關注“異常數據”提升科學素養

王曉曉

【摘要】小學科學實驗課中會出現一些誤差比較大的，甚至與科學原理相違背的數據和結論，我們稱之為“異常數據”。本文將分析科學課中出現“異常數據”的原因；探討減少科學課中“異常數據”出現的策略；提出“異常數據”出現后的處理對策。讓“異常數據”也能為科學教學有效性服務，促進學生科學素養的提升。

【關鍵詞】小學科學 異常數據 原因 對策

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

在一次科學課研討會上，一位教師執教六年級下冊《抵抗彎曲》這一課，課中學生分小組進行實驗，探究紙的厚度與抗彎曲能力大小的關系。匯報時，有一組的實驗數據出現了異常——兩張紙的厚度比三張紙的厚度承受墊圈數更多：

這個數據是異常的！教師趕緊提問：“其他小組的同學也是兩張紙的厚度放墊圈的個數最多嗎？”生答：“不是！三張紙的厚度放墊圈個數最多。”教師如釋重負，說道：“剛才這個小組的數據出錯了，請你們下課后再做一次。”接著就匆匆過渡到下一教學環節了。這種現象并不是個例。為了得出符合科學的結論，為了追求課堂效果的順利，漠視甚至刻意回避科學課中的“異常數據”，這種現象是與我們的科學教育本質相違背的。作為科學教師，我們應該重視科學課中的“異常數據”，了解它的成因，找到對應的策略，讓“異常數據”也能為我們所用。

一、科學課中出現“異常數據”的原因

小學科學實驗中的異常數據是學生在探究過程中得到的，是學生實驗結果的真實呈現，為什么會產生這些異常數據呢？有以下幾點原因：

1.實驗材料不恰當

提供恰當的實驗材料是學生順利開展科學探究活動的前提。如果教師準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果。

2.實驗操作不規范

小學生對科學實驗具有濃厚的興趣，也正因為如此，學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，造成實驗操作不規范，出現了“異常數據”。如在《100毫升水能溶解多少克食鹽》這一課中，有一組學生的實驗結果是溶解了15勺，按每勺3克計算共45克，而準確結果應該是能溶解約12勺，36克。究其原因是學生操作不規范。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，總勺數也就增加了，由此計算出來的結果也是“異常”的。

3.實驗環境的不良影響

受客觀條件的制約，我們科學課中的實驗環境有時是有欠缺的。如探究有關《聲音》的知識需要有一個相對安靜的環境，如果實驗室的周圍環境是很嘈雜的，就有可能會影響探究的結果，從而導致異常數據的出現。

二、減少科學課中“異常數據”出現的策略

針對小學科學課中出現異常數據的原因分析，我們可以采取以下策略，盡量減少異常數據的出現。

1.精心準備實驗材料

科學課前教師要精心準備實驗材料，保證材料的合理性、精確性。學校的科學實驗器材使用頻繁，長時間后會造成一定的磨損，加上其本身的質量差異以及學生有時操作不規范，實驗室里的器材、工具可能會出現各種問題。教師在上課前，要對實驗材料逐個進行仔細檢查，保證其能很好的發揮作用，在平時也應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”，這樣才能發現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，從而保證學生的實驗能少走彎路。

2.細致指導實驗步驟

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

3.培養良好實驗習慣

小學生愛動手操作，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探索的成分。科學課中經常看到有的學生拿到實驗材料就隨意操作，忽視了實驗的目的；有的學生在實驗時談笑玩耍，疏忽了實驗中的注意事項；有的學生對自己的實驗數據不夠堅持，人云亦云。對于這些情況，教師一開始就要強調實驗時的基本規范；強調科學實驗是嚴謹的，必修耐心、細致地進行每一步操作；告訴學生科學是以事實為依據的，不要隨意刪改實驗數據。長期堅持，可以端正學生學習的態度，也能使實驗中出現 “異常數據”的概率變小。

三、“異常數據”出現后的處理對策

受各種因素的影響，即使經過精心準備，依然難以完全杜絕“異常數據”的發生。如果科學課中出現了“異常數據”，我們改怎么處理呢？

1.教師要敢于直面“異常數據”

科學課是一門以探究為核心的課程，要讓學生在探究中認識到科學對觀察的依賴、科學對事實的尊重、科學對結論的謹慎、科學對錯誤的修正。為了得到符合科學結論的“結論”，回避或放棄對“異常數據”當然分析，是與我們的科學教育相違背的。作為教師在心理上要敢于直面“異常數據”，嘗試把這類數據妥善處理，從而激發學生想要解除疑惑、再次獲得常態數據的欲望。這樣更能培養學生的質疑精神、實證意識等科學素養，讓科學課堂回歸到理性的本質上。

2.引導反思，分析“異常數據”

“異常數據”的發生都是有原因的。當科學課中出現了這類數據時，教師可以引導學生去思考：為什么會出現這樣差別明顯的數據？反思你們的實驗過程，問題可能出在哪一個環節上？怎么做才更準確？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，當學生出現了45克這個“異常數據”時，教師對該小組學生提問：“這個數據和科學家經過反復驗證后得出的結論有較大的差距，和其他小組的數據差距也很大，可能是什么原因造成的？”該小組的學生馬上進入了反思過程中。教師再提問其他學生：“你們覺得可能是什么原因導致他們組的數據特別大？”請其他小組的學生也參與討論和分析。經過反思，該小組的學生最終確定是由于操作不規范，弄濕了勺子，每一勺都有食鹽沾在勺子上，才導致了數據的異常。在反思、分析的過程中，教師要引領學生做到能重視事實依據、合理懷疑；能傾聽和考慮別人的不同觀點和解釋，不在證據不充分的情況下做出隨意的判斷；能根據新的證據，懷疑、修正自己的意見；能在發現問題后，找到解決或修正的方案。這個過程，也是學生思維激烈碰撞的過程，真正有利于提高學生的科學素養。

科學課中的“異常數據”并不可怕，通過精心準備、認真操作，它的出現次數是可以減少的。一旦出現了“異常數據”，只要能夠進行合理處置，同樣能夠變“廢”為“寶”，鍛煉學生的科學思維，提高學生的科學素養。

參考文獻：

[1]張紅霞.《科學究竟是什么》.教育科學出版社.2003年12月

[2]許水勇.《對小學科學實驗數據分析的策略》.《中小學實驗與裝備》2013年第2期.

[2]吳利堅.《不該被漠視的數據》.《科學課》.2007年第4期.