關(guān)注小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)中的生成現(xiàn)象

1、誤 差 也 精 彩 關(guān)注實(shí)驗(yàn)中的生成現(xiàn)象小學(xué)科學(xué)課以其獨(dú)特的探究性、開(kāi)放性和趣味性吸引著無(wú)數(shù)孩子的眼球，特別是實(shí)驗(yàn)課，我們總能看到一雙雙充滿好奇的大眼睛在專(zhuān)注地觀察著，一張張能說(shuō)會(huì)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(shí)，學(xué)習(xí)新知。由于年齡、知識(shí)結(jié)構(gòu)、實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)的缺乏，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)常常顯得非常稚嫩，實(shí)驗(yàn)中的各種生成現(xiàn)象令他們誤差連連。在整理各種實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)資料的時(shí)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(wú)從說(shuō)起，實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)結(jié)論，篡改數(shù)據(jù)資料?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)的真實(shí)性和嚴(yán)肅性受到了極大的挑戰(zhàn)。面

2、對(duì)如此困境，當(dāng)前的實(shí)驗(yàn)究竟該何去何從？筆者認(rèn)為必須還實(shí)驗(yàn)本真，還思維本能，還科學(xué)真相。一、還實(shí)驗(yàn)本真，讓誤差自然生成。實(shí)驗(yàn)和誤差是一對(duì)矛盾，做實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)也免不了存在各種誤差，實(shí)驗(yàn)誤差的生成主要有三種原因：第一是測(cè)量者自身的疏忽；第二是測(cè)量工具的不精確；第三是實(shí)驗(yàn)環(huán)境的各種影響。小學(xué)科學(xué)是實(shí)驗(yàn)的啟蒙階段，不管是學(xué)生本人，還是實(shí)驗(yàn)室的工具或者實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(duì)的是一群對(duì)實(shí)驗(yàn)剛剛?cè)腴T(mén)的小學(xué)生，許多意想不到的實(shí)驗(yàn)誤差令我們很難自圓

3、其說(shuō)，思維單純的學(xué)生更難接受。萬(wàn)般無(wú)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(shí)到誤差是實(shí)驗(yàn)不可避免的一部分。在執(zhí)教“用橡皮筋做動(dòng)力”一課時(shí)，所有小組的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)都符合了一個(gè)科學(xué)道理，橡皮筋纏繞的圈數(shù)越多，小車(chē)運(yùn)動(dòng)的越快；橡皮筋纏繞的圈數(shù)越少，小車(chē)運(yùn)動(dòng)的越慢。正當(dāng)教師興致勃勃展開(kāi)下一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)時(shí)，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(gè)結(jié)論。師（大惑不解）：你們的數(shù)據(jù)都寫(xiě)在黑板上了，沒(méi)問(wèn)題?。∩菏俏覀兘M長(zhǎng)改了，真實(shí)的數(shù)據(jù)是這樣的，橡皮筋繞了一圈，小車(chē)平均開(kāi)動(dòng)24厘米；橡皮筋繞了兩圈，小車(chē)平均開(kāi)動(dòng)38厘米，橡皮筋繞了三圈，平均開(kāi)動(dòng)了36厘米。師：??？！

4、第三個(gè)數(shù)據(jù)你們明明寫(xiě)著46厘米?。可哼@是組長(zhǎng)改的。師：請(qǐng)組長(zhǎng)站起來(lái)解釋一下。生：按照我們的猜想，繞三圈應(yīng)該比繞兩圈開(kāi)得快，因?yàn)槔@三圈的彈力大，其他小組都得到了這個(gè)結(jié)論，我們小組肯定是哪兒出錯(cuò)了。師：你知道哪兒出錯(cuò)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(shí)驗(yàn)給大家說(shuō)說(shuō)，我們一起來(lái)診斷。學(xué)生講清了情況，原來(lái)他們小組是一根橡皮筋對(duì)折了之后來(lái)做實(shí)驗(yàn)的，當(dāng)把橡皮筋繞了三圈之后，由于小車(chē)本身太輕，開(kāi)動(dòng)時(shí)不停地打滑，車(chē)子反而跑得近了。師（因勢(shì)利導(dǎo)）：同學(xué)們，他們的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和我們的結(jié)論有矛盾嗎？生1：不矛盾，因?yàn)槲覀儗?shí)驗(yàn)的小車(chē)車(chē)身太輕，開(kāi)動(dòng)時(shí)要打滑。生2：這個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)論只能說(shuō)明一般情

