關(guān)注小學(xué)科學(xué)實驗中的生成現(xiàn)象

1、誤 差 也 精 彩 關(guān)注實驗中的生成現(xiàn)象小學(xué)科學(xué)課以其獨特的探究性、開放性和趣味性吸引著無數(shù)孩子的眼球，特別是實驗課，我們總能看到一雙雙充滿好奇的大眼睛在專注地觀察著，一張張能說會道的小嘴巴在不停地交流著，一只只勤快的小手在認(rèn)真地記錄著。學(xué)生用稚嫩的心智在不斷地建構(gòu)知識，學(xué)習(xí)新知。由于年齡、知識結(jié)構(gòu)、實驗素養(yǎng)的缺乏，學(xué)生的實驗常常顯得非常稚嫩，實驗中的各種生成現(xiàn)象令他們誤差連連。在整理各種實驗數(shù)據(jù)資料的時候，由于預(yù)設(shè)和生成有太多的矛盾，令他們迷惑不解，教師也經(jīng)常無從說起，實驗因此變得混亂而低效，難怪有老師感慨，學(xué)生常常為了迎合實驗結(jié)論，篡改數(shù)據(jù)資料?？茖W(xué)實驗的真實性和嚴(yán)肅性受到了極大的挑戰(zhàn)。面

2、對如此困境，當(dāng)前的實驗究竟該何去何從？筆者認(rèn)為必須還實驗本真，還思維本能，還科學(xué)真相。一、還實驗本真，讓誤差自然生成。實驗和誤差是一對矛盾，做實驗要求研究者謹(jǐn)慎、仔細(xì)，盡量避免、減少各種誤差。但是，即使是最精確的實驗也免不了存在各種誤差，實驗誤差的生成主要有三種原因：第一是測量者自身的疏忽；第二是測量工具的不精確；第三是實驗環(huán)境的各種影響。小學(xué)科學(xué)是實驗的啟蒙階段，不管是學(xué)生本人，還是實驗室的工具或者實驗的環(huán)境都或多或少地存在著各種很難避免的誤差因素，如果我們一味地追求實驗的精確度，在大多學(xué)?，F(xiàn)有的條件下很難做到，況且我們面對的是一群對實驗剛剛?cè)腴T的小學(xué)生，許多意想不到的實驗誤差令我們很難自圓

3、其說，思維單純的學(xué)生更難接受。萬般無奈之下，他們只能篡改數(shù)據(jù)迎合教師，迎合結(jié)論。因此，我們必須讓學(xué)生認(rèn)識到誤差是實驗不可避免的一部分。在執(zhí)教“用橡皮筋做動力”一課時，所有小組的實驗數(shù)據(jù)都符合了一個科學(xué)道理，橡皮筋纏繞的圈數(shù)越多，小車運動的越快；橡皮筋纏繞的圈數(shù)越少，小車運動的越慢。正當(dāng)教師興致勃勃展開下一個教學(xué)環(huán)節(jié)時，一名學(xué)生膽怯地舉起了小手。生：老師，我們小組的數(shù)據(jù)不符合這個結(jié)論。師（大惑不解）：你們的數(shù)據(jù)都寫在黑板上了，沒問題??！生：是我們組長改了，真實的數(shù)據(jù)是這樣的，橡皮筋繞了一圈，小車平均開動24厘米；橡皮筋繞了兩圈，小車平均開動38厘米，橡皮筋繞了三圈，平均開動了36厘米。師：??？！

4、第三個數(shù)據(jù)你們明明寫著46厘米??？生：這是組長改的。師：請組長站起來解釋一下。生：按照我們的猜想，繞三圈應(yīng)該比繞兩圈開得快，因為繞三圈的彈力大，其他小組都得到了這個結(jié)論，我們小組肯定是哪兒出錯了。師：你知道哪兒出錯了嗎？生：不太清楚。師：自己不知道原因怎么能隨便篡改數(shù)據(jù)，把你們的實驗給大家說說，我們一起來診斷。學(xué)生講清了情況，原來他們小組是一根橡皮筋對折了之后來做實驗的，當(dāng)把橡皮筋繞了三圈之后，由于小車本身太輕，開動時不停地打滑，車子反而跑得近了。師（因勢利導(dǎo)）：同學(xué)們，他們的實驗數(shù)據(jù)和我們的結(jié)論有矛盾嗎？生1：不矛盾，因為我們實驗的小車車身太輕，開動時要打滑。生2：這個實驗結(jié)論只能說明一般情

