正確面對“意外”的數(shù)據(jù)

黎澤斌

小學(xué)科學(xué)的教學(xué)離不開實(shí)驗(yàn)，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中感受科學(xué)、學(xué)習(xí)科學(xué)，而數(shù)據(jù)則是記錄實(shí)驗(yàn)過程、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的重要手段。我們在實(shí)驗(yàn)過程中通常需要通過對多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，才能理解發(fā)現(xiàn)事物與事物之間的聯(lián)系，掌握相互之間的規(guī)律，透過現(xiàn)象探究本質(zhì)。《科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)解讀》指出：“科學(xué)教育不是一個完全可以預(yù)設(shè)的過程，尤其對以科學(xué)探究為主的教學(xué)來說，更是無法預(yù)測將會出現(xiàn)什么結(jié)果，即使是過程，也很難完全預(yù)設(shè)與控制。從某種程度上說，這是一個不斷生成的過程，整個過程將隨著教師、學(xué)生參與的程度與具體情況而展開。”在實(shí)驗(yàn)操作過程中，常常因?yàn)椴僮鳌⒂涗浀仍虺霈F(xiàn)一些誤差甚至錯誤的數(shù)據(jù)，對這些“意外”數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的正確方法就變得異常重要了。

有一次本地區(qū)的科學(xué)優(yōu)質(zhì)課在我校舉行，我“近水樓臺先得月”，聽了所有的參賽課，課堂中出現(xiàn)意外數(shù)據(jù)現(xiàn)象幾乎出現(xiàn)在每一節(jié)課中。

如在《磁力大小》一課中，老師要求學(xué)生在條形磁鐵的五個點(diǎn)上掛曲別針，統(tǒng)計出這五個點(diǎn)上的區(qū)別針的數(shù)量，從而推斷出條形磁鐵兩極磁力最大的特點(diǎn)。在經(jīng)過教師示范、學(xué)生分組后，各組開始把自己小組的數(shù)據(jù)到黑板上填入數(shù)據(jù)表。看著學(xué)生匯總的數(shù)據(jù)，上課教師、聽課老師都覺得水到渠成，環(huán)環(huán)相扣。但突然出現(xiàn)一組數(shù)據(jù)引起大家注意。左表中第5 小組的數(shù)據(jù)：A點(diǎn)是16，而B點(diǎn)是20。我想可能是記錄員的記錄出現(xiàn)的問題。上課老師看著這一個不同的數(shù)據(jù)說：你們組為什么和大家的不一樣？是不是記錄錯了？今天由于時間關(guān)系，您們組少數(shù)服從多數(shù)！……通過這些數(shù)據(jù)說明磁鐵兩極磁力最大。科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)堋吧贁?shù)服從多數(shù)”？我們明顯感覺到這個小組的學(xué)生還沒有“服從”過來。

再來看另外一節(jié)課《擺的研究》：老師給每個小學(xué)同學(xué)準(zhǔn)備了長短不同的擺繩，要求測量長短擺繩在10秒內(nèi)擺動的次數(shù)。在各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)順利開展形成數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)時同樣也發(fā)現(xiàn)一個異常的數(shù)據(jù)。下表中第四小組的數(shù)據(jù)：長繩的10秒內(nèi)18次，短繩10秒內(nèi)12次。這位老師引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)只有這一個組數(shù)據(jù)與眾不同，讓大家分析可能出現(xiàn)錯誤的原因，最后這個組重新做實(shí)驗(yàn)，大家一起數(shù)數(shù)，得出了正確的數(shù)據(jù)，最終形成全班統(tǒng)一的結(jié)論：擺的快慢與擺繩的長短有關(guān)系，擺繩長擺動慢，擺繩短，擺動快。

在每節(jié)要開展實(shí)驗(yàn)的課前，教師都會自己試做多次，以此檢查實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的情況，做到心中有數(shù)。而象這樣的比賽課、示范課，教師一般都會對整個實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行反復(fù)預(yù)設(shè)、嘗試、分析，盡最大的力量保證在實(shí)驗(yàn)中沒有“意外”情況發(fā)生，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、指向性。但總有個別小組獲得的數(shù)據(jù)有點(diǎn)“與眾不同”。對于那些另類的“意外”的數(shù)據(jù)，上面兩位教師的處理方法截然不同，但哪個方法更好？相信大家心里都贊同第二個老師師的做法吧！

