培養(yǎng)數據處理能力 提高科學實證意識

陳利民

[摘 要]實證意識在小學科學探究活動中有著重要的地位。而有效處理數據，既能提高科學探究的效率，有利于學生得出科學的結論，又能培養(yǎng)小學生的科學實證意識。但在實際的探究活動中，學生對于數據的處理卻無從下手。教師應結合教學實際，從科學合理地選擇數據、根據目標整理數據、借助圖表呈現數據和由點到面分析數據四個方面來培養(yǎng)小學生處理數據的能力，以提高學生的科學實證意識。

[關鍵詞]科學教學 數據 處理能力 實證意識

[中圖分類號] G623.6 [文獻標識碼] A [文章編號] 1007-9068（2016）27-073

小學科學的課程宗旨是培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)，而實證意識則是科學素養(yǎng)的核心之一。通過數據來提升學生的實驗數據處理能力，是提升科學探究能力中的核心任務，更是培養(yǎng)學生實證意識的有效途徑。而在實際的科學教學中，學生在探究活動中所記錄下來的數據往往不夠形象直觀，這對學生分析、處理數據形成了挑戰(zhàn)。在培養(yǎng)學生的數據處理能力時，如何培養(yǎng)他們選擇、整理數據及對數據的分析能力呢？我認為可從以下幾方面進行培養(yǎng)。

一、培養(yǎng)合理選擇數據的能力，由偏差到準確

在科學探究中，常常要進行多次重復實驗，這樣就會得到很多組實驗數據。有些數據可能存在偶然性，有些比較準確。為了增強數據的說服力，實驗結束后，我們要將各組數據進行匯總，并加以選擇。

科學中常用平均數、中位數、眾數來計算選擇數據，它們都能表現出數據的一般水平，并作為一組數據的代表。教師應指導學生根據實際情況選擇統(tǒng)計方式。有些數據重復較少，且數據變化范圍較小時，我們可以選取中位數，表示這組數據的“中等水平”；有些數據較多，而且范圍很集中，有個別數據重復多次出現的，我們可以選取眾數，代表這組數據的“多數水平”。如在教學《做一個鐘擺》時，教師引導學生研究重心不同，擺在一定時間（20秒）內擺動的次數，匯總的數據如下：

除了選擇眾數和中位數，求平均數也是選擇數據的一種重要計算方法，如《用橡皮筋作動力》中的部分數據為：

每次小車運行的距離都體現了橡皮筋纏繞3圈時產生的彈力對小車的作用，我們可以通過平均數來進行統(tǒng)計。平均數利用了所有數據反映出來的信息，受所有數據的影響，體現了數據的“平均水平”，能更加客觀、直接地反應彈力對小車運動距離的影響。

二、培養(yǎng)數據整理的能力，由無序到有序

選擇后的數據，往往簡單明了，讓人一目了然，但也可能存在雜亂無章的現象，讓學生無從下手。對于后者，我們需要按照目標，將數據進行整理。對數據進行分類和排序是常用的整理方法。整理出規(guī)律后，學生就能對實驗現象進行分析了。

如《杠桿的科學》實驗中，學生獲得不少數據，本課的目標是通過實驗來研究杠桿在省力、費力和不省力也不費力這幾種情況下的規(guī)律。面對實驗所得數據，教師可以引導學生依據目標對數據進行分類，按省力、費力、不省力也不費力三類進行整理。具體如下：

通過這樣的整理，學生就可以清晰地觀察到省力、費力、不省力也不費力狀況下阻力點到支點的距離和用力點到支點的距離的規(guī)律。

三、培養(yǎng)圖表數據整理的能力，由抽象到形象

小學生的思維比較具體形象化，但抽象思維的能力不足，很難對雜亂的數據進行分析處理。而圖表可以直觀又明確地呈現出探究實驗過程中各個數據之間的對應關系，我們可以借助合適的圖表工具來將抽象的數據轉換成形象的圖表。表格、氣泡圖、維恩圖以及線形圖和柱狀圖等都是小學科學教學中的常用圖表。教師可以依據數據的特點引導學生選擇相應的圖表。

如在《總結我們的天氣觀察》一課中獲得的數據：

實驗數據很多，盡管用表格呈現了，但看起來仍很復雜。如果我們選用折線圖來呈現，就能將數值轉化成具體可感的點線，數據間的規(guī)律就顯而易見了。

通過上圖，學生對于這14天中的最高氣溫、最低氣溫就一目了然了。學生能更加清晰地觀察到數據之間的關聯和更深層的信息，從而充分發(fā)揮數據的價值。如學生可以觀察14天中最低氣溫和最高氣溫的轉變趨勢，14天里溫差大小的變化差異等。

四、培養(yǎng)數據分析能力，由個案到規(guī)律

科學探究中，對實驗數據進行分析、歸納從而得出結論是非常關鍵的環(huán)節(jié)。但學生的思維較大程度依賴于具體事物，所以教師應利用簡單的提問和提示，促進學生抽象思維的發(fā)展，讓學生通過對個別實驗數據處理的經驗積累，從點到面，找到處理這類實驗數據的規(guī)律，并舉一反三。

在《物體在水中是沉還是浮》這一實驗中，學生通過切割蘿卜和橡皮的大小來研究物體的沉浮，進而延伸到研究不同大小的同一材料的物品在水中的沉浮規(guī)律。實驗獲得的數據如下：

在探究過程中，學生通常會把思維停留在具體實物，如橡皮、蘿卜的沉浮上，他們能發(fā)現“體積、重量改變，橡皮和蘿卜在水中的沉浮不變”的規(guī)律，但難以延伸到所有同一材料構成的物體的沉浮規(guī)律。對于這種情況，教師在實驗前可以提示：“同種材料的物體，它們在水中的沉浮有什么規(guī)律呢？我們選擇幾種物體來研究一下。”這樣就能使學生在意識上把橡皮和蘿卜都歸納成物體。教師也可以在實驗結束后設問引導：“橡皮切割后是什么物質，再切割呢？如果把橡皮換成橡皮泥會怎樣？換成其他物體呢？”通過這些引導讓學生理解分析得出“就算體積和重量改變了，所有由同種材料構成的物體，在水中的沉浮規(guī)律不變”這樣的結論。

總而言之，在科學探究中，教師可以引導學生對數據進行科學的取舍，對看似無規(guī)律的實驗數據進行分類排序，再通過形象直觀的圖表呈現出數據。這些方法對于提升小學生的數據處理能力及科學實證意識會有一定的效果。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 馮敏.小學生科學實驗數據處理能力培養(yǎng)策略芻議[J].小學科學，2013（2）：94.

[2] 彭小虎.兒童發(fā)展與教育心理學[M].上海：上海交通大學出版社，2009.

[3] 徐敬標.小學科學教學中的問題與對策[M].長春：東北師范大學出版社，2007.

（責編 劉宇帆）