5、況下，特殊問題特殊處理。生3：車子開動必須要有一定的摩擦，地面太滑，輪胎也太滑，小車開動的速度是有限的。一個小小的實驗誤差終于露出它真實的面容，讓孩子懂得了透過現(xiàn)象看本質(zhì)的科學(xué)道理，差一點在教師流暢的課堂預(yù)設(shè)中石沉大海，影響了孩子們求真的本能，還實驗本真，讓誤差自然呈現(xiàn)吧，這里有無限的精彩！二、還思維本能，讓誤差不打自招。科學(xué)實驗常常由于誤差讓我們舉步維艱，因為它影響、干擾了研究者順暢的思緒，也常常由于誤差讓我欣喜若狂，因為它提供了問題的結(jié)癥，開啟了成功的大門?？梢哉f誤差是一把雙刃劍，處理不當(dāng)則功敗垂成，正如一句名言“一個錯誤，會引發(fā)另一個錯誤”，處理得當(dāng)則大功告成，也如一句名言“失敗乃成功之

6、母”。因此，我們要時刻注意觀察分析實驗中的各種誤差現(xiàn)象，以誤差為把手，不斷分析、總結(jié)，順藤摸瓜，找到問題所在，還原真實科學(xué)。筆者教學(xué)“光和熱”一課，遇到了一個相對棘手的問題。整理數(shù)據(jù)資料時，得到了如下一張表格。溫度鏡子小組012311216182021315.51617.531213141541415.51616.551315.517.5196111416177131517198121517199121618.5211012.51517.519仔細(xì)觀察，會發(fā)現(xiàn)這張表格所體現(xiàn)的實驗誤差實在太多。在同一個時間段，在同一個環(huán)境，居然各組的測量結(jié)果會有如此大的差距。倘若處理不當(dāng)，孩子們會質(zhì)疑科學(xué)實驗的

7、權(quán)威性，他們可能會不相信實驗，認(rèn)為實驗可能是騙人的把戲，從此對科學(xué)失去興趣。本著求真務(wù)實，重視實驗生成的教學(xué)思想，教師對癥下藥，改變了某些教學(xué)預(yù)設(shè)。首先，透過現(xiàn)象看本質(zhì)，尋找共通之處。不管是怎樣的實驗數(shù)據(jù)，無論它的誤差如何離譜，只要研究者真實記錄，都掩蓋不了他的科學(xué)本質(zhì)，這組數(shù)據(jù)，看似離譜，問題多多，但其中蘊藏著不可逃避的科學(xué)道理。師：請同學(xué)們仔細(xì)觀察黑板上的數(shù)據(jù)，看看每組數(shù)據(jù)的變化有什么共通之處？生：數(shù)據(jù)一個比一個大。師：看看數(shù)據(jù)的變化和鏡子數(shù)變化的關(guān)系。生：鏡子數(shù)越多，溫度越高；鏡子數(shù)越少，溫度越低。師：太棒了！現(xiàn)在你能給光和熱之間的關(guān)系下一個結(jié)論嗎？生：光照越強，熱量越多；光照越弱，熱量

8、越少。師：是啊，當(dāng)我們不用鏡子的時候，光照就越弱，溫度也就變低了，熱量自然就少；當(dāng)我們用了3面鏡子的時候，光照變強，溫度也就高了。紛繁復(fù)雜，眼花繚亂的數(shù)據(jù)在教師兩個關(guān)鍵問題的引領(lǐng)下悄然隱退，張顯出科學(xué)的真理。其次，縱橫比較尋差異，引發(fā)思維碰撞。之前的實驗數(shù)據(jù)盡管在教師去繁化簡的教學(xué)手段中浮現(xiàn)出廬山真面目，但始終無法抹去孩子們心中的種種猜疑，這是“誤差”在作祟。他們無時無刻地擾亂著學(xué)生的思緒，倘若教師不及時撥開這層迷霧，科學(xué)結(jié)論在孩子們心中只會成為過眼云煙，轉(zhuǎn)瞬即逝，又會回歸粗淺的原始認(rèn)知。師：請孩子們縱向比較各組數(shù)據(jù)，提出你的不解之處。生1：在鏡子數(shù)為“零”情況下，各組數(shù)據(jù)相差得太多，最高的有

