學(xué)生數(shù)據(jù)意識的培養(yǎng)不可忽視

◇闕震宇（江蘇：無錫市東亭實驗小學(xué)）

所謂數(shù)據(jù)，主要指學(xué)生在科學(xué)探究中通過觀察、實驗等操作活動所得到的相關(guān)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)意識，是指學(xué)生通過觀察、實驗等探究活動，在收集數(shù)據(jù)、整理數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)時所表現(xiàn)出來的心理傾向。

一、數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)意識的重要性

小學(xué)科學(xué)課實施的主要形式是探究活動。以證據(jù)為依據(jù)，通過梳理各種數(shù)據(jù)以及建立數(shù)據(jù)之間的邏輯，不斷深入，逐層分析數(shù)據(jù)，最后得出結(jié)論，是科學(xué)探究的重要特點。這里面的每一個環(huán)節(jié)所針對的對象都是數(shù)據(jù)。小學(xué)生科學(xué)探究的過程是提出問題—做出假設(shè)—尋找證據(jù)—得出結(jié)論。若數(shù)據(jù)無法驗證假設(shè)，那么就得做出新的假設(shè)，重新實驗并測量新數(shù)據(jù)；若數(shù)據(jù)不足以支撐結(jié)論，那么就得尋找更多的數(shù)據(jù)，直到數(shù)據(jù)能夠支撐結(jié)論并接受質(zhì)疑。以上種種都可以看出數(shù)據(jù)的重要性，而數(shù)據(jù)意識對學(xué)生來說是不可缺少的一種學(xué)習(xí)及應(yīng)用的能力。

二、實驗教學(xué)存在的問題分析

（一）重理論知識輕實踐操作

傳統(tǒng)科學(xué)教學(xué)普遍關(guān)注理論知識的傳授，學(xué)生實踐探究能力的培養(yǎng)存在很大的問題，而實驗探究能力直接影響數(shù)據(jù)意識的形成。經(jīng)常能看到科學(xué)教師只顧灌輸知識，對實驗探究草草了事，根本不關(guān)注數(shù)據(jù)的形成，甚至給予學(xué)生現(xiàn)成數(shù)據(jù)，填寫實驗記錄。這樣學(xué)生的數(shù)據(jù)意識是不會形成的，甚至連最基本的科學(xué)實驗需要實事求是都沒有做到。

（二）重實驗操作，輕數(shù)據(jù)歸納

有些教師的實驗探究課，會出現(xiàn)課堂氛圍“熱鬧”的假象。學(xué)生雖然經(jīng)歷了一個看似“熱鬧”的實驗過程，但是你去問學(xué)生：為什么要收集實驗的數(shù)據(jù)？這些數(shù)據(jù)說明了什么？學(xué)生很少能回答出來。這些往往被教師忽略，甚至有些時候?qū)嶒灁?shù)據(jù)記錄環(huán)節(jié)都被省略了。由于在整個實驗過程中沒有記錄數(shù)據(jù)的良好習(xí)慣，學(xué)生對數(shù)據(jù)的意識是非常模糊的，以致需要數(shù)據(jù)分析的時候，會出現(xiàn)證據(jù)鏈不完整、不充分的情況，實驗結(jié)論自然非常牽強，教學(xué)效果可想而知。

（三）重教學(xué)流程，輕數(shù)據(jù)真?zhèn)?/h3>

有些教師偏向于關(guān)注整個實驗探究的流程，從提出問題開始，一直到最后的交流匯報，整個教學(xué)流程是否流暢是他的關(guān)注點。至于學(xué)生在測量、收集數(shù)據(jù)的過程中所得到的數(shù)據(jù)是否真實、準(zhǔn)確、有效，教師巡視和全班交流的過程中是否及時找到實驗失敗的根本原因，都被忽視了，從而導(dǎo)致實驗探究的意義產(chǎn)生了缺失，學(xué)生的數(shù)據(jù)意識得不到培養(yǎng)。

（四）重實驗結(jié)果，輕數(shù)據(jù)分析

課堂上，我們時常能看見學(xué)生實驗完成并記錄了數(shù)據(jù)，教師選擇一些心中較為理想的數(shù)據(jù)對實驗結(jié)論進(jìn)行引導(dǎo)，然后得出正確結(jié)論，完成教學(xué)目標(biāo)?？此屏鲿车慕虒W(xué)過程，實則有很大的問題。每個數(shù)據(jù)的形成都是有原因的，都值得去分析，很多時候分析那些失敗的數(shù)據(jù)往往更能切合實際地培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)意識。

