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“我和孩子们”的科学教育故事
——“为什么你把测量的数据修改了?”
契子:新学期即将开学的这几天,习惯了睡前一边泡着脚,一边捋一捋开学后就要做的几项工作,这也是多年来的习惯了。今天坐在小矮凳上,不知不觉地想得入神,一激灵的时候,水温已经渐冷了。然而,心底一缕暖意丛升,恰到好处地抚摸了一下心房,仿佛透过浴室的淡淡雾霭,我又见到了朝思暮想的孩子们,听到了《测量水的温度》那一课时我与他们的争论……
《测量水的温度》一课是选自教科版小学科学教材三年级下册第三单元第二课时。这一课时有两个活动。第一个活动是在已经明确了测量水温的正确方法后,测量不同的四杯水的温度:1号杯自来水、2号杯温水、3号杯烫手的热水、4号杯刚从热水瓶里倒出来的热水。这个实验学生很容易操作,而且,为了使学生对实验注意点有更深的印象,我不仅把注意事项投影在大屏幕中,还让一位学生上来进行演示,然后,再全班实验。但是实验结果还是出现了“戏剧性”的一幕。
我把各小组学生测量记录的数据收集起来向学生展示:(课堂教学前,我事先在PPT中设计好了这个统计表,学生的测量数据出来后,每组的记录员可以很快地到讲台上把数据输入PPT中向全班同学展示。)
水温的测量记录(单位:摄氏度)
组别
不同的水温 |
第1组 |
第2组 |
第3组 |
第4组 |
第5组 |
第6组 |
第7组 |
第8组 |
第9组 |
第10组 |
1号杯 |
自来水的温度 |
16 |
16 |
16 |
16 |
16 |
16 |
16 |
15 |
16 |
16 |
2号杯 |
温水的温度 |
38 |
38 |
38 |
38 |
38 |
38 |
36 |
37 |
38 |
38 |
3号杯 |
烫水的热水的温度 |
62 |
62 |
62 |
62 |
62 |
62 |
60 |
61 |
62 |
62 |
4号杯 |
热水瓶里的热水的温度 |
82 |
82 |
82 |
82 |
82 |
82 |
80 |
79 |
82 |
82 |
看到学生的数据后,我首先感到惊讶:除了个别组的数据稍有差别外,其他组惊人的“雷同”。但是学生在汇报填写数据期间,我也注意到了一个细节,很多组的学生都在实验后与其他组之间“交头接耳”,而且第4组的学生明明已经到讲台上填写好了数据,另一个学生很快跑上来又进行了修改。我马上利用实物投影仪,把第四组的真实数据投影在屏幕中:
水温的测量记录(单位:摄氏度) 第四小组
1号杯 |
自来水的温度 |
14摄氏度 16
|
2号杯 |
温水的温度 |
33摄氏度 38
|
3号杯 |
烫水的热水的温度 |
61摄氏度 62
|
4号杯 |
热水瓶里的热水的温度 |
80摄氏度 82
|
我询问第四组上去改数据的那个学生:为什么你要把自己组测量的数据修改掉呢?学生回答:因为我们组和别的组不一样。我继续追问:和别的组不一样,就不相信自己,一定要改得和别人一样吗?学生回答:我们看到杯子中的水是你从同一个热水瓶里倒出来的,所以,我们应该和别的组一样吧。
我有点明白了学生修改数据的原因了,这时候,我让学生看PPT上面“水温测量记录的汇总表”:“在这一张表中,有没有和大家数据有差异的组?”学生很快找到第七组、第八组的数据和大家有差异。第七组、第八组的学生有些“心虚”,站起来说:“老师,我们测量出来的是这个数据,是不是我们的温度计不好?”我追问:“大家想想,是这个原因吗?还有没有其他的可能?”
