小學(xué)科學(xué)課堂中引導(dǎo)學(xué)生處理實(shí)驗(yàn)誤差的策略

鄧紅蘋

摘 要：在理想實(shí)驗(yàn)和實(shí)際實(shí)驗(yàn)之間存在很大的誤差，原因有多方面，本文以教科版小學(xué)科學(xué)“擺的研究”一課為例，探究了教師如何引導(dǎo)學(xué)生處理實(shí)驗(yàn)誤差。數(shù)據(jù)處理是科學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要組成部分，科學(xué)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理方法多種多樣，教師要靈活運(yùn)用各種實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法，幫助學(xué)生養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理能力。

關(guān)鍵詞：小學(xué)科學(xué);科學(xué)實(shí)驗(yàn);誤差處理

引言：

新課標(biāo)要求學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)科學(xué)課，要有以證據(jù)和推理表達(dá)自我的能力，要有以證據(jù)和推理論證科學(xué)理論的意識(shí)，不能人云亦云，只模仿他人的想法和見(jiàn)解，而缺乏獨(dú)立思考和動(dòng)手操作能力過(guò)程。小學(xué)科學(xué)課程的培養(yǎng)方案要求學(xué)生要養(yǎng)成實(shí)事求是、勇于探索、改革創(chuàng)新的思維模式。所以在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中教師要積極引導(dǎo)學(xué)生以嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的實(shí)驗(yàn)態(tài)度和實(shí)驗(yàn)操作來(lái)確保實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，在實(shí)驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)誤差時(shí)，教師要積極引導(dǎo)學(xué)生處理實(shí)驗(yàn)誤差，幫助學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。本文以教科版五年級(jí)下冊(cè)中“擺的研究”為例，對(duì)如何引導(dǎo)學(xué)生處理實(shí)驗(yàn)誤差展開(kāi)探討。

每一個(gè)人思考問(wèn)題和看待問(wèn)題的角度不同，所以在教學(xué)實(shí)踐中當(dāng)教師根據(jù)教材內(nèi)容中的理論知識(shí)提出“在一定范圍內(nèi)，擺動(dòng)的快慢與重量無(wú)關(guān)，而與擺繩的長(zhǎng)度有關(guān)。同一個(gè)擺，擺繩越長(zhǎng)擺動(dòng)越慢，擺繩越短擺動(dòng)越快”這一概念時(shí)，有些學(xué)生會(huì)不同意這一觀點(diǎn)，此時(shí)教師要思考如何在不打擊學(xué)生積極性的前提下讓學(xué)生理解這一知識(shí)點(diǎn)，筆者認(rèn)為首先教師要組織學(xué)生進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行論證，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到“擺運(yùn)動(dòng)的快慢的與擺繩的長(zhǎng)度有關(guān)”這一結(jié)果。此時(shí)一些細(xì)心的學(xué)生發(fā)現(xiàn)擺在運(yùn)動(dòng)時(shí)，同一條件下的擺錘運(yùn)動(dòng)的快慢有所差異，面對(duì)學(xué)生的疑問(wèn)，其實(shí)教師一句話就可以說(shuō)清楚，但對(duì)小學(xué)生來(lái)講，因?yàn)閿?shù)據(jù)處理的經(jīng)驗(yàn)少，且認(rèn)知能力有限，所以在面對(duì)實(shí)驗(yàn)誤差時(shí)，他們會(huì)認(rèn)為是因變量改變引起實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)產(chǎn)生微小的變化，由此導(dǎo)致學(xué)生得出的結(jié)論與科學(xué)規(guī)律相違背，為了防止學(xué)生產(chǎn)生這種錯(cuò)誤的思想觀點(diǎn)，教師可以通過(guò)以下幾個(gè)方面來(lái)引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)合理地看待并處理實(shí)驗(yàn)誤差。

