關(guān)注“異常數(shù)據(jù)”提升科學(xué)素養(yǎng)

王曉曉

【摘要】小學(xué)科學(xué)實驗課中會出現(xiàn)一些誤差比較大的，甚至與科學(xué)原理相違背的數(shù)據(jù)和結(jié)論，我們稱之為“異常數(shù)據(jù)”。本文將分析科學(xué)課中出現(xiàn)“異常數(shù)據(jù)”的原因；探討減少科學(xué)課中“異常數(shù)據(jù)”出現(xiàn)的策略；提出“異常數(shù)據(jù)”出現(xiàn)后的處理對策。讓“異常數(shù)據(jù)”也能為科學(xué)教學(xué)有效性服務(wù)，促進學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提升。

【關(guān)鍵詞】小學(xué)科學(xué) 異常數(shù)據(jù) 原因 對策

【中圖分類號】G62 【文獻標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）11-0191-01

在一次科學(xué)課研討會上，一位教師執(zhí)教六年級下冊《抵抗彎曲》這一課，課中學(xué)生分小組進行實驗，探究紙的厚度與抗彎曲能力大小的關(guān)系。匯報時，有一組的實驗數(shù)據(jù)出現(xiàn)了異?！獌蓮埣埖暮穸缺热龔埣埖暮穸瘸惺軌|圈數(shù)更多：

這個數(shù)據(jù)是異常的！教師趕緊提問：“其他小組的同學(xué)也是兩張紙的厚度放墊圈的個數(shù)最多嗎？”生答：“不是！三張紙的厚度放墊圈個數(shù)最多?！苯處熑玑屩刎摚f道：“剛才這個小組的數(shù)據(jù)出錯了，請你們下課后再做一次?！苯又痛掖疫^渡到下一教學(xué)環(huán)節(jié)了。這種現(xiàn)象并不是個例。為了得出符合科學(xué)的結(jié)論，為了追求課堂效果的順利，漠視甚至刻意回避科學(xué)課中的“異常數(shù)據(jù)”，這種現(xiàn)象是與我們的科學(xué)教育本質(zhì)相違背的。作為科學(xué)教師，我們應(yīng)該重視科學(xué)課中的“異常數(shù)據(jù)”，了解它的成因，找到對應(yīng)的策略，讓“異常數(shù)據(jù)”也能為我們所用。

一、科學(xué)課中出現(xiàn)“異常數(shù)據(jù)”的原因

小學(xué)科學(xué)實驗中的異常數(shù)據(jù)是學(xué)生在探究過程中得到的，是學(xué)生實驗結(jié)果的真實呈現(xiàn)，為什么會產(chǎn)生這些異常數(shù)據(jù)呢？有以下幾點原因：

1.實驗材料不恰當(dāng)

提供恰當(dāng)?shù)膶嶒灢牧鲜菍W(xué)生順利開展科學(xué)探究活動的前提。如果教師準(zhǔn)備的實驗材料是有誤差的或不正確的，就會給探究活動帶來極大的障礙，甚至得出錯誤的實驗結(jié)果。

2.實驗操作不規(guī)范

小學(xué)生對科學(xué)實驗具有濃厚的興趣，也正因為如此，學(xué)生有時候會急于動手操作，忽略了教師所要求的實驗方法和步驟，造成實驗操作不規(guī)范，出現(xiàn)了“異常數(shù)據(jù)”。如在《100毫升水能溶解多少克食鹽》這一課中，有一組學(xué)生的實驗結(jié)果是溶解了15勺，按每勺3克計算共45克，而準(zhǔn)確結(jié)果應(yīng)該是能溶解約12勺，36克。究其原因是學(xué)生操作不規(guī)范。在往燒杯中加食鹽時，把勺子也浸入水中弄濕了。再次加食鹽時就會有一部分食鹽粘在勺子上，致使每次倒入水中的食鹽減少了，總勺數(shù)也就增加了，由此計算出來的結(jié)果也是“異常”的。

3.實驗環(huán)境的不良影響

受客觀條件的制約，我們科學(xué)課中的實驗環(huán)境有時是有欠缺的。如探究有關(guān)《聲音》的知識需要有一個相對安靜的環(huán)境，如果實驗室的周圍環(huán)境是很嘈雜的，就有可能會影響探究的結(jié)果，從而導(dǎo)致異常數(shù)據(jù)的出現(xiàn)。

二、減少科學(xué)課中“異常數(shù)據(jù)”出現(xiàn)的策略

針對小學(xué)科學(xué)課中出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)的原因分析，我們可以采取以下策略，盡量減少異常數(shù)據(jù)的出現(xiàn)。

1.精心準(zhǔn)備實驗材料

科學(xué)課前教師要精心準(zhǔn)備實驗材料，保證材料的合理性、精確性。學(xué)校的科學(xué)實驗器材使用頻繁，長時間后會造成一定的磨損，加上其本身的質(zhì)量差異以及學(xué)生有時操作不規(guī)范，實驗室里的器材、工具可能會出現(xiàn)各種問題。教師在上課前，要對實驗材料逐個進行仔細檢查，保證其能很好的發(fā)揮作用，在平時也應(yīng)該注意對實驗器材的維護，以便于隨時取用。另外，教師在課前一定要做“下水實驗”，這樣才能發(fā)現(xiàn)材料中可能存在的問題，以便于提前對材料進行改良、修正、替換，從而保證學(xué)生的實驗?zāi)苌僮邚澛贰?/p>

