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      初中物理課堂實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理失當(dāng)?shù)臍w因及應(yīng)對(duì)

      2024-10-09 00:00:00崔鳳華
      教學(xué)與管理(中學(xué)版) 2024年10期

      現(xiàn)實(shí)課堂上教師處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方式、方法著實(shí)令人擔(dān)憂,究其根源不外乎這幾個(gè)方面:誤差分析意識(shí)不強(qiáng)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)挖掘不深、數(shù)據(jù)處理能力不足、課堂時(shí)間掌控不力。這就需要教師更新教育理念,整體把握課標(biāo)要求,強(qiáng)化誤差理論學(xué)習(xí),尊重學(xué)生獲取的每一個(gè)數(shù)據(jù),善用教學(xué)機(jī)智變“意外數(shù)據(jù)”為生成性資源,以“嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)”育“嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)”,以“核心素養(yǎng)”育“核心素養(yǎng)”。

      初中物理;實(shí)驗(yàn)探究;實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)處理;誤差分析

      崔鳳華.初中物理課堂實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理失當(dāng)?shù)臍w因及應(yīng)對(duì)[J].教學(xué)與管理,2024(28):56-59.

      實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)中必不可少的關(guān)鍵證據(jù)之一。在《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)》(以下簡(jiǎn)稱“課標(biāo)”)一級(jí)主題“實(shí)驗(yàn)探究”的21個(gè)必做實(shí)驗(yàn)中,有19個(gè)實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量一個(gè)或多個(gè)物理量,即便是教材里的一些非必做實(shí)驗(yàn)也離不開測(cè)量工具。哪里有測(cè)量,哪里就得有數(shù)據(jù)。怎樣正確選用儀器讀取數(shù)據(jù)?需要測(cè)量哪幾個(gè)、哪幾組數(shù)據(jù)?如何真實(shí)、全面地記錄和收集數(shù)據(jù)?如何判斷實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性、有效性?若出現(xiàn)“意外數(shù)據(jù)”(與預(yù)期相差較大的數(shù)據(jù)),該不該作為異常值將其剔除或是進(jìn)行重新測(cè)量?如何利用列表、圖像等描述數(shù)據(jù)?怎樣根據(jù)數(shù)據(jù)通過整理、比較和歸納推理獲得結(jié)論并作出解釋?如此等等,都是教師達(dá)成課標(biāo)提出的“培養(yǎng)學(xué)生收集數(shù)據(jù)的能力、分析和處理數(shù)據(jù)的能力、解釋數(shù)據(jù)的能力”[1]這一目標(biāo)所必須解決的問題,也是體現(xiàn)教師實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理能力的三個(gè)維度。

      然而教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn),現(xiàn)實(shí)課堂上教師處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方式往往過于草率、過于“功利化”,個(gè)別教師只求快速得出結(jié)論,“生怕節(jié)外生枝,不好收?qǐng)觥?。?duì)待數(shù)據(jù)處理,他們似乎有一種潛在的套路:“利我者用,礙我者棄”,誤差再大也在“誤差允許范圍內(nèi)”,數(shù)據(jù)再少也有“大量實(shí)驗(yàn)表明”??上攵?,教師對(duì)數(shù)據(jù)處理的失當(dāng)行為勢(shì)必引發(fā)學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)、對(duì)實(shí)驗(yàn)的敷衍,使得實(shí)驗(yàn)失去它應(yīng)有的育人價(jià)值,“培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度”“發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)”也無法落到實(shí)處。

      事出必有因,尋因思對(duì)策。為此,筆者全面梳理聽評(píng)課活動(dòng)中積累的大量課例,對(duì)教師處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的失當(dāng)行為進(jìn)行歸因分析,以期廣大教育同仁共商對(duì)策,從而改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

      一、初中物理課堂實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理失當(dāng)?shù)脑?/p>

      1.誤差分析意識(shí)不強(qiáng)

      在“探究并聯(lián)電路中電壓的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中,教師提供了兩種不同規(guī)格的小燈泡,引導(dǎo)學(xué)生正確連接電路,并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入表格中。在引導(dǎo)小組分享各自的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后,教師從中挑選出少數(shù)幾組“理想數(shù)據(jù)”(符合預(yù)期,比較中意的數(shù)據(jù)),分析得出教材上的結(jié)論,并重申:“測(cè)量總有誤差,在誤差允許范圍內(nèi),我們可以認(rèn)為在并聯(lián)電路中,各支路兩端電壓相等,都等于電源兩端總電壓?!钡钡解忢懴抡n,第六實(shí)驗(yàn)小組展示出來的測(cè)量數(shù)據(jù)(見表1)也沒有被提及,莫非早已被教師當(dāng)作異常值回避掉了?

