學生在進行科學探究中常常出現(xiàn)一些與物理規(guī)律或者生活常識相悖的“數(shù)據(jù)異?!?,這時,教師應該尊重前人總結(jié)的經(jīng)驗和真理,還是應該尊重學生手里的實驗數(shù)據(jù)?教師面對學生實驗中出現(xiàn)的“數(shù)據(jù)異?!奔炔荒軣o視,也不能直接予以否定。而是要引導學生進行科學分析、理性思考并合理對待。
一、引發(fā)數(shù)據(jù)異常的原因
1.學生實驗操作中出現(xiàn)失誤造成了“數(shù)據(jù)異?!?/p>
小學三年級的學生,接觸科學課不到一年的時間,不能把實驗中的每個細節(jié)都做到位因而會出現(xiàn)失誤,從而造成了“數(shù)據(jù)異?!?。事實上,即使是經(jīng)過長期實驗操作的鍛煉,也不可能完全避免實驗中出現(xiàn)“數(shù)據(jù)異?!钡默F(xiàn)象。小學科學實驗的主要目的在于培養(yǎng)學生良好的實驗習慣和發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。因此,要注重因勢利導,讓學生發(fā)現(xiàn)“數(shù)據(jù)異?!北澈蟮臇|西。
2.一些可控因素造成了“數(shù)據(jù)異?!?/p>
學生實驗中出現(xiàn)“數(shù)據(jù)異常”的原因,除了實驗原理不正確這個不可控制的原因外,主要是實驗儀器不精確、實驗過程不正確、操作方法不正確等可控制的因素造成的。因而,減少不可控制因素的出現(xiàn),是解決問題的重中之重。
二、減少出現(xiàn)實驗“數(shù)據(jù)異?!笨赡苄缘姆椒?/p>
1.堅持上好科學實驗課
實驗操作有一個熟練度的問題,高年級學生比低年級學生在實驗操作上出現(xiàn)較大“數(shù)據(jù)異?!钡母怕市。昙壎蝺?nèi)常進行實驗操作的學生比不常進行實驗操作的學生出現(xiàn)較大“數(shù)據(jù)異?!钡母怕市?,長期進行實驗操作可以減少很多實驗過程和操作方法上的不當。例如,學生對如何正確讀出燒杯、量筒、溫度計的刻度,就應該是貫穿在整個小學科學實驗操作練習的始終:三年級比較水的多少,四年級測量降水量、100ml水能溶解多少食鹽,五年級測量溫度、制作水鐘等。如果能堅持帶領(lǐng)學生做好這些實驗,那么隨著操作次數(shù)的增加,較大“數(shù)據(jù)異常”出現(xiàn)的概率必然會大大減少。
2.培養(yǎng)良好的實驗習慣
學生對實驗的興趣通常都很濃厚,但是其中傾向于玩的成分遠大于探索的成分。常??梢钥匆妼W生實驗時嬉笑玩耍,疏忽實驗操作中的注意事項;也有的學生在實驗時無所事事,仿佛與己無關(guān);還有的學生對于實驗數(shù)據(jù)采取無所謂的態(tài)度,人云亦云。首先,對學生進行具體分工,保證每個人有事可干;其次,強調(diào)科學實驗是嚴謹?shù)幕顒?,必須細致、細心地進行每一步操作;第三,演示實驗要求學生仔細留意教師的每個細節(jié),實際操作中教師要適時進行指導。長期這樣堅持,可以端正學生學習科學的態(tài)度,避免或者減少實驗中出現(xiàn)的“數(shù)據(jù)異?!薄?/p>
3.反復測量,養(yǎng)成實證意識
科學實驗得到的數(shù)據(jù)是具有偶然性的,為了避免偶然性對實驗結(jié)論的影響,只有反復測量并強調(diào)實驗的可重復性才能算作是科學的結(jié)論。有的學生在進行實驗時比較草率,常常進行一次實驗就匆匆地下定論,實際上這是很不可取的。教師應該把“科學實驗應反復多做幾次,然后取數(shù)據(jù)的平均值”這個意識貫穿在教學的始終,這樣才能保證實驗受偶然性影響所造成的誤差值達到最小。需要注意的是,有些實驗因為時間上的局限,在課堂上很難做到重復完成。遇到這種情況時,就需要引導學生把各個小組得出的數(shù)據(jù)進行平均,這樣也能一定程度地避免較大“數(shù)據(jù)異?!钡某霈F(xiàn)。
