藍小平

小學科學課以探究為核心，探究的過程都是從問題出發(fā)，經(jīng)過猜想、驗證以后，要對實驗結(jié)果進行分析并得出結(jié)論。目前的科學課在實驗分析形成結(jié)論的這一重要環(huán)節(jié)中，存在不少問題，其中之一是“分析陷在誤差里”，這里就對這一問題談?wù)勔恍﹤€人的看法。

一、 案例與問題

教材內(nèi)容：

五年級下冊《用水測量時間》一課，先說古人制作水鐘來測量時間，再提出“古人是怎樣想到用流水來制成計時的工具的？”繼而進行“滴漏實驗”。

把一個透明塑料飲料瓶去掉底部，倒過來盛水，在瓶蓋上扎一個小孔，讓水可以從小孔中緩慢流出。

在瓶子中裝300毫升水，觀察并記錄從瓶中漏出100毫升水需要的時間。重復觀察幾次，每次所需要的時間相同嗎？

（教材提出問題“每次所需要的時間相同嗎？”其目的是：用同一容器做實驗，從300毫升的水中流出100毫升的水，做幾次這樣的實驗，其結(jié)果是時間相同，從而證明用水可以測量時間。）

部分實錄：

在學生做完三次實驗后，進行實驗分析。

1.各小組匯報實驗結(jié)果。每個小組都實事求是地匯報本組三次實驗漏出100毫升水所需的時間。第一組：2分20秒、2分24秒、2分15秒；第二組：2分40秒、2分51秒、2分43秒……教師將各小組匯報的數(shù)據(jù)填在黑板上的表格里，直到12個小組匯報完。

2.求各小組匯報的三個數(shù)據(jù)的平均數(shù)，并把平均數(shù)作為標準數(shù)。

3.引導學生縱向?qū)Ρ?，讓學生發(fā)現(xiàn)在各小組的數(shù)據(jù)中，三次實驗的時間數(shù)據(jù)與它們的平均數(shù)有差別，就是每次實驗都有誤差。

4.分析為什么有誤差，找出引起誤差的原因。教師提出問題：“為什么三次實驗同樣是流出100毫升的水所需的時間會不同？”學生有的說：“每次實驗用的水雖說是300毫升，但總不可能一滴不差。”有的說：“漏出100毫升的水計時也有誤差?！庇械恼f：“取100毫升的水也有誤差。”有的說：“裝水的容器有時放得直、有時放得傾斜也會有誤差?！钡鹊?。

5.從以上分析，可以得出結(jié)論：實驗存在誤差。

問題：

咋看起來，以上實驗的分析很縝密，推理得很到位，最終形成了很嚴謹?shù)慕Y(jié)論。但仔細分析，卻存在問題：本來是要從實驗結(jié)果分析得出實驗結(jié)論：水可以測量時間；但卻從實驗結(jié)果分析得出實驗結(jié)論：實驗存在誤差。再認真看看其整個實驗分析都圍繞“誤差”在轉(zhuǎn)。

一句話：分析陷在了“誤差”里。

二、 原因與對策

原因：

1.出現(xiàn)了意料之外的結(jié)果：每組學生三次實驗的結(jié)果時間數(shù)據(jù)不同。

受教材影響，教材中有這樣一句話：“重復觀察幾次，每次所需要的時間相同嗎？”顯然，教材的意思是三次實驗所需的時間相同，只有時間相同，才能證明用水可以測量時間，如果時間不相同，那證明不能用水測量時間了。教師備課時認為學生匯報三次實驗的數(shù)據(jù)是一樣的，是一樣的話，就可以分析得出所希望的結(jié)論——用水可以測量時間。但學生實事求是的匯報，三次實驗所需要的時間不一樣，時間不一樣，變成結(jié)論是用水不能測量時間了，與目標相反，怎么辦呢？這時教師還是很機靈，馬上分析原因，找到了其原因在于實驗時有誤差，所以要對誤差進行分析。

2.受平常定量分析時求平均數(shù)的影響。

學生匯報的數(shù)據(jù)是有誤差的數(shù)據(jù)，那標準數(shù)據(jù)又是什么呢？教者想到在許多定量分析中常常求平均數(shù)，因而也來求平均數(shù)，并用平均數(shù)作為標準數(shù)。但在這個實驗中，根本不存在標準數(shù)的，各數(shù)與平均數(shù)相比的差值并不是誤差值。因為如果你做四次實驗、五次實驗，求得它們的平均數(shù)會與三次實驗的平均數(shù)相同嗎？顯然不會，這就說明其平均數(shù)并不是標準數(shù)。

3.受一般的實驗分析影響，在實驗分析中得出一個結(jié)論后，就認為完成了實驗分析。

在絕大部分的實驗分析中，都是對實驗結(jié)果進行分析，分析后得到一個結(jié)論，分析也就完成。受這思維定勢的影響，當在實驗分析的過程中得到一個結(jié)論“實驗存在誤差”后，教者也就認為這一實驗的分析已經(jīng)完成。誰知，這一實驗分析很特殊，不同于一般的實驗分析，在這一分析過程中當然要分析實驗存在誤差，但更重要的是要從實驗結(jié)果分析推理得出“水能測量時間”的結(jié)論。

對策：

1.實驗時要求學生認真操作，盡量減少誤差。

2.要肯定學生敢于實事求是匯報的學習態(tài)度。

3.不求平均數(shù)，因平均數(shù)并沒作用，它正如前述的那樣，并不是什么標準數(shù)，而且容易引起誤導。

4.應(yīng)從實驗越精確誤差就會越小進行分析得出結(jié)論，分析過程為：

（1）各小組匯報實驗結(jié)果，獲取三次實驗的所需時間的數(shù)據(jù)，并板書填寫在黑板上的表格里。

（2）引導縱向觀察，觀察各組數(shù)據(jù)有什么共同點，發(fā)現(xiàn)三個時間的數(shù)字不同，但很接近，都相差不到10%。

（3）分析此實驗存不存在誤差，經(jīng)分析在計時和計量等方面會存在誤差，所以所測的時間也有誤差。

（4）提出假設(shè)讓學生討論：如果用更精確的計量和計時儀器做實驗，計量和計時的誤差是不是更小，那么所測的三次時間是否會更接近？在儀器非常非常精確的情況下做實驗，三次實驗所測的數(shù)據(jù)是否接近相同？其討論的結(jié)果是肯定的。

（5）依據(jù)“在實驗儀器非常非常精確的情況下做實驗，三次實驗所測時間數(shù)據(jù)接近相同”的觀點，再繼續(xù)推理：三次實驗所測時間數(shù)據(jù)接近相同，可不可以看成時間數(shù)據(jù)相同？回答也是肯定的。因而可以推測出“在同一容器相同多的水里，流出的水相同，時間也相同”的結(jié)論，所以“水可以測量時間”。

這樣分析就不會陷在誤差里，而且推理得更嚴謹。

此案例是科學教師在實驗分析時容易陷在“誤差”里的典型案例，在科學課是定量分析的實驗分析中，不注意的話，都容易陷在“誤差”里，如“擺的研究”“100毫升水能溶解多少克食鹽”等實驗。希望科學教師引以為戒，對類似的實驗分析既要分析實驗存在誤差，更重要的是要從“誤差”里走出來，回歸到針對問題的分析中，去科學而嚴謹?shù)胤治龅贸鰧嶒灲Y(jié)論。

（福建省長汀縣教師進修學校 366300）