面對異常實驗數(shù)據(jù)的教學(xué)策略

湯建華

課程標(biāo)準(zhǔn)指出：數(shù)據(jù)作為探究實驗中常見的記錄手段，對事物、現(xiàn)象進(jìn)行定性、定量分析時，它能使我們的條理更清楚，結(jié)果更精確，有著其他方法不能替代的作用。同時，引導(dǎo)學(xué)生合理、科學(xué)的理解、運(yùn)用科學(xué)探究活動中接觸到的實驗數(shù)據(jù)，可以推進(jìn)學(xué)生的思維發(fā)展，不斷提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率。

因此，培養(yǎng)學(xué)生敏感的數(shù)據(jù)意識，對嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、實事求是的科學(xué)態(tài)度的形成，對科學(xué)知識的掌握、探究能力的提高，都有著非常積極的作用。但在實際的課堂教學(xué)中，往往會出現(xiàn)一些異常實驗數(shù)據(jù)，面對這部分異常實驗數(shù)據(jù)，我們在平時的課堂教學(xué)中，應(yīng)采取相應(yīng)的教學(xué)策略，引導(dǎo)學(xué)生整理實驗數(shù)據(jù)時，實事求是地面對真實數(shù)據(jù)。

一、正視“異?！睌?shù)據(jù)

如《相貌各異的我們》一課，在課上老師調(diào)查統(tǒng)計班里每一種相貌特征的人數(shù)。讓學(xué)生舉手表示，結(jié)果統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，幾項的合計和總?cè)藬?shù)怎么不一樣。一種可能是學(xué)生沒有舉手;還有一種可能是統(tǒng)計錯誤了，雖然實驗數(shù)據(jù)的多少并不影響結(jié)論的獲取，因為這個活動只要學(xué)生掌握，每個人的相貌是不同的，同一性狀具有不同的表現(xiàn)形式。但我們還是讓學(xué)生再次舉手表示，為何在這里要進(jìn)行第二次統(tǒng)計呢？我想統(tǒng)計的目的是要讓每個學(xué)生都思考問題。所以當(dāng)?shù)谝淮伟l(fā)現(xiàn)兩個學(xué)生沒有舉手時不得不進(jìn)行第二次統(tǒng)計，就是為了讓全班每個學(xué)生思維都動起來，時間花在這里是值得的。

在實驗過程中，由于操作失誤或觀察測量不仔細(xì)等因素，有時學(xué)生收集的數(shù)據(jù)并不一致，有一些數(shù)據(jù)可能還是錯誤的。其實，有很多學(xué)生也明白，在探究過程中出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)是很正常的，只是不知道如何處理它們。這就需要教師的正確引導(dǎo)。

教師要重視學(xué)生所收集的每一個數(shù)據(jù)，正視意外的數(shù)據(jù)，對意外的數(shù)據(jù)不能視而不見，要正確對待意外數(shù)據(jù)，合理利用。面對異常數(shù)據(jù)，要引導(dǎo)學(xué)生反思。我們可以先請學(xué)生自己分析錯誤的原因，然后再請其他小組的學(xué)生幫助分析，使意外的數(shù)據(jù)成為提高學(xué)生思辨能力的“契機(jī)”。可讓學(xué)生仔細(xì)地梳理一下自己探究的全過程：實驗的設(shè)計有沒有問題？實驗的過程是否嚴(yán)格按照設(shè)計進(jìn)行？實驗的材料有沒有異樣？實驗過程中變量的控制是否到位？可能是哪些方面出了些“問題”才導(dǎo)致數(shù)據(jù)也出了些“問題”，這樣也就更有助于提高學(xué)生分析數(shù)據(jù)的能力，細(xì)細(xì)體會分析數(shù)據(jù)的重要性，只要對數(shù)據(jù)認(rèn)真加以分析，就會有更多的發(fā)現(xiàn)。

二、借助圖表分析數(shù)據(jù)

很多時候，收集到的數(shù)據(jù)是有規(guī)律的，特別是那些連續(xù)的數(shù)據(jù)。把這些數(shù)據(jù)用圖示表示出來，更能夠直觀形象地看出數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，更容易得出研究結(jié)論。因此，畫一些簡單的統(tǒng)計是一種不錯的方法，但對于那些無規(guī)律的數(shù)據(jù)就不需要畫圖表來畫蛇添足了。

如《斜面》一課教學(xué)中，將實驗記錄制作成斜面作用的實驗記錄折線圖，就能夠一目了然地看出斜面坡度越大，越費(fèi)力，坡度越小，越省力。一般說來，對學(xué)生掌握統(tǒng)計圖的要求不高，如果電腦操作熟練的話，實驗數(shù)據(jù)是錄入在EXCEL表格中，利用圖表向?qū)Чδ埽瑤酌腌娭畠?nèi)就可以繪制一張變化折線圖或曲線圖。

