洞幽烛微，审视预试实验数据

徐明荣

一提起观察、实验，教师头脑中便会闪现“精心选择典型、有结构的材料”，然而在将抽象的概念转化为具体行为时，稍有疏忽便会出现意想不到的差错。教师在课前预试实验中，纤细入微地审视实验数据，则会减少此类意外问题的出现。

一、比对原始数据，优化材料品质

为了探究物体的颜色与吸热本领之间的关系，《怎样得到更多的光和热》（教科版五年级上册）教材设计了“测量阳光下不同颜色纸袋内的温度变化”活动。

下面是一位教师在课前试做本实验所取得的一组数据（表1）：

显然，我们无法借助这样一组数据来帮助学生建构“深色物体比浅色物体吸热快”的科学概念。困惑之余，该教师多次试做了实验，可依然得到了类似的实验结果，这就排除了操作因素。然后，经过对材料的一番细查，发现原来这些用来制作纸袋的都是A4复印纸，教师想当然的认为规格肯定一致的，就没有仔细验看这些纸的厚薄。实际上学校里白色复印纸是80g，而红色复印纸是70 g的。红纸虽然吸热能力比白纸强，但因纸厚传递热量的速度也慢，所以纸袋内温度计所显示的读数，并不是两种颜色的纸吸热本领的真实写照。当改用同一规格的纸（80g）制作纸袋后，实验就取得了预期的效果（表2）：

同样，为了帮助学生正确认识到“纸面光滑，反光能力强，吸收光的能力也就弱”这一特点，还选用了铝泊纸作为本实验组中的一个对比样本。我们科学教师应特别留意选用最合适的铝泊纸。比如，一教师用学校配套实验箱里的铝泊做实验时，得到了下面一组数据（与取得表1数据的实验同步所测）：

原来，金属的传热性能极佳，因此所测到的袋内温度远高于其他颜色的纸。因此，我们不妨选用口香糖的内包装铝泊纸作实验材料，效果比较明显。请看与取得表2数据的实验同步的记录：

可见，什么样的材料将建构成什么样的概念。根据课前试做实验所获取的数据，来检测所准备的实验材料的品质，促进实验材料的优化。

二、辨析问题数据，发掘指导节点

课前预试实验不仅能检测材料的品质，更是为了掌握在实验操作过程中各种可能出现问题之处，使科学教师能有的放矢地在课上展开实验指导。

做探究物体吸热与阳光直射、斜射关系的实验，是《怎样得到更多的光和热》一课的另一探究重点。教材设计了“把三个同样的黑色纸袋分别按和地面水平、垂直、和太阳光垂直的方式摆放，看看哪个升温快”这组实验。看似该实验操作比较容易，实际上在课前的第一次预试实验时，我们测量到和地面水平的纸袋内的温度计示数上升得最快，远超了与太阳光垂直的方式。显然不符合“物体与阳光垂直比倾斜吸热快”。产生这一问题的原因是，教师没有真正理解“和地面水平”这一摆放方式的要领，直接将纸袋平放在地面上了。于是，纸袋既吸收上面的太阳光热量，又经热传递吸收着地面所储存的太阳能，温度计的读数当然会飙升了。那些已经长时间接受太阳照射、用吸热能力强的材料铺设的地面，情况尤为突出。

因此，教师课上展开实验指导时，应将此作为操作指导的一个节点，可提示学生：将平放的纸袋搁空，以免地面所传递给纸袋的热量影响了温度计示数的准确性。如，按右图所示的方式，我们在某天中午再次试做实验时，测到了这样一组理想的数据：

此外，还应提示学生观测数据时，注意自己的站立位置，不要因自己的影子落在纸袋上而影响了数据的准确性。

三、抓住意外数据，建构深究机会

优秀的预试实验不仅是为了教师的指导，也是给学生去建构更好的深究机会。《怎样得到更多的光和热》一课中的两组实验均需在室外进行的，存在着许多影响实验效果的不确定因素，而这恰巧可转化为学生体验知识复杂性的真实学习环境。教师就要注意充分利用这样的学习环境，成功地支持学生对所学知识的全面而深刻的意义建构。

例如，本课的两组对比实验时间均长达10分钟，下表是笔者在课前预试实验所获取的数据：

与表2实验数据不同的是，纸袋的温度并不一定是随着时间的增长而升高的，甚至反而出现了下降现象。这组看似意外的数据，其实在具体的实验过程中并不鲜见。各组学生实验的起始时刻不尽相同，而且实验过程中受天空中漂移的云层，以及无规律的风吹等自然条件的影响，各组所测量到的数据自然也各不相同。

正由于课前教师对自己预试所获数据的洞悉秋毫，对在课上可能会出现的种种情形就有了更为精确的把握，对于学生分组实验的指导也更具针对性。因此，教师就不会刻意去追求实验外在形式上的统一，而是善于引导学生分析在不同的时间、不同的情境下获取，或者用不同的方式，如统计表或折线统计图等加以呈现的事实与数据。在异中求同的思维过程中，积极建构基于对事物内在性质、事物之间相互联系全面理解与掌握的知识，从而拓展了探究的层次，有效促进了学生对于自然事物的复杂性和问题多面性的认识。