依托數據支持，實施精準教學

吳潔

摘 要：小學科學課堂教學實驗中會出現一些誤差較大的極端數據，這些數據不可漠視。從四方面來講，闡述了對此類數據的分析處理：一、關注特殊數據、關注可疑，智慧處理;二、聆聽不同的聲音，營造有利于交流的課堂氛圍;三、巧妙應用實驗器材，為生成數據精心預設;四、引導學生正視極端數據，培養科學探究素養。

關鍵詞：“極端”數據;漠視;分析處理

科學的本質之一就是“實證”。科學是要講證據的，科學是可以重復檢驗的，這就是“實證意識”。美國《國家科學課程標準》中尤其強調科學教學中要培養學生證據意識的重要性，而證據的許多方面需要用到數據。良好的數據意識和實證意識，有利于提升學生的科學素養。在科學探究活動中，學生會得到大量的數據。然而，有的時候學生做出來的實驗結果常常不盡如人意，于是，一些教師往往不自覺地忽略某些實驗極端數據。到底教師該怎樣有效地利用這種錯誤資源，讓課堂煥發出新的生命力，演繹出一道亮麗的風景線呢？

這些極端數據不是憑空產生的，是學生在實驗過程中得到的，是學生實驗結果的真實呈現，因此我們不能漠視這些數據的存在。我們該怎么處理呢？下面我就結合有關案例來談談對小學科學課堂極端數據的幾點思考：

一、關注特殊數據、關注可疑，智慧處理

平常，我們讓學生做的大部分實驗的結果都是唯一的，學生也都能得出正確的結論。對于結果不是唯一或者實驗數據異常的情況，我們的學生沒有經歷過，老師也沒有相應的引導，他們不知道怎么辦。于是，當一些學生做驗證性實驗出現上述情況時，特別是在明知自己的實驗結果明顯有違常理時，對“怎樣處理自己的實驗數據”無所適從。聰明的老師發現凡是在公開課有這種情況，便需教師巧妙地將數據羅列在一起，然后由學生去發現并分析產生極端數據的原因，這樣不僅有效地抓住了課堂生成性的資源，還讓其他小組的學生明白了產生錯誤數據的根源。

筆者以“吸熱和散熱”一課為例進行說明，在這節研究課上主要研究在相同的熱量情況下對四種顏色（白色、紅色、藍色、黑色）吸熱能力的比較。首先讓學生明白吸熱能力的強弱可以體現為溫度的升高和降低。并且溫度計液泡部分的接觸可直接顯示溫度，于是在溫度計上分別粘上這四種顏色，然后搭建裝置，調整好溫度計與燈泡的距離，使其一樣，以此保證吸收的熱量一樣。并且記錄每種顏色的初始溫度，小組分工，一人觀察一個溫度計，在喊開始時同時將燈泡插上電源。統一計時長6分鐘，由各小組匯報每種顏色溫度升高了多少，見下表。

從上述數據中我們發現第三小組的數據明顯異常，其他小組都是從中發現顏色越深，吸熱能力就越強。后來和大家一起探討原因是他們沒有同時開始，而且沒有及時記錄初始數據。

其實，對于實驗數據中應變量隨自變量有規律變化的情況，需要對各組數據進行排序整理，這樣更有助于學生觀察數據，從數據的順序中發現規律。

二、聆聽不同的聲音，營造有利于交流的課堂氛圍

關注每一個學生，創設有利于交流的課堂氛圍。在探究活動中，教師要親身介入學生的探究活動，了解每一小組的探究情況。特別是那些數據和現象有異常的小組，教師要了解好。在交流時，教師要讓學生充分地發表不同的現象和看法，要彎下腰來傾聽學生的聲音。如果那些數據和現象有異常的小組不敢發言，沒有拿出自己的真實數據。教師應耐心地啟發他們，使他們放下膽怯和顧慮，愉快地展示自己的真實數據，說說自己的想法。同時，也要讓其他的學生認真傾聽，尊重這些學生的探究結果，引導學生思考這些不同的聲音，一起想一想為什么，使每一位學生在探究交流中既關注別人，又反思自己，不簡單地否認自己或別人。只有營造了這種民主、和諧的課堂環境，學生才有安全感。他們才會愿意把自己在探究過程中發現的“不一樣”告訴同學們、告訴老師，讓大家來討論。

在交流討論過程中，教師也不要過早的出示結論。要肯花時間讓學生對每一個感興趣的現象，進行深入探討。引導學生明白科學探究的答案有時不是唯一的，要允許學生存有己見。培養學生尊重事實，準確記錄每一組的實驗數據，不隨意修改，不隨意在數據中挑選符合自己想法的內容……

