對(duì)小學(xué)科學(xué)課堂實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)教學(xué)的幾點(diǎn)思考

徐濤

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是定量實(shí)驗(yàn)結(jié)果的主要表現(xiàn)形式，亦是定量研究結(jié)果的主要證據(jù)。數(shù)據(jù)對(duì)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)來(lái)講，有著重要的意義和價(jià)值。然而在我們的教學(xué)中，不尊重事實(shí)，漠視實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的現(xiàn)象仍經(jīng)常出現(xiàn)。

一、數(shù)據(jù)記錄缺乏真實(shí)性

如《斜坡的啟示》一課教學(xué)中，由于測(cè)量的次數(shù)多，時(shí)間緊，而測(cè)不同坡度對(duì)小車(chē)?yán)τ绊懙臄?shù)據(jù)幾近相同，于是有小組就根據(jù)前面的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，推測(cè)了后面的數(shù)據(jù)。又如教學(xué)《熱是怎樣傳遞的》一課時(shí)，有一小組的火柴掉下來(lái)的順序明明不是有規(guī)律地從左往右，但聽(tīng)到其他小組火柴都是從左往右有順序地掉下來(lái)，于是他們也修改了自己的數(shù)據(jù)。由此可見(jiàn)學(xué)生對(duì)于科學(xué)學(xué)習(xí)的目的性并不明確，不理解科學(xué)探究活動(dòng)中數(shù)據(jù)收集的重要性。實(shí)證意識(shí)的淡薄，急于達(dá)成任務(wù)是發(fā)生實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作假的原因。

二、數(shù)據(jù)收集缺乏準(zhǔn)確性

如教學(xué)《自行車(chē)車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)的奧秘》一課時(shí)，教師引導(dǎo)學(xué)生研究齒輪傳動(dòng)特點(diǎn)內(nèi)容時(shí)，學(xué)生出現(xiàn)如下的記載：

初看學(xué)生記錄數(shù)據(jù)，似乎符合齒輪傳動(dòng)大輪快小輪慢的特點(diǎn)，可再細(xì)細(xì)推敲，如果第二次實(shí)驗(yàn)小輪1圈，大輪0.5圈，那么當(dāng)大輪再轉(zhuǎn)0.5圈時(shí)，小輪就是轉(zhuǎn)2圈，這顯然和第一次實(shí)驗(yàn)大輪1圈，小輪轉(zhuǎn)1.5圈前后矛盾了。可見(jiàn)學(xué)生不按規(guī)范的技能操作或選擇不正確的實(shí)驗(yàn)方法，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)往往就很容易出錯(cuò)。

三、數(shù)據(jù)分析缺乏科學(xué)性

如教學(xué)《國(guó)旗怎樣升上去》一課，學(xué)生在研究使用定滑輪是否省力實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生使用測(cè)力計(jì)測(cè)量出使用定滑輪以后的拉力變化，如下表：

當(dāng)老師將這組數(shù)據(jù)展示出來(lái)，讓該組同學(xué)分析數(shù)據(jù)能否發(fā)現(xiàn)使用定滑輪省力時(shí)，學(xué)生異口同聲說(shuō)定滑輪能省力，理由是后面的數(shù)據(jù)小于前面的數(shù)據(jù)。不難看出此時(shí)學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)分析只注重表面現(xiàn)象（每次數(shù)據(jù)少了0.1N），數(shù)據(jù)中包含的豐富信息沒(méi)有充分挖掘（為什么掛了成倍多的重物，每次少的數(shù)量都是一樣的？），浪費(fèi)了辛苦獲得的寶貴數(shù)據(jù)資源，而這樣簡(jiǎn)單的處理不利于培養(yǎng)學(xué)生數(shù)據(jù)分析能力。

四、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)教學(xué)策略

上述種種原因?qū)е铝藢W(xué)生實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)源不真實(shí)、不準(zhǔn)確，因而無(wú)法通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)一步分析、歸納和總結(jié)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，使科學(xué)探究活動(dòng)失去其真正實(shí)效。為此，在平時(shí)的教學(xué)中，我們應(yīng)采取相應(yīng)的教學(xué)策略，引導(dǎo)學(xué)生在整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，實(shí)事求是地面對(duì)真實(shí)數(shù)據(jù)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

（一）強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)真實(shí)

在科學(xué)教學(xué)中，探究活動(dòng)不僅僅是讓學(xué)生隨便動(dòng)動(dòng)手而已，還需要學(xué)生認(rèn)真對(duì)待。探究活動(dòng)應(yīng)該是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)摹?shí)事求是的，需要強(qiáng)調(diào)“像科學(xué)家一樣的探究”。在平時(shí)的教學(xué)過(guò)程中，教師應(yīng)明確“實(shí)事求是”在科學(xué)學(xué)習(xí)中的重要性，隨時(shí)滲透一些科學(xué)家尊重事實(shí)、尊重證據(jù)的事例，促進(jìn)學(xué)生的實(shí)證意識(shí)的形成。

如《熱水變涼》這一課，全班 8個(gè)小組每隔2分鐘記錄一次（共10分鐘）熱水變涼時(shí)的溫度，在匯報(bào)時(shí)發(fā)現(xiàn)：每?jī)煞昼姕p低的溫度規(guī)律是先快后慢的只有2組，還有4個(gè)小組的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中最開(kāi)始減低的溫度偏少，然后逐步變多，再變低；2個(gè)小組每?jī)煞昼姕p低的溫度是一樣的；數(shù)據(jù)的差異導(dǎo)致學(xué)生的結(jié)論出現(xiàn)了比較大的分歧。分析原因有四點(diǎn)：一是沒(méi)等到液柱停止上升就開(kāi)始記錄；二是計(jì)算時(shí)間的同學(xué)和觀察溫度的同學(xué)沒(méi)能步調(diào)一致；三是有的組溫度計(jì)碰到了杯壁、杯底在測(cè)量；四是拿溫度計(jì)的同學(xué)可能攪拌了熱水或者有其他導(dǎo)致熱水降溫速度變化的行為。