一、疊加法判誤差

科學(xué)實(shí)驗(yàn)在實(shí)際操作過(guò)程中誤差是不可避免的，但是我們可以盡可能地減少誤差以獲得正確的理論結(jié)果。在探究擺擺動(dòng)的快慢是否與擺錘重量有關(guān)時(shí)，教師可以在單一變量的前提下將擺動(dòng)的時(shí)間的長(zhǎng)短和擺錘的重量分別進(jìn)行疊加。首先，將擺繩的長(zhǎng)度和擺錘重量看作定變量，擺動(dòng)時(shí)間為自變量，擺動(dòng)快慢為因變量，在此條件下分別比較30s、45s、60s這三個(gè)時(shí)間段下的擺運(yùn)動(dòng)的快慢，比對(duì)已有公式所得數(shù)據(jù)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)每一個(gè)時(shí)間段之間擺動(dòng)次數(shù)與時(shí)間段數(shù)相對(duì)應(yīng)。然后，將擺繩的長(zhǎng)度和擺動(dòng)時(shí)間看作定變量，擺動(dòng)重量為自變量，擺動(dòng)快慢為因變量，以同樣的方法比較當(dāng)重量呈倍數(shù)變化時(shí)，擺錘擺動(dòng)的快慢，結(jié)合理論公式對(duì)比結(jié)果，發(fā)現(xiàn)結(jié)果與重量的倍數(shù)差一一對(duì)應(yīng)。最后總結(jié)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)之間的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在具體實(shí)驗(yàn)操作中確實(shí)存在誤差。

二、趨勢(shì)圖法判誤差

有時(shí)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中由于操作的不嚴(yán)謹(jǐn)，使得實(shí)驗(yàn)誤差變得缺乏明顯規(guī)律，因此對(duì)誤差處理也產(chǎn)生了嚴(yán)重影響，此時(shí)利用趨勢(shì)圖對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析就顯得尤為重要。趨勢(shì)圖是在二維平面中，以自變量為橫軸，以因變量為縱軸，來(lái)反應(yīng)自變量與因變量之間的關(guān)系。在科學(xué)課程實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)實(shí)驗(yàn)誤差規(guī)律不明顯時(shí)教師可采用這一方法進(jìn)行誤差分析。由于作圖和數(shù)據(jù)處理以及操作導(dǎo)致每一位學(xué)生得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)趨勢(shì)圖都有所差異，學(xué)生通過(guò)對(duì)比分析深刻理解實(shí)驗(yàn)中存在一定誤差。

三、再現(xiàn)法判誤差

實(shí)驗(yàn)誤差永遠(yuǎn)存在，教師要學(xué)會(huì)利用誤差再現(xiàn)來(lái)確定誤差的存在。在擺錘擺動(dòng)過(guò)程中，學(xué)生在數(shù)同一條件下擺錘擺動(dòng)次數(shù)有所不同，這時(shí)教師可以在講臺(tái)上操作，并組織全班學(xué)生一起觀察擺動(dòng)次數(shù)，最后統(tǒng)計(jì)得到，班級(jí)里有不同的結(jié)論。教師設(shè)立課堂討論時(shí)間，讓學(xué)生討論為什么同一個(gè)擺大家數(shù)出來(lái)的擺動(dòng)次數(shù)有差異？讓學(xué)生理解并接受實(shí)驗(yàn)中存在誤差這一事實(shí)。

四、對(duì)比法判斷誤差

在科學(xué)實(shí)驗(yàn)中對(duì)比分析是必不可缺的，教師要積極培養(yǎng)學(xué)生對(duì)比分析的意識(shí)和能力。在“擺的研究”實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，教師可以將擺繩的長(zhǎng)度、擺錘的重量、擺動(dòng)的時(shí)間分別作為變量，其它條件不變進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，再對(duì)比結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并分析誤差。如，以擺繩與垂直與地面方向的夾角為前提，首先將擺繩的長(zhǎng)度和擺錘重量看作定變量，擺動(dòng)時(shí)間為自變量，擺動(dòng)快慢為因變量，在此條件下分別比較30s、45s、60s這三個(gè)時(shí)間段下的擺運(yùn)動(dòng)的快慢。然后將擺繩的長(zhǎng)度和擺動(dòng)時(shí)間看作定變量，擺動(dòng)重量為自變量，擺錘擺動(dòng)快慢為因變量，以同樣的方法比較當(dāng)重量呈2倍、4倍、6倍變化時(shí)，擺錘擺動(dòng)的快慢。最后將擺動(dòng)的時(shí)間和擺錘重量看作定變量，擺繩的長(zhǎng)度為自變量，擺動(dòng)快慢為因變量，在此條件下分別比較0.2m、0.4m、0.6m這三個(gè)擺繩長(zhǎng)度下，擺錘擺動(dòng)的快慢。分析三個(gè)實(shí)驗(yàn)中的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)不同條件下誤差大小也存在差異。

結(jié)束語(yǔ)：

科學(xué)實(shí)驗(yàn)中誤差是不可避免，教師要以積極的方法引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行處理，這有利于培養(yǎng)兒童實(shí)證的科學(xué)態(tài)度。在實(shí)驗(yàn)誤差產(chǎn)生之前，教師也可以通過(guò)一系列積極的措施來(lái)減小誤差，以幫助學(xué)生獲得盡量理想的數(shù)據(jù)。

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