常聽到一些中學理科教師抱怨：“傳感器太靈敏了，采集的實時實驗數(shù)據(jù)繪制出的曲線不平滑，學生疑問很多，我們很難向?qū)W生解釋清楚……”另有傳聞，某傳感器廠商將修改設(shè)置，使曲線平滑，以迎合這類教師們的教學需要。傳感器靈敏度高，真實反映科學實驗的實際情況，難道這也有錯嗎？
　　
　　圖1的曲線圖是用二氧化碳傳感器測量得到的。該實驗是將一片綠葉放入瓶中，用燈光照射，綠葉進行光合作用吸收了二氧化碳，瓶中二氧化碳濃度隨之下降。這個下降趨勢的曲線是非常明顯的，但稍微細致觀察就會發(fā)現(xiàn)曲線并不是光滑地持續(xù)下降，而是在下降的趨勢中呈現(xiàn)小小的起伏，這是為什么呢？可能是由于傳感器的測量誤差，還可能是綠葉光合作用吸收二氧化碳的同時也在進行呼吸作用放出二氧化碳……“天啊，這樣要花多少時間去向?qū)W生解釋?。　边@個時候，一般的教師常常會不由自主地埋怨技術(shù)的使用使課堂教學進程受到了干擾，本來可以直接獲得的正確答案卻都被這“靈敏”的曲線給擾亂了，使學生產(chǎn)生了更多的疑問，甚至是懷疑。無怪乎，有教師抱怨：都是傳感器靈敏度太高了惹的禍！　　
　　
　　
　　從目前的教材來看，這個實驗一般的做法大多是用廣口瓶收集金魚藻釋放出來的氧氣，通過燃燒實驗來證明綠葉的光合作用可以產(chǎn)生氧氣，但是這個實驗往往由于實驗周期長、收集氧氣較困難而干脆不做，直接向?qū)W生傳授光合作用可以產(chǎn)生氧氣這個知識點就可以了。但是，科學教育不僅僅是讓學生知道有限的科學知79c8a285dd8fa23b4bd112981575ae7db3a9ecac5cd1ccc8d8298f82fc7c326a識，還需要讓學生知道探求知識的科學思想、方法和手段，更需要讓學生在探求科學知識的過程中受到科學態(tài)度和科學精神的熏陶。那種直接驗證教材中知識結(jié)論的實驗或者不做實驗而直接記憶科學結(jié)論的做法是不符合科學教育目標的。從這個事例來看，傳感器測量不僅解決了實驗周期長的問題，而且由于傳感器的靈敏度高給科學教育全方位目標的實現(xiàn)帶來了更具時代特征的契機！這個契機不僅僅是目前科學課程改革目標的體現(xiàn)，而且還會推動目前較傳統(tǒng)的科學課程得到更大的改觀或革新。
　　
　　1.科學教學實驗必定向著精確化的量化研究方向發(fā)展
　　
　　目前，新課標教材上的科學實驗總的來說具有濃郁的博物學特征。博物學是科學未分化時期科學研究形態(tài)的總稱，這個時期的觀察實驗大多是以簡陋、不精確、定性為特征。隨著科學的發(fā)展，以伽利略為代表的科學家們逐步發(fā)展出精確的嚴格變量控制的定量研究的方法，比如著名的被譽為十大經(jīng)典實驗的伽利略加速度實驗。實驗科學的建立標志著科學的進一步分化和與哲學徹底的分離。但是，目前我們的科學教育依然是博物學形態(tài)的，即便是中學的科學教育，也基本上是有公式而無定量研究的實質(zhì)。當然，這也是受長期以來我國科學教育的實驗條件所限制?？蓡栴}是，這些因條件限制難以反映科學本質(zhì)的實驗教學卻變成了許多教師們心目中的“經(jīng)典”，以為這就是“科學”。當傳感器等技術(shù)設(shè)備能夠改變實驗條件并帶來精確測量結(jié)果的時候，教師們心中的“標準”破滅了，學生天生具有的探究欲望和懷疑精神開始張揚，于是教師們不由自主從心底里開始抵觸：“我們不僅要花工夫讓學生掌握知識，還要解決他們無休止的懷疑”。
　　傳感器來了，不僅僅帶來實驗條件的變化，還帶來了一系列的連鎖效應——如何分析測量數(shù)據(jù)、如何從統(tǒng)計圖上尋找規(guī)律、如何改變傳統(tǒng)的實驗方法以適應傳感器的實驗、如何進行實驗變量的控制、如何看待實驗誤差等等，不一而足。這些現(xiàn)有課程中不太重視的目標一下子變得非常重要了，教師必須改變自己原有的科學實驗觀念以適應嚴格科學實驗的要求。由此可見，傳感器帶來的正是科學教育目標的改變或變革。
　　
　　2.科學實驗必定涉及誤差控制
　　
　　為了獲得可靠的結(jié)果，科學實驗必須把實驗誤差控制到最小的范圍，因此科學實驗非常講究實驗變量的控制。圖2曲線圖是研究晶體（大蘇打）和非晶體（松香）的特征時得到的。按照課本中的描述，晶體在熔化過程中溫度是不變的。反映到曲線圖上，應該有一個水平的直線出現(xiàn)。但實驗結(jié)果卻不盡然。晶體熔化時的確有一個大致的水平線出現(xiàn)，但細細觀察會發(fā)現(xiàn)有些許的變化，特別是熔化剛剛開始和即將結(jié)束的階段，上升要更明顯一些。上這節(jié)課的時候，授課教師把學生的注意力全部引導到是否出現(xiàn)了這一水平線上，而對學生進一步觀察分析曲線不留任何時間和空間。教科書上的結(jié)論誠然得到了驗證，但是這是以放棄科學實驗的精髓為代價的。面對這一自然生成性的問題，教師完全可以引導學生知道實驗必定會有誤差，完全沒有誤差的實驗只能是理想實驗，實際上是很難或不可能做到的。這誤差可能是大蘇打的純度、實驗用量的多少、傳感器受到加熱時的干擾等引起的，教師甚至還可以不失時機地提醒學生：在做實驗研究時，我們要多考慮這些因素可能會引起的誤差，使我們的實驗更準確。
　　
　　長期受到這樣嚴格誤差控制的科學實驗的訓練，學生得到的不僅僅是科學知識，還有科學方法和科學思維習慣的養(yǎng)成，從而使他們獲得作為高素質(zhì)的公民所應具備的基本科學素質(zhì)。這種基本的科學素質(zhì)不僅有益于他的學習和將來的工作，更是培養(yǎng)有能力過高質(zhì)量民主生活的人的重要手段——我們的決策是否具有科學性、是否經(jīng)得起科學的檢驗……
　　傳感器的敏感性和精確測量已經(jīng)開始引起了教室里的騷動。主動拆除傳統(tǒng)觀念的圍墻，在更廣闊的天地里向著科學的本質(zhì)邁進，我們的確還有許多工作要做。
　?。ㄗ髡邌挝唬喝A南師范大學附屬小學）