      事實(shí)上,初中物理實(shí)驗(yàn)室配備的直流電壓表的精度等級(jí)一般為2.5級(jí)。按照誤差分析理論可知,使用“3V”量程時(shí),電壓表最大允許誤差為3V×2.5%=0.075V。顯然表1中有的測(cè)量誤差已經(jīng)超出了由測(cè)量?jī)x器——電壓表所導(dǎo)致的示值誤差范圍,所以教師不能簡(jiǎn)單地用“在誤差允許范圍內(nèi)”搪塞過去[2]。雖然誤差分析過程不需要學(xué)生了解,但其結(jié)果應(yīng)當(dāng)如實(shí)展示給學(xué)生。無緣無故地撇開表1數(shù)據(jù),拿少部分?jǐn)?shù)據(jù)“說事兒”,只會(huì)使學(xué)生對(duì)“誤差允許范圍”感到費(fèi)解,對(duì)實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性、嚴(yán)謹(jǐn)性產(chǎn)生懷疑,從而對(duì)課堂實(shí)驗(yàn)失去興趣。如果教師選中的“理想數(shù)據(jù)”碰巧是某小組偽造或“摻了水分”的數(shù)據(jù),那么還可能助長(zhǎng)學(xué)生的“數(shù)據(jù)造假風(fēng)”。

      值得一提的是,本實(shí)驗(yàn)的特殊性在于:其測(cè)量結(jié)果受器材、儀表的干擾很大。當(dāng)不同燈泡接入電路工作時(shí),測(cè)量的路端電壓、電源電壓會(huì)有差別,導(dǎo)線本身電阻、開關(guān)電阻以及接觸電阻[3]帶來的誤差也不可忽視。很明顯,在備課時(shí)教師沒有對(duì)該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行誤差分析。假如能了解系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差等對(duì)該實(shí)驗(yàn)的影響,教師一般會(huì)提前干預(yù),將系統(tǒng)誤差降到最小。

      2.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)挖掘不深

      在探究物體的質(zhì)量與其所處的空間位置是否有關(guān)時(shí),教師首先播放一段視頻,展示了他在家鄉(xiāng)用電子天平稱得某紙杯的質(zhì)量是4.9g的結(jié)果。然后,他把該紙杯再次放到電子天平上,重新測(cè)量其質(zhì)量的大小,當(dāng)近旁的學(xué)生讀出5.0g后,教師指出:電子天平的感量是0.2g,在誤差允許范圍內(nèi)可以認(rèn)為紙杯的質(zhì)量沒有變化。隨后教師援引一段CCTV新聞臺(tái)播放的王亞平在太空測(cè)量聶海勝質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)視頻,強(qiáng)調(diào)出征前他質(zhì)量大約是74kg,在太空測(cè)得的質(zhì)量還是74kg,由此引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論,最后教師總結(jié)道:“大量實(shí)驗(yàn)表明,物體的質(zhì)量不隨位置的改變而改變?!?/p>

      可以看出,該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)雖是特別增設(shè)的,也有它的創(chuàng)新性,但由于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)很不充分,實(shí)驗(yàn)過程過于簡(jiǎn)化,推導(dǎo)出的結(jié)論過于草率,才使得“新發(fā)現(xiàn)”難以讓學(xué)生所信服。實(shí)際上,中國(guó)航天員科研訓(xùn)練中心主任鄧一兵在當(dāng)天的新聞發(fā)布會(huì)上也表示:“在太空授課的過程中,聶海勝用質(zhì)測(cè)儀測(cè)量質(zhì)量的時(shí)候,他當(dāng)時(shí)穿著艙內(nèi)的工作服、內(nèi)衣、艙內(nèi)工作襪,還有艙內(nèi)用鞋,這些重量統(tǒng)計(jì)起來大約是1.89公斤[4]?!币簿褪钦f,剛剛有5.0g被認(rèn)定為與4.9g相等,現(xiàn)在又來了個(gè)“74kg與72kg+1.89kg約等”,學(xué)生難免會(huì)心生疑惑:這兩個(gè)差值“0.1g”“0.11kg”到底是允許范圍內(nèi)的測(cè)量誤差呢,還是研究對(duì)象因其位置發(fā)生改變而引起的質(zhì)量改變呢?

