一、尊重事實,采集真實數(shù)據(jù)
為了讓學(xué)生順利完成實驗,搜集有利于指向?qū)嶒灲Y(jié)論獲得的數(shù)據(jù),教師往往會采取一些手段,刻意地控制實驗條件,想方設(shè)法避免異常數(shù)據(jù)的出現(xiàn),讓結(jié)果與結(jié)論一致。殊不知,這樣的做法不僅避免不了“不一致數(shù)據(jù)”、“異常數(shù)據(jù)”、“誤差”的發(fā)生,反而讓科學(xué)探究簡單化,讓學(xué)生認(rèn)為做實驗只是走過場,實驗數(shù)據(jù)肯定能與結(jié)論相一致,從而讓探究走向模式化、程式化和僵化,科學(xué)課堂也會因此而缺乏靈動性。
只有搜集到的證據(jù)真實、準(zhǔn)確、全面,得到的結(jié)論才會是可靠的。教學(xué)中,教師可以從以下幾個方面引導(dǎo)學(xué)生尊重科學(xué)事實,搜集真實的科學(xué)數(shù)據(jù)。
(一)了然于心,做好學(xué)情分析
學(xué)生的生活經(jīng)驗,原有認(rèn)知水平是教與學(xué)的起點。教師在設(shè)計教學(xué)時,應(yīng)從學(xué)情出發(fā),設(shè)計學(xué)生有能力探究的科學(xué)實驗。與此同時,對于學(xué)生測量工具的使用水平也應(yīng)進行詳細(xì)的了解。
(二)成竹在胸,做好“下水實驗”
課前,教師一定要認(rèn)真鉆研教材,精心準(zhǔn)備學(xué)生用的實驗器材,并能做好“下水實驗”。一方面教師可以通過實驗進一步熟練操作規(guī)程,了解實驗器材的結(jié)構(gòu)性、合理性,實驗操作的“可行性”,另一方面可以在實驗的過程中,充分預(yù)設(shè)學(xué)生可能會出現(xiàn)的問題,有利于開展更有針對性的實驗指導(dǎo)。
(三)強調(diào)觀察,注重細(xì)節(jié)指導(dǎo)
任何實驗數(shù)據(jù)的獲得都離不開對實驗現(xiàn)象認(rèn)真仔細(xì)的觀察。觀察是在一定的思想或者理論指導(dǎo)下進行的有目的又主動的研究過程,科學(xué)的觀察往往不是單純單純地靠五官去感受自然界所給予的磁極,而更多是要借助科學(xué)儀器去測量,通過數(shù)據(jù)的搜集來開展對科學(xué)事實的研究,通過對數(shù)據(jù)的觀察、比較、分析來對科學(xué)事實進行解釋或作為證明所提出的觀點的證據(jù)。要想提升觀察的精度和效度,教師要注重細(xì)節(jié)的指導(dǎo),提升學(xué)生的觀察力。只有在具體的科學(xué)觀察活動中,從細(xì)節(jié)著手,才能在長期的科學(xué)觀察中,采集真是的科學(xué)數(shù)據(jù),養(yǎng)成良好的科學(xué)品質(zhì),讓培養(yǎng)學(xué)生的實證意識成為可能。
(四)尊重事實,鼓勵用事實說話
在表達(dá)和交流環(huán)節(jié)中,老師要時刻營造尊重事實,用事實說話的良好的研討氛圍。面對學(xué)生與眾不同的發(fā)現(xiàn),教師要及時鼓勵,并讓學(xué)生大膽呈現(xiàn)。在此過程中,讓學(xué)生知道,實驗中要正視各類數(shù)據(jù),不修改,不丟棄,將數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出來可以給全班同學(xué)提供良好的學(xué)習(xí)素材,哪怕錯了,也是有價值的。
二、講究方法,處理各類數(shù)據(jù)
搜集真實的實驗數(shù)據(jù)是科學(xué)研究的開始,而觀察、比較、分析實驗數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)背后蘊含的科學(xué)道理才是科學(xué)研究的目的。不同類型的實驗,就有不同類型的實驗數(shù)據(jù)的呈現(xiàn),而相同實驗同樣會發(fā)現(xiàn)有不一樣的實驗數(shù)據(jù)。這些實驗數(shù)據(jù)有的是正確的,有的是不科學(xué)的,甚至是錯誤的。這些數(shù)據(jù)都需要通過教師在日常教學(xué)中,引導(dǎo)學(xué)生去正視,去處理。