三、“數(shù)據(jù)異?!焙蟮奶幚矸椒?/p>
1.對結(jié)論進行推敲,適當提出質(zhì)疑
大多數(shù)時候,學生因為錯誤的數(shù)據(jù)而產(chǎn)生錯誤的結(jié)論是很正常的,而且也可以通過簡單的分析得出這一結(jié)論的荒謬性。但是,直接指出學生數(shù)據(jù)出錯的方式很不可取,這不但會打擊學生的學習積極性,更會令他們對實驗的必要性產(chǎn)生懷疑。那么,當出現(xiàn)這種情況時,最好的方式是先肯定他們的結(jié)論,再引導他們對結(jié)論進行質(zhì)疑,從生活中的現(xiàn)象去判斷自己結(jié)論是否能夠成立;在學生產(chǎn)生疑問后在帶領(lǐng)他們回顧自己的實驗過程,去發(fā)現(xiàn)自己在設(shè)計實驗和操作實驗中是否有什么疏失。這樣,既可以從實驗方法上對學生進行有效指導,也能避免學生堅持自己的錯誤結(jié)論,最重要的是無意間讓學生對問題進行了新的探究,增加了學習科學的趣味性。例如在先溶解再分離食鹽與水的實驗中,學生推導出食鹽變少的結(jié)論后,引導學生提出質(zhì)疑:鹽去哪里了?有學生說鹽蒸發(fā)了,那么第二次增加一個蒸餾水收集裝置,把蒸發(fā)出的水收集起來一嘗就發(fā)現(xiàn)了問題。到這個時候再去回顧前面實驗中哪些地方出現(xiàn)了失誤就順理成章了,學生的學習興趣也大大增強,以后的實驗中出現(xiàn)的操作失誤少了很多。
2.對結(jié)論進行肯定,在后面教學中再進行反證
科學的發(fā)展歷程,本身就是一個不斷否定已有認知的過程,有些錯誤的結(jié)論本身就是一個很好的教學內(nèi)容,甚至還能為下一階段的教學進行服務(wù)。例如,五年級《沉與浮》這一課,學生很容易形成一個結(jié)論:純粹的木頭總是浮在水上的。這個結(jié)論本身當然有問題,當時并沒有說破。等到了六年級《多種多樣的植物》這一課,教師展示了一段將黑鐵木放進水中的視頻?!澳绢^沉下去了!”學生對這個現(xiàn)象驚奇不已,然后再學習的時候,他們對本節(jié)課所學內(nèi)容抱著極其濃厚的興趣。在學生對一些實驗結(jié)果產(chǎn)生錯誤結(jié)論后,教師不需要馬上否定它,因為后面的教學內(nèi)容中有對這個結(jié)論進行修正的機會。如果能夠讓學生對自己已有的結(jié)論產(chǎn)生懷疑,并進一步去探究背后的原因,實際上我們的科學教學就獲得了成功。要做到這一點,需要教師對小學階段的科學教學內(nèi)容有一個整體的框架思考,全盤把握。
3.對結(jié)論進行擱置,待學生對它產(chǎn)生探究興趣再進行探索
科學是一門用理性思維去處理感性數(shù)據(jù)的學科,如果數(shù)據(jù)本身沒有錯誤,而且在實驗操作中也找不到錯誤,那么即使得出看似錯誤的結(jié)論,其實可能它才是對的。科學精神中的懷疑精神也同樣適用于我們教師。只有教師首先對實驗數(shù)據(jù)保持著尊敬的心態(tài),才能培養(yǎng)出學生們的懷疑精神和創(chuàng)造力。對看似錯誤的結(jié)論,在無法具體分析的情況下暫時擱置,待到學生對它產(chǎn)生探究興趣時再進行新的探索,說不定也能夠闖出另外的一番天地來。
科學實驗中出現(xiàn)“數(shù)據(jù)異?!辈⒉豢膳?,只要能夠進行合理安排與靈活處置,在教學前作好預案,同樣是可以因勢利導,讓學生發(fā)現(xiàn)“數(shù)據(jù)異?!北澈蟮臇|西,是更加能夠體現(xiàn)科學精神和科學價值觀的教學方式。因此,對于實驗中出現(xiàn)的“數(shù)據(jù)異?!保覀円欢ㄒ⒁庖龑W生進行科學分析、理性思考并合理對待,而并非是視之如洪水猛獸猶恐避之不及,也唯有正確面對實驗“數(shù)據(jù)異?!保拍苡行嵘龑W生的科學素養(yǎng)。