5、況下，特殊問(wèn)題特殊處理。生3：車(chē)子開(kāi)動(dòng)必須要有一定的摩擦，地面太滑，輪胎也太滑，小車(chē)開(kāi)動(dòng)的速度是有限的。一個(gè)小小的實(shí)驗(yàn)誤差終于露出它真實(shí)的面容，讓孩子懂得了透過(guò)現(xiàn)象看本質(zhì)的科學(xué)道理，差一點(diǎn)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(shí)驗(yàn)本真，讓誤差自然呈現(xiàn)吧，這里有無(wú)限的精彩！二、還思維本能，讓誤差不打自招。科學(xué)實(shí)驗(yàn)常常由于誤差讓我們舉步維艱，因?yàn)樗绊憽⒏蓴_了研究者順暢的思緒，也常常由于誤差讓我欣喜若狂，因?yàn)樗峁┝藛?wèn)題的結(jié)癥，開(kāi)啟了成功的大門(mén)?？梢哉f(shuō)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(gè)錯(cuò)誤，會(huì)引發(fā)另一個(gè)錯(cuò)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(shí)刻注意觀察分析實(shí)驗(yàn)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(wèn)題所在，還原真實(shí)科學(xué)。筆者教學(xué)“光和熱”一課，遇到了一個(gè)相對(duì)棘手的問(wèn)題。整理數(shù)據(jù)資料時(shí)，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(huì)發(fā)現(xiàn)這張表格所體現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)誤差實(shí)在太多。在同一個(gè)時(shí)間段，在同一個(gè)環(huán)境，居然各組的測(cè)量結(jié)果會(huì)有如此大的差距。倘若處理不當(dāng)，孩子們會(huì)質(zhì)疑科學(xué)實(shí)驗(yàn)的

7、權(quán)威性，他們可能會(huì)不相信實(shí)驗(yàn)，認(rèn)為實(shí)驗(yàn)可能是騙人的把戲，從此對(duì)科學(xué)失去興趣。本著求真務(wù)實(shí)，重視實(shí)驗(yàn)生成的教學(xué)思想，教師對(duì)癥下藥，改變了某些教學(xué)預(yù)設(shè)。首先，透過(guò)現(xiàn)象看本質(zhì)，尋找共通之處。不管是怎樣的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，無(wú)論它的誤差如何離譜，只要研究者真實(shí)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(wèn)題多多，但其中蘊(yùn)藏著不可逃避的科學(xué)道理。師：請(qǐng)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(gè)比一個(gè)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(gè)結(jié)論嗎？生：光照越強(qiáng)，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(shí)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(shí)候，光照變強(qiáng)，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(gè)關(guān)鍵問(wèn)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)盡管在教師去繁化簡(jiǎn)的教學(xué)手段中浮現(xiàn)出廬山真面目，但始終無(wú)法抹去孩子們心中的種種猜疑，這是“誤差”在作祟。他們無(wú)時(shí)無(wú)刻地?cái)_亂著學(xué)生的思緒，倘若教師不及時(shí)撥開(kāi)這層迷霧，科學(xué)結(jié)論在孩子們心中只會(huì)成為過(guò)眼云煙，轉(zhuǎn)瞬即逝，又會(huì)回歸粗淺的原始認(rèn)知。師：請(qǐng)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?yàn)槲覀冊(cè)谕粋€(gè)地方測(cè)量，溫度應(yīng)該相同才對(duì)。生2：是啊，在用一面鏡子照射溫度計(jì)的情況下，第一小組已經(jīng)達(dá)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(shí)候，差距就更大了，最高的21，最低的15，差了整整6。師（將問(wèn)題一一寫(xiě)在黑板上，然后微微一笑）：這狡猾的數(shù)據(jù)看來(lái)是無(wú)法逃脫咱們睿智的雙眼了，再請(qǐng)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(wèn)不但沒(méi)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(yǔ)，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(zhēng)執(zhí)起來(lái)。按照理想的狀態(tài)，孩子們所測(cè)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(shí)則令大家出乎意料，矛盾重重，究其原因是實(shí)驗(yàn)誤差在搗亂，它給我們的實(shí)驗(yàn)鋪設(shè)了障礙，但同時(shí)帶給了我們一次深入思考的機(jī)會(huì)，一個(gè)交流探討的良機(jī)，一場(chǎng)思維碰撞的盛宴。最后，去偽存真求真理，建構(gòu)知識(shí)鏈條教師用兩個(gè)簡(jiǎn)練的問(wèn)題拎起了學(xué)生質(zhì)疑的神經(jīng)，他們?cè)诓煌５匾蓡?wèn)、反問(wèn)、設(shè)問(wèn)，又在不停

11、地假設(shè)、推理、論證。一場(chǎng)還原真實(shí)科學(xué)的議論即將開(kāi)始，思維如洪水般沖刷著學(xué)生尚不完善的知識(shí)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(shí)機(jī)已經(jīng)成熟！師：請(qǐng)回頭看黑板上的問(wèn)題，各實(shí)驗(yàn)小組認(rèn)真探討一下，把你們的結(jié)論寫(xiě)在記錄本上。剎那間，教室里沸騰了，孩子們激烈地爭(zhēng)執(zhí)著，專(zhuān)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(shuō)于各小組之間，為孩子們的討論保駕護(hù)航，指明航向。一場(chǎng)熱烈的討論過(guò)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(shí)候，各小組測(cè)的溫度不一樣，可能有如下原因：一、有些小組只在教室里測(cè)量，有些小組則在操場(chǎng)上測(cè)量，室內(nèi)和室外的溫度是不一樣的。二、溫

