優(yōu)化數(shù)據(jù)類探究，建構(gòu)科學(xué)概念

云耘

摘 要：《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中指出：“本課程以培養(yǎng)小學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)為宗旨，積極倡導(dǎo)讓學(xué)生親身經(jīng)歷以探究為主的學(xué)習(xí)活動”。在以往的教學(xué)過程中也深刻地認(rèn)識到科學(xué)探究對小學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的重要意義。不過這并不意味著科學(xué)課堂上只是熱熱鬧鬧地開展實驗探究，不需要做進(jìn)一步的分析和思考。教科版的科學(xué)課程尤其是五六年級，有大量的數(shù)據(jù)型探究活動，要求學(xué)生通過探究獲得大量的實驗數(shù)據(jù)并通過分析構(gòu)建科學(xué)概念。但小學(xué)生的數(shù)據(jù)分析和歸納能力相對較弱，且還沒形成很好的數(shù)據(jù)思維習(xí)慣，因此需要教師合理引導(dǎo)學(xué)生把數(shù)據(jù)直觀化，以便于他們發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律，從而構(gòu)建科學(xué)概念。

關(guān)鍵詞：科學(xué)探究;數(shù)據(jù)直觀化;分析數(shù)據(jù)

小學(xué)科學(xué)課程的探究實驗中包含了大量的處理數(shù)據(jù)類的實驗。這類探究實驗的共同點是學(xué)生要在探究的過程中通過觀察和借助工具的測量等獲取數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)中蘊(yùn)含著一些規(guī)律，認(rèn)識到其中的規(guī)律后，學(xué)生便能構(gòu)建相關(guān)的科學(xué)概念。且通過這樣的實驗?zāi)芘囵B(yǎng)學(xué)生的“證據(jù)”意識，更深刻地認(rèn)識到科學(xué)概念不是憑空捏造，而是建立在探究和數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。在教學(xué)的過程中，我發(fā)現(xiàn)大多數(shù)小學(xué)生的實驗動手能力還不夠強(qiáng)，這導(dǎo)致他們在探究過程中經(jīng)常出現(xiàn)誤差較大或者錯誤的數(shù)據(jù)，這會影響他們對實驗數(shù)據(jù)的分析;同時小學(xué)生的數(shù)據(jù)分析能力還比較弱，尤其是當(dāng)數(shù)據(jù)量龐大并且無序的時候，他們往往很難發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律。因此，在上這類課程時有必要引導(dǎo)學(xué)生將無序的數(shù)據(jù)有序化、將在表格中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成直觀的圖形或示意圖等幫助學(xué)生理解實驗數(shù)據(jù)并發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中蘊(yùn)含的規(guī)律，從而有效地構(gòu)建相應(yīng)的科學(xué)概念。

一、探究前明確操作方法和要求，保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確有效

學(xué)生在動手操作前明確實驗操作的方法和要求是保證實驗數(shù)據(jù)準(zhǔn)確有效的前提。小學(xué)生的動手能力和實踐能力還處于發(fā)展階段，因此他們在動手操作時往往會遇到很多問題。例如，在教科版六年級上學(xué)期“能量”這個單元，探究電磁鐵的磁力大小與什么因素有關(guān)的實驗中，不少學(xué)生都能很好地設(shè)計出實驗操作方法，但在動手的時候卻遇到困難導(dǎo)致實驗數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。比如有些小組實驗的過程中線圈過松導(dǎo)致繞了近40圈線圈也一樣不能吸引一個大頭釘;有些小組在做實驗時鐵釘離大頭釘?shù)木嚯x過遠(yuǎn)，導(dǎo)致始終不能吸引大頭針;有些小組則長時間保持電路是接通的狀態(tài)，導(dǎo)致電池電量很快耗盡且影響實驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性……因此，在實驗開始前，教師可采用以下方法讓學(xué)生明確實驗操作方法和實驗中的注意事項：（1）教師直接講解。當(dāng)在實驗中遇到一些技能掌握性的實驗或是學(xué)生很難自己想到的實驗注意事項時，教師可以通過直接講解的方式讓學(xué)生明確實驗任務(wù)和實驗注意事項。（2）教師合理引導(dǎo)。大多數(shù)時候，教師可以通過創(chuàng)設(shè)情境、合理引導(dǎo)，從而引發(fā)學(xué)生的思考，讓學(xué)生自己明確探究目標(biāo)和操作方法，此時教師需要注意強(qiáng)調(diào)學(xué)生沒有回答到的點，并注意搜集不同學(xué)生的回答，最后匯總在一起，以便于學(xué)生在操作過程中實時提醒自己。（3）演示實驗。在開始探究活動前，教師可以現(xiàn)場演示或者利用微課演示實驗操作過程，這樣可以將操作方法和注意事項直觀化，且邊演示邊強(qiáng)調(diào)的方法能讓學(xué)生的印象更加深刻，有助于減少他們在探究過程中出現(xiàn)的問題。當(dāng)然，在學(xué)生探究的過程中，教師也要多多巡視，發(fā)現(xiàn)學(xué)生操作錯誤或者不規(guī)范的時候，要做到及時提醒和糾正，這樣才能保證學(xué)生通過探究獲得的數(shù)據(jù)是準(zhǔn)確有效的。

二、活用表格引導(dǎo)學(xué)生將數(shù)據(jù)有序化、直觀化

教科版科學(xué)五六年級有較多的通過分析實驗數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)規(guī)律從而構(gòu)建科學(xué)概念的課程，其中有部分探究數(shù)據(jù)量偏多、有部分探究得到的數(shù)據(jù)是無序的。小學(xué)生的歸納總結(jié)能力還較弱，學(xué)生在上此類課程的時候往往是探究時積極性很高，但在寫結(jié)論的時候不少孩子感覺無從下手，因此，教師應(yīng)該在日常的教學(xué)中逐步訓(xùn)練學(xué)生對數(shù)據(jù)的敏感性，引導(dǎo)學(xué)生將數(shù)據(jù)有序化，從而自己概括出科學(xué)概念。例如，教科版科學(xué)六上第1單元第2節(jié)“杠桿的科學(xué)”這一課中有一個探究內(nèi)容：在杠桿尺兩端的一個位置點掛上鉤碼并且使杠桿尺保持平衡，盡可能多地掛出平衡并且將實驗數(shù)據(jù)填在書本上的表格中。這樣形成的表格包含了杠桿尺的好幾個規(guī)律，但是由于數(shù)據(jù)是無序的，學(xué)生很難發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律。這時老師可以適當(dāng)給學(xué)生提供支架引導(dǎo)其將數(shù)據(jù)有序化、直觀化。在上課時我給學(xué)生提供了一些模擬杠桿尺的線段，請他們分別將表格中每一組數(shù)據(jù)中阻力點到支點的距離及用力點到支點的距離，按照省力、不省力也不費(fèi)力、費(fèi)力這三種情況畫在線段上，并用不同顏色的筆區(qū)分每一組數(shù)據(jù)，這樣數(shù)據(jù)就變得直觀了，學(xué)生便很容易能發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律了。

數(shù)據(jù)是抽象的，圖表是形象的。因此，教師在教學(xué)中可適時地引導(dǎo)學(xué)生把獲得的數(shù)據(jù)用圖表呈現(xiàn)出來，以幫助學(xué)生更好地構(gòu)建科學(xué)概念。圖表有很多種，比如柱狀圖、曲線圖、折線圖、餅圖等等。教師可以根據(jù)自己想要達(dá)到的效果，有選擇地利用這些圖表。

編輯 李建軍