而在上《用水測量時間》這課時，為了說明流水時間與杯內(nèi)的水位及杯底孔徑大小有關(guān)系，老師構(gòu)思獨(dú)特，給各小組準(zhǔn)備了孔徑相同的一次性杯子，其中一個小組杯子孔要大一些！實(shí)驗(yàn)時，讓一個組員用手堵住出水孔，另一個組員把杯子水加滿，計時員一聲令下，打開出水孔，按下記時鍵，記錄整個杯子水流干凈的時間。在我旁邊的小組，正好用的就是杯底孔大的小組，我清楚地看到他們杯中水流盡用了11秒。到匯報數(shù)據(jù)了，其他小組的都25秒、26秒、24秒。輪到這個小組匯報里我聽到是：我們小組是26秒！我簡直不敢相信自己的耳朵，11秒變成了26秒，怎么能篡改實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)呢！上課老師也發(fā)現(xiàn)這個問題。把這個組的杯子放在實(shí)驗(yàn)投影下重新做了一次，11秒！再把兩個杯子放在一起比較，讓學(xué)生認(rèn)識到出水孔大小對流水速度的影響，最后又引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識古代水鐘是如何改變出水孔來調(diào)整記時準(zhǔn)確性的。老師精心的設(shè)計卻被學(xué)生的“重眾”心理給“攪黃”了。好在老師沉著應(yīng)對，化解了這個小意外，但學(xué)生篡改實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)的做法、特別是發(fā)生在我們學(xué)校學(xué)生身上，引起的我深刻反思。

其實(shí)我們在平常教學(xué)中，為了結(jié)論的達(dá)成和課堂教學(xué)的完整性，我們往往會只關(guān)注我們心目中“合理”的解釋、數(shù)據(jù)，暗示學(xué)生、引導(dǎo)學(xué)生朝著希望的方面說。眾多學(xué)生發(fā)言，得到希望的回答時，全班鼓掌。而對于“不和諧”、“意外”的則忽視不聽，或者一帶而過、置之不理。時間長了學(xué)生為了能得到老師的肯定，就會揣摩老師的需要，放棄自己真實(shí)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。但是，對于這樣的數(shù)據(jù)，教師更應(yīng)該客觀理性的對待，教師更應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，找出“意外”發(fā)生的原因。科學(xué)史上“意外”成就科學(xué)重大發(fā)現(xiàn)例子舉不勝舉。

我在上六年級上冊《神奇的小電動機(jī)》，就給學(xué)生舉例科學(xué)史一個著名的“意外”。在1873年奧地利維也納世博會上，來自比利時的格拉姆展示了他的直流電動機(jī)。布展中，他意外接錯了線：把別的發(fā)電機(jī)發(fā)的電，接在自己發(fā)電機(jī)的電流輸出端。這時，他驚奇地發(fā)現(xiàn)，第一臺發(fā)電機(jī)發(fā)出的電流進(jìn)入第二臺發(fā)電機(jī)電樞線圈里，使得這臺發(fā)電機(jī)迅速轉(zhuǎn)動起來，發(fā)電機(jī)變成了電動機(jī)。在場的工程師、發(fā)明家欣喜若狂，因?yàn)橐患屓藗兪×Φ男掳l(fā)明“意外”地產(chǎn)生了。

課堂教學(xué)中除“意外”數(shù)據(jù)外，各種“意外”情況隨時出現(xiàn)，我們都應(yīng)該以積極的態(tài)度去面對他。向更高一個層次方向來說，“意外”其實(shí)是一種轉(zhuǎn)瞬即逝的寶貴教學(xué)資源，小學(xué)科學(xué)內(nèi)容包括：天文地理、物理化學(xué)、生物人體，我們唯有提高自身“武藝”、“內(nèi)功”，當(dāng)“意外”出現(xiàn)時我們才能“見招拆招”，應(yīng)付自如。