◇楊會娟（陜西：西安電子科技大學(xué)長安綠地城小學(xué)）

一、“特殊數(shù)據(jù)”的含義

為了取得良好的課堂教學(xué)效果，在進行科學(xué)實驗課程教學(xué)之前，教師總是會設(shè)計實驗以實現(xiàn)預(yù)期的教學(xué)效果。然而，課堂教學(xué)的情境錯綜復(fù)雜，學(xué)生存在個體差異，對于具有多個變量的復(fù)雜實驗，學(xué)生的數(shù)據(jù)讀取錯誤、盲從等情況，都難以與教師的設(shè)計相吻合，因此在我們常規(guī)的實驗探究課程中，經(jīng)常會搜集到一些“特殊數(shù)據(jù)”。所謂“特殊數(shù)據(jù)”，就是有別于教材結(jié)論所需要的數(shù)據(jù)。這類“特殊數(shù)據(jù)”一般有“少數(shù)數(shù)據(jù)”“異常數(shù)據(jù)”“錯誤數(shù)據(jù)”等類型。

二、“特殊數(shù)據(jù)”的形成原因

產(chǎn)生“特殊數(shù)據(jù)”的原因很多，教師只有真正深入研究這些數(shù)據(jù)背后的起因，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)規(guī)律，才能在后期的教學(xué)設(shè)計活動中，做到有的放矢。在探究實驗中，“特殊數(shù)據(jù)”的產(chǎn)生可能與實驗材料、工具的選擇、操作環(huán)境、學(xué)生認知水平以及實驗操作技能等因素有關(guān)。

（一）實驗材料引發(fā)“特殊數(shù)據(jù)”

實驗材料是學(xué)生進行科學(xué)探究實驗最基本的保證。小學(xué)科學(xué)提倡為學(xué)生提供有結(jié)構(gòu)的探究材料，但好的材料不一定能實現(xiàn)理想的教學(xué)效果。

在三年級上冊《空氣有質(zhì)量嗎》這一課中，做“空氣有質(zhì)量嗎”氣球驗證實驗時，教師的下水實驗和第一個班級實驗都很成功，明顯能看到漏氣的那一端上升，而不漏氣的一端下降，但在后面第二個班級，特殊情況就出現(xiàn)了：氣球漏氣后并沒有上升，因此就無法得出空氣有質(zhì)量的結(jié)論。經(jīng)過與教材實驗對比后，教師才發(fā)現(xiàn)，自己使用的杠桿，支架太短、杠桿橫梁臂也比較短。這就造成了一種尷尬局面，如果氣球太小，實驗現(xiàn)象幾乎看不到，而如果氣球過大，則氣球底端就抵住了杠桿底座，使這一端的氣球無法自主下降，因此自然無法得出結(jié)論。

在三年級上冊《固體的混合與分離》一課中，做“比較固體混合前后占據(jù)空間的多少”實驗，學(xué)生選擇量筒進行測量，因為量筒量程有限，所以我們每個小組設(shè)定的是量取黃豆、綠豆、玉米粒（實驗中沒有玉米粉，用小顆粒的玉米粒替代）各15ml，然后將三者混合再測量總體積，只有個別小組發(fā)現(xiàn)總體積小于45ml，而大部分小組都是等于45ml，或者幾乎沒怎么變化。原因是量筒太細，三種固體顆?；旌喜痪鶆?，小顆粒無法完全填補大顆粒的空隙。因此，在第二個班級再上課時，教師讓學(xué)生改用50ml的燒杯作為測量工具，因為燒杯口徑粗，有足夠的空間，可以讓三種固體顆粒充分混合，實驗效果也很明顯。

四年級上冊《彈力》一課中，在讓學(xué)生使用彈簧測力計測量身邊物體有多重的時候，其中有個學(xué)生反復(fù)測了幾次自己的文具袋，得到的實驗結(jié)論都不一樣，他發(fā)言時就認為物體的重量會發(fā)生改變。教師以為學(xué)生測量或者讀數(shù)錯誤，就讓其他學(xué)生使用他的彈簧測力計進行測量，結(jié)果都不一樣，教師檢查才發(fā)現(xiàn)，他的彈簧測力計彈性不好，彈簧與刻度板之間有較大摩擦，且每次使用后都不能回到零刻度線，需要重新調(diào)零才可以進行測量。

