小學(xué)科學(xué)教學(xué)中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的獲取和處理策略

摘 要：在小學(xué)科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中，數(shù)據(jù)采集與分析的活動(dòng)占了相當(dāng)大的比例。在這類(lèi)活動(dòng)中，需要學(xué)生進(jìn)行較為精確的數(shù)據(jù)采集與統(tǒng)計(jì)，進(jìn)而通過(guò)數(shù)據(jù)分析得出結(jié)論。但是，學(xué)生往往易受環(huán)境、器材、實(shí)驗(yàn)操作習(xí)慣及年齡認(rèn)知特點(diǎn)等因素的影響，不能采集或記錄準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，從而使實(shí)驗(yàn)結(jié)論出現(xiàn)偏差。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；獲取；處理分析

【中圖分類(lèi)號(hào)】G 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B 【文章編號(hào)】1008-1216（2017）05B-0086-02

針對(duì)學(xué)生活動(dòng)中出現(xiàn)的問(wèn)題，我們必須對(duì)癥下藥幫助學(xué)生，使學(xué)生能夠形成對(duì)數(shù)據(jù)的敏感度，引導(dǎo)學(xué)生實(shí)事求是地面對(duì)真實(shí)數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確地獲取數(shù)據(jù)和科學(xué)地處理數(shù)據(jù)，讓學(xué)生不斷地通過(guò)數(shù)據(jù)來(lái)分析現(xiàn)象、解釋結(jié)論，在運(yùn)用數(shù)據(jù)的過(guò)程中逐步形成數(shù)據(jù)意識(shí)。

一、巧妙設(shè)置實(shí)驗(yàn)流程，幫助學(xué)生獲取數(shù)據(jù)

（一）及時(shí)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)工具，保證可靠

在實(shí)驗(yàn)探究課中，學(xué)生拿到測(cè)量工具后往往沒(méi)有檢查的習(xí)慣。如在《測(cè)量力的大小》一課中，學(xué)生在測(cè)量一個(gè)鉤碼的重力時(shí)，發(fā)現(xiàn)同樣輕重的鉤碼，各組測(cè)出來(lái)的數(shù)據(jù)都不太一樣，這時(shí)讓學(xué)生對(duì)測(cè)量工具進(jìn)行檢查，這也是讓學(xué)生在體驗(yàn)的過(guò)程中獲得認(rèn)知的一種有效方法。同樣，在使用其他工具（如：秒表、溫度計(jì)、量筒、天平、米尺等）進(jìn)行測(cè)量的過(guò)程中，教師也要注重讓學(xué)生逐步養(yǎng)成拿到工具先檢查的習(xí)慣，在觀察測(cè)量工具的基礎(chǔ)上再進(jìn)行測(cè)量和讀數(shù)。

（二）操作實(shí)驗(yàn)，技能第一

實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中，學(xué)生對(duì)測(cè)量器材的正確使用與否，不僅關(guān)系到測(cè)出的數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確，而且也會(huì)影響學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作技能的形成。如在《溫度和溫度計(jì)》一課中，教師應(yīng)先示范溫度計(jì)的使用方法，邊示范邊講解動(dòng)作要領(lǐng)，同時(shí)讓學(xué)生思考討論為什么要這樣做。當(dāng)學(xué)生看過(guò)教師的演示并聯(lián)系實(shí)際生活中人們使用的溫度計(jì)時(shí)，就能較快明白這樣操作的原因，并順利掌握溫度計(jì)的使用方法及注意事項(xiàng)。以此為基礎(chǔ)，學(xué)生在接下來(lái)測(cè)量水溫的過(guò)程中就能夠自如使用溫度計(jì)，測(cè)量出來(lái)的數(shù)值準(zhǔn)確度也高了。

（三）實(shí)驗(yàn)雖忙，記錄及時(shí)

