以實(shí)驗數(shù)據(jù)為支點(diǎn) 培養(yǎng)學(xué)生思辨能力

潘麗莉

摘?要：在科學(xué)課堂，學(xué)生測試數(shù)據(jù)出現(xiàn)了異常，教師面對意外，因勢利導(dǎo)，指導(dǎo)學(xué)生分析數(shù)據(jù)背后隱藏的問題，使問題得到了解決。本文敘述了《國旗怎樣升上去》一課的過程，并進(jìn)行了反思。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗數(shù)據(jù);支點(diǎn);思辨能力

中圖分類號：G623.6??????????文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ????文章編號：1992-7711（2020）01-116-1

《國旗怎樣升上去》是蘇教版科學(xué)五下第一單元《神奇的機(jī)械》的內(nèi)容，本課要讓學(xué)生通過觀察，描述定滑輪和動滑輪構(gòu)造上的特點(diǎn);通過實(shí)驗，數(shù)據(jù)分析，認(rèn)識定滑輪和動滑輪的作用。

從理論上講，定滑輪是既不省力也不費(fèi)力的，只是改變了用力的方向，而動滑輪會省一半的力?？晌以趯?shí)際教學(xué)中卻出現(xiàn)了令人意外的數(shù)據(jù)，當(dāng)預(yù)設(shè)和生成出現(xiàn)矛盾時，學(xué)生們碰撞出了絢爛的思維火花。

【案例描述】

今天早上，我要讓五年級的孩子認(rèn)識定滑輪和動滑輪。像往常一樣，我去實(shí)驗室準(zhǔn)備材料，鐵架臺，滑輪組，棉線，測力計按九組分發(fā)到位，看到桌上實(shí)驗器材擺放得井井有條，我長舒一口氣，滿意地笑笑，希望今天的實(shí)驗探究圓滿成功，孩子們都能有所收獲。

五年級的孩子只要碰到需要親自動手操作的探究課，就會特別有興趣，今天也不例外，孩子們聽得很認(rèn)真。因為了解到他們之前很少接觸到測力計，我在教學(xué)活動中特意加了幾張介紹彈簧測力計的圖片。幫助他們認(rèn)識彈簧測力計的工作原理，教他們正確的使用方法。實(shí)驗中很重要的注意事項就是：使用測力計每次要觀察一下，是否在零刻度處，如果不在，要調(diào)零。為了確保實(shí)驗的順利完成，我演示了測力計調(diào)零的方法。怎么讀數(shù)？因為之前他們測過小車上斜坡所用的拉力，所以已經(jīng)有了一些經(jīng)驗。要均勻用力，在勻速拉動的過程中讀數(shù)。怎么拉？豎直向下，我喊了一名同學(xué)上臺演示，從孩子們的眼神里我覺得這些對于他們而言并無困難。接著認(rèn)識定滑輪和動滑輪的構(gòu)造特點(diǎn)，理論知識學(xué)完了，孩子們迫不及待地準(zhǔn)備動手實(shí)驗。

他們小心翼翼地系好繩扣，將定滑輪掛在繩扣上，接著穿線，將定滑輪組裝好。我提醒孩子們觀察測力計是否要調(diào)零，他們很快將測力計調(diào)整好，用測力計測出鉤碼的重力為1牛頓，然后在繩索的一端掛上兩個鉤碼，繩索的另一端掛上測力計，垂直向下用力，我在組際之間巡視，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)小組的操作方法是沒有問題的。我再次提醒孩子們，不要忘了在拉動過程中讀數(shù)并記錄，第一次的實(shí)驗完成得比較順利，可是等到交流匯報時，我有些不知所措，有的組是0.8牛頓，有的組是0.9牛頓，有一組是1牛頓。

那么，數(shù)據(jù)錯誤的原因在哪兒呢？我順勢問孩子們：為什么每一組的讀數(shù)會不一樣呢？為什么大多數(shù)小組的讀數(shù)是0.8牛頓，差了0.2呢？孩子們七嘴八舌地討論起來。有人說：應(yīng)該是測力計問題，我們用的測力計年老失修，彈簧可能有問題;有人說：可能是測力時沒有調(diào)零;有人說：是讀數(shù)時拉測力計的力不夠均勻;還有人說：也許拉測力計時用力的方向不是豎直向下的，可能傾斜了。我心里不禁一喜：孩子們分析得都很有道理，他們不只是關(guān)心實(shí)驗數(shù)據(jù)，而更多的是思考數(shù)據(jù)背后的問題：對實(shí)驗器材的選擇，實(shí)驗中的注意事項等一系列問題的反思，這不正是我們所說的動手動腦學(xué)科學(xué)嗎？像科學(xué)家那樣做研究，當(dāng)然可能成功也可能經(jīng)歷失敗，