12、度計(jì)本身的原因，實(shí)驗(yàn)室的溫度計(jì)太陳舊了，有些不標(biāo)準(zhǔn)。三、在使用溫度計(jì)時(shí)，可能有同學(xué)碰到了溫度計(jì)底部紅色部分，使溫度快速上升，或者他們的那個(gè)溫度計(jì)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(shí)間不一樣，可能有的小組用鏡子照的時(shí)間長(zhǎng)，溫度升得就高了，有的小組照的時(shí)間短，溫度升得就低了些。二、鏡子的大小和晃動(dòng)，我發(fā)現(xiàn)做實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，有的小組所用的鏡子很大，基本上不晃動(dòng)，有些小組用的鏡子小，在不停地晃動(dòng)。三、反射的角度不一樣，有些小組正面反射陽(yáng)光，光照強(qiáng)，有些小組側(cè)面反射陽(yáng)光，光照弱。生3：用不同的鏡子數(shù)時(shí)，每個(gè)小組溫度上升的快慢不一樣，即使是同一個(gè)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?yàn)槲覀儧](méi)有限定照射的時(shí)間，這樣做實(shí)驗(yàn)是不公平的，如果我猜得沒(méi)錯(cuò)，第三小組和第七小組應(yīng)該限定好了照射的時(shí)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(cè)，擾亂思緒的實(shí)驗(yàn)誤差被一個(gè)個(gè)請(qǐng)上了審判臺(tái)，同時(shí)也把做實(shí)驗(yàn)的錯(cuò)誤之處和疏漏之處給赤裸裸地挖掘出來(lái)，讓孩子們看到了什么才是真正的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作是多么重要，實(shí)驗(yàn)時(shí)的細(xì)心、嚴(yán)謹(jǐn)是多么需要，實(shí)驗(yàn)后的反思交流是多么必要啊！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(duì)于弱者來(lái)說(shuō)，它的確是塊絆腳石，它會(huì)讓你摔得很痛，敗得很慘，但對(duì)于強(qiáng)者來(lái)說(shuō)，它卻是

14、一塊墊腳石，它會(huì)令你站得更高，看得更遠(yuǎn)?！比绻處熢诮虒W(xué)每個(gè)實(shí)驗(yàn)之前對(duì)可能出現(xiàn)的誤差已有大致的估計(jì)，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(wú)措，反而可以以某些實(shí)驗(yàn)誤差為契機(jī)，展開(kāi)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(lè)趣。在教學(xué)“怎樣得到更多的光和熱”一課時(shí)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生懂得了兩個(gè)科學(xué)道理：一、顏色越深，吸熱本領(lǐng)越強(qiáng)，顏色越淡，吸熱本領(lǐng)越弱。二、反射光的本領(lǐng)越強(qiáng)，吸熱本領(lǐng)越弱，反射光的本領(lǐng)越弱，吸熱本領(lǐng)越強(qiáng)。但是，有一個(gè)問(wèn)題讓孩子們非常納悶，爭(zhēng)得面紅耳赤。到底是鋁箔紙的吸熱本領(lǐng)強(qiáng)，還是白紙的吸熱本領(lǐng)強(qiáng)。雙方各執(zhí)一詞，有的學(xué)生說(shuō)，鋁箔紙的吸熱本領(lǐng)強(qiáng)，因?yàn)樗?/p>

15、的顏色比白紙深一點(diǎn)。有的學(xué)生則說(shuō)，白紙的吸熱本領(lǐng)強(qiáng)，因?yàn)榘准埖姆垂饽芰Ρ蠕X箔紙弱，而分析測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)同樣不能解決問(wèn)題，因?yàn)橛行┬〗M測(cè)得的數(shù)據(jù)表明鋁箔紙的吸熱本領(lǐng)強(qiáng)，有些小組測(cè)得的數(shù)據(jù)表明白紙的吸熱本領(lǐng)強(qiáng)，課堂交流僵持不下。教師并未慌亂，而是以此為契機(jī)，組織學(xué)生還原真實(shí)實(shí)驗(yàn)。在認(rèn)真總結(jié)了每一個(gè)環(huán)節(jié)之后，才發(fā)現(xiàn)孩子們做實(shí)驗(yàn)時(shí)不夠精確，有的小組將溫度計(jì)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(jì)插在鋁箔紙和白紙之內(nèi)，不與紙壁相碰。最后實(shí)驗(yàn)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(jì)與兩種紙張接觸，傳遞熱的本領(lǐng)似乎鋁箔紙要強(qiáng)一些。通過(guò)仔細(xì)觀察，大家還否定了方才一名學(xué)生的解說(shuō)，鋁箔紙的顏色并不比白紙深，它的顏色混雜了反射而來(lái)的其它物體的顏色。通過(guò)科學(xué)實(shí)驗(yàn)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(duì)科學(xué)概念的認(rèn)識(shí)和理解，懂得了科學(xué)來(lái)不得半點(diǎn)馬虎的道