◆成都市棕北中學西區(qū)實驗學校小學部 宋斐華
小學科學課離不開實驗,實驗過程一般為:實驗準備—實驗—實驗數據分析—得出結論、獲得科學認識,可見實驗數據分析是實驗不可或缺的步驟。教師應該有意識地培養(yǎng)學生收集實驗數據、分析處理實驗數據的能力,培養(yǎng)學生科學實證意識、質疑精神等,提高他們的科學素養(yǎng),擴大知識面。
小學生都喜歡做實驗,因為實驗能滿足他們動手的需求和好奇心理。然而,一些學生把實驗當作游戲,做實驗時把觀察實驗現(xiàn)象、控制實驗變量、實事求是地讀取實驗數據都拋之腦后,當要收集數據填寫實驗記錄單時,才發(fā)現(xiàn)該做的都沒做,為了完成任務,隨便填寫應付了事。
對此,教師應引起足夠重視,引導學生樹立良好的實驗數據意識,指導他們收集實驗數據,關注數據背后的信息,理性對待不同數據,有效提升實驗數據的“有效性”。
1.注重實驗示范,提高數據準確度
在實驗教學過程中,教師要做好直觀的實驗示范,使學生看到清晰、規(guī)范的實驗操作,對實驗要點了然于胸,這樣可使學生在收集數據時少出問題,有效降低實驗數據的誤差率,提高數據的準確度。
在教授《聲音的傳播》一課時,根據學生知識構建的需要,我設計了“比較聲音在不同物質(規(guī)格相同、材質不同的木尺、塑料尺和鋁箔尺)中的傳播能力”實驗。聲音探究實驗對實驗環(huán)境有很高的要求,對實驗材料的選擇也有嚴格的標準,為了達到理想的教學效果,我認真篩選實驗材料,有意識地訓練學生,創(chuàng)造安靜的實驗環(huán)境。
接下來,在學生了解聲音的傳播方式的基礎上,我提出有關聲音傳播能力的問題,并進行實驗示范教學,讓學生知曉實驗的規(guī)范操作,了解實驗時需要注意的事項。最后,學生分組實驗,及時收集實驗數據并做好記錄。學生進行實驗匯報時,我發(fā)現(xiàn)各組的實驗數據相對接近,實驗數據誤差率小,實驗數據的準確度較高。
2.制訂實驗計劃,保證數據客觀性
學生動手實驗前,教師要引導學生先動腦,在小組內研究實驗步驟和方法,討論實驗中應注意的問題,再共同制訂一份比較完善的實驗計劃。實驗計劃越完善,操作也會越規(guī)范,受其他無關因素的干擾也會越少,得出的數據也越接近事實,特別是在對比實驗中,要引導學生控制好變量,使實驗得出的數據真實客觀,經得起他人驗證。
教《擺的研究》一課時,當學生測出擺在15秒鐘內擺動的次數后,我拋出探究問題:“擺的快慢與擺長、擺錘重量和擺幅這3個因素有什么關系?”學生能否設計一套科學合理的實驗方案,是整個實驗探究活動成敗的關鍵。為此,我?guī)ьI學生討論了以下問題:
(1)遇到一個事物與多個變量有關時,應該怎么研究?
(2)能不能用兩個不同重量的擺錘來研究擺長問題?
(3)對比實驗中相同的因素和不同的因素(變量)分別是什么?
通過討論,我們制訂了對比實驗控制變量方案。學生們正想動手實驗,我又追問:“在實驗中我們還應該注意些什么,可以讓探究更加有效,數據更加準確呢?”在對這個問題進行討論后,學生對實驗操作細節(jié)加以關注:①做3次實驗或以上,求平均數——重復做,盡量排除偶發(fā)因素;②對比實驗同時做——省時、直觀而且便于計時;③由一個人操作——把人為因素影響控制到最小……這些都強調測量要準確,保證了數據的客觀性,使學生收集的數據更有效。
1.大膽質疑,分析、處理異常數據
在實驗過程中出現(xiàn)異常數據是很正常的,不用教師提醒,學生也會提出異議。這時,教師要允許學生有不同意見,引導他們明白科學探究的答案有時不是唯一的,真正意義上的科學探究是對客觀世界中未知領域的探究,是無法完全預知結果的。
《運動起來會怎樣》一課要求學生測量自己1分鐘內心跳或呼吸的次數,我首先告訴他們如何才算呼吸一次、心臟跳動一次,其次指導他們怎樣使用工具,如秒表、簡易聽診器,明確實驗注意事項,最后,學生測量自己在平靜狀態(tài)下1分鐘內呼吸的次數,測量了3次。學生匯報數據時,我發(fā)現(xiàn)大家的數據存在差異,其實這正是我所預料的結果,我就順水推舟讓學生進行質疑,在爭論中解決問題。學生提出了許多疑問:“實驗設計有沒有問題?”“實驗材料有沒有問題?變量控制是否到位?”“測量時環(huán)境是否安靜?”……當學生找到問題的癥結所在,我就讓學生進行調整,再反復進行實驗,看看實驗數據是否有變化。如果學生通過反思沒有找出問題,說明實驗數據是正確的,但仍應進行重復實驗,以驗證實驗結論。
2.用圖表呈現(xiàn)數據,揭示事物規(guī)律
在有些課型中,教師引導學生用圖表呈現(xiàn)實驗數據,可以幫助他們加深對實驗數據的理解,從而更好地發(fā)現(xiàn)事物的規(guī)律。
《溫度與氣溫》一課中,在學生學會科學使用溫度計測量室外溫度的基礎上,我給每組學生配備了一個溫度計,并讓他們測量一天中清晨、上午、中午、下午、傍晚的氣溫,感受一天中氣溫的變化,探究其中的科學道理。當實驗結束學生匯報數據時,我先要求他們根據表格中的數據繪制折線圖,再讓他們觀察折線圖,學生們很快發(fā)現(xiàn)一天中氣溫“低—高—低”的變化規(guī)律。通過用圖表呈現(xiàn)實驗數據并認真觀察,學生們了解了常態(tài)下一天中氣溫的變化軌跡,大大提高了科學認識。
綜上所述,在科學課上,教師指導學生及時收集實驗數據,認真分析和處理各種實驗數據,發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律,并自覺運用數據來解釋實驗中相關的問題或現(xiàn)象,可提高實驗數據的“有效性”。