关注小学科学实验中的生成现象

1、误 差 也 精 彩 关注实验中的生成现象小学科学课以其独特的探究性、开放性和趣味性吸引着无数孩子的眼球，特别是实验课，我们总能看到一双双充满好奇的大眼睛在专注地观察着，一张张能说会道的小嘴巴在不停地交流着，一只只勤快的小手在认真地记录着。学生用稚嫩的心智在不断地建构知识，学习新知。由于年龄、知识结构、实验素养的缺乏，学生的实验常常显得非常稚嫩，实验中的各种生成现象令他们误差连连。在整理各种实验数据资料的时候，由于预设和生成有太多的矛盾，令他们迷惑不解，教师也经常无从说起，实验因此变得混乱而低效，难怪有老师感慨，学生常常为了迎合实验结论，篡改数据资料。科学实验的真实性和严肃性受到了极大的挑战。面

2、对如此困境，当前的实验究竟该何去何从？笔者认为必须还实验本真，还思维本能，还科学真相。一、还实验本真，让误差自然生成。实验和误差是一对矛盾，做实验要求研究者谨慎、仔细，尽量避免、减少各种误差。但是，即使是最精确的实验也免不了存在各种误差，实验误差的生成主要有三种原因：第一是测量者自身的疏忽；第二是测量工具的不精确；第三是实验环境的各种影响。小学科学是实验的启蒙阶段，不管是学生本人，还是实验室的工具或者实验的环境都或多或少地存在着各种很难避免的误差因素，如果我们一味地追求实验的精确度，在大多学校现有的条件下很难做到，况且我们面对的是一群对实验刚刚入门的小学生，许多意想不到的实验误差令我们很难自圆

3、其说，思维单纯的学生更难接受。万般无奈之下，他们只能篡改数据迎合教师，迎合结论。因此，我们必须让学生认识到误差是实验不可避免的一部分。在执教“用橡皮筋做动力”一课时，所有小组的实验数据都符合了一个科学道理，橡皮筋缠绕的圈数越多，小车运动的越快；橡皮筋缠绕的圈数越少，小车运动的越慢。正当教师兴致勃勃展开下一个教学环节时，一名学生胆怯地举起了小手。生：老师，我们小组的数据不符合这个结论。师（大惑不解）：你们的数据都写在黑板上了，没问题啊！生：是我们组长改了，真实的数据是这样的，橡皮筋绕了一圈，小车平均开动24厘米；橡皮筋绕了两圈，小车平均开动38厘米，橡皮筋绕了三圈，平均开动了36厘米。师：啊？！

4、第三个数据你们明明写着46厘米啊？生：这是组长改的。师：请组长站起来解释一下。生：按照我们的猜想，绕三圈应该比绕两圈开得快，因为绕三圈的弹力大，其他小组都得到了这个结论，我们小组肯定是哪儿出错了。师：你知道哪儿出错了吗？生：不太清楚。师：自己不知道原因怎么能随便篡改数据，把你们的实验给大家说说，我们一起来诊断。学生讲清了情况，原来他们小组是一根橡皮筋对折了之后来做实验的，当把橡皮筋绕了三圈之后，由于小车本身太轻，开动时不停地打滑，车子反而跑得近了。师（因势利导）：同学们，他们的实验数据和我们的结论有矛盾吗？生1：不矛盾，因为我们实验的小车车身太轻，开动时要打滑。生2：这个实验结论只能说明一般情

5、况下，特殊问题特殊处理。生3：车子开动必须要有一定的摩擦，地面太滑，轮胎也太滑，小车开动的速度是有限的。一个小小的实验误差终于露出它真实的面容，让孩子懂得了透过现象看本质的科学道理，差一点在教师流畅的课堂预设中石沉大海，影响了孩子们求真的本能，还实验本真，让误差自然呈现吧，这里有无限的精彩！二、还思维本能，让误差不打自招。科学实验常常由于误差让我们举步维艰，因为它影响、干扰了研究者顺畅的思绪，也常常由于误差让我欣喜若狂，因为它提供了问题的结症，开启了成功的大门。可以说误差是一把双刃剑，处理不当则功败垂成，正如一句名言“一个错误，会引发另一个错误”，处理得当则大功告成，也如一句名言“失败乃成功之