      毋庸置疑,該實(shí)驗(yàn)有三大硬傷:一是電子天平精密度選擇的問題。兩地距離約400km、緯度有2°左右的位置改變,對(duì)可能引起的紙杯的質(zhì)量變化,用電子天平能否測(cè)得出來?需要選用怎樣的電子天平精密度等級(jí),使得測(cè)量5g左右的紙杯時(shí)允許的最大誤差為0.1g?要知道,19 世紀(jì)末英國(guó)物理學(xué)家瑞利通過兩種不同方式制取氮?dú)獾拿芏确謩e是1.2505kg/m3[5] 、1.2572 kg/m3,正是他執(zhí)著于兩個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的細(xì)微差別不放,才最終發(fā)現(xiàn)了氬元素,因而榮獲 1904 年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。二是電子天平的正確使用問題。電子天平是集壓力傳感器技術(shù)、微計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字顯示技術(shù)為一體的電子衡器。它實(shí)際上是測(cè)量物體重力G,再通過m=G/g換算出物體的質(zhì)量m[6],所以在不同的地方測(cè)量同一個(gè)紙杯的質(zhì)量,如果使用前沒有對(duì)天平進(jìn)行異地差值標(biāo)定,或用標(biāo)準(zhǔn)砝碼校驗(yàn),其測(cè)量值就會(huì)有偏差,從而產(chǎn)生錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)。另外,在使用前電子天平還應(yīng)擺放在水平穩(wěn)固的臺(tái)面上,需要輕拿輕放,將紙杯放在中心點(diǎn)或中心點(diǎn)附近位置進(jìn)行重復(fù)測(cè)量以減小壓力感應(yīng)點(diǎn)帶來的影響。教師為節(jié)省時(shí)間,只是象征性地測(cè)得一個(gè)質(zhì)量值,必然存在很大的偶然性。三是多次測(cè)量收集數(shù)據(jù)的問題。既然已經(jīng)向?qū)W生拋出“探究物體的質(zhì)量與其所處的空間位置是否有關(guān)”,那就應(yīng)該本著嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度,選取多個(gè)研究對(duì)象,多次改變“位置”(盡管位置改變受限很大),分別測(cè)量物體的質(zhì)量,然后推得結(jié)論。教師對(duì)比了家鄉(xiāng)和授課地僅有的一組數(shù)據(jù),得到“5.0≈4.9”;對(duì)比了聶海勝在地面和太空的質(zhì)量,得到“74≈72+1.89”。僅憑這兩組數(shù)據(jù),就以歸納推理的方式得出結(jié)論,確實(shí)有點(diǎn)兒“以偏概全”的味道,即使推而廣之被冠以“大量實(shí)驗(yàn)表明”也避免不了“強(qiáng)拉硬拽”之嫌。若是利用反證思維發(fā)動(dòng)學(xué)生討論“假如物體的質(zhì)量可隨位置的改變而改變,會(huì)發(fā)生什么”,或許是一種有益的嘗試。

      3.數(shù)據(jù)處理能力不足

      在“探究電流與電壓的關(guān)系”時(shí),面對(duì)黑板上展示出來的兩個(gè)小組的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(見表2、表3),教師先瀏覽了表2數(shù)據(jù),停頓片刻后說道:“實(shí)驗(yàn)時(shí)最好按照大小順次、成倍地改變電壓值,這幾組數(shù)據(jù)不好分析,咱看下一個(gè)小組的數(shù)據(jù)……”然后教師重點(diǎn)分析表3的第1、2組的正比關(guān)系,最后指出:“第3組數(shù)據(jù)也表明電壓越大、電流就越大,在誤差允許范圍內(nèi),我們可以得出,電阻一定時(shí),通過導(dǎo)體的電流跟它兩端的電壓成正比”。

