小學科學課堂中引導學生處理實驗誤差的策略

鄧紅蘋

摘 要：在理想實驗和實際實驗之間存在很大的誤差，原因有多方面，本文以教科版小學科學“擺的研究”一課為例，探究了教師如何引導學生處理實驗誤差。數據處理是科學實驗的重要組成部分，科學實驗的數據處理方法多種多樣，教師要靈活運用各種實驗數據處理方法，幫助學生養成良好的實驗數據處理能力。

關鍵詞：小學科學;科學實驗;誤差處理

引言：

新課標要求學生通過學習科學課，要有以證據和推理表達自我的能力，要有以證據和推理論證科學理論的意識，不能人云亦云，只模仿他人的想法和見解，而缺乏獨立思考和動手操作能力過程。小學科學課程的培養方案要求學生要養成實事求是、勇于探索、改革創新的思維模式。所以在小學科學教學中教師要積極引導學生以嚴謹科學的實驗態度和實驗操作來確保實驗的準確性，在實驗結果出現誤差時，教師要積極引導學生處理實驗誤差，幫助學生養成嚴謹的科學態度。本文以教科版五年級下冊中“擺的研究”為例，對如何引導學生處理實驗誤差展開探討。

每一個人思考問題和看待問題的角度不同，所以在教學實踐中當教師根據教材內容中的理論知識提出“在一定范圍內，擺動的快慢與重量無關，而與擺繩的長度有關。同一個擺，擺繩越長擺動越慢，擺繩越短擺動越快”這一概念時，有些學生會不同意這一觀點，此時教師要思考如何在不打擊學生積極性的前提下讓學生理解這一知識點，筆者認為首先教師要組織學生進行科學實驗進行論證，引導學生通過實驗得到“擺運動的快慢的與擺繩的長度有關”這一結果。此時一些細心的學生發現擺在運動時，同一條件下的擺錘運動的快慢有所差異，面對學生的疑問，其實教師一句話就可以說清楚，但對小學生來講，因為數據處理的經驗少，且認知能力有限，所以在面對實驗誤差時，他們會認為是因變量改變引起實驗數據產生微小的變化，由此導致學生得出的結論與科學規律相違背，為了防止學生產生這種錯誤的思想觀點，教師可以通過以下幾個方面來引導學生科學合理地看待并處理實驗誤差。

一、疊加法判誤差

科學實驗在實際操作過程中誤差是不可避免的，但是我們可以盡可能地減少誤差以獲得正確的理論結果。在探究擺擺動的快慢是否與擺錘重量有關時，教師可以在單一變量的前提下將擺動的時間的長短和擺錘的重量分別進行疊加。首先，將擺繩的長度和擺錘重量看作定變量，擺動時間為自變量，擺動快慢為因變量，在此條件下分別比較30s、45s、60s這三個時間段下的擺運動的快慢，比對已有公式所得數據，結果發現每一個時間段之間擺動次數與時間段數相對應。然后，將擺繩的長度和擺動時間看作定變量，擺動重量為自變量，擺動快慢為因變量，以同樣的方法比較當重量呈倍數變化時，擺錘擺動的快慢，結合理論公式對比結果，發現結果與重量的倍數差一一對應。最后總結兩個實驗之間的結果發現，在具體實驗操作中確實存在誤差。

二、趨勢圖法判誤差

有時在實驗過程中由于操作的不嚴謹，使得實驗誤差變得缺乏明顯規律，因此對誤差處理也產生了嚴重影響，此時利用趨勢圖對結果進行分析就顯得尤為重要。趨勢圖是在二維平面中，以自變量為橫軸，以因變量為縱軸，來反應自變量與因變量之間的關系。在科學課程實驗中，當實驗誤差規律不明顯時教師可采用這一方法進行誤差分析。由于作圖和數據處理以及操作導致每一位學生得到的實驗數據趨勢圖都有所差異，學生通過對比分析深刻理解實驗中存在一定誤差。

三、再現法判誤差

實驗誤差永遠存在，教師要學會利用誤差再現來確定誤差的存在。在擺錘擺動過程中，學生在數同一條件下擺錘擺動次數有所不同，這時教師可以在講臺上操作，并組織全班學生一起觀察擺動次數，最后統計得到，班級里有不同的結論。教師設立課堂討論時間，讓學生討論為什么同一個擺大家數出來的擺動次數有差異？讓學生理解并接受實驗中存在誤差這一事實。

四、對比法判斷誤差

在科學實驗中對比分析是必不可缺的，教師要積極培養學生對比分析的意識和能力。在“擺的研究”實驗設計中，教師可以將擺繩的長度、擺錘的重量、擺動的時間分別作為變量，其它條件不變進行實驗，再對比結果進行數據處理并分析誤差。如，以擺繩與垂直與地面方向的夾角為前提，首先將擺繩的長度和擺錘重量看作定變量，擺動時間為自變量，擺動快慢為因變量，在此條件下分別比較30s、45s、60s這三個時間段下的擺運動的快慢。然后將擺繩的長度和擺動時間看作定變量，擺動重量為自變量，擺錘擺動快慢為因變量，以同樣的方法比較當重量呈2倍、4倍、6倍變化時，擺錘擺動的快慢。最后將擺動的時間和擺錘重量看作定變量，擺繩的長度為自變量，擺動快慢為因變量，在此條件下分別比較0.2m、0.4m、0.6m這三個擺繩長度下，擺錘擺動的快慢。分析三個實驗中的結果，發現不同條件下誤差大小也存在差異。

結束語：

科學實驗中誤差是不可避免，教師要以積極的方法引導學生進行處理，這有利于培養兒童實證的科學態度。在實驗誤差產生之前，教師也可以通過一系列積極的措施來減小誤差，以幫助學生獲得盡量理想的數據。

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