以實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為支點(diǎn) 培養(yǎng)學(xué)生思辨能力

潘麗莉

摘?要：在科學(xué)課堂，學(xué)生測(cè)試數(shù)據(jù)出現(xiàn)了異常，教師面對(duì)意外，因勢(shì)利導(dǎo)，指導(dǎo)學(xué)生分析數(shù)據(jù)背后隱藏的問題，使問題得到了解決。本文敘述了《國旗怎樣升上去》一課的過程，并進(jìn)行了反思。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù);支點(diǎn);思辨能力

中圖分類號(hào)：G623.6??????????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ????文章編號(hào)：1992-7711（2020）01-116-1

《國旗怎樣升上去》是蘇教版科學(xué)五下第一單元《神奇的機(jī)械》的內(nèi)容，本課要讓學(xué)生通過觀察，描述定滑輪和動(dòng)滑輪構(gòu)造上的特點(diǎn);通過實(shí)驗(yàn)，數(shù)據(jù)分析，認(rèn)識(shí)定滑輪和動(dòng)滑輪的作用。

從理論上講，定滑輪是既不省力也不費(fèi)力的，只是改變了用力的方向，而動(dòng)滑輪會(huì)省一半的力。可我在實(shí)際教學(xué)中卻出現(xiàn)了令人意外的數(shù)據(jù)，當(dāng)預(yù)設(shè)和生成出現(xiàn)矛盾時(shí)，學(xué)生們碰撞出了絢爛的思維火花。

【案例描述】

今天早上，我要讓五年級(jí)的孩子認(rèn)識(shí)定滑輪和動(dòng)滑輪。像往常一樣，我去實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)備材料，鐵架臺(tái)，滑輪組，棉線，測(cè)力計(jì)按九組分發(fā)到位，看到桌上實(shí)驗(yàn)器材擺放得井井有條，我長舒一口氣，滿意地笑笑，希望今天的實(shí)驗(yàn)探究圓滿成功，孩子們都能有所收獲。

五年級(jí)的孩子只要碰到需要親自動(dòng)手操作的探究課，就會(huì)特別有興趣，今天也不例外，孩子們聽得很認(rèn)真。因?yàn)榱私獾剿麄冎昂苌俳佑|到測(cè)力計(jì)，我在教學(xué)活動(dòng)中特意加了幾張介紹彈簧測(cè)力計(jì)的圖片。幫助他們認(rèn)識(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的工作原理，教他們正確的使用方法。實(shí)驗(yàn)中很重要的注意事項(xiàng)就是：使用測(cè)力計(jì)每次要觀察一下，是否在零刻度處，如果不在，要調(diào)零。為了確保實(shí)驗(yàn)的順利完成，我演示了測(cè)力計(jì)調(diào)零的方法。怎么讀數(shù)？因?yàn)橹八麄儨y(cè)過小車上斜坡所用的拉力，所以已經(jīng)有了一些經(jīng)驗(yàn)。要均勻用力，在勻速拉動(dòng)的過程中讀數(shù)。怎么拉？豎直向下，我喊了一名同學(xué)上臺(tái)演示，從孩子們的眼神里我覺得這些對(duì)于他們而言并無困難。接著認(rèn)識(shí)定滑輪和動(dòng)滑輪的構(gòu)造特點(diǎn)，理論知識(shí)學(xué)完了，孩子們迫不及待地準(zhǔn)備動(dòng)手實(shí)驗(yàn)。

他們小心翼翼地系好繩扣，將定滑輪掛在繩扣上，接著穿線，將定滑輪組裝好。我提醒孩子們觀察測(cè)力計(jì)是否要調(diào)零，他們很快將測(cè)力計(jì)調(diào)整好，用測(cè)力計(jì)測(cè)出鉤碼的重力為1牛頓，然后在繩索的一端掛上兩個(gè)鉤碼，繩索的另一端掛上測(cè)力計(jì)，垂直向下用力，我在組際之間巡視，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)小組的操作方法是沒有問題的。我再次提醒孩子們，不要忘了在拉動(dòng)過程中讀數(shù)并記錄，第一次的實(shí)驗(yàn)完成得比較順利，可是等到交流匯報(bào)時(shí)，我有些不知所措，有的組是0.8牛頓，有的組是0.9牛頓，有一組是1牛頓。

那么，數(shù)據(jù)錯(cuò)誤的原因在哪兒呢？我順勢(shì)問孩子們：為什么每一組的讀數(shù)會(huì)不一樣呢？為什么大多數(shù)小組的讀數(shù)是0.8牛頓，差了0.2呢？孩子們七嘴八舌地討論起來。有人說：應(yīng)該是測(cè)力計(jì)問題，我們用的測(cè)力計(jì)年老失修，彈簧可能有問題;有人說：可能是測(cè)力時(shí)沒有調(diào)零;有人說：是讀數(shù)時(shí)拉測(cè)力計(jì)的力不夠均勻;還有人說：也許拉測(cè)力計(jì)時(shí)用力的方向不是豎直向下的，可能傾斜了。我心里不禁一喜：孩子們分析得都很有道理，他們不只是關(guān)心實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，而更多的是思考數(shù)據(jù)背后的問題：對(duì)實(shí)驗(yàn)器材的選擇，實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)等一系列問題的反思，這不正是我們所說的動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)科學(xué)嗎？像科學(xué)家那樣做研究，當(dāng)然可能成功也可能經(jīng)歷失敗，