      乍一聽,也許大家覺得這個(gè)案例很離譜,但它確實(shí)發(fā)生在現(xiàn)實(shí)課堂中。顯然這樣簡(jiǎn)單粗暴地處理學(xué)生真實(shí)記錄的數(shù)據(jù)是不恰當(dāng)?shù)?,其一,?數(shù)據(jù)已然成倍數(shù)關(guān)系,只是5∶3∶4不太符合教師以為的1∶2∶3的倍數(shù)關(guān)系,但這絕對(duì)不影響實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性。課后,問及學(xué)生為什么沒有按照教師要求選擇用1V、2V、3V的次序進(jìn)行實(shí)驗(yàn),小組長(zhǎng)回答說,他們測(cè)量發(fā)現(xiàn)電源電壓最大也不到2.8V。由此看來學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究是認(rèn)真的,只不過是記錄數(shù)據(jù)的次序有點(diǎn)瑕疵而已,這些真實(shí)數(shù)據(jù)被無情地否定勢(shì)必會(huì)打擊學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究的積極性。其二,沒有理由相信,表3的第3組數(shù)據(jù)是在“誤差允許范圍內(nèi)”。我們知道電流表的分度值為0.02A,用人眼估讀誤差可以放大到分度值的一半[7],也就是0.01A,而0.22A與0.3A的“理論值”相差0.08A,相對(duì)誤差達(dá)到26.7%,就算是考慮到系統(tǒng)誤差影響,該值基本屬于異常值。教師應(yīng)引導(dǎo)小組分析原因,或重新進(jìn)行測(cè)量,或建議學(xué)生直接將其剔除。

      通常情況下,在初中物理階段,對(duì)實(shí)驗(yàn)應(yīng)達(dá)到的準(zhǔn)確度要求比較低,即對(duì)“誤差允許范圍”要求比較寬,加上實(shí)驗(yàn)室設(shè)備條件、儀器精密度等級(jí)不夠等限制,一般實(shí)驗(yàn)的相對(duì)百分誤差不大于5%,最多不超過10%[8]。從課堂表現(xiàn)看,教師不僅對(duì)誤差理論一知半解,而且對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的敏感度偏弱,最關(guān)鍵的是缺乏教學(xué)機(jī)智和處理數(shù)據(jù)的能力。

      4.課堂時(shí)間掌控不力

      在“探究凸透鏡成像的規(guī)律”時(shí),教師給定凸透鏡的焦距為10cm,然后引導(dǎo)學(xué)生將凸透鏡固定到光具座40cm處,讓F光源從遠(yuǎn)處逐漸向凸透鏡靠近,要求每個(gè)小組找到兩個(gè)倒立、縮小的像和兩個(gè)倒立、放大的像并記錄數(shù)據(jù)。

      教師本想利用電腦將各小組隨機(jī)填報(bào)的數(shù)據(jù)排序后,再與學(xué)生一起分析規(guī)律,但由于軟件故障原因,電腦排序不成,她情急之下,還沒等學(xué)生梳理完數(shù)據(jù)就草草呈現(xiàn)出了像距、物距的關(guān)系和成像條件,隨后就是“一倍焦距分虛實(shí),兩倍焦距分大??;物近像遠(yuǎn)像變大,物遠(yuǎn)像近像變小……”

      據(jù)統(tǒng)計(jì),本節(jié)課共錄得38組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),像距測(cè)量值跟理論值(根據(jù)成像公式計(jì)算出的對(duì)應(yīng)值)相差小于1cm的只占到34%,這表明大部分同學(xué)并沒有學(xué)會(huì)找到清晰像的方法,或是沒有按要求認(rèn)真動(dòng)手操作,實(shí)屬遺憾。