（二）教學(xué)環(huán)境引發(fā)“特殊數(shù)據(jù)”

在三年級下冊《測量氣溫》一課中，教師發(fā)給學(xué)生溫度計進行環(huán)境溫度測量，當(dāng)時大部分小組都準(zhǔn)確地測量出環(huán)境溫度是26℃，而其中有三組的實驗數(shù)據(jù)卻都有偏差，分別是30℃、24℃、24℃。在同一個教室測量結(jié)果不相同，所以我們就一起找原因，當(dāng)教師走近那兩個測得溫度較低的小組才發(fā)現(xiàn)，他們小組離教室的空調(diào)最近，風(fēng)口直接對著他們后面，這兩個小組那里的環(huán)境溫度明顯比教室其他位置更低一些。而第一組實驗數(shù)據(jù)偏高的小組，教師再觀察時，發(fā)現(xiàn)他們小組的溫度計示數(shù)一直還在緩慢降低過程中，經(jīng)過詢問才得知，組內(nèi)學(xué)生在使用溫度計之前由于爭搶實驗器材，手握玻璃泡，溫度計示數(shù)升高，示數(shù)還沒降到室溫就進行了讀數(shù)。

在三年級上冊《把鹽放到水里》一課中，探究“100ml 水中能溶解多少克鹽”的實驗。在該實驗中，每個小組都沒有得到100ml 水中能溶解36 克鹽的結(jié)論，最接近的一個小組在100ml水中溶解了32 克鹽之后就怎么也溶解不了了，而有的小組溶解了28 克鹽，下課鈴聲就響起了。顯然大家都沒有得到實驗想要的數(shù)據(jù)。究其原因，是上這個課時正值深秋，環(huán)境溫度過低。我們測量了水溫，經(jīng)測量，溶解鹽最多的這個小組，水溫才18℃，顯然周圍環(huán)境溫度過低，造成水溫快速降低，從而減小了鹽的溶解度。 而那些溶解更少的小組，則因為時間不夠，無法完成實驗，自然得到了一些不完整的“特殊數(shù)據(jù)”。

在五年級上冊《怎樣得到更多的光和熱》一課中，進行“物體的顏色與吸熱”實驗時，為了得到更準(zhǔn)確的實驗結(jié)論，我把學(xué)生帶到操場進行現(xiàn)場測試，測試完回教室再對實驗結(jié)果進行匯報。其中有兩個小組各個顏色的紙袋升溫都不明顯，于是我?guī)ьI(lǐng)他們回顧實驗過程中存在的問題，其中一個小組選擇了風(fēng)口位置，因而導(dǎo)致升溫不明顯。顯然,第一個小組之前并沒有注意到風(fēng)口對升溫的影響。而第二個小組升溫不明顯的原因，我會在下文提到。

（三）主觀原因引發(fā)“特殊數(shù)據(jù)”

學(xué)生個體發(fā)展過程不一致，因而造成學(xué)生認知水平不同，以及實驗技能、小組合作水平的層次參差不齊。

在做一年級上冊《做個小偵探》一課中“玩碰碰球”實驗時，教師設(shè)計了“如果教師拿起一個小球，松手會出現(xiàn)什么情況”的猜想提問。教師提問到第二位學(xué)生時，他直接就說自己和家長一起玩過這個，左手放一個小球，右邊也會跳起來……這時我及時阻止了學(xué)生的回答，表示你已經(jīng)具有這個經(jīng)驗了，很棒，然后示意學(xué)生坐下。其他學(xué)生繼續(xù)猜想環(huán)節(jié)，因為學(xué)生認知水平有高有低，像這種科學(xué)經(jīng)驗特別豐富的學(xué)生，往往會直接說出答案，隨后后面的學(xué)生也會人云亦云，停止思考的步伐。因此，教師要注意課堂不是個別人的課堂，是面對一群人的教學(xué)活動，不能因為“特殊數(shù)據(jù)”符合教師預(yù)期，就讓實驗討論戛然而止。

