淺談小學(xué)科學(xué)實驗數(shù)據(jù)的記錄與分析

劉萍

小學(xué)科學(xué)實驗中，非常注重通過觀察、測量、統(tǒng)計等方式獲得實驗數(shù)據(jù)，進(jìn)而分析得出實驗結(jié)論。教師引導(dǎo)學(xué)生合理、科學(xué)地記錄、分析科學(xué)探究活動中所收集的實驗數(shù)據(jù)，可以培養(yǎng)學(xué)生講究證據(jù)、實事求是的實證意識，有效促進(jìn)學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)。

真實記錄，保證數(shù)據(jù)的有效性

真實記錄實驗數(shù)據(jù)，是學(xué)生進(jìn)行實驗數(shù)據(jù)分析得出實驗結(jié)論的首要條件。但是在實際操作過程中，學(xué)生的主觀意愿卻會影響實驗數(shù)據(jù)的有效性。

例如在研究“擺的快慢與什么有關(guān)”的問題時，有個別研究“擺的快慢和擺錘有關(guān)”以及“擺的快慢和擺角有關(guān)”的小組，為了讓不同控制變量的實驗數(shù)據(jù)不同，人為修改數(shù)據(jù)，使實驗數(shù)據(jù)和自己小組的假設(shè)相符。對此，我及時對他們進(jìn)行指導(dǎo)，引導(dǎo)他們尊重事實，真實記錄，保證數(shù)據(jù)的有效性。

另一個小組的研究就非常有價值，他們研究的是擺錘對“擺”擺動次數(shù)的影響。學(xué)生發(fā)現(xiàn)，無論是用1個鉤碼，還是用2個鉤碼做擺錘，10次實驗得出的擺動次數(shù)均為7次（如圖1）。

面對這不變的數(shù)據(jù)，學(xué)生產(chǎn)生了懷疑，又用3個鉤碼做擺錘，再次進(jìn)行實驗，結(jié)果5次實驗下來，他們的“擺”擺動的次數(shù)還是7次。

這時，學(xué)生意識到實驗數(shù)據(jù)竟然與自己的假設(shè)不符，他們覺得有些不對，對實驗數(shù)據(jù)產(chǎn)生了懷疑——以往的實驗中，實驗結(jié)論常常和實驗假設(shè)不謀而合。為了尋找答案，調(diào)皮的學(xué)生悄悄從講臺上多拿了幾個鉤碼，做成不同的擺錘再次反復(fù)實驗。

我觀察到了這一組學(xué)生的表現(xiàn)，并沒有阻止他們，而是鼓勵他們多做幾次實驗。經(jīng)過反復(fù)實驗，他們發(fā)現(xiàn)不管用幾個鉤碼做擺錘，他們小組的“擺”擺動的次數(shù)都不變。在大量的數(shù)據(jù)面前，學(xué)生心服口服，得出了“擺的快慢和擺錘無關(guān)”的實驗結(jié)論。

在全班交流時，我重點介紹并表揚了這一組，讓全班學(xué)生意識到真實記錄實驗數(shù)據(jù)的重要性。

重復(fù)實驗，減少數(shù)據(jù)的偶然性

在小學(xué)課堂實驗中，不僅存在實驗誤差，而且存在測量、收集數(shù)據(jù)過程中的偶然性和一些不確定因素，如人的感官靈敏度、儀器的精密度、環(huán)境干擾等;被測量物體本身的不穩(wěn)定性，如實驗器材本身存在的微小差異等;實驗者使用儀器的方法不正確，粗心大意讀錯、記錯數(shù)據(jù)等。

例如，在研究“擺的快慢與什么有關(guān)”時，有一個小組是這樣記錄的（如圖2）：

該小組在進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和書寫結(jié)論時束手無策，不知該怎么填寫。這時，我引導(dǎo)該小組的學(xué)生觀察這些數(shù)據(jù)的特點，學(xué)生很快發(fā)現(xiàn)，只有一個數(shù)據(jù)比較特別，就是第一組實驗“以1個螺母為擺錘”時的第一次實驗數(shù)據(jù)“10”，我讓這組的學(xué)生分析為什么會出現(xiàn)這種情況，他們認(rèn)為是由于第一次實驗計數(shù)不熟練，計時不準(zhǔn)確等原因?qū)е碌?，最后，學(xué)生決定重新實驗，避免這種偶然數(shù)據(jù)的產(chǎn)生。

