对小学科学实验数据误差处理的思考

费薇

面对学生在实验中的实验误差，教师必然面对一个困惑：应该尊重前人总结的经验和真理，还是应该尊重学生手里的实验数据？教师面对学生实验中出现的误差既不能无视，也不能直接予以否定，作为实验的组织者、指导者的教师该做怎么做呢？ 如何因势利导，让学生发现误差背后的东西，是更加能够体现科学精神和科学价值观的教学方式。

一、案例

笔者曾执教《测量水的温度》这节课。当时分10个小组实验 ：把热水倒入烧杯用温度计测量，待温度计液柱停止上升时记录初始温度，然后每隔两分钟记录一次热水温度。10分钟后实验结束，填写温度降低曲线图，汇报交流各个小组的发现。

其中4个小组的实验数据中最开始减低的温度偏少，然后逐步变多，再变少 ；2个小组每两分钟减低的温度是一样的；2个小组每两分钟减低的温度规律是先慢后快 ；而每两分钟减低的温度规律是先快后慢的也只有2组。

数据的差异导致学生的结论出现了比较大的分歧，可惜因为课堂时间有限，笔者没来得及给他们分析数据背后的问题，只是由自己给了他们一个标准答案—— 温度减低的规律是先快后慢直到室温停止。

二、分析

这堂课结束了，学生们带着一个正确的标准答案和一肚子对数据的怀疑离开了课堂。事后，笔者猜想学生们在测量时可能有以下几种行为导致了数据异常 ：

1.没等到液柱停止上升就急于记录

2.负责计算时间的同学和负责观察温度的同学没能很好地配合

3. 负责拿温度计的同学可能搅拌了热水使其降温速度变化

很明显 ，数据异常应该是由于学生实验操作中出现失误造成的。但是，这毕竟只是一群小学三年级的学生，要求他们在刚接触科学课不到一年的时间就能把实验中的每个细节都做到位是不太可能的。事实上，即使是经过长期实验操作的锻炼 ，也不可能完全避免实验中的误差。

三、思考

面对学生因实验误差导致错误结论的时候 ，教师必然面对一个困惑：应该尊重前人总结的经验和真理，还是应该尊重学生手里的实验数据？ 这是一个两难的问题 ，因为学生实验数据中的误差的确存在，当然不能坐视不管；可如果只是生硬地给予他们标准答案，那为什么我们还要做实验呢？ 科学，就是一门用数据说话，最讲究真凭实据的学科。要是连数据都不能说明问题，学生对实验还会有兴趣吗？ 他们还会重视实验吗？ 甚至，他们连对科学这门学科都会产生怀疑。教师面对学生实验中出现的误差既不能无视，也不能直接予以否定，那么作为实验的组织者、指导者的教师该做怎么做呢？

四、策略

（一） 减小实验误差的方法

1.勤动手，多实践

实验操作重在动手。高年级学生比低年级学生在实验操作上出现较大误差的概率小，同年级段内常进行实验操作的学生比不常进行的学生出现较大误差的概率小。因此長期进行实验操作还是可以减少很多实验过程和操作方法上的不正确。

2. 好习惯，重培养

学生对实验的兴趣通常都很浓厚，但是其中倾向于玩的成分远大于探索的成分。常常可以看见学生实验时嬉笑玩耍，对于实验操作中的注意事项容易疏忽；也有的学生在实验时无所事事，仿佛实验都是别人的事，与自己没有关系。针对这些情况，就要求教师在安排实验时给每个学生进行具体分工，保证他们有事可干；强调科学实验是严谨的活动，必须细致、细心地进行每一步操作；演示实验要求学生仔细留意教师的每个细节；实际操作中教师也时刻留意学生的操作细节并适时进行指导。长期这样坚持，特别是严谨地要求学生注重细节，不但可以端正他们学习科学的态度，也能使实验中出现数据较大误差的概率变小。

3.多测量，讲实证

科学实验得到的数据是具有偶然性的，为了避免偶然性对实验结论的影响，只有反复测量。有的学生在进行实验时比较草率，常常进行一次实验就匆匆下定论。教师应该把“科学实验应反复多做几次，然后取数据的平均值”这个意识贯穿在教学的始终，这样才能保证实验受偶然性影响所造成的误差值达到最小。需要注意的是，有些实验因为时间的局限，比较难在课堂上完成重复。遇到这种实验时，可以把各个小组得出的数据进行平均，这样也能一定程度地避免较大误差的出现。

（二 ） 出现因较大误差导致错误结论的处理方法

1.对错误结论进行推敲，适当提出质疑

大多数时候，学生因为错误的数据而产生错误的结论是很正常的，而且也可以通过简单的分析得出这一结论的荒谬性。但是，直接指出学生数据出错的方式很不可取，这不但会打击学生的学习积极性，更会令他们对实验的必要性产生怀疑。那么，当出现这种情况时，最好的方式是先肯定他们的结论，再引导他们对结论进行质疑，从生活中的现象去判断自己结论是否能够成立；在学生产生疑问后再带领他们回顾自己的实验过程，去发现自己在设计实验和操作实验中是否有什么疏失。这样，既可以从实验方法上对学生进行有效指导，也能避免学生坚持自己的错误结论，最重要的是让学生对问题进行了新的探究，增加了学习科学的趣味性。

2.对错误结论进行肯定，后续进行反证

科学的发展历程，本身就是一个不断否定已有认知的过程，有些错误的结论本身就是一个很好的教学内容，甚至还能为下一阶段的教学进行服务。例如，五年级《物体在水中是沉还是浮》这一课，学生很容易形成一个结论：木头是浮在水上的。这个结论本身当然有问题，但笔者当时并没有说破。等到了六年级《多种多样的植物》这一课 ，笔者拿出一块沉香木放在水中。“ 木头沉下去了！”学生对这个现象惊奇不已，然后再学习的时候 ，他们对本节课所学内容抱着极其浓厚的兴趣。事实上，这样的情况还是比较多的。在学生对一些实验结果产生错误结论后，教师不需要马上否定它，因为后面的教学内容中自然有对这个结论进行修正的机会。如果能够让学生对自己已有的结论产生怀疑，并进一步去探究背后的原因，实际上我们的科学教学就得到了极大的成功。

【作者单位：苏州市八一小学校 江苏】