在五年級上冊《光和熱》一課中，有些小組記錄三面鏡子的溫度卻沒有一面鏡子的溫度高，學(xué)生沒有得出預(yù)知的結(jié)果。于是，我讓學(xué)生重新做一次，發(fā)現(xiàn)主要問題在于這個小組同學(xué)之間沒有很好地配合，使得三面鏡子的光無法反射到統(tǒng)一位置上，導(dǎo)致數(shù)據(jù)不準(zhǔn)。顯然這個小組的實驗技能與小組合作水平有待提高。

三、正確應(yīng)對“特殊數(shù)據(jù)”

（一）教師積累實踐經(jīng)驗，做到胸有成竹

《小學(xué)學(xué)科教學(xué)建議·科學(xué)》建議，“教材上的觀察、實驗活動，教師在上課前要親自做一遍，保證課堂教學(xué)順利實施?！倍趯嶋H教學(xué)中，很多教師直接在材料包里拿出實驗所需的材料就去進行探究實驗的教學(xué)活動，從而形成眾多“特殊數(shù)據(jù)”。這與教學(xué)準(zhǔn)備不充分有很大關(guān)系，甚至教師下水實驗次數(shù)太少，實驗材料甄選不嚴，都會產(chǎn)生“特殊數(shù)據(jù)”。下水實驗之所以不應(yīng)做一遍，而應(yīng)反復(fù)多次嘗試，就是要在其中發(fā)現(xiàn)實驗中難以控制的變量，充分做好課前準(zhǔn)備。選材時，教師應(yīng)充分做到對材料的使用與檢測，比如在《空氣有質(zhì)量嗎》一課杠桿掛氣球驗證空氣有質(zhì)量的實驗中，教師一遍試水成功就停止了試水實驗，從而導(dǎo)致在第二個班級教學(xué)中演示實驗的失敗。究其原因，就是教師試水實驗次數(shù)少，沒有充分考慮到多種因素，如果多做幾次，就會發(fā)現(xiàn)氣球過大、杠桿臂過短等對實驗的影響，從而制作便于觀察現(xiàn)象的教學(xué)教具，避免“特殊數(shù)據(jù)”的產(chǎn)生。

（二）讓學(xué)生充分討論暢所欲言，正確對待“特殊數(shù)據(jù)”

在教學(xué)過程中，教師要做到公平對待，要關(guān)心每一位學(xué)生，不能只重視符合結(jié)論的小組的數(shù)據(jù)，而對產(chǎn)生“特殊數(shù)據(jù)”的小組閉口不談。

雖然教師看到了這個小組與其他小組的差異，卻因為害怕他們小組結(jié)論影響整體結(jié)論，而沒有讓這個小組匯報他們的實驗現(xiàn)象。教師忽視了公平對待學(xué)生、允許學(xué)生出錯的容錯精神，失去了錯誤示例和控制變量對實驗重要性的教學(xué)一手資料。因此，在實驗教學(xué)中，教師不要害怕學(xué)生“特殊數(shù)據(jù)”的出現(xiàn)，要做到百花齊放，創(chuàng)建暢所欲言的寬松的交流環(huán)境，重視對產(chǎn)生“特殊數(shù)據(jù)”的原因剖析，也讓學(xué)生養(yǎng)成尊重事實數(shù)據(jù)，不盲從、允許差異存在的去偽存真精神。否則，學(xué)生看到教師只重視與結(jié)論相符的數(shù)據(jù)，為了表現(xiàn)自己，就會在實驗中形成刻意編造數(shù)據(jù)、隨大流、不敢表示異議的虛偽課堂環(huán)境，這與學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)背道而馳。