(一)盡可能減小數(shù)據(jù)誤差
測量值與真實值之間的差異稱為誤差,由于儀器、實驗條件、環(huán)境等因素的限制,測量不可能無限精確,物理量的測量值與客觀存在的真實值之間總會存在著一定的差異,這種差異就是測量誤差。因此,誤差不可避免,但學(xué)生實驗前,可以在教師的指導(dǎo)下,規(guī)范實驗儀器的使用,盡可能地減小誤差,從而使獲得的數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確。
(二)嚴(yán)肅對待錯誤數(shù)據(jù)
錯誤的數(shù)據(jù),形成的原因可能更加復(fù)雜,面對錯誤數(shù)據(jù),教師應(yīng)把時間花在引導(dǎo)學(xué)生分析數(shù)據(jù)差錯的原因,引導(dǎo)到實驗設(shè)計操作的改進上。教學(xué)中,常常因為課堂教學(xué)時間的關(guān)系,教師將正確的結(jié)論給學(xué)生,而沒有辦法讓個別小組重做實驗,重新采集數(shù)據(jù),使正確的學(xué)習(xí)行為得到強化,但是,在課后,教師非常有必要讓學(xué)生再一次實驗,這樣的處理,會讓學(xué)生意識到科學(xué)實驗要嚴(yán)謹(jǐn)對待,實證意識也會因此而在學(xué)生心中生根。
三、尋找規(guī)律,建立數(shù)據(jù)與假設(shè)之間的聯(lián)系
處理數(shù)據(jù)就是要對數(shù)據(jù)進行觀察、比較、分析并與假設(shè)建立聯(lián)系,作出解釋。教學(xué)中針對表格式數(shù)據(jù),可以指導(dǎo)學(xué)生進行橫向、縱向比較。通過比較,從中發(fā)現(xiàn)規(guī)律。引導(dǎo)學(xué)生思考:變大還是變???成倍數(shù)關(guān)系嗎?如果成倍數(shù)關(guān)系,那么成倍變大還是成倍縮小?相同的數(shù)據(jù)哪個出現(xiàn)頻率最多?找眾數(shù)還是取其平均數(shù)?這樣的數(shù)據(jù)能否證明我們提出的觀點?是什么原因?qū)е挛覀冃〗M的數(shù)據(jù)和其他小組不一樣?這一系列的問題都將引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會處理數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)與假設(shè)之間的關(guān)系,從而發(fā)表觀點,作出解釋,同時也能讓學(xué)生在交流的時候有話可說。
此外,《教作為探究的科學(xué)》一書關(guān)于使用圖表組織并解釋數(shù)據(jù)寫道:“在科學(xué)活動中,一旦通過測量獲得數(shù)據(jù),就要組織和解釋這些數(shù)據(jù),把數(shù)據(jù)做成圖、表格、坐標(biāo)圖是科學(xué)探究中的另一個關(guān)鍵步驟。”“利用數(shù)據(jù)進行解釋的最好方法之一是把數(shù)據(jù)整理為直觀的可視形式?!币簿褪钦f,將表格式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成折線圖、柱狀圖、餅圖等,有效幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)蘊藏在數(shù)據(jù)內(nèi)部的規(guī)律及科學(xué)道理,提高了學(xué)生分析數(shù)據(jù)的能力,學(xué)生也會因此而更加愿意使用數(shù)據(jù)證據(jù)來解決科學(xué)問題。
總之,科學(xué)教學(xué)活動中要不斷滲透證據(jù)意識,增加學(xué)生對數(shù)據(jù)的認(rèn)識,從無視到重視,從忽視到正視,在科學(xué)探究中形成愿意“用數(shù)據(jù)說話”的科學(xué)態(tài)度,逐步形成良好的實證意識。
【作者單位:太倉市浮橋中心小學(xué) 江蘇】