好動(dòng)手不愛(ài)旁觀，喜操作不善記錄，這是由學(xué)生的年齡特點(diǎn)決定的，學(xué)生總是在忙碌的操作、觀察、交流過(guò)程中忘記了記錄。教師要有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生邊動(dòng)手邊記錄邊思考的習(xí)慣，如：（1）對(duì)實(shí)驗(yàn)小組進(jìn)行分工，每人各司其職，定期輪換，讓每個(gè)學(xué)生都有動(dòng)手、觀察、記錄的經(jīng)歷；（2）為學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表，讓學(xué)生時(shí)刻關(guān)注、及時(shí)記錄每一次觀察到的數(shù)據(jù)；（3）尊重?cái)?shù)據(jù)，不隨意涂改數(shù)據(jù)，當(dāng)對(duì)數(shù)據(jù)有疑問(wèn)時(shí)，可以通過(guò)重復(fù)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證數(shù)據(jù)。

二、科學(xué)處理，培養(yǎng)學(xué)生分析數(shù)據(jù)的能力

（一）關(guān)注數(shù)據(jù)的取舍

1.選擇合適的數(shù)據(jù)。

在數(shù)據(jù)采集的實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生往往要通過(guò)多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，采集多個(gè)數(shù)據(jù)來(lái)保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。但是，當(dāng)學(xué)生面對(duì)多個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，常常被該取哪一個(gè)數(shù)據(jù)的問(wèn)題所困擾。如在

面對(duì)這樣一組數(shù)據(jù)，應(yīng)該取哪一個(gè)？教師可以讓學(xué)生先觀察，并發(fā)表意見(jiàn)闡明想法，在學(xué)生取得一致認(rèn)同的情況下，告知學(xué)生這種數(shù)據(jù)的取法叫取“眾數(shù)”。同樣，對(duì)于取“中位數(shù)”“平均值”計(jì)算法等適合不同情況的數(shù)據(jù)取值法，教師要讓學(xué)生在實(shí)踐的體驗(yàn)中去理解。學(xué)生只有在理解數(shù)據(jù)取法的意義后，才能根據(jù)實(shí)際情況快速地判斷并選擇合適的數(shù)據(jù)取值法。

2.處理可疑的數(shù)據(jù)。

在多數(shù)的情況下，學(xué)生出現(xiàn)數(shù)據(jù)不一致時(shí)，多是由于學(xué)生操作的失誤或者是計(jì)數(shù)方法的不正確，教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生反思實(shí)驗(yàn)操作和計(jì)數(shù)的方法，以提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能。但有時(shí)出現(xiàn)的一些可疑數(shù)據(jù)，往往會(huì)為學(xué)生建構(gòu)新的知識(shí)體系提供切入點(diǎn)。如在《磁鐵的磁性》一課中，學(xué)生用掛回形針的方法測(cè)量條形磁鐵各處的磁力大小，記錄的數(shù)據(jù)如下：

學(xué)生在觀察數(shù)據(jù)后，認(rèn)為第四組選擇的“C”點(diǎn)不是條形磁鐵的最中間，獲得的數(shù)據(jù)是錯(cuò)誤的。第四組的學(xué)生說(shuō)：“我們雖然沒(méi)能在‘C點(diǎn)掛住一個(gè)回形針，但是我們掛住了一枚大頭針，這枚大頭針告訴我們，條形磁鐵的中間也是有磁力的，只不過(guò)磁力太小，掛不住一枚回形針”。老師對(duì)這組學(xué)生的發(fā)現(xiàn)給予充分肯定，同時(shí)讓其他組的學(xué)生也試試在條形磁鐵的中間掛一枚大頭針，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中將結(jié)論修正為：條形磁鐵的磁性?xún)啥藦?qiáng)，中間弱。

（二）數(shù)據(jù)的匯總分析

1.用列表法整理數(shù)據(jù)，凸顯數(shù)據(jù)特征。

學(xué)生面對(duì)單組記錄的數(shù)據(jù)，有時(shí)很難發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律。要讓學(xué)生從數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)規(guī)律，并且形成以數(shù)據(jù)作為證據(jù)的意識(shí)，這對(duì)全班的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和整理至關(guān)重要。如在教學(xué)《擺的研究》一課時(shí)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析擺錘輕重和擺繩長(zhǎng)短對(duì)擺的快慢的影響，測(cè)量數(shù)據(jù)如下（測(cè)量時(shí)間：15秒）：