（三）尊重個體差異，培養(yǎng)學(xué)生正確的操作技能

學(xué)生對實驗的興趣都很濃厚，但這種興趣玩的成分則大于探究的成分，所以我們常常能看到學(xué)生實驗時嬉笑玩耍，不注意實驗操作過程中的注意事項，導(dǎo)致實驗中玩實驗器材，不按照教師要求做實驗、損壞實驗器材等情況的出現(xiàn)。

四、讓“特殊數(shù)據(jù)”發(fā)揮價值

真正意義上的探究活動，應(yīng)該是學(xué)生自主構(gòu)建問題、設(shè)計探究方案、自主開展探究過程、自主得出探究結(jié)論，并在親歷之后進行反思與實驗總結(jié)的過程。對于小學(xué)生而言，探究實驗的能力尚淺，過度地放任與自主學(xué)習(xí)則是不負責(zé)任的，會讓學(xué)生缺乏探究目標(biāo)的引領(lǐng)、失去探究方向、探究主題缺失層次和思維力度，造成學(xué)習(xí)低效。而教師想方設(shè)法急于將學(xué)生引入正確的做法，則失去了學(xué)生自主構(gòu)建實驗的意義，雖然使實驗過程更順暢，節(jié)約了時間，但同時也錯失了學(xué)生從錯誤中發(fā)現(xiàn)問題、從彎路中成長的機會。

（一）“特殊數(shù)據(jù)”與眾多科學(xué)發(fā)現(xiàn)有密切聯(lián)系

“特殊數(shù)據(jù)”存在是有必要的。從科學(xué)發(fā)展史中我們不難發(fā)現(xiàn)，偉大的物理學(xué)家、生物學(xué)家創(chuàng)造偉大發(fā)明、邁向更高科技領(lǐng)域的過程，往往伴隨著實驗中出現(xiàn)的“特殊數(shù)據(jù)”。例如奧斯特發(fā)現(xiàn)電生磁現(xiàn)象、倫琴發(fā)現(xiàn)X 射線等都充分證明了科學(xué)家的偉大發(fā)明離不開他們在偶然事件中發(fā)現(xiàn)的“特殊數(shù)據(jù)”和現(xiàn)象。因此，無論是科學(xué)研究還是科學(xué)課堂，都應(yīng)該尊重客觀事實，尊重真實數(shù)據(jù)，從而養(yǎng)成學(xué)生對其他探究結(jié)果質(zhì)疑的習(xí)慣，合理懷疑是科學(xué)進步的動力。

（二）“特殊數(shù)據(jù)”是培養(yǎng)學(xué)生素養(yǎng)的重要內(nèi)容

章鼎兒老師也指出：“先做出了一個結(jié)論，再進行調(diào)查研究，收集的數(shù)據(jù)與結(jié)論不符，就再調(diào)查、再實驗，這不是科學(xué)實驗。認為結(jié)果與結(jié)論一樣，實驗就成功了，而結(jié)果與結(jié)論不一樣就失敗了，這說明教師注重的是結(jié)論而不是實驗的過程。”重視“特殊數(shù)據(jù)”的教學(xué)則能讓學(xué)生明白科學(xué)研究就是這樣的，100 次研究有可能99 次都是失敗的，失敗并不可怕，重要的是科學(xué)需要不斷研究和實驗，這才是重過程目標(biāo)的真實表現(xiàn)，才能在真正意識上貼合課程標(biāo)準(zhǔn)中指出的“小學(xué)科學(xué)是以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)為宗旨的科學(xué)啟蒙課程”。對于過分強調(diào)實驗數(shù)據(jù)整齊劃一、一切為教材結(jié)論服務(wù)，是教師將知識結(jié)論作為教學(xué)的主要追求的一種表現(xiàn)，這樣的追求易造成灌輸科學(xué)知識、輕視科學(xué)思維的死板的課堂局面。

正視“特殊數(shù)據(jù)”，剖析“特殊數(shù)據(jù)”形成原因，尊重科學(xué)事實、尊重學(xué)生差異存在，是和諧科學(xué)課堂的融合劑，只有本著實事求是的科學(xué)態(tài)度，才能為國家培養(yǎng)出敢于嘗試、勇于質(zhì)疑的科技創(chuàng)新的一代新人。