6、母”。因此，我们要时刻注意观察分析实验中的各种误差现象，以误差为把手，不断分析、总结，顺藤摸瓜，找到问题所在，还原真实科学。笔者教学“光和热”一课，遇到了一个相对棘手的问题。整理数据资料时，得到了如下一张表格。温度镜子小组012311216182021315.51617.531213141541415.51616.551315.517.5196111416177131517198121517199121618.5211012.51517.519仔细观察，会发现这张表格所体现的实验误差实在太多。在同一个时间段，在同一个环境，居然各组的测量结果会有如此大的差距。倘若处理不当，孩子们会质疑科学实验的

7、权威性，他们可能会不相信实验，认为实验可能是骗人的把戏，从此对科学失去兴趣。本着求真务实，重视实验生成的教学思想，教师对症下药，改变了某些教学预设。首先，透过现象看本质，寻找共通之处。不管是怎样的实验数据，无论它的误差如何离谱，只要研究者真实记录，都掩盖不了他的科学本质，这组数据，看似离谱，问题多多，但其中蕴藏着不可逃避的科学道理。师：请同学们仔细观察黑板上的数据，看看每组数据的变化有什么共通之处？生：数据一个比一个大。师：看看数据的变化和镜子数变化的关系。生：镜子数越多，温度越高；镜子数越少，温度越低。师：太棒了！现在你能给光和热之间的关系下一个结论吗？生：光照越强，热量越多；光照越弱，热量

8、越少。师：是啊，当我们不用镜子的时候，光照就越弱，温度也就变低了，热量自然就少；当我们用了3面镜子的时候，光照变强，温度也就高了。纷繁复杂，眼花缭乱的数据在教师两个关键问题的引领下悄然隐退，张显出科学的真理。其次，纵横比较寻差异，引发思维碰撞。之前的实验数据尽管在教师去繁化简的教学手段中浮现出庐山真面目，但始终无法抹去孩子们心中的种种猜疑，这是“误差”在作祟。他们无时无刻地扰乱着学生的思绪，倘若教师不及时拨开这层迷雾，科学结论在孩子们心中只会成为过眼云烟，转瞬即逝，又会回归粗浅的原始认知。师：请孩子们纵向比较各组数据，提出你的不解之处。生1：在镜子数为“零”情况下，各组数据相差得太多，最高的有

9、14，最低的只有11，这不太可能，因为我们在同一个地方测量，温度应该相同才对。生2：是啊，在用一面镜子照射温度计的情况下，第一小组已经达到了16，而第三小组只有13，这也不太可能。生3：在用三面镜子照的时候，差距就更大了，最高的21，最低的15，差了整整6。师（将问题一一写在黑板上，然后微微一笑）：这狡猾的数据看来是无法逃脱咱们睿智的双眼了，再请同学们横向比较各组数据，再次提出你的不解之处。生4：我发现，从零面镜子到三面镜子，温度变化最大的是第九小组，上升了7，温度变化最慢是第三小组，只上升了3。生5：我发现从零面镜子到一面镜子，温度变化最大的第一和第九小组，升了4，温度变化最小的第二小组，只

10、升了1，这差别也太大了。一石激起千层浪，教师看似平常的提问不但没有抚平学生心中的疑惑，反而让他们的不解越发疯狂，令他们挠头抓腮，坐立不安，有些学生已经在私底下窃窃私语，有些学生则趴在桌子上苦思冥想，还有些学生则已经控制不住自己的情绪，激烈地争执起来。按照理想的状态，孩子们所测得的数据应该是大同小异，得出结论也应是顺理成章，可现实则令大家出乎意料，矛盾重重，究其原因是实验误差在捣乱，它给我们的实验铺设了障碍，但同时带给了我们一次深入思考的机会，一个交流探讨的良机，一场思维碰撞的盛宴。最后，去伪存真求真理，建构知识链条教师用两个简练的问题拎起了学生质疑的神经，他们在不停地疑问、反问、设问，又在不停