三、辨別數(shù)據(jù)和解釋

探究數(shù)據(jù)是探究過程中獲得的各種信息和證據(jù)，解釋是依據(jù)探究數(shù)據(jù)進(jìn)行思維分析獲得的結(jié)論。但是，在現(xiàn)實的科學(xué)課堂教學(xué)中，學(xué)生有時很難分清探究數(shù)據(jù)與解釋。他們常常在探究的同時進(jìn)行直覺思維，又把自己的直覺思維所得當(dāng)作了觀察到的現(xiàn)象。忽視了解釋是需要依據(jù)的，憑著自己的主觀意念任意得出了結(jié)論。所以，教師要教育學(xué)生樹立證據(jù)意識，分清證據(jù)和解釋。

在讓學(xué)生作解釋時，教師應(yīng)強(qiáng)調(diào)解釋應(yīng)從探究數(shù)據(jù)出發(fā)，而不是依據(jù)自己的直覺，也不是依據(jù)自己的某種想法。應(yīng)鼓勵學(xué)生把自己的證據(jù)和解釋記錄下來，對自己的解釋進(jìn)行整理，三思而后言。對學(xué)生的解釋，應(yīng)經(jīng)常運(yùn)用 “你的解釋依據(jù)的是什么？”“從哪些數(shù)據(jù)中得出來的？”這樣的問句追問;也可以要求學(xué)生在表述自己的解釋時，出示探究數(shù)據(jù)，運(yùn)用“根據(jù)這些數(shù)據(jù)……”“從以上數(shù)據(jù)可以看出，……”這樣的語句表述。這些問題和語句可以促進(jìn)學(xué)生在做出解釋時重視探究數(shù)據(jù)，知道自己的解釋所依據(jù)的是什么。經(jīng)過長期的訓(xùn)練，讓學(xué)生逐步認(rèn)識到，科學(xué)解釋需要依據(jù)探究數(shù)據(jù)，結(jié)論與數(shù)據(jù)之間是有邏輯關(guān)系的。

四、分析數(shù)據(jù)，培養(yǎng)邏輯推理能力

科學(xué)的結(jié)論是理性思維的結(jié)果，結(jié)論是建立在證據(jù)的基礎(chǔ)之上。實驗獲得充分的事實證據(jù)，邏輯推理獲得理論上的證據(jù)。整理數(shù)據(jù)，是一個審視收集的資料是否觀察事實、選擇相關(guān)數(shù)據(jù)、排除不可靠信息的過程;是一個運(yùn)用批判性和邏輯性思維分析證據(jù)與解釋之間關(guān)系的過程。學(xué)生應(yīng)學(xué)習(xí)如何分析、總結(jié)從簡單實驗中得到的數(shù)據(jù)，并正確運(yùn)用邏輯思維，對結(jié)果做出解釋，同時考慮如何選擇相關(guān)的證據(jù)及解釋異常數(shù)據(jù)。如《磁鐵的兩極》一課，孩子們從“磁鐵中間部分能吸回形針的個數(shù)為“0”推導(dǎo)出“磁鐵的中間部分沒有磁性”時，老師應(yīng)引導(dǎo)孩子從更多的角度去思考：一種可能是的確沒有磁性;還有一種可能是磁性較弱，不能吸起回形針。那么，如果換成大頭針呢？換成比大頭針再輕一些的東西（如1/2根、1/4根大頭針）呢？換為足夠輕的東西呢？引發(fā)孩子課后繼續(xù)思考、嘗試，從而糾正孩子們認(rèn)為的“不能證明存在的即為不存在”的邏輯錯誤。再如，《磁鐵的兩極》，孩子們在研究“磁鐵各部分磁性的強(qiáng)弱”：在條形磁鐵上等距取了ABCDE五個點，在各點上首尾相連掛回形針，根據(jù)所掛回形針的數(shù)目來判斷磁鐵各部分磁性的強(qiáng)弱。12個小組中只有6個小組的確是AE兩點吸的回形針最多，有些組的AB點或CD點吸的回形針數(shù)是一樣多的，有兩個小組甚至是BD點吸的回形針最多，并不能得出“磁鐵兩端磁性最強(qiáng)”的結(jié)論。

張紅霞老師認(rèn)為科學(xué)教育特有的內(nèi)容是“讓孩子們學(xué)習(xí)科學(xué)對事實的尊重、科學(xué)對觀察的依賴、科學(xué)對結(jié)論的謹(jǐn)慎、科學(xué)對錯誤的勇于修正等”。為了得出符合科學(xué)結(jié)論的“結(jié)論”，老師不惜漠視數(shù)據(jù)，棄科學(xué)本質(zhì)于不顧，忽視科學(xué)理性態(tài)度的培養(yǎng)，是與我們的科學(xué)教育相違背的。

【作者單位：昆山市石浦中心小學(xué)校江蘇】