在學(xué)習(xí)物理過程中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)也是重要的一個(gè)課程，因?yàn)橥ㄟ^物理實(shí)驗(yàn)可以更加直接地論證一條定理，學(xué)生們也可以更加直觀地學(xué)習(xí)物理知識(shí)。這是一篇教育課題范文：關(guān)于小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中出現(xiàn)“數(shù)據(jù)異常”的思考課題范文，以便于需要的朋友進(jìn)行參考。

　　內(nèi)容提要：學(xué)生在進(jìn)行科學(xué)探究中常常出現(xiàn)一些與物理規(guī)律或者生活常識(shí)相悖的“數(shù)據(jù)異常”，當(dāng)面對(duì)這些時(shí)，教師應(yīng)該尊重前人總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)和真理，還是應(yīng)該尊重學(xué)生手里的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)?教師面對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的“數(shù)據(jù)異常”既不能無(wú)視，也不能直接予以否定，作為實(shí)驗(yàn)的組織者、指導(dǎo)者的教師該做怎么做呢?如何因勢(shì)利導(dǎo)，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)“數(shù)據(jù)異常”背后的東西，是更加能夠體現(xiàn)科學(xué)精神和科學(xué)價(jià)值觀的教學(xué)方式。專業(yè)的教育了課題問題閱讀頁(yè)面：《教育課題》。

　　1.問題的提出

　　筆者曾執(zhí)教過《熱水變涼》這節(jié)課，當(dāng)時(shí)安排學(xué)生先預(yù)測(cè)溫度降低的規(guī)律，然后分9個(gè)小組實(shí)驗(yàn)：把熱水倒入燒杯用溫度計(jì)測(cè)量，待溫度計(jì)液柱停止上升時(shí)記錄初始溫度，然后每隔兩分鐘記錄一次熱水溫度。10分鐘后實(shí)驗(yàn)結(jié)束，填寫“溫度降低曲線圖”，匯報(bào)交流各個(gè)小組的發(fā)現(xiàn)。

　　匯報(bào)時(shí)發(fā)現(xiàn)，其中4個(gè)小組填寫的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中最開始減低的溫度偏少，然后逐步變多，再變低;2個(gè)小組每?jī)煞昼姕p低的溫度是一樣的;2個(gè)小組每?jī)煞昼姕p低的溫度規(guī)律是先慢后快;而每?jī)煞昼姕p低的溫度規(guī)律是先快后慢的只有1組。

　　數(shù)據(jù)的差異導(dǎo)致學(xué)生的結(jié)論出現(xiàn)了比較大的分歧，可惜因?yàn)榻虒W(xué)時(shí)間緊張，筆者沒來(lái)得及給他們分析數(shù)據(jù)背后的問題，只是由自己給了他們一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)答案──溫度減低的規(guī)律是先快后慢直到完全停止，然后以“降低到室溫的水不會(huì)繼續(xù)降溫”為例說明了該觀點(diǎn)。

　　這堂課結(jié)束了，學(xué)生們帶著一個(gè)正確的標(biāo)準(zhǔn)答案和一肚子對(duì)數(shù)據(jù)的懷疑離開了課堂。

　　2.問題的分析

　　學(xué)生在進(jìn)行科學(xué)探究中常常出現(xiàn)一些與物理規(guī)律或者生活常識(shí)相悖的“數(shù)據(jù)異常”，當(dāng)面對(duì)這些時(shí)，教師應(yīng)該尊重前人總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)和真理，還是應(yīng)該尊重學(xué)生手里的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)?這是一個(gè)兩難的問題，因?yàn)閷W(xué)生手中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中的“數(shù)據(jù)異常”的確是存在，當(dāng)然不能坐視不管;可如果只是生硬地給予他們標(biāo)準(zhǔn)答案，那么為什么我們還要做實(shí)驗(yàn)?zāi)?科學(xué)，就是一門用數(shù)據(jù)說話，最講究真憑實(shí)據(jù)的學(xué)科。要是連數(shù)據(jù)都不能說明問題，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)還會(huì)有興趣嗎?他們還會(huì)重視實(shí)驗(yàn)嗎?甚至，他們連對(duì)科學(xué)這門學(xué)科都會(huì)產(chǎn)生懷疑，進(jìn)而失去學(xué)習(xí)的興趣。

　　那么，現(xiàn)在就很清楚了，教師面對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的“數(shù)據(jù)異常”既不能無(wú)視，也不能直接予以否定，那么作為實(shí)驗(yàn)的組織者、指導(dǎo)者的教師該怎么做呢?科學(xué)，本身就是一門不斷從錯(cuò)誤中發(fā)現(xiàn)真理，在錯(cuò)誤中不斷進(jìn)步的學(xué)科，那么實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)各種“數(shù)據(jù)異常”的原因肯定是可以變成有效教學(xué)的一種條件。

