我们的记录怎么不一样
发布时间：2012-11-16
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来源：本站原创
录入者：徐伟杰
我们的记录怎么不一样
——谈小学科学《折形状》中的“非正常数据”
姓名：徐伟杰 单位：江苏省常州市武进马杭中心小学
《科学课程标准》指出：小学生“科学学习要以探究学习为核心”。“探究既是科学学习的目的，又是科学学习的方法”。“科学课程应向学生提供充分的科学探究机会，使他们在像科学家那样进行科学探究的过程中，体验学习科学的乐趣，增长科学探究能力，获取科学知识，形成尊重事实，善于质疑的科学态度，了解科学发展的历史”。在探究活动中，教师为了能使学生的探究活动真正落到实处，往往会要求学生把实验数据准确记录下来，以便交流研究之用，数据是得出科学结论的重要依据。
一、“非正常数据”的界定
教师在准备一堂科学课时，往往会事先把课上所涉及到的探究活动事先研究一番，以至于对于探究的方法、步骤、结果以及所能得出的相关结论做到心中有数，这样课堂教学才能有的放失，做到心中有数。然而，在实际的教学过程中，当交流实验结果时，往往会出现一组或者几组不同于一般情况、不符合预测的数据，这些数据通常被老师认作“非正常数据”。
例：笔者执教的小学科学五年级下册《折形状》
《折形状》一课主要通过探究活动让学生明白不同形状的物体承受力也不同，对于柱形物体来说，棱越多，承受力也越大，圆柱的承受力是最大的。学生探究活动使用的材料主要有普通的A4纸，科学书，方法是把A4纸折成不同的形状，用科学书去压，研究不同形状承受力的不同。在学生的探究活动结束以后，交流实验结果时，出现了如下的实验数据：
（单位：本）
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组别
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三棱柱
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四棱柱
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六棱柱
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圆柱
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第一组
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0
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1
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2
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4
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第二组
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1
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1
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3
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4
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第三组
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1
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2
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1
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4
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第四组
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1
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2
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3
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5
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第五组
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0
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1
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2
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4
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第六组
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1
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2
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3
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4
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第七组
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1
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2
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2
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4
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第八组
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1
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2
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3
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4
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在引导学生观察实验数据并思考发现了什么规律的时候，很多学生犯迷糊了，因为在其中出现了一组明显的“非正常数据”，即第三组的数据，当然也有几组出现了不同形状的物体，承受的科学书却相同的情况，这些数据的存在都干扰了学生的正常判断。
