期這樣堅(jiān)持，可以端正學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的態(tài)度，避免或者減少實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的“數(shù)據(jù)異?！薄?/p>

3.反復(fù)測量，養(yǎng)成實(shí)證意識(shí)

科學(xué)實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)是具有偶然性的，為了避免偶然性對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論的影響，只有反復(fù)測量并強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)的可重復(fù)性才能算作是科學(xué)的結(jié)論。有的學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)比較草率，常常進(jìn)行一次實(shí)驗(yàn)就匆匆地下定論，實(shí)際上這是很不可取的。教師應(yīng)該把“科學(xué)實(shí)驗(yàn)應(yīng)反復(fù)多做幾次，然后取數(shù)據(jù)的平均值”這個(gè)意識(shí)貫穿在教學(xué)的始終，這樣才能保證實(shí)驗(yàn)受偶然性影響所造成的誤差值達(dá)到最小。需要注意的是，有些實(shí)驗(yàn)因?yàn)闀r(shí)間上的局限，在課堂上很難做到重復(fù)完成。遇到這種情況時(shí)，就需要引導(dǎo)學(xué)生把各個(gè)小組得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行平均，這樣也能一定程度地避免較大“數(shù)據(jù)異常”的出現(xiàn)。

三、“數(shù)據(jù)異?！焙蟮奶幚矸椒?/p>

1.對(duì)結(jié)論進(jìn)行推敲，適當(dāng)提出質(zhì)疑

大多數(shù)時(shí)候，學(xué)生因?yàn)殄e(cuò)誤的數(shù)據(jù)而產(chǎn)生錯(cuò)誤的結(jié)論是很正常的，而且也可以通過簡單的分析得出這一結(jié)論的荒謬性。但是，直接指出學(xué)生數(shù)據(jù)出錯(cuò)的方式很不可取，這不但會(huì)打擊學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，更會(huì)令他們對(duì)實(shí)驗(yàn)的必要性產(chǎn)生懷疑。那么，當(dāng)出現(xiàn)這種情況時(shí)，最好的方式是先肯定他們的結(jié)論，再引導(dǎo)他們對(duì)結(jié)論進(jìn)行質(zhì)疑，從生活中的現(xiàn)象去判斷自己結(jié)論是否能夠成立；在學(xué)生產(chǎn)生疑問后在帶領(lǐng)他們回顧自己的實(shí)驗(yàn)過程，去發(fā)現(xiàn)自己在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和操作實(shí)驗(yàn)中是否有什么疏失。這樣，既可以從實(shí)驗(yàn)方法上對(duì)學(xué)生進(jìn)行有效指導(dǎo)，也能避免學(xué)生堅(jiān)持自己的錯(cuò)誤結(jié)論，最重要的是無意間讓學(xué)生對(duì)問題進(jìn)行了新的探究，增加了學(xué)習(xí)科學(xué)的趣味性。例如在先溶解再分離食鹽與水的實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生推導(dǎo)出食鹽變少的結(jié)論后，引導(dǎo)學(xué)生提出質(zhì)疑：鹽去哪里了？有學(xué)生說鹽蒸發(fā)了，那么第二次增加一個(gè)蒸餾水收集裝置，把蒸發(fā)出的水收集起來一嘗就發(fā)現(xiàn)了問題。到這個(gè)時(shí)候再去回顧前面實(shí)驗(yàn)中哪些地方出現(xiàn)了失誤就順理成章了，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣也大大增強(qiáng)，以后的實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的操作失誤少了很多。

2.對(duì)結(jié)論進(jìn)行肯定，在后面教學(xué)中再進(jìn)行反證

科學(xué)的發(fā)展歷程，本身就是一個(gè)不斷否定已有認(rèn)知的過程，有些錯(cuò)誤的結(jié)論本身就是一個(gè)很好的教學(xué)內(nèi)容，甚至還能為下一階段的教學(xué)進(jìn)行服務(wù)。例如，五年級(jí)《沉與浮》這一課，學(xué)生很容易形成一個(gè)結(jié)論：純粹的木頭總是浮在水上的。這個(gè)結(jié)論本身當(dāng)然有問題，當(dāng)時(shí)并沒有說破。等到了六年級(jí)《多種多樣的植物》這一課，教師展示了一段將黑鐵木放進(jìn)水中的視頻?！澳绢^沉下去了！”學(xué)生對(duì)這個(gè)現(xiàn)象驚奇不已，然后再學(xué)習(xí)的時(shí)候，他們對(duì)本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容抱著極其濃厚的興趣。在學(xué)生對(duì)一些實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生錯(cuò)誤結(jié)論后，教師不需要馬上否定它，因?yàn)楹竺娴慕虒W(xué)內(nèi)容中有對(duì)這個(gè)結(jié)論進(jìn)行修正的機(jī)會(huì)。如果能夠讓學(xué)生對(duì)自己已有的結(jié)論產(chǎn)生懷疑，并進(jìn)一步去探究背后的原因，實(shí)際上我們的科學(xué)教學(xué)就獲得了成功。要做到這一點(diǎn)，需要教師對(duì)小學(xué)階段的科學(xué)教學(xué)內(nèi)容有一個(gè)整體的框架思考，全盤把握。

3.對(duì)結(jié)論進(jìn)行擱置，待學(xué)生對(duì)它產(chǎn)生探究興趣再進(jìn)行探索

科學(xué)是一門用理性思維去處理感性數(shù)據(jù)的學(xué)科，如果數(shù)據(jù)本身沒有錯(cuò)誤，而且在實(shí)驗(yàn)操作中也找不到錯(cuò)誤，那么即使得出看似錯(cuò)誤的結(jié)論，其實(shí)可能它才是對(duì)的。科學(xué)精神中的懷疑精神也同樣適用于我們教師。只有教師首先對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)保持著尊敬的心態(tài)，才能培養(yǎng)出學(xué)生們的懷疑精神和創(chuàng)造力。對(duì)看似錯(cuò)誤的結(jié)論，在無法具體分析的情況下暫時(shí)擱置，待到學(xué)生對(duì)它產(chǎn)生探究興趣時(shí)再進(jìn)行新的探索，說不定也能夠闖出另外的一番天地來。

科學(xué)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)“數(shù)據(jù)異常”并不可怕，只要能夠進(jìn)行合理安排與靈活處置，在教學(xué)前作好預(yù)案，同樣是可以因勢利導(dǎo)，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)“數(shù)據(jù)異?！北澈蟮臇|西，是更加能夠體現(xiàn)科學(xué)精神和科學(xué)價(jià)值觀的教學(xué)方式。因此，對(duì)于實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的“數(shù)據(jù)異?！?，我們一定要注意引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)分析、理性思考并合理對(duì)待，而并非是視之如洪水猛獸猶恐避之不及，也唯有正確面對(duì)實(shí)驗(yàn)“數(shù)據(jù)異?！?，才能有效提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。