為了讓數(shù)據(jù)更有說服力，教師教學(xué)時通常會采用多次實驗求平均值的方法，例如在研究“降落傘下降的快慢與傘面大小是否有關(guān)”時，學(xué)生假設(shè)傘面越大，下降速度越慢。保持不變的條件是材料、繩長、放下高度，改變的條件是傘面的直徑。實驗設(shè)計與記錄見表1。

在這個實驗中，傘面直徑分為“30厘米”和“60厘米”的兩組，每一組都進(jìn)行5次重復(fù)實驗，然后計算出5次實驗的“平均用時”，盡可能地減小實驗的偶然性。

關(guān)注整體，把握數(shù)據(jù)的規(guī)律性

只有對實驗中的數(shù)據(jù)進(jìn)行有序梳理、把握，才能發(fā)揮它們的真正價值。在科學(xué)實驗中，如果實驗結(jié)果是一組連續(xù)的數(shù)據(jù)或?qū)Ρ葦?shù)據(jù)，特別是應(yīng)變量隨著自變量變化而變化的情況，教師可以采用列表法、作圖法等梳理數(shù)據(jù)，以幫助學(xué)生觀察數(shù)據(jù)，從數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)規(guī)律。

例如在“水和油吸熱、散熱性能對比”的實驗中，教師就可以利用表格對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄（如圖3）。教師如果將這個圖表繪制成折線統(tǒng)計圖，那么實驗數(shù)據(jù)的變化情況就會更加直觀，將非常有利于學(xué)生進(jìn)行實驗數(shù)據(jù)的整理分析以及實驗結(jié)論的得出。

受學(xué)生年齡特點的影響，他們往往只關(guān)注事物的局部特點而非整體現(xiàn)象，在觀察分析數(shù)據(jù)時，他們往往只關(guān)注個別的數(shù)字而非一組有內(nèi)涵聯(lián)系的數(shù)據(jù)，因此對特殊實驗數(shù)據(jù)的分析整理就顯得尤為重要。例如在研究“擺的快慢與什么有關(guān)”的實驗中，有的小組在研究“擺錘重量”這一要素時收集到了這樣的數(shù)據(jù)（如圖4）：

在這個小組的實驗中，學(xué)生根據(jù)最后結(jié)果，做出了“擺的快慢與擺錘重量有關(guān)”的結(jié)論。顯然，學(xué)生只關(guān)注到了每輪實驗的平均數(shù)，而沒有具體分析表格中的每一個數(shù)據(jù)。為此，我讓學(xué)生仔細(xì)分析實驗記錄中的每一個數(shù)據(jù)，觀察數(shù)據(jù)的特點，分析擺的快慢和擺錘重量的具體聯(lián)系。學(xué)生分析后發(fā)現(xiàn)，雖然擺錘重量在改變，但是擺的次數(shù)始終都在“13”和“14”兩個數(shù)字之間徘徊，而“13”和“14”的出現(xiàn)是因為學(xué)生在計數(shù)和計時時產(chǎn)生的誤差所致，擺錘的重量雖然變了，但其實擺的次數(shù)卻沒有改變。觀察到這一現(xiàn)象，學(xué)生就明白了，原來擺的快慢和擺錘的重量無關(guān)。

因此，教師在引導(dǎo)學(xué)生分析處理數(shù)據(jù)的時候要具體問題具體分析，不斷提高學(xué)生分析實驗數(shù)據(jù)的能力，讓學(xué)生用數(shù)據(jù)說話，從數(shù)據(jù)的特點來分析處理數(shù)據(jù)，使他們學(xué)會科學(xué)地看問題和想問題，從而培養(yǎng)他們的實驗技能，提高他們的科學(xué)素養(yǎng)。

江蘇省無錫市錫山實驗小學(xué)（214104）？？