如果學(xué)生只是從列表的數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)擺的快慢與擺錘輕重?zé)o關(guān)，與擺繩長(zhǎng)短有關(guān)，則失去了數(shù)據(jù)列表的價(jià)值。數(shù)據(jù)列表，一方面讓學(xué)生觀察自己組的數(shù)據(jù)規(guī)律與其他組的數(shù)據(jù)規(guī)律是否一致，同時(shí)讓學(xué)生分析自己組的數(shù)據(jù)與其他組的數(shù)據(jù)有差異的原因。如對(duì)擺錘輕重實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)橫向分析，得出擺的快慢和擺錘輕重?zé)o關(guān)；再縱向分析，由于各個(gè)小組擺動(dòng)的次數(shù)不一樣，考慮是不是擺繩的長(zhǎng)短影響了擺的快慢？在分析擺繩的長(zhǎng)短對(duì)擺快慢的影響時(shí)，先橫向分析各組數(shù)據(jù)，得出擺的快慢確實(shí)和擺繩的長(zhǎng)短有關(guān)，再縱向分析，思考同樣長(zhǎng)的擺繩、同樣重的擺錘，擺的快慢為什么還存在1次的差異呢？從而引起學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)操作的反思和課后進(jìn)一步研究擺的速度的興趣。

2.用統(tǒng)計(jì)圖法整理數(shù)據(jù)，直觀體現(xiàn)數(shù)據(jù)規(guī)律。

學(xué)生在數(shù)據(jù)分析的過(guò)程中，由于面對(duì)的是一個(gè)個(gè)數(shù)字，缺乏動(dòng)態(tài)直觀性，因此，要從數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)規(guī)律比較難。如果我們能恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用統(tǒng)計(jì)圖表對(duì)學(xué)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行再處理，那么，學(xué)生將在直觀的數(shù)據(jù)圖中，得到抽象邏輯思維的再發(fā)展。

如在《磁力大小會(huì)變化嗎》一課中，測(cè)量環(huán)形磁鐵吸合后磁力大小的變化。學(xué)生發(fā)現(xiàn)1個(gè)環(huán)形磁鐵能吸6個(gè)小螺帽，推測(cè)2個(gè)環(huán)形磁鐵能吸12個(gè)，4個(gè)環(huán)形磁鐵能吸24個(gè)……學(xué)生的原有思維認(rèn)為環(huán)形磁鐵不僅吸引的小螺帽個(gè)數(shù)會(huì)不斷增加，而且隨著磁鐵倍數(shù)的增加而倍增。但是，學(xué)生在實(shí)際的測(cè)量過(guò)程中獲得的數(shù)據(jù)是：

學(xué)生通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的分析，發(fā)現(xiàn)隨著環(huán)形磁鐵個(gè)數(shù)的增加，吸引的小螺帽的個(gè)數(shù)并不是成倍地增加，而是吸引的個(gè)數(shù)越來(lái)越少了。教師以此數(shù)據(jù)讓學(xué)生去推測(cè)16個(gè)、32個(gè)環(huán)形磁鐵吸合在一起，能夠吸引的小螺帽的個(gè)數(shù)將是多少個(gè)。學(xué)生還是很難推測(cè)的。如果教師將學(xué)生收集的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成圖表，那么學(xué)生會(huì)更直觀地感受到螺帽的個(gè)數(shù)增加到一定數(shù)值以后將不再遞增，從而降低了對(duì)數(shù)據(jù)推測(cè)的難度。

總而言之，在學(xué)生科學(xué)探究活動(dòng)的過(guò)程中，要有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)意識(shí)，運(yùn)用數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行觀察、描述、分析及深化對(duì)觀察結(jié)果的分析，長(zhǎng)此以往學(xué)生在訓(xùn)練和熏陶中，就能逐步適應(yīng)并自覺(jué)樹(shù)立運(yùn)用數(shù)據(jù)作為實(shí)證的思想，來(lái)解釋科學(xué)探究活動(dòng)中的現(xiàn)象、概念，促進(jìn)其思維由具體向抽象發(fā)展。

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