培養(yǎng)數(shù)據(jù)處理能力　提高科學(xué)實(shí)證意識(shí)

浙江仙居縣大戰(zhàn)鄉(xiāng)中心校（317300）　陳利民

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培養(yǎng)數(shù)據(jù)處理能力提高科學(xué)實(shí)證意識(shí)

浙江仙居縣大戰(zhàn)鄉(xiāng)中心校（317300）陳利民

實(shí)證意識(shí)在小學(xué)科學(xué)探究活動(dòng)中有著重要的地位。而有效處理數(shù)據(jù)，既能提高科學(xué)探究的效率，有利于學(xué)生得出科學(xué)的結(jié)論，又能培養(yǎng)小學(xué)生的科學(xué)實(shí)證意識(shí)。但在實(shí)際的探究活動(dòng)中，學(xué)生對(duì)于數(shù)據(jù)的處理卻無(wú)從下手。教師應(yīng)結(jié)合教學(xué)實(shí)際，從科學(xué)合理地選擇數(shù)據(jù)、根據(jù)目標(biāo)整理數(shù)據(jù)、借助圖表呈現(xiàn)數(shù)據(jù)和由點(diǎn)到面分析數(shù)據(jù)四個(gè)方面來(lái)培養(yǎng)小學(xué)生處理數(shù)據(jù)的能力，以提高學(xué)生的科學(xué)實(shí)證意識(shí)。

科學(xué)教學(xué)數(shù)據(jù)處理能力實(shí)證意識(shí)

小學(xué)科學(xué)的課程宗旨是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，而實(shí)證意識(shí)則是科學(xué)素養(yǎng)的核心之一。通過(guò)數(shù)據(jù)來(lái)提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理能力，是提升科學(xué)探究能力中的核心任務(wù)，更是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)證意識(shí)的有效途徑。而在實(shí)際的科學(xué)教學(xué)中，學(xué)生在探究活動(dòng)中所記錄下來(lái)的數(shù)據(jù)往往不夠形象直觀，這對(duì)學(xué)生分析、處理數(shù)據(jù)形成了挑戰(zhàn)。在培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)處理能力時(shí)，如何培養(yǎng)他們選擇、整理數(shù)據(jù)及對(duì)數(shù)據(jù)的分析能力呢？我認(rèn)為可從以下幾方面進(jìn)行培養(yǎng)。

一、培養(yǎng)合理選擇數(shù)據(jù)的能力，由偏差到準(zhǔn)確

在科學(xué)探究中，常常要進(jìn)行多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，這樣就會(huì)得到很多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。有些數(shù)據(jù)可能存在偶然性，有些比較準(zhǔn)確。為了增強(qiáng)數(shù)據(jù)的說(shuō)服力，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，我們要將各組數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，并加以選擇。

科學(xué)中常用平均數(shù)、中位數(shù)、眾數(shù)來(lái)計(jì)算選擇數(shù)據(jù)，它們都能表現(xiàn)出數(shù)據(jù)的一般水平，并作為一組數(shù)據(jù)的代表。教師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實(shí)際情況選擇統(tǒng)計(jì)方式。有些數(shù)據(jù)重復(fù)較少，且數(shù)據(jù)變化范圍較小時(shí)，我們可以選取中位數(shù)，表示這組數(shù)據(jù)的“中等水平”；有些數(shù)據(jù)較多，而且范圍很集中，有個(gè)別數(shù)據(jù)重復(fù)多次出現(xiàn)的，我們可以選取眾數(shù)，代表這組數(shù)據(jù)的“多數(shù)水平”。如在教學(xué)《做一個(gè)鐘擺》時(shí)，教師引導(dǎo)學(xué)生研究重心不同，擺在一定時(shí)間（20秒）內(nèi)擺動(dòng)的次數(shù)，匯總的數(shù)據(jù)如下：

我們的選擇10cm　20 20cm　16 30cm　13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 19　20　20　21　20　21　20 　20　20 16　15　17　16　16　16　15 　17　16 14　14　13　12　13　13　13 　13　12

除了選擇眾數(shù)和中位數(shù)，求平均數(shù)也是選擇數(shù)據(jù)的一種重要計(jì)算方法，如《用橡皮筋作動(dòng)力》中的部分?jǐn)?shù)據(jù)為：

橡皮筋纏繞的圈數(shù)　實(shí)驗(yàn)次數(shù)　行駛距離（CM）　平均數(shù)（CM）3 55第一次　59第二次　52第三次　56

每次小車運(yùn)行的距離都體現(xiàn)了橡皮筋纏繞3圈時(shí)產(chǎn)生的彈力對(duì)小車的作用，我們可以通過(guò)平均數(shù)來(lái)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。平均數(shù)利用了所有數(shù)據(jù)反映出來(lái)的信息，受所有數(shù)據(jù)的影響，體現(xiàn)了數(shù)據(jù)的“平均水平”，能更加客觀、直接地反應(yīng)彈力對(duì)小車運(yùn)動(dòng)距離的影響。

二、培養(yǎng)數(shù)據(jù)整理的能力，由無(wú)序到有序

選擇后的數(shù)據(jù)，往往簡(jiǎn)單明了，讓人一目了然，但也可能存在雜亂無(wú)章的現(xiàn)象，讓學(xué)生無(wú)從下手。對(duì)于后者，我們需要按照目標(biāo)，將數(shù)據(jù)進(jìn)行整理。對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類和排序是常用的整理方法。整理出規(guī)律后，學(xué)生就能對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析了。

