何建明??

摘要：實驗中經(jīng)常會出現(xiàn)“問題”數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)教學(xué)中教師常常認為它會阻礙教學(xué)目標的順利達成，忽略了其蘊含的科學(xué)教育內(nèi)涵，因而處理得不是很恰當。有鑒于此，本文以課堂中的“問題”數(shù)據(jù)為例，通過問題呈現(xiàn)、原因分析來明確教師教學(xué)中存在的問題，了解學(xué)生內(nèi)在的思維狀態(tài)，從而調(diào)整和改進教學(xué)策略，化危機為轉(zhuǎn)機，高效完成實驗。

關(guān)鍵詞：“問題”數(shù)據(jù)；科學(xué)素養(yǎng)；原因分析；優(yōu)化調(diào)整

數(shù)據(jù)是科學(xué)探究中重要的實證依據(jù)，實事求是地分析它，能使我們的思路更清晰，實驗結(jié)果更精確。同時實驗數(shù)據(jù)可以推進學(xué)生的思維發(fā)展，不斷提高學(xué)生學(xué)習效率。但實驗中經(jīng)常會出現(xiàn)“問題”數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)教學(xué)中教師常常認為它會阻礙教學(xué)目標的順利達成，忽略了其蘊含的科學(xué)教育內(nèi)涵。其實，“問題”數(shù)據(jù)是探究活動科學(xué)本質(zhì)的一種體現(xiàn)，只要我們及時調(diào)整，合理的教學(xué)策略將會使課堂上的“問題”數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成教學(xué)中寶貴的課程資源。

一、 小學(xué)科學(xué)數(shù)據(jù)的“問題”種類

（一） 呈現(xiàn)不合理

數(shù)據(jù)的價值主要體現(xiàn)在為結(jié)論提供支持，換句話說，如果我們不能合理地呈現(xiàn)數(shù)據(jù)，用以與別人交流，數(shù)據(jù)的價值則非常有限。觀察不同形狀的橡皮泥在水中排開的水量，將結(jié)果記錄在下表中：

學(xué)生做完實驗，可以得到的結(jié)論是：能浮起來的橡皮泥的形狀肯定不是實心的，或者能說出沉的情況，橡皮泥排開的水量是一樣的。但橡皮泥能浮起來時排開的水量要比沉的時候多，極少同學(xué)能從這張表格中看到。

（二） 數(shù)據(jù)不真實

科學(xué)實驗講究的是實事求是。數(shù)據(jù)可以進行處理和挑選，但不能隨意修改，否則會加入主觀因素，這樣得到的結(jié)果不科學(xué)也不準確。磁力的大小與線圈圈數(shù)有關(guān)的實驗，研究后統(tǒng)計如下：

此實驗數(shù)據(jù)是有問題的。因為在學(xué)生實驗的過程中，我看到有兩小組數(shù)據(jù)出現(xiàn)了類似5和8小組的情況，但最后那兩個小組篡改了數(shù)據(jù)。

（三） 效果不明顯

上面的實驗有些同學(xué)課前自己已經(jīng)嘗試過，在改變線圈圈數(shù)這個變量時，采用繞2圈，繞5圈，繞7圈的方法，但是幾次實驗下來，電磁鐵吸引大頭針的數(shù)量都沒有變化，所以一上課就提出了電磁鐵的磁力大小與線圈圈數(shù)無關(guān)這一想法。

（四） 誤差偏大

誤差存在于一切科學(xué)實驗和測量過程中，在實驗的設(shè)計、儀器本身的精度、環(huán)境條件及實驗數(shù)據(jù)處理中都可能存在誤差。但誤差過大會影響實驗結(jié)果，造成實驗失敗，如上面的實驗，5和8實驗數(shù)據(jù)誤差較大。

（五） 不符合“正確結(jié)論”

在《杠桿的科學(xué)》這一課，教師引導(dǎo)學(xué)生研究杠桿的秘密時，明確告知學(xué)生在杠桿尺的左邊掛鉤碼相當于重物，要使杠桿保持平衡，在右邊也掛上鉤碼，這就是需要使用的力。學(xué)生理解實驗要求以及注意事項后開展探索實驗。實驗后統(tǒng)計如下：

其中加粗的數(shù)據(jù)不符合“正確結(jié)論”。

（六） 不全面

一位教師執(zhí)教《拱形的力量》一課時，全班共有10個小組，研究平橋和拱橋的承受能力，每個小組前后測量2次數(shù)據(jù)，老師選擇了5個小組進行數(shù)據(jù)匯報：

