面对异常实验数据的教学策略

汤建华

课程标准指出：数据作为探究实验中常见的记录手段，对事物、现象进行定性、定量分析时，它能使我们的条理更清楚，结果更精确，有着其他方法不能替代的作用。同时，引导学生合理、科学的理解、运用科学探究活动中接触到的实验数据，可以推进学生的思维发展，不断提高学生学习效率。

因此，培养学生敏感的数据意识，对严谨细致、实事求是的科学态度的形成，对科学知识的掌握、探究能力的提高，都有着非常积极的作用。但在实际的课堂教学中，往往会出现一些异常实验数据，面对这部分异常实验数据，我们在平时的课堂教学中，应采取相应的教学策略，引导学生整理实验数据时，实事求是地面对真实数据。

一、正视“异常”数据

如《相貌各异的我们》一课，在课上老师调查统计班里每一种相貌特征的人数。让学生举手表示，结果统计发现，几项的合计和总人数怎么不一样。一种可能是学生没有举手;还有一种可能是统计错误了，虽然实验数据的多少并不影响结论的获取，因为这个活动只要学生掌握，每个人的相貌是不同的，同一性状具有不同的表现形式。但我们还是让学生再次举手表示，为何在这里要进行第二次统计呢？我想统计的目的是要让每个学生都思考问题。所以当第一次发现两个学生没有举手时不得不进行第二次统计，就是为了让全班每个学生思维都动起来，时间花在这里是值得的。

在实验过程中，由于操作失误或观察测量不仔细等因素，有时学生收集的数据并不一致，有一些数据可能还是错误的。其实，有很多学生也明白，在探究过程中出现异常数据是很正常的，只是不知道如何处理它们。这就需要教师的正确引导。

教师要重视学生所收集的每一个数据，正视意外的数据，对意外的数据不能视而不见，要正确对待意外数据，合理利用。面对异常数据，要引导学生反思。我们可以先请学生自己分析错误的原因，然后再请其他小组的学生帮助分析，使意外的数据成为提高学生思辨能力的“契机”。可让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？实验的过程是否严格按照设计进行？实验的材料有沒有异样？实验过程中变量的控制是否到位？可能是哪些方面出了些“问题”才导致数据也出了些“问题”，这样也就更有助于提高学生分析数据的能力，细细体会分析数据的重要性，只要对数据认真加以分析，就会有更多的发现。

二、借助图表分析数据

很多时候，收集到的数据是有规律的，特别是那些连续的数据。把这些数据用图示表示出来，更能够直观形象地看出数据之间的关系，更容易得出研究结论。因此，画一些简单的统计是一种不错的方法，但对于那些无规律的数据就不需要画图表来画蛇添足了。

如《斜面》一课教学中，将实验记录制作成斜面作用的实验记录折线图，就能够一目了然地看出斜面坡度越大，越费力，坡度越小，越省力。一般说来，对学生掌握统计图的要求不高，如果电脑操作熟练的话，实验数据是录入在EXCEL表格中，利用图表向导功能，几秒钟之内就可以绘制一张变化折线图或曲线图。

三、辨别数据和解释

探究数据是探究过程中获得的各种信息和证据，解释是依据探究数据进行思维分析获得的结论。但是，在现实的科学课堂教学中，学生有时很难分清探究数据与解释。他们常常在探究的同时进行直觉思维，又把自己的直觉思维所得当作了观察到的现象。忽视了解释是需要依据的，凭着自己的主观意念任意得出了结论。所以，教师要教育学生树立证据意识，分清证据和解释。

在让学生作解释时，教师应强调解释应从探究数据出发，而不是依据自己的直觉，也不是依据自己的某种想法。应鼓励学生把自己的证据和解释记录下来，对自己的解释进行整理，三思而后言。对学生的解释，应经常运用 “你的解释依据的是什么？”“从哪些数据中得出来的？”这样的问句追问;也可以要求学生在表述自己的解释时，出示探究数据，运用“根据这些数据……”“从以上数据可以看出，……”这样的语句表述。这些问题和语句可以促进学生在做出解释时重视探究数据，知道自己的解释所依据的是什么。经过长期的训练，让学生逐步认识到，科学解释需要依据探究数据，结论与数据之间是有逻辑关系的。

四、分析数据，培养逻辑推理能力

科学的结论是理性思维的结果，结论是建立在证据的基础之上。实验获得充分的事实证据，逻辑推理获得理论上的证据。整理数据，是一个审视收集的资料是否观察事实、选择相关数据、排除不可靠信息的过程;是一个运用批判性和逻辑性思维分析证据与解释之间关系的过程。学生应学习如何分析、总结从简单实验中得到的数据，并正确运用逻辑思维，对结果做出解释，同时考虑如何选择相关的证据及解释异常数据。如《磁铁的两极》一课，孩子们从“磁铁中间部分能吸回形针的个数为“0”推导出“磁铁的中间部分没有磁性”时，老师应引导孩子从更多的角度去思考：一种可能是的确没有磁性;还有一种可能是磁性较弱，不能吸起回形针。那么，如果换成大头针呢？换成比大头针再轻一些的东西（如1/2根、1/4根大头针）呢？换为足够轻的东西呢？引发孩子课后继续思考、尝试，从而纠正孩子们认为的“不能证明存在的即为不存在”的逻辑错误。再如，《磁铁的两极》，孩子们在研究“磁铁各部分磁性的强弱”：在条形磁铁上等距取了ABCDE五个点，在各点上首尾相连挂回形针，根据所挂回形针的数目来判断磁铁各部分磁性的强弱。12个小组中只有6个小组的确是AE两点吸的回形针最多，有些组的AB点或CD点吸的回形针数是一样多的，有两个小组甚至是BD点吸的回形针最多，并不能得出“磁铁两端磁性最强”的结论。

张红霞老师认为科学教育特有的内容是“让孩子们学习科学对事实的尊重、科学对观察的依赖、科学对结论的谨慎、科学对错误的勇于修正等”。为了得出符合科学结论的“结论”，老师不惜漠视数据，弃科学本质于不顾，忽视科学理性态度的培养，是与我们的科学教育相违背的。

【作者单位：昆山市石浦中心小学校江苏】