11、地假设、推理、论证。一场还原真实科学的议论即将开始，思维如洪水般冲刷着学生尚不完善的知识链条，重新建构自身的认知已迫在眉睫，寻求科学真理的时机已经成熟！师：请回头看黑板上的问题，各实验小组认真探讨一下，把你们的结论写在记录本上。刹那间，教室里沸腾了，孩子们激烈地争执着，专注地讨论着，认真地记录着。教师如一名胸有成竹的智者，游说于各小组之间，为孩子们的讨论保驾护航，指明航向。一场热烈的讨论过后，教室里逐渐恢复了平静，一只只自信的小手已高高举起。生1：当镜子数为“0”的时候，各小组测的温度不一样，可能有如下原因：一、有些小组只在教室里测量，有些小组则在操场上测量，室内和室外的温度是不一样的。二、温

12、度计本身的原因，实验室的温度计太陈旧了，有些不标准。三、在使用温度计时，可能有同学碰到了温度计底部红色部分，使温度快速上升，或者他们的那个温度计底部碰到了墙壁。生2：同样是三面镜子，有些小组温度高，有些小组温度低，可能有如下原因：一、照射的时间不一样，可能有的小组用镜子照的时间长，温度升得就高了，有的小组照的时间短，温度升得就低了些。二、镜子的大小和晃动，我发现做实验的时候，有的小组所用的镜子很大，基本上不晃动，有些小组用的镜子小，在不停地晃动。三、反射的角度不一样，有些小组正面反射阳光，光照强，有些小组侧面反射阳光，光照弱。生3：用不同的镜子数时，每个小组温度上升的快慢不一样，即使是同一个小

13、组每增加一面镜子，温度上升的也不一样，我认为最大的原因是因为我们没有限定照射的时间，这样做实验是不公平的，如果我猜得没错，第三小组和第七小组应该限定好了照射的时间，他们每隔一分钟，温度上升的数据都是一样的。正如孩子们的推测，扰乱思绪的实验误差被一个个请上了审判台，同时也把做实验的错误之处和疏漏之处给赤裸裸地挖掘出来，让孩子们看到了什么才是真正的实验，实验前的准备工作是多么重要，实验时的细心、严谨是多么需要，实验后的反思交流是多么必要啊！科学只青睐有准备的头脑！第三，还科学真相，让误差为我所用。“误差是一块绊脚石，对于弱者来说，它的确是块绊脚石，它会让你摔得很痛，败得很惨，但对于强者来说，它却是

14、一块垫脚石，它会令你站得更高，看得更远。”如果教师在教学每个实验之前对可能出现的误差已有大致的估计，并且具有一定的预设，那么，当误差突然出现，也不至于手忙脚乱，手足无措，反而可以以某些实验误差为契机，展开美妙的课堂教学，让孩子们学习科学的真知，享受科学的乐趣。在教学“怎样得到更多的光和热”一课时，通过实验，学生懂得了两个科学道理：一、颜色越深，吸热本领越强，颜色越淡，吸热本领越弱。二、反射光的本领越强，吸热本领越弱，反射光的本领越弱，吸热本领越强。但是，有一个问题让孩子们非常纳闷，争得面红耳赤。到底是铝箔纸的吸热本领强，还是白纸的吸热本领强。双方各执一词，有的学生说，铝箔纸的吸热本领强，因为它

15、的颜色比白纸深一点。有的学生则说，白纸的吸热本领强，因为白纸的反光能力比铝箔纸弱，而分析测得的实验数据同样不能解决问题，因为有些小组测得的数据表明铝箔纸的吸热本领强，有些小组测得的数据表明白纸的吸热本领强，课堂交流僵持不下。教师并未慌乱，而是以此为契机，组织学生还原真实实验。在认真总结了每一个环节之后，才发现孩子们做实验时不够精确，有的小组将温度计直接放在铝箔纸和白纸内，然后放在地面上，有的小组则将温度计插在铝箔纸和白纸之内，不与纸壁相碰。最后实验表明白纸内的空气温度上升的比铝箔纸快，但当温度计与两种纸张接触，传递热的本领似乎铝箔纸要强一些。通过仔细观察，大家还否定了方才一名学生的解说，铝箔纸的颜色并不比白纸深，它的颜色混杂了反射而来的其它物体的颜色。通过科学实验的可重复性，我们找到了真正的科学道理，从而加深了孩子们对科学概念的认识和理解，懂得了科学来不得半点马虎的道