課堂上因為時間的原因，我們沒有給出更科學(xué)的解釋。課下，我又動手做了幾次實(shí)驗，將舊測力計換成了新的，并且查找了資料：彈簧測力計是不可以倒置調(diào)零的。最好的使用方法是將兩個測力計，上為甲測力計，下為乙測力計，秤鉤相掛，先測出乙測力計的自重，然后將示數(shù)調(diào)至自重，再用校對過的測力計去測拉力。因此，為什么差了0.2牛頓就很好解釋了，拉力0.8牛頓加上測力計自重0.2牛頓正好是1牛頓。原來，小小測力計，內(nèi)藏大乾坤。

【案例反思】

在科學(xué)探究中，我們常常會發(fā)現(xiàn)一些與科學(xué)規(guī)律或生活常識相悖的異常數(shù)據(jù)。這時，教師面對學(xué)生實(shí)驗中出現(xiàn)的異常數(shù)據(jù)既不能無視，也不能直接予以否定。而是要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行合理對待、科學(xué)分析、理性思考。

一、分析引發(fā)異常數(shù)據(jù)的原因

1.實(shí)驗操作失誤造成了異常數(shù)據(jù)。

本課中，測力計使用不當(dāng)最容易導(dǎo)致異常數(shù)據(jù)。小學(xué)生因為理解能力有限，不能把實(shí)驗中的每個注意點(diǎn)都做到位，因而會出現(xiàn)失誤，從而造成了異常數(shù)據(jù)。因此，教師要因勢利導(dǎo)，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)異常數(shù)據(jù)背后的東西。

2.一些可控因素造成了異常數(shù)據(jù)。

實(shí)驗儀器不精確、實(shí)驗過程不正確、操作方法不正確等可控制的因素也會造成異常數(shù)據(jù)。本課中，主要是因為測力計不能倒置調(diào)零而造成數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差。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、減少異常數(shù)據(jù)的方法

1.堅持上好科學(xué)實(shí)驗課。

實(shí)驗操作有一個熟練度的問題，高年級學(xué)生比低年級學(xué)生在實(shí)驗操作上出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)的概率小，同年級段內(nèi)常進(jìn)行實(shí)驗操作的學(xué)生比不常進(jìn)行實(shí)驗操作的學(xué)生出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)的概率小。長期進(jìn)行實(shí)驗操作可以減少很多實(shí)驗過程和操作方法上的不當(dāng)。因此，教師應(yīng)堅持帶領(lǐng)學(xué)生多做實(shí)驗，隨著操作次數(shù)的增加，異常數(shù)據(jù)出現(xiàn)的概率必然會大大減少。

2.培養(yǎng)良好的實(shí)驗習(xí)慣。

要想減少實(shí)驗誤差，必須堅持三點(diǎn)：首先，學(xué)生組內(nèi)分工明確，保證每個人有事可干;其次，強(qiáng)調(diào)實(shí)驗中的注意事項，保證科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn);第三，演示實(shí)驗要求學(xué)生留意教師的每個細(xì)節(jié)，實(shí)際操作中教師要適時進(jìn)行巡視指導(dǎo)。

3.反復(fù)測量，養(yǎng)成實(shí)證意識。

教師應(yīng)該把“科學(xué)實(shí)驗應(yīng)反復(fù)多做幾次，然后取數(shù)據(jù)的平均值”這個意識貫穿在教學(xué)的始終，這樣才能保證實(shí)驗的誤差值達(dá)到最小。此外，教師也可以要求學(xué)生把各小組得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行平均，這樣也能避免異常數(shù)據(jù)的出現(xiàn)。

科學(xué)實(shí)驗中出現(xiàn)錯誤數(shù)據(jù)并不可怕，只要學(xué)生發(fā)現(xiàn)異常數(shù)據(jù)背后的奧秘，不斷反思改進(jìn)，不斷完善實(shí)驗，這才是能夠體現(xiàn)科學(xué)精神和科學(xué)價值觀的教學(xué)方式，才能真正有效地提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

（作者單位：南京市百家湖小學(xué)，江蘇 南京211100）