如此情況下，教師應(yīng)在探究開(kāi)始前應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生明白探究的目的、探究的步驟和注意事項(xiàng)；教師要注意細(xì)節(jié)的指導(dǎo)，要引導(dǎo)學(xué)生嚴(yán)格按事前設(shè)計(jì)的探究方案進(jìn)行。同時(shí)，可以運(yùn)用教學(xué)評(píng)價(jià)強(qiáng)調(diào)嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)。光看學(xué)生實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是否正確，會(huì)造成學(xué)生只看重?cái)?shù)據(jù)，不重視實(shí)驗(yàn)的過(guò)程與操作，學(xué)生會(huì)把科學(xué)精神放置一邊，任意改動(dòng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。教師評(píng)價(jià)要做到有引導(dǎo)作用，對(duì)學(xué)生形成實(shí)證意識(shí)具有促進(jìn)意義。

（二）正視實(shí)驗(yàn)異常數(shù)據(jù)

教師要引導(dǎo)學(xué)生明白在探究過(guò)程中出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)是很正常的，引導(dǎo)學(xué)生明白科學(xué)探究的答案有時(shí)不是唯一的，要允許學(xué)生存有己見(jiàn)。讓學(xué)生體驗(yàn)到：真正意義上的科學(xué)探究，是對(duì)客觀世界中人類(lèi)未知領(lǐng)域的探究，是無(wú)法完全預(yù)知結(jié)果的。面對(duì)異常數(shù)據(jù)，要引導(dǎo)學(xué)生反思。首先，讓學(xué)生仔細(xì)地梳理一下自己探究的全過(guò)程：實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)有沒(méi)有問(wèn)題，實(shí)驗(yàn)的過(guò)程是否嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)的材料有沒(méi)有異樣，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中變量的控制是否到位？如果找到問(wèn)題的癥結(jié)所在，就應(yīng)該調(diào)整失誤之處，再進(jìn)行重復(fù)實(shí)驗(yàn)，看看實(shí)驗(yàn)的結(jié)果有否變化。

當(dāng)然，如果在反思中沒(méi)有找出問(wèn)題，說(shuō)明自己的數(shù)據(jù)是正確的，但仍應(yīng)進(jìn)行重復(fù)實(shí)驗(yàn)，強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)結(jié)論的可驗(yàn)證性。同時(shí)，教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生勇敢地把自己的發(fā)現(xiàn)實(shí)事求是地講出來(lái)，然后師生共同求證完成探究的歷程。這樣，才能提高學(xué)生的科學(xué)探究素養(yǎng)。

（三）掌握數(shù)據(jù)分析方法

實(shí)驗(yàn)中，我們要求學(xué)生對(duì)同一個(gè)實(shí)驗(yàn)重復(fù)多次，以此來(lái)提高實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的真實(shí)性。學(xué)生對(duì)于幾次實(shí)驗(yàn)中的數(shù)據(jù)到底應(yīng)該取哪一個(gè)，有時(shí)存在一定的難度，教師應(yīng)該在方法上予以一定的指導(dǎo)，教會(huì)學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷與取舍，從而提高數(shù)據(jù)整理的準(zhǔn)確性。

教學(xué)中，多數(shù)情況下數(shù)據(jù)分析都采用了平均數(shù)來(lái)整理分析。平均數(shù)作為一組數(shù)據(jù)的代表，比較可靠和穩(wěn)定，它與這組數(shù)據(jù)中的每一個(gè)數(shù)據(jù)都有關(guān)系，能夠充分地反映這組數(shù)據(jù)所包含的信息。如教學(xué)《小車(chē)的運(yùn)動(dòng)》《擺》《電磁鐵》等改變應(yīng)變量、控制不變量的實(shí)驗(yàn)中就要多次用到平均數(shù)。然而，平均數(shù)計(jì)算比較麻煩，而且容易受極端數(shù)值的影響，有時(shí)也可適當(dāng)考慮運(yùn)用中間數(shù)、眾數(shù)等方式來(lái)整理。中間數(shù)在一組數(shù)據(jù)的數(shù)值中處于中間的位置，反映一個(gè)團(tuán)體的整體水平，而眾數(shù)著眼于對(duì)各數(shù)據(jù)出現(xiàn)的頻數(shù)的考察，當(dāng)一組數(shù)據(jù)多次重復(fù)出現(xiàn)時(shí)，它的眾數(shù)往往是我們關(guān)心的計(jì)量。

總之，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的收集、整理、分析，對(duì)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)具有重要作用。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的數(shù)據(jù)不真實(shí)、不準(zhǔn)確并不可怕，科學(xué)教師應(yīng)當(dāng)正視這種現(xiàn)象，科學(xué)地指導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中正確地收集數(shù)據(jù)，有序地整理數(shù)據(jù)和合理地分析數(shù)據(jù)。當(dāng)學(xué)生善于對(duì)數(shù)據(jù)背后的原因思考時(shí)，那么，數(shù)據(jù)不但成了結(jié)論的強(qiáng)有力支撐，更會(huì)對(duì)學(xué)生實(shí)證意識(shí)產(chǎn)生潛移默化地影響，更能形成嚴(yán)謹(jǐn)、質(zhì)疑、求實(shí)的科學(xué)精神。