      課后與教師談心了解到,之所以急急忙忙總結(jié)成像規(guī)律,主要是擔(dān)心完不成預(yù)設(shè)的課堂教學(xué)任務(wù)。由于個(gè)別數(shù)據(jù)的“相互打架”,無法引導(dǎo)學(xué)生“由遠(yuǎn)及近”地找出數(shù)據(jù)的特點(diǎn)和規(guī)律,所以教師才不得不挑選“理想數(shù)據(jù)”依次歸納出三個(gè)“有用”的結(jié)論。正是由于對(duì)課堂時(shí)間的擔(dān)憂,教師限制了學(xué)生操作程序和對(duì)凸透鏡的選擇,簡(jiǎn)化了指導(dǎo)學(xué)生找“清晰像”的操作要領(lǐng)和步驟,略去了驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可靠性、合理性的環(huán)節(jié),被迫忽略了一些有價(jià)值的“意外數(shù)據(jù)”,從而失去了課堂生成的絕佳機(jī)會(huì)。假如教師能因勢(shì)利導(dǎo),抓住這幾組“意外數(shù)據(jù)”激勵(lì)學(xué)生暢所欲言的話,可以想象,這該會(huì)是多么生動(dòng)、民主、高效的課堂。

      二、初中物理課堂實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理失當(dāng)?shù)膽?yīng)對(duì)策略

      長(zhǎng)期以來,“功利化”地處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)確實(shí)有它存在的現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)。如上所述,從業(yè)務(wù)、技術(shù)的層面考慮,教師對(duì)數(shù)據(jù)處理的失當(dāng)行為有能力上、心理上、時(shí)限上的原因,但某教師在座談中卻也道出了他的內(nèi)心思想:“與其在學(xué)生數(shù)據(jù)上費(fèi)工夫,還不如省點(diǎn)時(shí)間及早得出結(jié)論,順便再剖析一下實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)或考點(diǎn)什么的。這么做更直接、更有利于提高教學(xué)成績(jī)?!辫b于此,我們不僅要從上述四個(gè)案例的介紹及分析中細(xì)細(xì)回味其中蘊(yùn)含的一些應(yīng)對(duì)策略,還要切切實(shí)實(shí)從思想入手,改革評(píng)價(jià)方式,強(qiáng)化專項(xiàng)培訓(xùn),營(yíng)造實(shí)驗(yàn)教學(xué)文化氛圍,以引導(dǎo)教師轉(zhuǎn)變教學(xué)行為,進(jìn)一步改善我們的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

      1.思想先導(dǎo),更新教育理念

      思想是行動(dòng)的先導(dǎo)。思想認(rèn)識(shí)到位了,行動(dòng)才會(huì)有動(dòng)力和方向。這就需要各級(jí)教研部門會(huì)同學(xué)校定期開展思想教育和通識(shí)培訓(xùn),并做好專項(xiàng)跟蹤和督導(dǎo)工作。同時(shí),評(píng)價(jià)是教育專業(yè)化最后的堡壘。物理學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)應(yīng)全面落實(shí)新時(shí)代教育評(píng)價(jià)改革要求,著力推進(jìn)評(píng)價(jià)觀念、評(píng)價(jià)方式和評(píng)價(jià)方法的改革,始終堅(jiān)持素養(yǎng)立意命制中考試題,讓“講實(shí)驗(yàn)”“背實(shí)驗(yàn)”不再有任何機(jī)會(huì),借以促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)和教師教學(xué)的改進(jìn)。

      2.整體把握,領(lǐng)會(huì)課標(biāo)要求

      “數(shù)據(jù)”一詞在課標(biāo)中共出現(xiàn)25次,絕大部分集中在一級(jí)主題“實(shí)驗(yàn)探究”的教學(xué)目標(biāo)和學(xué)業(yè)要求上。從中可梳理出數(shù)據(jù)處理的大致流程是:讀取—記錄—收集,整理—判斷有效性(分析個(gè)別問題數(shù)據(jù)原因)—描述—比較—分析,歸納推理—形成結(jié)論—解釋。只有明白了這些,教師才會(huì)有的放矢,分階段、分層次、有針對(duì)性地按照計(jì)劃培養(yǎng)學(xué)生收集數(shù)據(jù)的能力、分析和處理數(shù)據(jù)的能力、解釋數(shù)據(jù)的能力。針對(duì)“探究杠桿的平衡條件”實(shí)驗(yàn),課標(biāo)指出:應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生思考為什么要通過表格記錄杠桿平衡時(shí)不同的動(dòng)力、動(dòng)力臂與阻力、阻力臂數(shù)值,通過分析數(shù)據(jù)尋找定量關(guān)系——?jiǎng)恿εc阻力不同時(shí),動(dòng)力臂與阻力臂也不同,但動(dòng)力與動(dòng)力臂的乘積等于阻力與阻力臂的乘積;組織學(xué)生根據(jù)數(shù)據(jù)歸納出杠桿的平衡條件,討論分析個(gè)別數(shù)據(jù)存在問題的原因,分享更多數(shù)據(jù),找到普遍規(guī)律。這在提示我們,不同階段、不同實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)是各有側(cè)重的。

