小學(xué)科學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生實驗數(shù)據(jù)意識的有效策略

【摘要】實驗數(shù)據(jù)是科學(xué)探究活動中最重要的實證之一，是對問題和現(xiàn)象作出合理解釋的重要依據(jù)，是學(xué)生形成正確科學(xué)認(rèn)識的有利武器。小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，教師要善于引導(dǎo)學(xué)生收集和獲取數(shù)據(jù)，并充分利用數(shù)據(jù)，用數(shù)據(jù)說話，培養(yǎng)學(xué)生良好的實驗數(shù)據(jù)意識，從而幫助學(xué)生建立正確的科學(xué)認(rèn)識，培養(yǎng)學(xué)生尊重事實、實事求是的科學(xué)態(tài)度。

【關(guān)鍵詞】小學(xué)科學(xué) 實驗數(shù)據(jù) 意識培養(yǎng) 有效策略

【基金項目】本文系廣東省教育科學(xué)規(guī)劃課題“農(nóng)村小學(xué)科學(xué)教學(xué)中學(xué)生實驗數(shù)據(jù)意識的培養(yǎng)研究”（課題批準(zhǔn)號：2013YQJK052）研究成果。

【中圖分類號】G623.9 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）07-0154-02

科學(xué)（3～6年級）課程標(biāo)準(zhǔn)（實驗稿）指出，親身經(jīng)歷以探究為主的學(xué)習(xí)活動是學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的主要途徑。科學(xué)課程應(yīng)向?qū)W生提供充分的科學(xué)探究機會，使他們在像科學(xué)家那樣進(jìn)行科學(xué)探究的過程中，體驗學(xué)習(xí)科學(xué)的樂趣，增長科學(xué)探究能力，獲取科學(xué)知識，形成尊重事實、善于質(zhì)疑的科學(xué)態(tài)度，了解科學(xué)發(fā)展的歷史。證據(jù)的重要性是科學(xué)探究活動的基本特征之一。全日制義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（送審稿）指出，小學(xué)科學(xué)課程旨在通過探究式學(xué)習(xí)，保護學(xué)生對自然的好奇心，激發(fā)他們對科學(xué)的興趣，幫助學(xué)生建立一些基本的科學(xué)概念，培養(yǎng)科學(xué)探究能力和科學(xué)態(tài)度，初步形成對科學(xué)的認(rèn)識，從而有效地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。探究式學(xué)習(xí)方式的主要特點是學(xué)生親自收集和獲取資料和數(shù)據(jù)；在實證的基礎(chǔ)上進(jìn)行邏輯推理和思考，聯(lián)系自己的經(jīng)驗和有關(guān)的理論，作出判斷和結(jié)論；通過交流、討論、辯論和再思考，逐步建立起對科學(xué)概念的理解。

數(shù)據(jù)作為探究實驗中常見的記錄手段，對事物、現(xiàn)象進(jìn)行定性、定量分析時，可使我們的條理更清楚，結(jié)果更精確，有著其它方法不能替代的作用。培養(yǎng)學(xué)生的實驗數(shù)據(jù)意識，能有效促進(jìn)學(xué)生對科學(xué)概念的理解，形成實事求是、追求真理的思維方式和生活態(tài)度。

筆者在教學(xué)調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，不少老師教學(xué)時忽視對學(xué)生實驗數(shù)據(jù)意識的培養(yǎng)，學(xué)生獲取、分析、運用實驗數(shù)據(jù)的意識淡薄，導(dǎo)致實驗教學(xué)效果大打折扣，長遠(yuǎn)也不利于學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的形成。存在問題主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

問題1：重實驗操作，輕數(shù)據(jù)意識

有些教師上實驗課時，只注重讓學(xué)生經(jīng)歷“熱熱鬧鬧”的實驗操作過程，但至于學(xué)生為什么需要收集實驗數(shù)據(jù)？實驗數(shù)據(jù)證明了什么？教師并沒有從一開始提出有效問題，布置明確實驗任務(wù)，滲透敏感數(shù)據(jù)意識。如教科版三年級下冊《磁力大小會變化嗎》一課，某教師簡單作了實驗演示后，就任由學(xué)生自行操作。學(xué)生在實驗中確實“玩”得很開心，快下課時，教師問學(xué)生實驗結(jié)果證明了什么問題？由于實驗過程中缺乏記錄數(shù)據(jù)的習(xí)慣，學(xué)生腦海中的數(shù)據(jù)印記比較模糊，以致需要運用數(shù)據(jù)去解釋現(xiàn)象時，由于證據(jù)不足，導(dǎo)致結(jié)論牽強，教學(xué)效果甚微。