学生的想法多起来了,“可能是他们的测量方法不正确,眼睛没有平视,或者还没有等到温度计停止上升,就已经在看了。”第七组和第八组马上辩解:“没有,没有,我们操作地很仔细,都把注意事项要求的做到了。”这时,第六组有一个学生说:“可能是第七组和第八组和我们测量的时间用的不一样,因为,数据是他们看我的,他们来看我们数据时,我们实验早就做完了,他们组才刚刚做完。”我再追问:“测量时间不一样,会影响水的温度吗?”“会,因为热水过一会儿是会凉的。”“老师,我认为第七组和第八组水温比我们低,是因为他们靠近窗户,窗户外有风吹进来,所以,他们测量的水温有的比我们低。”
我发现,学生已经找到真正的原因了,这时候,我想应该引导他们尊重自己观察的实验结果:“刚才,自己测量的数据修改过的组,举手。”果然,不少学生把手举了起来。“同学们,我们自己测量的数据不一定是错误的,如果自己在实验中方法正确,就应该分析和别人差异的原因。现在,我们把自己的数据重新填写进去好吗?”
学生又一次填写后的数据汇总表:
水温的测量记录(单位:摄氏度)
组别
不同的水温 |
第1组 |
第2组 |
第3组 |
第4组 |
第5组 |
第6组 |
第7组 |
第8组 |
第9组 |
第10组 |
1号杯 |
自来水的温度 |
14 |
16 |
16 |
16 |
16 |
16 |
16 |
15 |
16 |
17 |
2号杯 |
温水的温度 |
36 |
38 |
36 |
37 |
38 |
37 |
36 |
37 |
38 |
38 |
3号杯 |
烫水的热水的温度 |
63 |
61 |
62 |
58 |
62 |
62 |
60 |
61 |
62 |
62 |
4号杯 |
热水瓶里的热水的温度 |
80 |
82 |
82 |
83 |
82 |
83 |
80 |
79 |
84 |
82 |
“从现在的表格中,大家可以看到各个组测量同一种水的温度也有不同的差异,你找到是什么原因引起的吗?”“我们教室各个地方的温度不一样,对水温有影响。”“老师把水从热水瓶倒出来的时间也有差异,有的组先倒出来,已经有点凉了,有的组晚倒出来,就热一些。”
通过以上分析讨论,学生不仅懂得了尊重自己的观测结果,而且也为第二个活动“连续测量10分钟内水温变化”的活动做好了铺垫。我顺势利导,“这四杯水,过几分钟后,再分别测量每杯水的温度,这些水的温度会有变化吗?”学生有了刚才的讨论,很肯定的说:“有变化。”我追问:“估计一下会怎样变化?”学生回答:“温度会越来越低。”我提出实验要求:“根据活动记录表2的要求,连续测量10分钟内水温的变化。”我给每组提供了4支温度计,要求每隔2分钟记录一次,每支温度计都不能离开测量的水杯。
学生分组实验后,我投影了不同的三个组的数据记录:
活动记录2:连续测量10分钟内水温变化的记录表(单位:摄氏度)
第1小组
|
0分钟 |
2分钟 |
4分钟 |
6分钟 |
8分钟 |
10分钟 |
…… |
1号杯 |
自来水的温度 |
14 |
14 |
14 |
14 |
14 |
14 |
…… |
2号杯 |
温水的温度 |
33 |
30 |
28 |
27 |
26 |
25 |
…… |
3号杯 |
烫水的热水的温度 |
58 |
52 |
46 |
43 |
40 |
38 |
…… |
4号杯 |
热水瓶里的热水的温度 |
75 |
69 |
62 |
58 |
54 |
51 |
…… |
活动记录2:连续测量10分钟内水温变化的记录表(单位:摄氏度)
第4小组
|
0分钟 |
2分钟 |
4分钟 |
6分钟 |
8分钟 |
10分钟 |
…… |
1号杯 |
自来水的温度 |
16 |
16 |
16 |
16 |
16 |
16 |
…… |
2号杯 |
温水的温度 |
34 |
31 |
28 |
26 |
25 |
24 |
…… |
3号杯 |
烫水的热水的温度 |
55 |
50 |
45 |
