关注“异常数据”提升科学素养

王晓晓

【摘要】小学科学实验课中会出现一些误差比较大的，甚至与科学原理相违背的数据和结论，我们称之为“异常数据”。本文将分析科学课中出现“异常数据”的原因；探讨减少科学课中“异常数据”出现的策略；提出“异常数据”出现后的处理对策。让“异常数据”也能为科学教学有效性服务，促进学生科学素养的提升。

【关键词】小学科学 异常数据 原因 对策

【中图分类号】G62 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2017）11-0191-01

在一次科学课研讨会上，一位教师执教六年级下册《抵抗弯曲》这一课，课中学生分小组进行实验，探究纸的厚度与抗弯曲能力大小的关系。汇报时，有一組的实验数据出现了异常——两张纸的厚度比三张纸的厚度承受垫圈数更多：

这个数据是异常的！教师赶紧提问：“其他小组的同学也是两张纸的厚度放垫圈的个数最多吗？”生答：“不是！三张纸的厚度放垫圈个数最多。”教师如释重负，说道：“刚才这个小组的数据出错了，请你们下课后再做一次。”接着就匆匆过渡到下一教学环节了。这种现象并不是个例。为了得出符合科学的结论，为了追求课堂效果的顺利，漠视甚至刻意回避科学课中的“异常数据”，这种现象是与我们的科学教育本质相违背的。作为科学教师，我们应该重视科学课中的“异常数据”，了解它的成因，找到对应的策略，让“异常数据”也能为我们所用。

一、科学课中出现“异常数据”的原因

小学科学实验中的异常数据是学生在探究过程中得到的，是学生实验结果的真实呈现，为什么会产生这些异常数据呢？有以下几点原因：

1.实验材料不恰当

提供恰当的实验材料是学生顺利开展科学探究活动的前提。如果教师准备的实验材料是有误差的或不正确的，就会给探究活动带来极大的障碍，甚至得出错误的实验结果。

2.实验操作不规范

小学生对科学实验具有浓厚的兴趣，也正因为如此，学生有时候会急于动手操作，忽略了教师所要求的实验方法和步骤，造成实验操作不规范，出现了“异常数据”。如在《100毫升水能溶解多少克食盐》这一课中，有一组学生的实验结果是溶解了15勺，按每勺3克计算共45克，而准确结果应该是能溶解约12勺，36克。究其原因是学生操作不规范。在往烧杯中加食盐时，把勺子也浸入水中弄湿了。再次加食盐时就会有一部分食盐粘在勺子上，致使每次倒入水中的食盐减少了，总勺数也就增加了，由此计算出来的结果也是“异常”的。

3.实验环境的不良影响

受客观条件的制约，我们科学课中的实验环境有时是有欠缺的。如探究有关《声音》的知识需要有一个相对安静的环境，如果实验室的周围环境是很嘈杂的，就有可能会影响探究的结果，从而导致异常数据的出现。

二、减少科学课中“异常数据”出现的策略

针对小学科学课中出现异常数据的原因分析，我们可以采取以下策略，尽量减少异常数据的出现。

1.精心准备实验材料

科学课前教师要精心准备实验材料，保证材料的合理性、精确性。学校的科学实验器材使用频繁，长时间后会造成一定的磨损，加上其本身的质量差异以及学生有时操作不规范，实验室里的器材、工具可能会出现各种问题。教师在上课前，要对实验材料逐个进行仔细检查，保证其能很好的发挥作用，在平时也应该注意对实验器材的维护，以便于随时取用。另外，教师在课前一定要做“下水实验”，这样才能发现材料中可能存在的问题，以便于提前对材料进行改良、修正、替换，从而保证学生的实验能少走弯路。

2.细致指导实验步骤

正确的实验方法、实验步骤是探究活动取得成功的关键，教师应长期重视对实验步骤、实验方法的指导。科学课中，可以通过学生小组合作设计实验方案——全班交流汇报实验方案——修正、改进小组实验方案的流程，促使每一个学生参与到对实验步骤的思考中来。有些较复杂的实验步骤，教师也可以利用多媒体课件，采用图文结合的方法加以说明。只有学生真正明确了实验方法和步骤，实验的成功才会得到保障，从而减少异常数据的出现。

3.培养良好实验习惯

小学生爱动手操作，对实验活动兴趣浓厚，但其中倾向于“玩”的成分远远要大于科学探索的成分。科学课中经常看到有的学生拿到实验材料就随意操作，忽视了实验的目的；有的学生在实验时谈笑玩耍，疏忽了实验中的注意事项；有的学生对自己的实验数据不够坚持，人云亦云。对于这些情况，教师一开始就要强调实验时的基本规范；强调科学实验是严谨的，必修耐心、细致地进行每一步操作；告诉学生科学是以事实为依据的，不要随意删改实验数据。长期坚持，可以端正学生学习的态度，也能使实验中出现 “异常数据”的概率变小。

三、“异常数据”出现后的处理对策

受各种因素的影响，即使经过精心准备，依然难以完全杜绝“异常数据”的发生。如果科学课中出现了“异常数据”，我们改怎么处理呢？

1.教师要敢于直面“异常数据”

科学课是一门以探究为核心的课程，要让学生在探究中认识到科学对观察的依赖、科学对事实的尊重、科学对结论的谨慎、科学对错误的修正。为了得到符合科学结论的“结论”，回避或放弃对“异常数据”当然分析，是与我们的科学教育相违背的。作为教师在心理上要敢于直面“异常数据”，尝试把这类数据妥善处理，从而激发学生想要解除疑惑、再次获得常态数据的欲望。这样更能培养学生的质疑精神、实证意识等科学素养，让科学课堂回归到理性的本质上。

2.引导反思，分析“异常数据”

“异常数据”的发生都是有原因的。当科学课中出现了这类数据时，教师可以引导学生去思考：为什么会出现这样差别明显的数据？反思你们的实验过程，问题可能出在哪一个环节上？怎么做才更准确？如在上面文中提到的《100毫升水能溶解多少克食盐》这一课中，当学生出现了45克这个“异常数据”时，教师对该小组学生提问：“这个数据和科学家经过反复验证后得出的结论有较大的差距，和其他小组的数据差距也很大，可能是什么原因造成的？”该小组的学生马上进入了反思过程中。教师再提问其他学生：“你们觉得可能是什么原因导致他们组的数据特别大？”请其他小组的学生也参与讨论和分析。经过反思，该小组的学生最终确定是由于操作不规范，弄湿了勺子，每一勺都有食盐沾在勺子上，才导致了数据的异常。在反思、分析的过程中，教师要引领学生做到能重视事实依据、合理怀疑；能倾听和考虑别人的不同观点和解释，不在证据不充分的情况下做出随意的判断；能根据新的证据，怀疑、修正自己的意见；能在发现问题后，找到解决或修正的方案。这个过程，也是学生思维激烈碰撞的过程，真正有利于提高学生的科学素养。

科学课中的“异常数据”并不可怕，通过精心准备、认真操作，它的出现次数是可以减少的。一旦出现了“异常数据”，只要能够进行合理处置，同样能够变“废”为“宝”，锻炼学生的科学思维，提高学生的科学素养。

参考文献：

[1]张红霞.《科学究竟是什么》.教育科学出版社.2003年12月

[2]许水勇.《对小学科学实验数据分析的策略》.《中小学实验与装备》2013年第2期.

[2]吴利坚.《不该被漠视的数据》.《科学课》.2007年第4期.