二、 數(shù)據(jù)的“問題”成因分析

（一） 數(shù)據(jù)處理的方法、習慣

數(shù)據(jù)有簡單的，也有復(fù)雜的。數(shù)據(jù)簡單，分析起來輕松自如；數(shù)據(jù)復(fù)雜，呈現(xiàn)時又雜亂無章，不僅分析它會感到困難，還會降低解釋的說服力。實驗數(shù)據(jù)項目較多，數(shù)據(jù)呈現(xiàn)方式不夠優(yōu)化，導(dǎo)致學(xué)生得出的結(jié)論不夠全面。日常教學(xué)中，教師過于單一的使用表格這種呈現(xiàn)方式，或者教師給學(xué)生安排好了呈現(xiàn)方式，剝奪了學(xué)生自己選擇數(shù)據(jù)呈現(xiàn)方式的機會。學(xué)生對數(shù)據(jù)呈現(xiàn)方式運用得不靈活，只會機械記錄數(shù)據(jù)。

（二） 學(xué)習者因素

1. 唯結(jié)論馬首是瞻

學(xué)生從小受“有錯就改”的反復(fù)教育，因此形成了迎合結(jié)論的特點。在科學(xué)探究活動中，不少學(xué)生出現(xiàn)唯結(jié)論的盲從行為，缺乏探究精神。為了完成實驗記錄表，隨手一抄、隨便一改，并不講求為什么是這樣，更缺少對自己錯誤發(fā)生原因的探查與反思。

2. 基于思維分析的主動調(diào)適

還有一類修改是由學(xué)生認知矛盾引發(fā)的主動“調(diào)適”。這類行為往往伴隨著豐富的思維分析。學(xué)生的對話告訴我們，在《電磁鐵的磁力（一） 》這課中學(xué)生修改數(shù)據(jù)的行為不是根據(jù)“假設(shè)”或“結(jié)論”做出的簡單臆想，而是建立在學(xué)習了“線圈圈數(shù)越多，磁力越大”的理論基礎(chǔ)上，修改過程中，學(xué)生們反思實驗過程、探求差異原因、定位實驗數(shù)據(jù)。與盲從相比，這類活動具有較高的教學(xué)價值。

（三） 未適度放大實驗數(shù)據(jù)

學(xué)生通過一段時間的學(xué)習，已經(jīng)認識了控制變量法，但是對如何確定改變量的大小才能達到需要的實驗效果卻不是十分了解。學(xué)生片面地以為只要改變量有變化，實驗就成功了。殊不知，變化過小，產(chǎn)生的實驗效果就會很不明顯，影響我們的觀察，導(dǎo)致實驗結(jié)論朝錯誤的方向走。

（四） 實驗器材的問題

電池在前兩次實驗后有比較大的消耗，進行第三次實驗“100圈”時，電量明顯減少，所以造成較大誤差。準備的大頭針個頭太大，較難被電磁鐵吸引，不易從吸起的大頭針數(shù)量上看出明顯差別。作為鐵芯的鐵釘不夠大，沒有足夠多地方吸引大頭針等問題。

（五） 不規(guī)范的實驗操作

剛剛開始操作，有同學(xué)就出現(xiàn)問題，將杠桿尺放在不平整的書本或部分壓在實驗記錄本上，看也不看開始的時候杠桿尺是否平衡就立刻加鉤碼了；有些同學(xué)放完鉤碼看是否平衡時，心情過于急切，直接用手在杠桿尺上按壓使其盡快保持平衡，在杠桿尺未完全平衡時就記錄數(shù)據(jù)；有些同學(xué)配合“默契”，一個直接用手指使杠桿尺平衡，另一個同學(xué)就讀數(shù)據(jù)了。

（六） 時間和人為因素

1. 課堂時間限制

由于課堂時間限制，為了完成教學(xué)任務(wù)，我們經(jīng)常能看到的現(xiàn)象是老師并不展示所有小組的數(shù)據(jù)讓學(xué)生進行分析，取而代之是以偏概全?；蛘呤怯心康牡剡x擇指向性明顯的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)，忽略“有問題”的數(shù)據(jù)。

2. 教師活動前的指導(dǎo)沒有到位

教師對活動的要求不明確，作為對比實驗，控制變量很重要，但教師卻沒有重點要求。導(dǎo)致的情況有：部分學(xué)生在做平橋的時候，將平橋兩端在書本上的地方用手拉住按住，不讓其變形；部分做拱橋的時候，將拱橋的拱足兩端放入書本中間。最終出現(xiàn)了讓老師很頭痛的“問題”數(shù)據(jù)，教師有意無意地忽略它，只呈現(xiàn)部分指向性明顯的數(shù)據(jù)。

三、 教學(xué)策略優(yōu)化調(diào)整

（一） 引導(dǎo)學(xué)生合理呈現(xiàn)數(shù)據(jù)