如《杠桿的科學(xué)》實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生獲得不少數(shù)據(jù)，本課的目標(biāo)是通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)研究杠桿在省力、費(fèi)力和不省力也不費(fèi)力這幾種情況下的規(guī)律。面對(duì)實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)，教師可以引導(dǎo)學(xué)生依據(jù)目標(biāo)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，按省力、費(fèi)力、不省力也不費(fèi)力三類進(jìn)行整理。具體如下：

鉤碼數(shù)　阻力點(diǎn)到支左邊（阻力點(diǎn)）情況　右邊（用力點(diǎn)）情況　用力情況（省力、費(fèi)力或不省力也不費(fèi)力）點(diǎn)的距離　鉤碼數(shù)　用力點(diǎn)到支點(diǎn)的距離2 4省力2 1 1 2　省力2 3 2 1　費(fèi)力2 3 3 2　費(fèi)力6 1 2 1 1 2 3 2 3 2　不省力也不費(fèi)力2 1 1 2　不省力也不費(fèi)力費(fèi)力

通過(guò)這樣的整理，學(xué)生就可以清晰地觀察到省力、費(fèi)力、不省力也不費(fèi)力狀況下阻力點(diǎn)到支點(diǎn)的距離和用力點(diǎn)到支點(diǎn)的距離的規(guī)律。

三、培養(yǎng)圖表數(shù)據(jù)整理的能力，由抽象到形象

小學(xué)生的思維比較具體形象化，但抽象思維的能力不足，很難對(duì)雜亂的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。而圖表可以直觀又明確地呈現(xiàn)出探究實(shí)驗(yàn)過(guò)程中各個(gè)數(shù)據(jù)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，我們可以借助合適的圖表工具來(lái)將抽象的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)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(xué)科學(xué)教學(xué)中的常用圖表。教師可以依據(jù)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)引導(dǎo)學(xué)生選擇相應(yīng)的圖表。

如在《總結(jié)我們的天氣觀察》一課中獲得的數(shù)據(jù)：

日期　1 2 3 4 5 6 7氣溫　最高氣溫　28℃　32℃　30℃　35℃　38℃　35℃　25℃最低氣溫　20℃　18℃　20℃　19℃　24℃　24℃　20℃日期　8　9　10　11　12　13　14氣溫　最高氣溫　31℃　34℃　33℃　38℃　37℃　30℃　26℃最低氣溫　24℃　22℃　22℃　26℃　27℃　18℃　19℃

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)很多，盡管用表格呈現(xiàn)了，但看起來(lái)仍很復(fù)雜。如果我們選用折線圖來(lái)呈現(xiàn)，就能將數(shù)值轉(zhuǎn)化成具體可感的點(diǎn)線，數(shù)據(jù)間的規(guī)律就顯而易見(jiàn)了。

通過(guò)上圖，學(xué)生對(duì)于這14天中的最高氣溫、最低氣溫就一目了然了。學(xué)生能更加清晰地觀察到數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)和更深層的信息，從而充分發(fā)揮數(shù)據(jù)的價(jià)值。如學(xué)生可以觀察14天中最低氣溫和最高氣溫的轉(zhuǎn)變趨勢(shì)，14天里溫差大小的變化差異等。

四、培養(yǎng)數(shù)據(jù)分析能力，由個(gè)案到規(guī)律

科學(xué)探究中，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、歸納從而得出結(jié)論是非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。但學(xué)生的思維較大程度依賴于具體事物，所以教師應(yīng)利用簡(jiǎn)單的提問(wèn)和提示，促進(jìn)學(xué)生抽象思維的發(fā)展，讓學(xué)生通過(guò)對(duì)個(gè)別實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的經(jīng)驗(yàn)積累，從點(diǎn)到面，找到處理這類實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的規(guī)律，并舉一反三。

在《物體在水中是沉還是浮》這一實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生通過(guò)切割蘿卜和橡皮的大小來(lái)研究物體的沉浮，進(jìn)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(shí)驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)如下：

物體　大小　結(jié)果橡皮一半　浮四分之一　浮八分之一　浮更小　浮我的發(fā)現(xiàn)一半　沉四分之一　沉八分之一　沉更小　沉白蘿卜

在探究過(guò)程中，學(xué)生通常會(huì)把思維停留在具體實(shí)物，如橡皮、蘿卜的沉浮上，他們能發(fā)現(xiàn)“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(gòu)成的物體的沉浮規(guī)律。對(duì)于這種情況，教師在實(shí)驗(yàn)前可以提示：“同種材料的物體，它們?cè)谒械某粮∮惺裁匆?guī)律呢？我們選擇幾種物體來(lái)研究一下。”這樣就能使學(xué)生在意識(shí)上把橡皮和蘿卜都?xì)w納成物體。教師也可以在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后設(shè)問(wèn)引導(dǎo)：“橡皮切割后是什么物質(zhì)，再切割呢？如果把橡皮換成橡皮泥會(huì)怎樣？換成其他物體呢？”通過(guò)這些引導(dǎo)讓學(xué)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(gòu)成的物體，在水中的沉浮規(guī)律不變”這樣的結(jié)論。

總而言之，在科學(xué)探究中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)的取舍，對(duì)看似無(wú)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類排序，再通過(guò)形象直觀的圖表呈現(xiàn)出數(shù)據(jù)。這些方法對(duì)于提升小學(xué)生的數(shù)據(jù)處理能力及科學(xué)實(shí)證意識(shí)會(huì)有一定的效果。

［1］馮敏.小學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理能力培養(yǎng)策略芻議［J］.小學(xué)科學(xué)，2013（2）：94.

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

［3］徐敬標(biāo).小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的問(wèn)題與對(duì)策［M］.長(zhǎng)春：東北師范大學(xué)出版社，2007.

（責(zé)編劉宇帆）

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1007-9068（2016）27-073