43 |
40 |
37 |
…… |
4号杯 |
热水瓶里的热水的温度 |
76 |
70 |
64 |
60 |
55 |
52 |
…… |
活动记录2:连续测量10分钟内水温变化的记录表(单位:摄氏度)
第8小组
|
0分钟 |
2分钟 |
4分钟 |
6分钟 |
8分钟 |
10分钟 |
…… |
1号杯 |
自来水的温度 |
15 |
15 |
15 |
14 |
15 |
15 |
…… |
2号杯 |
温水的温度 |
35 |
32 |
30 |
28 |
27 |
25 |
…… |
3号杯 |
烫水的热水的温度 |
52 |
46 |
41 |
38 |
36 |
34 |
…… |
4号杯 |
热水瓶里的热水的温度 |
73 |
66 |
60 |
55 |
50 |
46 |
…… |
从这三个小组的数据中不难看出,学生已经“相信”了自己的观测结果,不再对数据进行随意的修改了。这时,我引导学生分析自己观测记录的数据,进行思维拓展:“水温有变化吗?怎样变化,你能找找其中的规律吗?水温的这种变化说明了什么?再过10分钟,过一两个小时,这些水的温度又会怎样变化?”学生“相信”了自己的数据,所以也就很快在讨论中得到了思维的提高,有了进一步的认识:“水的温度一开始下降快,比如4号杯,前两分种下降了6摄氏度,3号杯前两分钟也是下降了6摄氏度,2号杯,前两分种下降了3摄氏度,但是,越到后来,温度下降就逐渐慢了。”“温度下降先快后慢,而且温度越高的热水下降越快。”“1号杯的温度一直没有变化,因为,它和教室的温度差不多。”“我们组认为,再过10分钟,2号杯、3号杯、4号杯,温度还会下降,1号杯不会变化。”“再过一两个小时,这四杯水的温度会一样,都是15摄氏度,就是和教室的温度一样。”
通过这一节课的教学活动,我有较大的收获:
学生在三年级下册的学习中,已经有了一定的数据观察记录能力,但是由于学生对什么是“做科学”还认识不到位,存在着他们日常“经验”中一些错误的“概念”:他们认为实验中收集数据不是为了验证观点,而是为了产生一个预期的结果,这个结果怎么样,他们早就下了定论,不证自明;他们倾向于接受和寻找与前概念相符的证据,歪曲不相符的证据;他们常常认为凡是结论不一致的观点或证据“一无是处”;他们认为事物只存在着“对”与“错”、“是”和“不是”。基于以上原因,当学生看到自己的数据与别人不同时,这些学生往往倾向于别人的结果,特别是一些优秀学生的结果,很容易因为从众心理马上修改自己的实验结果,造成实验数据的失真,这种人云亦云、盲目从众的心理在小学生身上尤为突出。
所以,为了防止学生的实验数据失真,教师应采取相应的教学干预策略,引导学生实事求是地面对实验中的数据,培养学生认真负责的科学态度和良好的数据意识。在科学课教学中,教师如果能及时捕捉并有效利用一些“课堂生成”的资源,将有利于激发课堂教学的生命活力,提升学生合作探究的有效性。在探究过程中,学生的一个疑问、一种见解、一点发现、一些不同寻常的举动或错误的表现,都可能是极其有价值的、生成性的教学资源。教师如果及时捕捉并放大它,随时调整教学过程,使之适应学生的学习需要,就能使教学充满灵性并不断闪现出富有个性和创造性的光辉,使科学探究更加精彩,使科学课的课堂更加鲜活。
不是尾声:这是科学老师们课堂上最常见的和孩子们在一起的故事。最近在看吴国盛著的《科学的历程》,开篇就有这么一句话:“但今天,在这个由科学自身造就的繁忙的世界上,谁还有闲暇来回顾过去呢?”感谢浙江小学科学网组织的这次“‘我与孩子们’的科学教育故事”征文活动,让我在年节的嘈杂声中能静心地沉浸在属于我和孩子们的科学世界里,这一份闲暇不正是最好的新年礼物吗?“回顾”,一定可以使我们变得深思熟虑,而且我认为还可以增加我们今后教育教学的趣味性。“成长”,是属于孩子们,也是属于我们的最美丽的风景。
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