引導(dǎo)學(xué)生整理數(shù)據(jù)時，用合適的方式呈現(xiàn)探究數(shù)據(jù)，如文字、畫圖、表格等。使原本無序、雜亂的數(shù)據(jù)，變得有序，便于學(xué)生發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律。如將排開的水量處理成統(tǒng)計圖：

（二） 培養(yǎng)學(xué)生實證精神

日常教學(xué)中，教師要注意培養(yǎng)學(xué)生的實證精神，鼓勵學(xué)生記錄客觀存在的每一個數(shù)據(jù)，不可摻入自己的想法而隨意修改，也不可以經(jīng)驗常理來篡改數(shù)據(jù)。如果遇到無法推理出“科學(xué)結(jié)論”的數(shù)據(jù)，教師一定給予充分的肯定，要“讓每一個站起來發(fā)言的學(xué)生都能體面的坐下。”逐漸使學(xué)生建立“每一個數(shù)據(jù)都很重要”的認識。科學(xué)結(jié)論以數(shù)據(jù)為支撐，忠實的記錄，是對客觀世界的公正對待，尊重了科學(xué)。正如喻伯軍老師曾經(jīng)說過：“數(shù)據(jù)沒有問題，而是對數(shù)據(jù)的態(tài)度，體現(xiàn)出教師對科學(xué)的理解問題?！?/p>

（三） 順著學(xué)生思路調(diào)整，產(chǎn)生思想激蕩

有些學(xué)生堅持認為自己的數(shù)據(jù)很準確，那么，光說是沒有用的。不要否認他們的數(shù)據(jù)，而是要求他們演示給同學(xué)們看，并讓他們把圈數(shù)改為20圈、60圈、100圈，由于自變量的調(diào)整，得出了明顯的實驗現(xiàn)象，學(xué)生就產(chǎn)生了思想沖突。此時教師要告訴學(xué)生自變量的選擇是有一定原則的，過小的變化，使實驗現(xiàn)象很不明顯，不便于我們觀察。

（四） 反思實驗過程，改進后再做

面對這種情況，要引導(dǎo)學(xué)生反思：“請你們分析一下，為什么這兩組會有不同的數(shù)據(jù)呢？”孩子們紛紛舉手，“可能沒有控制好實驗中的不變的條件?！薄昂苡锌赡苁请姶盆F吸引大頭針的位置不相同。”“電池已經(jīng)被我們反復(fù)多次做了實驗，而且都是短路，很可能電量已經(jīng)很少了，因此吸引大頭針的數(shù)量不增反而減了?！睅熒餐接懀涣鞲倪M實驗方案，再次做實驗。

（五） 修正實驗過程，重復(fù)實驗

當違背“正確結(jié)論”的數(shù)據(jù)出現(xiàn)時，要勇于引領(lǐng)學(xué)生去思考、去發(fā)現(xiàn)：重視事實根據(jù)，合理懷疑；傾聽和考慮他人的不同觀念或解釋；避免在證據(jù)不充分的情況下作出判斷；避免將某結(jié)論不恰當?shù)剡M行推廣；注意考察任一數(shù)據(jù)來源的可靠性及重現(xiàn)性；多次實驗，根據(jù)新的證據(jù)，懷疑、修改自己的意見。直到找到問題的癥結(jié)所在，再進行重復(fù)實驗，看看實驗的結(jié)果是否有變化。

（六） 給足時間，提高認識

1. 提供足夠的探究時間

時間是保證科學(xué)探究有效性的一個重要指標。給學(xué)生充足的時間進行探究活動，全面分析實驗數(shù)據(jù)，重視“問題”數(shù)據(jù)的分析研究，使學(xué)生在反思中加深對實驗的理解。

2. 提高數(shù)據(jù)重要性的認識

從現(xiàn)象到分析比較、推導(dǎo)得出結(jié)論，是一個從具體到抽象的思維過程，在這個過程中，要提高對數(shù)據(jù)重要性的認識：（1） 不在觀察測量數(shù)據(jù)中挑選符合自己想法的內(nèi)容，不隨意丟失資料；（2） 明確數(shù)據(jù)越充分、樣本越大，越令人信服。

我們不僅要在正確的實驗數(shù)據(jù)中找出我們所需要的實驗結(jié)論，更要在“問題”數(shù)據(jù)中找出我們實驗中的不足之處，這樣我們的科學(xué)才有進步的可能。讓我們一起關(guān)注“問題”數(shù)據(jù)蘊含的教育價值，及時調(diào)整和改進教學(xué)策略，讓“問題”數(shù)據(jù)成為發(fā)展學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的良好契機，讓科學(xué)課堂收獲一個個不期而獲的美麗！

參考文獻：

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