課堂上因?yàn)闀r(shí)間的原因，我們沒有給出更科學(xué)的解釋。課下，我又動(dòng)手做了幾次實(shí)驗(yàn)，將舊測(cè)力計(jì)換成了新的，并且查找了資料：彈簧測(cè)力計(jì)是不可以倒置調(diào)零的。最好的使用方法是將兩個(gè)測(cè)力計(jì)，上為甲測(cè)力計(jì)，下為乙測(cè)力計(jì)，秤鉤相掛，先測(cè)出乙測(cè)力計(jì)的自重，然后將示數(shù)調(diào)至自重，再用校對(duì)過的測(cè)力計(jì)去測(cè)拉力。因此，為什么差了0.2牛頓就很好解釋了，拉力0.8牛頓加上測(cè)力計(jì)自重0.2牛頓正好是1牛頓。原來，小小測(cè)力計(jì)，內(nèi)藏大乾坤。

【案例反思】

在科學(xué)探究中，我們常常會(huì)發(fā)現(xiàn)一些與科學(xué)規(guī)律或生活常識(shí)相悖的異常數(shù)據(jù)。這時(shí)，教師面對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的異常數(shù)據(jù)既不能無視，也不能直接予以否定。而是要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行合理對(duì)待、科學(xué)分析、理性思考。

一、分析引發(fā)異常數(shù)據(jù)的原因

1.實(shí)驗(yàn)操作失誤造成了異常數(shù)據(jù)。

本課中，測(cè)力計(jì)使用不當(dāng)最容易導(dǎo)致異常數(shù)據(jù)。小學(xué)生因?yàn)槔斫饽芰τ邢蓿荒馨褜?shí)驗(yàn)中的每個(gè)注意點(diǎn)都做到位，因而會(huì)出現(xiàn)失誤，從而造成了異常數(shù)據(jù)。因此，教師要因勢(shì)利導(dǎo)，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)異常數(shù)據(jù)背后的東西。

2.一些可控因素造成了異常數(shù)據(jù)。

實(shí)驗(yàn)儀器不精確、實(shí)驗(yàn)過程不正確、操作方法不正確等可控制的因素也會(huì)造成異常數(shù)據(jù)。本課中，主要是因?yàn)闇y(cè)力計(jì)不能倒置調(diào)零而造成數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差。因而，減少不可控制因素的出現(xiàn)，是解決問題的重中之重。

二、減少異常數(shù)據(jù)的方法

1.堅(jiān)持上好科學(xué)實(shí)驗(yàn)課。

實(shí)驗(yàn)操作有一個(gè)熟練度的問題，高年級(jí)學(xué)生比低年級(jí)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作上出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)的概率小，同年級(jí)段內(nèi)常進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作的學(xué)生比不常進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作的學(xué)生出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)的概率小。長期進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作可以減少很多實(shí)驗(yàn)過程和操作方法上的不當(dāng)。因此，教師應(yīng)堅(jiān)持帶領(lǐng)學(xué)生多做實(shí)驗(yàn)，隨著操作次數(shù)的增加，異常數(shù)據(jù)出現(xiàn)的概率必然會(huì)大大減少。

2.培養(yǎng)良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣。

要想減少實(shí)驗(yàn)誤差，必須堅(jiān)持三點(diǎn)：首先，學(xué)生組內(nèi)分工明確，保證每個(gè)人有事可干;其次，強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)，保證科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn);第三，演示實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生留意教師的每個(gè)細(xì)節(jié)，實(shí)際操作中教師要適時(shí)進(jìn)行巡視指導(dǎo)。

3.反復(fù)測(cè)量，養(yǎng)成實(shí)證意識(shí)。

教師應(yīng)該把“科學(xué)實(shí)驗(yàn)應(yīng)反復(fù)多做幾次，然后取數(shù)據(jù)的平均值”這個(gè)意識(shí)貫穿在教學(xué)的始終，這樣才能保證實(shí)驗(yàn)的誤差值達(dá)到最小。此外，教師也可以要求學(xué)生把各小組得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行平均，這樣也能避免異常數(shù)據(jù)的出現(xiàn)。

科學(xué)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)錯(cuò)誤數(shù)據(jù)并不可怕，只要學(xué)生發(fā)現(xiàn)異常數(shù)據(jù)背后的奧秘，不斷反思改進(jìn)，不斷完善實(shí)驗(yàn)，這才是能夠體現(xiàn)科學(xué)精神和科學(xué)價(jià)值觀的教學(xué)方式，才能真正有效地提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

（作者單位：南京市百家湖小學(xué)，江蘇 南京211100）