9、14，最低的只有11，這不太可能，因為我們在同一個地方測量，溫度應(yīng)該相同才對。生2：是啊，在用一面鏡子照射溫度計的情況下，第一小組已經(jīng)達到了16，而第三小組只有13，這也不太可能。生3：在用三面鏡子照的時候，差距就更大了，最高的21，最低的15，差了整整6。師（將問題一一寫在黑板上，然后微微一笑）：這狡猾的數(shù)據(jù)看來是無法逃脫咱們睿智的雙眼了，再請同學(xué)們橫向比較各組數(shù)據(jù)，再次提出你的不解之處。生4：我發(fā)現(xiàn)，從零面鏡子到三面鏡子，溫度變化最大的是第九小組，上升了7，溫度變化最慢是第三小組，只上升了3。生5：我發(fā)現(xiàn)從零面鏡子到一面鏡子，溫度變化最大的第一和第九小組，升了4，溫度變化最小的第二小組，只

10、升了1，這差別也太大了。一石激起千層浪，教師看似平常的提問不但沒有撫平學(xué)生心中的疑惑，反而讓他們的不解越發(fā)瘋狂，令他們撓頭抓腮，坐立不安，有些學(xué)生已經(jīng)在私底下竊竊私語，有些學(xué)生則趴在桌子上苦思冥想，還有些學(xué)生則已經(jīng)控制不住自己的情緒，激烈地爭執(zhí)起來。按照理想的狀態(tài)，孩子們所測得的數(shù)據(jù)應(yīng)該是大同小異，得出結(jié)論也應(yīng)是順理成章，可現(xiàn)實則令大家出乎意料，矛盾重重，究其原因是實驗誤差在搗亂，它給我們的實驗鋪設(shè)了障礙，但同時帶給了我們一次深入思考的機會，一個交流探討的良機，一場思維碰撞的盛宴。最后，去偽存真求真理，建構(gòu)知識鏈條教師用兩個簡練的問題拎起了學(xué)生質(zhì)疑的神經(jīng)，他們在不停地疑問、反問、設(shè)問，又在不停

11、地假設(shè)、推理、論證。一場還原真實科學(xué)的議論即將開始，思維如洪水般沖刷著學(xué)生尚不完善的知識鏈條，重新建構(gòu)自身的認(rèn)知已迫在眉睫，尋求科學(xué)真理的時機已經(jīng)成熟！師：請回頭看黑板上的問題，各實驗小組認(rèn)真探討一下，把你們的結(jié)論寫在記錄本上。剎那間，教室里沸騰了，孩子們激烈地爭執(zhí)著，專注地討論著，認(rèn)真地記錄著。教師如一名胸有成竹的智者，游說于各小組之間，為孩子們的討論保駕護航，指明航向。一場熱烈的討論過后，教室里逐漸恢復(fù)了平靜，一只只自信的小手已高高舉起。生1：當(dāng)鏡子數(shù)為“0”的時候，各小組測的溫度不一樣，可能有如下原因：一、有些小組只在教室里測量，有些小組則在操場上測量，室內(nèi)和室外的溫度是不一樣的。二、溫

12、度計本身的原因，實驗室的溫度計太陳舊了，有些不標(biāo)準(zhǔn)。三、在使用溫度計時，可能有同學(xué)碰到了溫度計底部紅色部分，使溫度快速上升，或者他們的那個溫度計底部碰到了墻壁。生2：同樣是三面鏡子，有些小組溫度高，有些小組溫度低，可能有如下原因：一、照射的時間不一樣，可能有的小組用鏡子照的時間長，溫度升得就高了，有的小組照的時間短，溫度升得就低了些。二、鏡子的大小和晃動，我發(fā)現(xiàn)做實驗的時候，有的小組所用的鏡子很大，基本上不晃動，有些小組用的鏡子小，在不停地晃動。三、反射的角度不一樣，有些小組正面反射陽光，光照強，有些小組側(cè)面反射陽光，光照弱。生3：用不同的鏡子數(shù)時，每個小組溫度上升的快慢不一樣，即使是同一個小