問題2：重教學(xué)流程，輕數(shù)據(jù)真?zhèn)?/p>

有些教師比較注重教學(xué)的流程，情境創(chuàng)設(shè)、問題提出、實驗操作、交流匯報、總結(jié)等教學(xué)環(huán)節(jié)完整，但至于學(xué)生在實驗過程中所獲取的數(shù)據(jù)是否真實有效，教師沒有在巡視過程中及時發(fā)現(xiàn)并指導(dǎo)學(xué)生找出原因，導(dǎo)致實驗失敗。如教科版三年級下冊《測量水的溫度》一課，有小組記錄實驗數(shù)據(jù)如下：

從數(shù)據(jù)上看，自來水溫度數(shù)據(jù)明顯異常。原因是測量自來水和溫水的兩支溫度計的初始溫度讀數(shù)本來就存在誤差，而學(xué)生在測量時將兩支溫度計混亂使用，且測量和讀數(shù)方法有誤，導(dǎo)致數(shù)據(jù)不真實，從而影響了對實驗結(jié)論的判斷。

問題3：重實驗結(jié)果，輕數(shù)據(jù)分析

有些教師認(rèn)為學(xué)生做完了實驗，記錄了數(shù)據(jù)，由教師引導(dǎo)給出正確的實驗結(jié)論，就算是完成了教學(xué)目標(biāo)。如教科版五年級下冊《擺的研究》一課，有小組實驗記錄的數(shù)據(jù)如下：

僅從數(shù)據(jù)上看，這對學(xué)生作出“擺長越短，擺的速度越快；擺長越長，擺的速度越慢”的判斷似乎并不造成影響，但細(xì)看數(shù)據(jù)，反映學(xué)生對“擺動一次”理解有誤，錯把擺動半次當(dāng)成了擺動一次計算。缺乏數(shù)據(jù)分析，容易導(dǎo)致學(xué)生無視數(shù)據(jù)的合理性，潛在的錯誤被隱藏。

基于上述問題，小學(xué)科學(xué)教學(xué)中如何培養(yǎng)學(xué)生的實驗數(shù)據(jù)意識呢？筆者結(jié)合教學(xué)實際，從以下三個方面略談個人的看法。

一、創(chuàng)設(shè)問題情境，激發(fā)學(xué)生運用數(shù)據(jù)的意識

教學(xué)中要注重創(chuàng)設(shè)合適的問題情境，多讓學(xué)生進(jìn)行實驗前的預(yù)測，多問幾個“為什么？”、“你的證據(jù)是什么？”和“如何證明？”，以激發(fā)學(xué)生的探究意欲，讓學(xué)生認(rèn)識到數(shù)據(jù)采集的重要，從而強烈地產(chǎn)生運用實驗數(shù)據(jù)的意識和需求。例如：

問題1： 1、2、3號瓶子，哪個瓶子的水最多，哪個瓶子的水最少？如何證明？（教科版三年級上冊《比較水的多少》）

問題2：天氣預(yù)報預(yù)計明天會下雨，你預(yù)計我們學(xué)校這片區(qū)域到底下小雨，還是中雨、大雨呢？實際測量結(jié)果與天氣預(yù)報相符嗎？你為什么這樣判斷？你的證據(jù)是什么？（教科版四年級上冊《降水量的測量》）

問題3： 食鹽可以在水里溶解，這杯水可以溶解多少勺食鹽？水可以無限量地溶解食鹽嗎？如何證明？（教科版四年級上冊《不同物質(zhì)在水中的溶解能力》）

問題4：泡沫在水里是浮的，是因為受到浮力的作用。石頭在水里是沉的，它受到水的浮力嗎？如何證明？（教科版五年級下冊《下沉物體受到水的浮力嗎》）

問題5：一張平展的紙梁能承受兩個鐵墊圈，用同樣的紙折成不同形狀的紙梁，它們承重會相同嗎？哪種形狀的紙承重最大？如何證明？（教科版六年級上冊《形狀與抗彎曲能力》）

實驗前，學(xué)生是可以基于自己的經(jīng)驗和認(rèn)知作出判斷的（無論判斷正確與否），然而要解決這些問題，僅憑簡單的判斷顯然是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。因此，通過問題及任務(wù)的驅(qū)使，會讓學(xué)生迫切地期望通過實驗獲取相關(guān)的數(shù)據(jù)，讓這些數(shù)據(jù)支持自己的判斷。學(xué)生的這種心理需要，正是我們培養(yǎng)學(xué)生數(shù)據(jù)意識的目的。