　　上次實(shí)驗(yàn)后，通過搜集整理，筆者猜想學(xué)生們?cè)跍y(cè)量時(shí)可能有以下幾種行為導(dǎo)致了數(shù)據(jù)異常：

　　(1)沒等到液柱停止上升就開始記錄

　　(2)負(fù)責(zé)計(jì)算時(shí)間的同學(xué)和負(fù)責(zé)觀察溫度的同學(xué)沒能很好地配合

　　(3)溫度計(jì)碰到了杯壁

　　(4)負(fù)責(zé)拿溫度計(jì)的同學(xué)可能攪拌了熱水或者有其他導(dǎo)致熱水降溫速度變化的行為

　　很明顯，這些都是由于學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作中出現(xiàn)失誤造成的“數(shù)據(jù)異常”。但是，這畢竟只是一群小學(xué)三年級(jí)的學(xué)生，要求他們?cè)趧偨佑|科學(xué)課程不到一年的時(shí)間就能把實(shí)驗(yàn)中的每個(gè)細(xì)節(jié)都做到位是不太可能的。事實(shí)上，即使是經(jīng)過長(zhǎng)期實(shí)驗(yàn)操作的鍛煉，也不可能完全避免實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)“數(shù)據(jù)異常”現(xiàn)象。小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的主要目的在于培養(yǎng)學(xué)生良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣和發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。針對(duì)此，注重因勢(shì)利導(dǎo)，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)“數(shù)據(jù)異常”背后的東西，是更加能夠體現(xiàn)科學(xué)精神和科學(xué)價(jià)值觀的教學(xué)方式。

　　3.問題解決的策略

　　學(xué)生實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)“數(shù)據(jù)異常”的原因，除了實(shí)驗(yàn)原理不正確這個(gè)不可控制的原因外，主要是實(shí)驗(yàn)儀器不精確、實(shí)驗(yàn)過程不正確、操作方法不正確等可控制的因素造成的。筆者認(rèn)為，減少不可控制因素的出現(xiàn)，正是我們科學(xué)教師應(yīng)當(dāng)注重思考的方面。

　　3.1減少出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)“數(shù)據(jù)異常”可能性的方法

　　3.1.1勤動(dòng)手，多實(shí)踐。

　　實(shí)驗(yàn)操作跟所有的工作一樣，也有一個(gè)熟練度的問題。通過各年級(jí)段和同年級(jí)班級(jí)間的比較，我們可以比較清楚地發(fā)現(xiàn)，高年級(jí)學(xué)生比低年級(jí)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作上出現(xiàn)較大“數(shù)據(jù)異常”的概率小，同年級(jí)段內(nèi)常進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作的學(xué)生比不常進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作的學(xué)生出現(xiàn)較大“數(shù)據(jù)異常”的概率小。雖然有一些智力發(fā)展方面的原因，但是長(zhǎng)期進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作還是可以減少很多實(shí)驗(yàn)過程和操作方法上的不正確。例如，學(xué)生對(duì)如何正確讀出燒杯、量筒、溫度計(jì)的刻度，就應(yīng)該是貫穿在整個(gè)小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)操作練習(xí)的始終：三年級(jí)比較水的多少，四年級(jí)測(cè)量降水量、100ml水能溶解多少食鹽，五年級(jí)測(cè)量溫度、制作水鐘等。如果能堅(jiān)持帶領(lǐng)學(xué)生做好這些實(shí)驗(yàn)，那么隨著操作次數(shù)的增加，較大“數(shù)據(jù)異常”出現(xiàn)的概率必然會(huì)大大減少。