13、組每增加一面鏡子，溫度上升的也不一樣，我認(rèn)為最大的原因是因為我們沒有限定照射的時間，這樣做實驗是不公平的，如果我猜得沒錯，第三小組和第七小組應(yīng)該限定好了照射的時間，他們每隔一分鐘，溫度上升的數(shù)據(jù)都是一樣的。正如孩子們的推測，擾亂思緒的實驗誤差被一個個請上了審判臺，同時也把做實驗的錯誤之處和疏漏之處給赤裸裸地挖掘出來，讓孩子們看到了什么才是真正的實驗，實驗前的準(zhǔn)備工作是多么重要，實驗時的細(xì)心、嚴(yán)謹(jǐn)是多么需要，實驗后的反思交流是多么必要??！科學(xué)只青睞有準(zhǔn)備的頭腦！第三，還科學(xué)真相，讓誤差為我所用?！罢`差是一塊絆腳石，對于弱者來說，它的確是塊絆腳石，它會讓你摔得很痛，敗得很慘，但對于強者來說，它卻是

14、一塊墊腳石，它會令你站得更高，看得更遠(yuǎn)?！比绻處熢诮虒W(xué)每個實驗之前對可能出現(xiàn)的誤差已有大致的估計，并且具有一定的預(yù)設(shè)，那么，當(dāng)誤差突然出現(xiàn)，也不至于手忙腳亂，手足無措，反而可以以某些實驗誤差為契機，展開美妙的課堂教學(xué)，讓孩子們學(xué)習(xí)科學(xué)的真知，享受科學(xué)的樂趣。在教學(xué)“怎樣得到更多的光和熱”一課時，通過實驗，學(xué)生懂得了兩個科學(xué)道理：一、顏色越深，吸熱本領(lǐng)越強，顏色越淡，吸熱本領(lǐng)越弱。二、反射光的本領(lǐng)越強，吸熱本領(lǐng)越弱，反射光的本領(lǐng)越弱，吸熱本領(lǐng)越強。但是，有一個問題讓孩子們非常納悶，爭得面紅耳赤。到底是鋁箔紙的吸熱本領(lǐng)強，還是白紙的吸熱本領(lǐng)強。雙方各執(zhí)一詞，有的學(xué)生說，鋁箔紙的吸熱本領(lǐng)強，因為它

15、的顏色比白紙深一點。有的學(xué)生則說，白紙的吸熱本領(lǐng)強，因為白紙的反光能力比鋁箔紙弱，而分析測得的實驗數(shù)據(jù)同樣不能解決問題，因為有些小組測得的數(shù)據(jù)表明鋁箔紙的吸熱本領(lǐng)強，有些小組測得的數(shù)據(jù)表明白紙的吸熱本領(lǐng)強，課堂交流僵持不下。教師并未慌亂，而是以此為契機，組織學(xué)生還原真實實驗。在認(rèn)真總結(jié)了每一個環(huán)節(jié)之后，才發(fā)現(xiàn)孩子們做實驗時不夠精確，有的小組將溫度計直接放在鋁箔紙和白紙內(nèi)，然后放在地面上，有的小組則將溫度計插在鋁箔紙和白紙之內(nèi)，不與紙壁相碰。最后實驗表明白紙內(nèi)的空氣溫度上升的比鋁箔紙快，但當(dāng)溫度計與兩種紙張接觸，傳遞熱的本領(lǐng)似乎鋁箔紙要強一些。通過仔細(xì)觀察，大家還否定了方才一名學(xué)生的解說，鋁箔紙的顏色并不比白紙深，它的顏色混雜了反射而來的其它物體的顏色。通過科學(xué)實驗的可重復(fù)性，我們找到了真正的科學(xué)道理，從而加深了孩子們對科學(xué)概念的認(rèn)識和理解，懂得了科學(xué)來不得半點馬虎的道