二、“非正常数据”的成因
“非正常数据”在科学课堂常常会出现，很多教师都会用各种方法减少“非正常数据”的出现，或者会极力回避“非正常数据”，而对于学生来说，他们的探究结果如果出现了“非正常数据”，意味着他们的探究失败，有的组甚至会在交流之前随便写上一个接近正确的数据，而没有尊重客观事实。那么，既然大家都不希望出现“非正常数据”，而它却总在不该出现的时候出现了，综观原因，主要是两点：
1、主观原因。探究活动是学生非常喜爱的活动，一般在探究活动之前，教师都会做很多工作，指导学生设计探究方案，引导学生交流探究中的注意事项等，特别是对于对比实验中的变量控制等教师都会在学生探究前引导学生做好各种预设方案，但有些学生却由于太兴奋而忘记了教师的指导，因而在探究的时候完全是随性而作，那么出现“非正常数据”的几率就相当的高。如在《折形状》一课的指导中，教师就提醒学生注意纸张要求，一是不能折叠和重合，二是要使所折的形状高度都要相同，但在真正的探究过程中，有的学生拿起纸就折，结果所折的形状是相同，但完全不符合对比实验的要求，这样的活动结果就可想而知了。当然，这样的学生毕竟是少数，也有很大一部分学生因为经验不足，对于实验中的材料的选择，实验变量的控制等还不能很好地把握。为了使实验数据尽量准确，笔者在事前已经做了大量的工作，如为每组学生提供相同的A4纸，提供足够的科学书作重物，并指导学生如何去使用，然而，学生在实际的探究中总会出现这样那样的问题，如纸张有了褶皱，放书的时候的力度、角度不统一等，都导致了实验数据的不正常。
2、客观原因。这主要体现在探究环境对学生的影响上，探究环境对学生的探究数据有很大的影响。科学的探究是严谨的，需要有认真的态度。在实际的科学课堂探究活动中，如果一味地死气沉沉，很难激发学生的主动性，而如果放手让学生去做，则会让闹哄哄的课堂掩盖了一些“南郭先生”，科学课堂需要给学生创设一个合理、活泼的环境，让学生自主地去探究和发现。在《折形状》一课的探究中，学生的每次实验都需要像对待一件艺术品一样去对待自己组所折的形状，但有些学生由于比较毛糙，一不小心会碰到自己组甚至其他组的实验材料，导致材料的损坏或者褶皱，这对于数据的准确性就带来了很大的影响。
科学探究活动绝不是教师事先设定的环节让学生去按部就班完成，那样就失去了探究的意义与价值。但正因为如此，探究活动也不可能是一帆风顺的，往往会出现很多意外情况，很多“非正常数据”。
三、“非正常数据”的应对
科学探究是对客观世界中人类未知领域的研究活动，是无法完全预知结果的，因而在探究过程中出现“非正常数据”不仅是很正常的，更是对儿童进行尊重事实，尊重数据科学本质教育的良好契机，有着特殊的教学意义。
在传统的教学中，对于探究活动中产生的“非正常数据”，大多老师往往把它当作是一种错误，认为出现了“非正常数据”也就意味着学生的实验失败。老师们常常把“非正常数据”当作是教学过程中不应该出现的干扰，是教学活动中的问题，它影响了教学目标的顺利达成，是在教学过程中千方百计要防止、避免出现的波折和差错。很多老师会在学生探究的时候深入课堂与学生共同进行探究，顺便观察学生的探究记录，如果发现有不正常的，一般在交流的时候会刻意避免。有些老师也会由于经验不足而导致无法正确解释那些“非正常数据”，使得课堂教学不能很好进行下去。如何正确地应对那些“非正常数据”，笔者认为，可以从以下几个方面去着手：
1、牢牢抓住。当教学中出现“非正常数据”的时候，教师可以提醒学生是否有新的发现，鼓励学生针对“非正常数据”提出疑问，发表想法。教师可以提醒：我们可以发现×组的数据和其他组不一样，为什么会不一样呢？大家可以来找找原因。要知道科学探究中，不一样的数据往往可能是一个重大发现的开始。优秀的教师优秀之处就在于能够合理应对课堂出现的各种突发事件，而“非正常数据”正是科学课堂出现的突发事件，教师不应回避，处理得好，会成为一堂课的亮点。因为《折形状》一课中的实验记录交流汇总是通过PPT把每组学生的实验记录全部展现出来的，所以各种结果都会呈现出来，当发现“非正常数据”时，首先肯定数据本身没有问题，因为它也是通过学生自己的探究得出的结论，但它与科学规律不符合，可以先引导学生达成本节课的共识，即大多数组得出的规律：对于柱形物体来说，棱越多，承受力也越大，圆柱的承受力是最大的。对于其他的“非正常数据”，可以在第二课时继续研究。当然，在动手操作前要引领学生多考虑实验细节、控制变量，每组设置实验监督员以保证实验顺利进行，让儿童在探究活动中主动修正原来的数据，以达成新的共识。这样，对全班学生来说，以后不会再轻易放过每个特别的数据了，还知道这种情况下该怎么办，同时也开始严谨起来。对那些出现“非正常数据”的组的学生来说，自己也受到重视了，通过自己后来重新实验，反复研究，获得成功的喜悦，探究积极性也就更高了。可见，看似没有规律的“非正常数据”，无法得出正确的科学结论，恰是让学生体验科学本质，培养理性态度的好机会。
2、反思研究。很多教师为了顺利地完成既定的教学任务，当学生汇报实验结果时，常常一听到正确的结论，交流就立刻停止，不再展开。很多教师在教学中明明发现有个别小组存在“非正常数据”，但是为了追求课堂教学的成功，敷衍、搪塞甚至刻意回避这些数据，这违背了科学实事求是的态度，对于那些数据不准确的学生来说更是不负责任的。针对《折形状》一课中出现的一组不符合规律的实验记录，可以引导学生一起查找原因。本探究是一组对比实验，变量的控制应该非常严格，除了形状不同外，其他的条件都应该尽量做到一模一样，纸张、科学书都是老师统一提供的问题不大，接下来就可以从折的四个形状找原因，例如纸张有没有重叠、褶皱，形状的高度是否一样，胶带的粘贴是否一致，实验中形状放的地点、放书的力度等是否一致。总之，在反思，查找原因的时候尽量要做到仔细，不放过任何一个细节，科学家在做实验的时候也不可能一步成功，爱迪生发明电灯之前也失败了上千次，更何况是小学生呢!引导学生积极地思考，寻找原因，改进探究方案，这对于培养学生严谨的探究作风十分重要。当然，在数据中还有好几个组出现的不同形状但承受的科学书却一样的情况时，教师切不可以因为他们棱差不多，所以差别不大来搪塞过去。通过继续的研究发现，因为每一本科学书的重量相对较大，也就是说一本两本之间的跨度较大，如果在继续探究时选择更加合适的实验器材，譬如使用作业本作重物，可能效果会更加理想，这样，虽然得出了研究结论，但如果我们可以在研究数据的基础上更好地选择实验器材，会使探究活动更加接近于科学真相。
3、合理解释。当全班数据中有“非正常数据”的时候，不能马上下定义，避免在证据不充分的情况下作出判断，避免以偏概全。可以引导学生这样表述：我们这节课研究的共识是：7个小组的实验数据认为对于柱形物体来说，棱越多，承受力也越大，圆柱的承受力是最大的。但1个小组的实验数据不支持这个说法，另外，还有几个小组的数据说明不同的柱形物体，也有可能出现承受力相同的情况到底是不是这样，还需要继续实验研究。引导学生继续研究，把新的研究结果带到课堂上重新分析，得出新的结论。
面对“非正常数据”，引导学生仔细地梳理一下自己探究的全过程：实验的设计有没有问题，实验过程是否严格按照设计进行，实验的材料有没有异样，实验过程中变量的控制是否到位、找到问题的症结所在，再进行重复实验。看看实验的结果有无变化，最后，实事求是地根据全班各组的研究数据，得出规律性的东西。
科学探究的魅力就在于它的不可预见性，如果大家对于还未进行的探究活动就已经知道了结果，就会使探究活动变得索然无味，变得仅仅是一种形式。作为科学教师，常常会遇到血色很难过在探究记录中的各种“非正常数据”，我们无需刻意地回避它，聪明的教师一定会正确应对，使“非正常数据”成为培养学生科学素养的良好契机，因为科学素养的培养不仅仅是科学知识的积累，更是科学态度的养成。
此文获2010年江苏省师陶杯三等奖
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