      3.學(xué)會(huì)分析,掌握誤差理論

      實(shí)驗(yàn)教學(xué)要關(guān)注實(shí)驗(yàn)原理的科學(xué)性、方案的可行性、實(shí)驗(yàn)器材的合理性、操作的安全性和規(guī)范性。盡管課標(biāo)沒有提及誤差,但是任何物理量的測(cè)量必定存在誤差。掌握一定的誤差理論能幫助教師優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),在器材選擇、測(cè)量方法、數(shù)據(jù)處理上做到心中有數(shù);懂得“在允許誤差范圍內(nèi)”和“大量實(shí)驗(yàn)表明”的確切內(nèi)涵能強(qiáng)化教師盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差的意識(shí),在引導(dǎo)學(xué)生歸納、總結(jié)時(shí)更加嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真;會(huì)分析系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差、粗大誤差及測(cè)量的不確定度能提高教師處理數(shù)據(jù)的能力,在預(yù)估數(shù)據(jù)的可靠性、判斷數(shù)據(jù)有無異常值時(shí)得心應(yīng)手。

      4.注重生成,善用數(shù)據(jù)說話

      重預(yù)設(shè)輕生成的物理課堂注定是低效的,學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)中獲取的“意外數(shù)據(jù)”恰恰就是促進(jìn)課堂生成的有利資源之一。這就需要教師精心預(yù)設(shè)實(shí)驗(yàn)方案,在親手做一遍的基礎(chǔ)上預(yù)判學(xué)生探究過程中的各種可能或意外。課堂上應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生真實(shí)、全面記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),關(guān)注與預(yù)設(shè)結(jié)果相矛盾的信息。開放、靈動(dòng)、有生成的實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任具有重要意義。所以,尊重學(xué)生獲取的每一個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),在數(shù)據(jù)處理、高效互動(dòng)中使學(xué)生感受到實(shí)驗(yàn)作為“揭開物理奧秘的神秘面紗”的魅力所在,是教師的必然選擇。

      總之,實(shí)驗(yàn)探究是課標(biāo)的五大“一級(jí)主題”之一,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是實(shí)驗(yàn)探究的第一手證據(jù),而基于證據(jù)的科學(xué)推理和論證應(yīng)該是探究過程中最核心的部分,它對(duì)培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)具有獨(dú)特價(jià)值。因此,教師應(yīng)身體力行,在收集數(shù)據(jù)、分析和處理數(shù)據(jù)、解釋數(shù)據(jù)的過程中馬虎不得。面對(duì)動(dòng)態(tài)變化的課堂,教師要善用教學(xué)機(jī)智,變“意外數(shù)據(jù)”為生成性資源,將探究“認(rèn)真”到底,并在把控好課堂節(jié)奏的基礎(chǔ)上,將課堂效率和效益最大化。如今,數(shù)字時(shí)代悄然而至,應(yīng)課標(biāo)要求,電子天平等數(shù)字化儀器已經(jīng)進(jìn)入課堂,一些數(shù)字化實(shí)驗(yàn)設(shè)備已經(jīng)大量用于物理實(shí)驗(yàn),這意味著教師在數(shù)據(jù)處理等方面會(huì)面臨新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。作為教師,我們責(zé)無旁貸,務(wù)必以“嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)”育“嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)”,以“核心素養(yǎng)”育“核心素養(yǎng)”。

      參考文獻(xiàn)

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      【責(zé)任編輯 孫曉雯】

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