因為很多學生有從眾的心理，可有時真理卻掌握在少數人手里。比如我在執教《擺》一課，在研究擺的快慢可能與擺錘輕重有關，絕大多數學生認為擺錘越重擺得越快，擺錘越輕擺得越慢。只有少數幾個學生嚷嚷著沒有關系。開始我還不以為然，反正要通過實驗來驗證的。可等他們做完實驗一個個向我匯報實驗結果的時候，我開始傻眼了——數據跟我設計預想的大相徑庭。

面對學生得出的“有理”的結論，我開始尋找原因，原來學生的螺片的系法有問題，有的系在了中間，有的系在了邊上，在擺的過程中撞到了柱子上，影響了實驗結果，而且后來讓學生明白實驗是有誤差的，允許一個到兩個左右之間的數據差距。后來又讓學生做了一遍，學生都得出“擺錘的輕重與擺的快慢無關”的結論。所以，我們教師要拓展學生的學習路徑和思維空間，迅速找到問題解決的癥結，并發現解疑的“金鑰匙”。

三、巧妙應用實驗器材，為生成數據精心預設

很多科學教師在指導學生實驗之前應該先問自己一個問題：“我做過這個實驗了嗎？”課前自己做一做，不是一遍，而是多遍，目的是發現實驗中較難控制的無關變量。而有很多都是實驗材料選擇得不夠巧妙。只有選擇這些“有結構的材料”，才能承載著客觀的數據，在被使用時才能從源頭保證數據的客觀性。比如我在一次外出教研活動聽到一節課《洗澡盆里的秘密》，這節課上得很巧妙，有一定的示范性，上課教師首先巧妙借助自然科學史進行知識的遷移，并且把阿基米德的故事有所拓展延伸，讓學生很受啟發，連沉下去的砝碼也受到來自水中的浮力，接著就此提問：物體在水中所受到的浮力與物體排開水的重量有無一定的關系呢？教師為學生提供了一組材料（洗澡盆——自溢杯，杯子，鉤碼，彈簧秤）并提醒學生注意點：澡盆里要放滿水并且按照實驗步驟進行實驗，測出實驗結果見下表。

顯然整個過程是流暢的，唯一美中不足的是得出的結論太過牽強，值得贊揚的是上課教師還親自自制了自溢杯，來幫助教學。假設教師換了別的實驗器材，也許出來的實驗數據就五花八門了。其實我課后思考了一下，可以把砝碼換成木塊，或者做的澡盆再大一些，可能實驗誤差應該來的更小些。自制教具需要教師在漫長的教學過程中，不斷發現教學中存在的困難和漏洞，并通過自身思考努力制作出合適的、有助于學生學習的教具。

四、引導學生正視極端數據，培養科學探究素養

教師要引導學生明白在探究過程中出現異常數據是很正常的，引導學生明白科學探究的答案有時不是唯一的，要允許學生存有己見。讓學生體驗到：真正意義上的科學探究，是對客觀世界中人類未知領域的探究，是無法完全預知結果的。

面對異常數據，要引導學生反思。首先，讓學生仔細地梳理一下自己探究的全過程：實驗的設計有沒有問題、實驗的過程是否嚴格按照設計進行、實驗的材料有沒有異樣、實驗過程中變量的控制是否到位？實驗操作有沒有到位？有沒有及時記錄數據？如果找到問題的癥結所在，就應該調整失誤之處，再進行重復實驗，看看實驗的結果有否變化。如果在反思中沒有找出問題，說明自己的數據是正確的，但仍應進行重復實驗，強調實驗結論的可驗證性。對“多次重復實驗”的數據也要學會進行判斷與取舍。有的實驗中，我們讓學生對同一個實驗至少做三次，以此來提高實驗數據的真實性。但是在實驗過程中存在著一定的難度。學生不明白對于幾次實驗中的數據到底應該去哪一個。對于這樣的多次重復實驗，教師應該在長期的教學過程中，教會學生判斷與取舍的方法。同時，應鼓勵學生勇敢地把自己的發現實事求是地講出來，然后師生共同求證完成探究的歷程。這樣，才能提高學生的科學探究素養。

對于科學課堂中的數據，我們一方面既期待著能夠順順利利的，學生能夠很快地有所發現，研究有所收獲，能獲得成功的體驗。但一些極端的乃至錯誤的數據會給我們獲得最后的結論增加難度，但就在這充滿崎嶇的山路上行走，學生才有一種征服的成功與喜悅，師生一起去偽存真、去粗取精、細致分析、精密推斷，這樣不是更有利于學生的理性思維與科學精神的培養嗎？