　　3.1.2培養(yǎng)良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣。

　　學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣通常都很濃厚，但是其中傾向于玩的成分遠(yuǎn)大于探索的成分。常常可以看見學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)嬉笑玩耍，對(duì)于實(shí)驗(yàn)操作中的注意事項(xiàng)容易疏忽;也有的學(xué)生在實(shí)驗(yàn)時(shí)無(wú)所事事，仿佛實(shí)驗(yàn)都是別人的事，與自己沒有關(guān)系;還有的學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采取無(wú)所謂的態(tài)度，人云亦云，不能堅(jiān)持自己測(cè)量的數(shù)據(jù)。針對(duì)這些情況，就要求教師在安排實(shí)驗(yàn)時(shí)給每個(gè)學(xué)生進(jìn)行具體分工，保證他們有事可干;強(qiáng)調(diào)科學(xué)實(shí)驗(yàn)是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)幕顒?dòng)，必須細(xì)致、細(xì)心地進(jìn)行每一步操作;演示實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生仔細(xì)留意教師的每個(gè)細(xì)節(jié)，實(shí)際操作中教師也時(shí)刻留意學(xué)生的操作細(xì)節(jié)并適時(shí)進(jìn)行指導(dǎo)。長(zhǎng)期這樣堅(jiān)持，特別是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)匾�求學(xué)生注重細(xì)節(jié)，不但可以端正他們學(xué)習(xí)科學(xué)的態(tài)度，也能使實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)較大“數(shù)據(jù)異常”的概率變小。例如，筆者曾從三年級(jí)開始任教的某班級(jí)，因?yàn)槟軌驁?jiān)持實(shí)驗(yàn)態(tài)度的嚴(yán)謹(jǐn)性，所以到六年級(jí)時(shí)已經(jīng)能夠比較準(zhǔn)確地進(jìn)行一些基本實(shí)驗(yàn)操作，很少出現(xiàn)因儀器原因或操作不當(dāng)造成的較大“數(shù)據(jù)異常”。

　　3.1.3反復(fù)測(cè)量，養(yǎng)成實(shí)證意識(shí)

　　科學(xué)實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)是具有偶然性的，為了避免偶然性對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論的影響，只有反復(fù)測(cè)量并強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)的可重復(fù)性才能算作是科學(xué)的結(jié)論。有的學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)比較草率，常常進(jìn)行一次實(shí)驗(yàn)就匆匆下定論，實(shí)際上這是很不可取的。教師應(yīng)該把“科學(xué)實(shí)驗(yàn)應(yīng)反復(fù)多做幾次，然后取數(shù)據(jù)的平均值”這個(gè)意識(shí)貫穿在教學(xué)的始終，這樣才能保證實(shí)驗(yàn)受偶然性影響所造成的誤差值達(dá)到最小。需要注意的是，有些實(shí)驗(yàn)因?yàn)闀r(shí)間上的局限，比較難在課堂上完成重復(fù)，于是有教師習(xí)慣說：“大家回家后可以多做幾次來(lái)檢驗(yàn)。”實(shí)際上這是不可能的，因?yàn)榛丶液髸?huì)這樣去做的學(xué)生很少，而且有些實(shí)驗(yàn)也不是家里有條件去做的。遇到這種實(shí)驗(yàn)時(shí)，就需要引導(dǎo)學(xué)生把各個(gè)小組得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行平均，這樣也能一定程度地避免較大“數(shù)據(jù)異常”的出現(xiàn)。

　　3.2出現(xiàn)“數(shù)據(jù)異常”后的處理方法

　　3.2.1對(duì)數(shù)據(jù)和結(jié)論進(jìn)行推敲，適當(dāng)提出質(zhì)疑

　　大多數(shù)時(shí)候，學(xué)生因?yàn)殄e(cuò)誤的數(shù)據(jù)而產(chǎn)生錯(cuò)誤的結(jié)論是很正常的，而且也可以通過簡(jiǎn)單的分析得出這一結(jié)論的荒謬性。但是，直接指出學(xué)生數(shù)據(jù)出錯(cuò)的方式很不可取，這不但會(huì)打擊學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，更會(huì)令他們對(duì)實(shí)驗(yàn)的必要性產(chǎn)生懷疑。那么，當(dāng)出現(xiàn)這種情況時(shí)，最好的方式是先肯定他們的結(jié)論，再引導(dǎo)他們對(duì)結(jié)論進(jìn)行質(zhì)疑，從生活中的現(xiàn)象去判斷自己結(jié)論是否能夠成立;在學(xué)生產(chǎn)生疑問后在帶領(lǐng)他們回顧自己的實(shí)驗(yàn)過程，去發(fā)現(xiàn)自己在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和操作實(shí)驗(yàn)中是否有什么疏失。這樣，既可以從實(shí)驗(yàn)方法上對(duì)學(xué)生進(jìn)行有效指導(dǎo)，也能避免學(xué)生堅(jiān)持自己的錯(cuò)誤結(jié)論，最重要的是無(wú)意間讓學(xué)生對(duì)問題進(jìn)行了新的探究，增加了學(xué)習(xí)科學(xué)的趣味性。例如在先溶解再分離食鹽與水的實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生推導(dǎo)出食鹽變少的結(jié)論后，筆者就引導(dǎo)學(xué)生提出質(zhì)疑：鹽去哪里了?有學(xué)生說鹽蒸發(fā)了，那么我們?cè)诘诙�次蒸發(fā)食鹽水的時(shí)候增加了一個(gè)蒸餾水收集裝置，把蒸發(fā)出的水收集起來(lái)一嘗就發(fā)現(xiàn)了問題。到這個(gè)時(shí)候再去回顧前面實(shí)驗(yàn)中哪些地方出現(xiàn)了失誤就順理成章了，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣也大大增強(qiáng)，以后的實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的操作失誤少了很多。