二、巧設(shè)實驗表格，培養(yǎng)學(xué)生記錄數(shù)據(jù)的習(xí)慣

數(shù)據(jù)的收集、記錄是科學(xué)探究的重要環(huán)節(jié)，是學(xué)生分析推理、得出到結(jié)論的關(guān)鍵。由于小學(xué)生對數(shù)據(jù)記錄的能力較低，教師要根據(jù)學(xué)生的年齡特點和能力水平適時加以指導(dǎo)，讓學(xué)生及時收集、記錄數(shù)據(jù)，并確保數(shù)據(jù)真實可靠。教師可根據(jù)實驗內(nèi)容設(shè)計便于學(xué)生記錄和分析數(shù)據(jù)的實驗表格（如借助畫圖、符號、數(shù)字等記錄）。例如教科版四年級上冊《水能溶解一些物質(zhì)》一課，為了讓學(xué)生更直觀、更方便地進(jìn)行實驗記錄，我將實驗記錄表設(shè)計如下：

學(xué)生通過實驗觀察，用畫圖的方式把鹽粒和沙粒在水中的數(shù)量和大小變化等記錄下來，在進(jìn)行結(jié)論推斷時，學(xué)生自覺地借助實驗記錄表的各項數(shù)據(jù)進(jìn)行解釋。

又如教科版六年級上冊《形狀與抗彎曲能力》一課，我將實驗記錄表設(shè)計如下：

表格設(shè)計需要學(xué)生實驗前先進(jìn)行預(yù)測，預(yù)測準(zhǔn)確與否，有利于促使學(xué)生更加關(guān)注紙梁實際承受的重量，從而在實驗中認(rèn)真記錄每一項數(shù)據(jù)。用數(shù)字表示紙梁抗彎曲能力大小，可以讓數(shù)據(jù)記錄更簡便，實驗結(jié)論更直觀，學(xué)生樂于接受這種記錄方式，有利于學(xué)生記錄習(xí)慣的養(yǎng)成。實驗記錄表同時也為教師進(jìn)行課后反思提供和積累原始素材，以便教師根據(jù)實際情況調(diào)整教學(xué)設(shè)計和實施策略。

三、搭建交流平臺，提高學(xué)生處理數(shù)據(jù)的能力

數(shù)據(jù)是觀察和實驗中重要的實證之一，是對事物性質(zhì)和自然現(xiàn)象作出合理解釋的重要依據(jù)。對于辛苦得來的實驗數(shù)據(jù)，學(xué)生的興趣往往不高，有時為記錄而記錄，甚至對實驗數(shù)據(jù)不做任何分析和思考，直接地得出結(jié)論，這樣會降低探究活動的效果。因此，教師要為學(xué)生搭建討論交流的平臺，引導(dǎo)他們自覺地對收集的實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析。匯報交流時，教師要盡可能地呈現(xiàn)各小組收集的實驗數(shù)據(jù)，以便學(xué)生進(jìn)行數(shù)據(jù)比較，為正確結(jié)論的推斷提供有說服力的證據(jù)支持。同時，教師要引導(dǎo)學(xué)生依據(jù)實驗記錄表充分表達(dá)自己的觀點，讓學(xué)生在交流互動中產(chǎn)生思維碰撞的火花，讓實驗中出現(xiàn)的虛假數(shù)據(jù)和錯誤數(shù)據(jù)無處遁形。當(dāng)學(xué)生借助實驗數(shù)據(jù)成功地解決問題，得出正確結(jié)論，他們會真實地體會到數(shù)據(jù)的重要性。持之以恒進(jìn)行這種交流，學(xué)生處理數(shù)據(jù)的能力就會逐步提高，學(xué)生自覺運用實驗數(shù)據(jù)的意識也會不斷增強。

總之，小學(xué)科學(xué)探究活動要重視培養(yǎng)學(xué)生的實驗數(shù)據(jù)意識，善于引導(dǎo)學(xué)生從被動記錄到主動分析，讓學(xué)生自覺運用數(shù)據(jù)來解釋相關(guān)的問題或現(xiàn)象，使學(xué)生養(yǎng)成實事求是、嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、用事實說話的科學(xué)態(tài)度。

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作者簡介：

林海華（1978-），男，漢族，廣東佛岡人，本科，小學(xué)高級教師，小學(xué)科學(xué)教研員，研究方向為小學(xué)科學(xué)教學(xué)研究工作。