2.細致指導(dǎo)實驗步驟

正確的實驗方法、實驗步驟是探究活動取得成功的關(guān)鍵，教師應(yīng)長期重視對實驗步驟、實驗方法的指導(dǎo)?？茖W(xué)課中，可以通過學(xué)生小組合作設(shè)計實驗方案——全班交流匯報實驗方案——修正、改進小組實驗方案的流程，促使每一個學(xué)生參與到對實驗步驟的思考中來。有些較復(fù)雜的實驗步驟，教師也可以利用多媒體課件，采用圖文結(jié)合的方法加以說明。只有學(xué)生真正明確了實驗方法和步驟，實驗的成功才會得到保障，從而減少異常數(shù)據(jù)的出現(xiàn)。

3.培養(yǎng)良好實驗習(xí)慣

小學(xué)生愛動手操作，對實驗活動興趣濃厚，但其中傾向于“玩”的成分遠遠要大于科學(xué)探索的成分?？茖W(xué)課中經(jīng)常看到有的學(xué)生拿到實驗材料就隨意操作，忽視了實驗的目的；有的學(xué)生在實驗時談笑玩耍，疏忽了實驗中的注意事項；有的學(xué)生對自己的實驗數(shù)據(jù)不夠堅持，人云亦云。對于這些情況，教師一開始就要強調(diào)實驗時的基本規(guī)范；強調(diào)科學(xué)實驗是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)模匦弈托?、細致地進行每一步操作；告訴學(xué)生科學(xué)是以事實為依據(jù)的，不要隨意刪改實驗數(shù)據(jù)。長期堅持，可以端正學(xué)生學(xué)習(xí)的態(tài)度，也能使實驗中出現(xiàn) “異常數(shù)據(jù)”的概率變小。

三、“異常數(shù)據(jù)”出現(xiàn)后的處理對策

受各種因素的影響，即使經(jīng)過精心準(zhǔn)備，依然難以完全杜絕“異常數(shù)據(jù)”的發(fā)生。如果科學(xué)課中出現(xiàn)了“異常數(shù)據(jù)”，我們改怎么處理呢？

1.教師要敢于直面“異常數(shù)據(jù)”

科學(xué)課是一門以探究為核心的課程，要讓學(xué)生在探究中認識到科學(xué)對觀察的依賴、科學(xué)對事實的尊重、科學(xué)對結(jié)論的謹(jǐn)慎、科學(xué)對錯誤的修正。為了得到符合科學(xué)結(jié)論的“結(jié)論”，回避或放棄對“異常數(shù)據(jù)”當(dāng)然分析，是與我們的科學(xué)教育相違背的。作為教師在心理上要敢于直面“異常數(shù)據(jù)”，嘗試把這類數(shù)據(jù)妥善處理，從而激發(fā)學(xué)生想要解除疑惑、再次獲得常態(tài)數(shù)據(jù)的欲望。這樣更能培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑精神、實證意識等科學(xué)素養(yǎng)，讓科學(xué)課堂回歸到理性的本質(zhì)上。

2.引導(dǎo)反思，分析“異常數(shù)據(jù)”

“異常數(shù)據(jù)”的發(fā)生都是有原因的。當(dāng)科學(xué)課中出現(xiàn)了這類數(shù)據(jù)時，教師可以引導(dǎo)學(xué)生去思考：為什么會出現(xiàn)這樣差別明顯的數(shù)據(jù)？反思你們的實驗過程，問題可能出在哪一個環(huán)節(jié)上？怎么做才更準(zhǔn)確？如在上面文中提到的《100毫升水能溶解多少克食鹽》這一課中，當(dāng)學(xué)生出現(xiàn)了45克這個“異常數(shù)據(jù)”時，教師對該小組學(xué)生提問：“這個數(shù)據(jù)和科學(xué)家經(jīng)過反復(fù)驗證后得出的結(jié)論有較大的差距，和其他小組的數(shù)據(jù)差距也很大，可能是什么原因造成的？”該小組的學(xué)生馬上進入了反思過程中。教師再提問其他學(xué)生：“你們覺得可能是什么原因?qū)е滤麄兘M的數(shù)據(jù)特別大？”請其他小組的學(xué)生也參與討論和分析。經(jīng)過反思，該小組的學(xué)生最終確定是由于操作不規(guī)范，弄濕了勺子，每一勺都有食鹽沾在勺子上，才導(dǎo)致了數(shù)據(jù)的異常。在反思、分析的過程中，教師要引領(lǐng)學(xué)生做到能重視事實依據(jù)、合理懷疑；能傾聽和考慮別人的不同觀點和解釋，不在證據(jù)不充分的情況下做出隨意的判斷；能根據(jù)新的證據(jù)，懷疑、修正自己的意見；能在發(fā)現(xiàn)問題后，找到解決或修正的方案。這個過程，也是學(xué)生思維激烈碰撞的過程，真正有利于提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

科學(xué)課中的“異常數(shù)據(jù)”并不可怕，通過精心準(zhǔn)備、認真操作，它的出現(xiàn)次數(shù)是可以減少的。一旦出現(xiàn)了“異常數(shù)據(jù)”，只要能夠進行合理處置，同樣能夠變“廢”為“寶”，鍛煉學(xué)生的科學(xué)思維，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

參考文獻：

[1]張紅霞.《科學(xué)究竟是什么》.教育科學(xué)出版社.2003年12月

[2]許水勇.《對小學(xué)科學(xué)實驗數(shù)據(jù)分析的策略》.《中小學(xué)實驗與裝備》2013年第2期.

[2]吳利堅.《不該被漠視的數(shù)據(jù)》.《科學(xué)課》.2007年第4期.