　　3.2.2對(duì)數(shù)據(jù)和結(jié)論進(jìn)行肯定，在后面教學(xué)中再進(jìn)行反證

　　科學(xué)的發(fā)展歷程，本身就是一個(gè)不斷否定已有認(rèn)知的過程，有些錯(cuò)誤的結(jié)論本身就是一個(gè)很好的教學(xué)內(nèi)容，甚至還能為下一階段的教學(xué)進(jìn)行服務(wù)。例如，五年級(jí)《沉與浮》這一課，學(xué)生很容易形成一個(gè)結(jié)論：純粹的木頭總是浮在水上的。這個(gè)結(jié)論本身當(dāng)然有問題，但筆者當(dāng)時(shí)并沒有說破。等到了六年級(jí)《多種多樣的植物》這一課，筆者展示了一段關(guān)于黑鐵木放進(jìn)水中的視頻。“木頭沉下去了!”學(xué)生對(duì)這個(gè)現(xiàn)象驚奇不已，然后再學(xué)習(xí)的時(shí)候，他們對(duì)本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容抱著極其濃厚的興趣。事實(shí)上，這樣的情況還是比較多的。在學(xué)生對(duì)一些實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生錯(cuò)誤結(jié)論后，教師不需要馬上否定它，因?yàn)楹竺娴慕虒W(xué)內(nèi)容中自然有對(duì)這個(gè)結(jié)論進(jìn)行修正的機(jī)會(huì)。如果能夠讓學(xué)生對(duì)自己已有的結(jié)論產(chǎn)生懷疑，并進(jìn)一步去探究背后的原因，實(shí)際上我們的科學(xué)教學(xué)就得到了極大的成功。要做到這一點(diǎn)，需要教師對(duì)小學(xué)階段的科學(xué)教學(xué)內(nèi)容有一個(gè)整體的框架思考，這樣，自然可以做到化錯(cuò)誤為進(jìn)步的動(dòng)力。

　　3.2.3對(duì)數(shù)據(jù)和結(jié)論進(jìn)行擱置，待學(xué)生對(duì)它產(chǎn)生探究興趣再進(jìn)行探索

　　科學(xué)是一門用理性思維去處理感性數(shù)據(jù)的學(xué)科，如果數(shù)據(jù)本身沒有錯(cuò)誤，而且在實(shí)驗(yàn)操作中也找不到錯(cuò)誤，那么即使得出看似錯(cuò)誤的結(jié)論，其實(shí)可能它才是對(duì)的。例如《聲音的傳播》這節(jié)課，就曾經(jīng)有一位北京的老師動(dòng)用分貝測(cè)量?jī)x器來(lái)檢測(cè)長(zhǎng)繩和短繩誰(shuí)傳播聲音的能力強(qiáng)，得出的結(jié)論讓人震驚：長(zhǎng)繩傳播聲音的能力強(qiáng)于短繩!這個(gè)結(jié)論看起來(lái)很不可思議，但明明白白的數(shù)據(jù)是不能否定的。后來(lái)就有東南大學(xué)的教授指出：可能由于拉長(zhǎng)繩的力量比較大，繩子產(chǎn)生的扭力導(dǎo)致傳播聲音的能力變強(qiáng)了。這個(gè)觀點(diǎn)的對(duì)錯(cuò)暫且不論，但這個(gè)現(xiàn)象值得我們深思：我們所堅(jiān)持的觀點(diǎn)就一定是正確的嗎?實(shí)際上，科學(xué)精神中的懷疑精神也同樣適用于我們教師。只有教師首先對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)保持著尊敬的心態(tài)，才能培養(yǎng)出學(xué)生們的懷疑精神和創(chuàng)造力。對(duì)看似錯(cuò)誤的結(jié)論，在無(wú)法具體分析的情況下暫時(shí)擱置，待到學(xué)生對(duì)它產(chǎn)生探究興趣時(shí)再進(jìn)行新的探索，說不定也能夠闖出另外的一番天地來(lái)。

　　4.結(jié)語(yǔ)

　　綜上所述，科學(xué)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)“數(shù)據(jù)異常”并不可怕，只要能夠進(jìn)行合理安排與靈活處置，在教學(xué)前作好預(yù)案，同樣是可以把壞事變好事，從而為我們科學(xué)教學(xué)有效性服務(wù)的。