别让分析陷在“误差”里

蓝小平

小学科学课以探究为核心，探究的过程都是从问题出发，经过猜想、验证以后，要对实验结果进行分析并得出结论。目前的科学课在实验分析形成结论的这一重要环节中，存在不少问题，其中之一是“分析陷在误差里”，这里就对这一问题谈谈一些个人的看法。

一、 案例与问题

教材内容：

五年级下册《用水测量时间》一课，先说古人制作水钟来测量时间，再提出“古人是怎样想到用流水来制成计时的工具的？”继而进行“滴漏实验”。

把一个透明塑料饮料瓶去掉底部，倒过来盛水，在瓶盖上扎一个小孔，让水可以从小孔中缓慢流出。

在瓶子中装300毫升水，观察并记录从瓶中漏出100毫升水需要的时间。重复观察几次，每次所需要的时间相同吗？

（教材提出问题“每次所需要的时间相同吗？”其目的是：用同一容器做实验，从300毫升的水中流出100毫升的水，做几次这样的实验，其结果是时间相同，从而证明用水可以测量时间。）

部分实录：

在学生做完三次实验后，进行实验分析。

1.各小组汇报实验结果。每个小组都实事求是地汇报本组三次实验漏出100毫升水所需的时间。第一组：2分20秒、2分24秒、2分15秒；第二组：2分40秒、2分51秒、2分43秒……教师将各小组汇报的数据填在黑板上的表格里，直到12个小组汇报完。

2.求各小组汇报的三个数据的平均数，并把平均数作为标准数。

3.引导学生纵向对比，让学生发现在各小组的数据中，三次实验的时间数据与它们的平均数有差别，就是每次实验都有误差。

4.分析为什么有误差，找出引起误差的原因。教师提出问题：“为什么三次实验同样是流出100毫升的水所需的时间会不同？”学生有的说：“每次实验用的水虽说是300毫升，但总不可能一滴不差。”有的说：“漏出100毫升的水计时也有误差。”有的说：“取100毫升的水也有误差。”有的说：“装水的容器有时放得直、有时放得倾斜也会有误差。”等等。

5.从以上分析，可以得出结论：实验存在误差。

问题：

咋看起来，以上实验的分析很缜密，推理得很到位，最终形成了很严谨的结论。但仔细分析，却存在问题：本来是要从实验结果分析得出实验结论：水可以测量时间；但却从实验结果分析得出实验结论：实验存在误差。再认真看看其整个实验分析都围绕“误差”在转。

一句话：分析陷在了“误差”里。

二、 原因与对策

原因：

1.出现了意料之外的结果：每组学生三次实验的结果时间数据不同。

受教材影响，教材中有这样一句话：“重复观察几次，每次所需要的时间相同吗？”显然，教材的意思是三次实验所需的时间相同，只有时间相同，才能证明用水可以测量时间，如果时间不相同，那证明不能用水测量时间了。教师备课时认为学生汇报三次实验的数据是一样的，是一样的话，就可以分析得出所希望的结论——用水可以测量时间。但学生实事求是的汇报，三次实验所需要的时间不一样，时间不一样，变成结论是用水不能测量时间了，与目标相反，怎么办呢？这时教师还是很机灵，马上分析原因，找到了其原因在于实验时有误差，所以要对误差进行分析。

2.受平常定量分析时求平均数的影响。

学生汇报的数据是有误差的数据，那标准数据又是什么呢？教者想到在许多定量分析中常常求平均数，因而也来求平均数，并用平均数作为标准数。但在这个实验中，根本不存在标准数的，各数与平均数相比的差值并不是误差值。因为如果你做四次实验、五次实验，求得它们的平均数会与三次实验的平均数相同吗？显然不会，这就说明其平均数并不是标准数。

3.受一般的实验分析影响，在实验分析中得出一个结论后，就认为完成了实验分析。

在绝大部分的实验分析中，都是对实验结果进行分析，分析后得到一个结论，分析也就完成。受这思维定势的影响，当在实验分析的过程中得到一个结论“实验存在误差”后，教者也就认为这一实验的分析已经完成。谁知，这一实验分析很特殊，不同于一般的实验分析，在这一分析过程中当然要分析实验存在误差，但更重要的是要从实验结果分析推理得出“水能测量时间”的结论。

对策：

1.实验时要求学生认真操作，尽量减少误差。

2.要肯定学生敢于实事求是汇报的学习态度。

3.不求平均数，因平均数并没作用，它正如前述的那样，并不是什么标准数，而且容易引起误导。

4.应从实验越精确误差就会越小进行分析得出结论，分析过程为：

（1）各小组汇报实验结果，获取三次实验的所需时间的数据，并板书填写在黑板上的表格里。

（2）引导纵向观察，观察各组数据有什么共同点，发现三个时间的数字不同，但很接近，都相差不到10%。

（3）分析此实验存不存在误差，经分析在计时和计量等方面会存在误差，所以所测的时间也有误差。

（4）提出假设让学生讨论：如果用更精确的计量和计时仪器做实验，计量和计时的误差是不是更小，那么所测的三次时间是否会更接近？在仪器非常非常精确的情况下做实验，三次实验所测的数据是否接近相同？其讨论的结果是肯定的。

（5）依据“在实验仪器非常非常精确的情况下做实验，三次实验所测时间数据接近相同”的观点，再继续推理：三次实验所测时间数据接近相同，可不可以看成时间数据相同？回答也是肯定的。因而可以推测出“在同一容器相同多的水里，流出的水相同，时间也相同”的结论，所以“水可以测量时间”。

这样分析就不会陷在误差里，而且推理得更严谨。

此案例是科学教师在实验分析时容易陷在“误差”里的典型案例，在科学课是定量分析的实验分析中，不注意的话，都容易陷在“误差”里，如“摆的研究”“100毫升水能溶解多少克食盐”等实验。希望科学教师引以为戒，对类似的实验分析既要分析实验存在误差，更重要的是要从“误差”里走出来，回归到针对问题的分析中，去科学而严谨地分析得出实验结论。

（福建省长汀县教师进修学校 366300）