三、學(xué)生數(shù)據(jù)意識的培養(yǎng)策略

關(guān)于學(xué)生數(shù)據(jù)意識的現(xiàn)狀，也許還有其他方面并未說到，但是已經(jīng)不難看出，現(xiàn)在學(xué)生的數(shù)據(jù)意識是相當(dāng)薄弱的。基于這個現(xiàn)狀，小學(xué)科學(xué)教學(xué)應(yīng)該如何培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)意識呢？下面筆者結(jié)合教學(xué)實際，談?wù)剛€人的理解。

（一）培養(yǎng)收集、整理數(shù)據(jù)的意識與能力

1.利用不同的周期任務(wù)培養(yǎng)學(xué)生數(shù)據(jù)意識和科學(xué)品質(zhì)

作為混合處理系統(tǒng)，可同時處理批處理和流處理工作負(fù)載,其中:批處理主要操作大容量靜態(tài)數(shù)據(jù)集，并在計算過程結(jié)束之后返回結(jié)果;流處理可隨時對進(jìn)入系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，無需對整個數(shù)據(jù)集執(zhí)行操作，而是對通過系統(tǒng)傳輸?shù)拿總€數(shù)據(jù)項執(zhí)行操作。

（1）短周期數(shù)據(jù)收集逐步形成主動收集的數(shù)據(jù)意識

例如，教學(xué)三年級下冊“植物與環(huán)境”單元各課時，可以提前給學(xué)生布置收集整理資料的任務(wù)，以科學(xué)小組為單位去收集整理“沙漠”“高山”“草原”“水域”植物的資料，隨后在課堂上將自己收集整理的數(shù)據(jù)展示出來，同時說一說自己收集這些資料的途徑和心得。這樣一個教學(xué)前的收集活動，一方面，由于需要收集的資料比較多，當(dāng)教師把任務(wù)布置下去之后，學(xué)生的小組自然會去劃分收集任務(wù)，通過劃分任務(wù)，學(xué)生就會知道收集數(shù)據(jù)時分工合作的重要性；另一方面，當(dāng)數(shù)據(jù)收集完成后，在收集途徑的交流過程中，學(xué)生會說到自己是如何收集的，例如，實物展示的、實地考察的、查閱書籍的、咨詢家長的、網(wǎng)絡(luò)搜索的……這樣就有利于學(xué)生領(lǐng)會到收集數(shù)據(jù)方法的多樣性，同時也提高了學(xué)生收集數(shù)據(jù)的信心。所以，通過這些簡單的收集數(shù)據(jù)活動，學(xué)生的數(shù)據(jù)收集意識自然而然會形成。

（2）長周期數(shù)據(jù)收集持續(xù)鍛煉持之以恒的科學(xué)品質(zhì)

小學(xué)科學(xué)課中有很多需要長時間收集數(shù)據(jù)的任務(wù)，例如，一二年級的連續(xù)測量一周的天氣（氣溫、云量、雨量、風(fēng)向、風(fēng)力）、種子的生長、月相的變化，還有五六年級鐵釘生銹的過程、物體發(fā)霉的過程、太陽高度和影子長短的變化、四季星空等等，教師一定不能放過。在這個過程中，一方面能鍛煉學(xué)生持之以恒的科學(xué)品質(zhì)，另一方面也無形中培養(yǎng)了學(xué)生收集數(shù)據(jù)的意識。

2.通過師生同步實現(xiàn)準(zhǔn)確有效的數(shù)據(jù)追求

（1）教師細(xì)節(jié)把控，有效提升科學(xué)實驗的效率

作為一名科學(xué)教師，首先我們自身要對每一個實驗有一個完整的認(rèn)識，知道每一個實驗工具的規(guī)范操作，知道實驗的誤差應(yīng)該如何減少，并且清楚每一個實驗的關(guān)鍵點在哪里、學(xué)生在實驗中最有可能出現(xiàn)的問題有哪些。只有這樣才能做到防患于未然，從一開始就堵住這個口，以避免學(xué)生在探究過程中在不必要的地方浪費時間。

（2）學(xué)生尊重事實，培養(yǎng)實事求是的科學(xué)精神

科學(xué)地收集數(shù)據(jù)，對后續(xù)的數(shù)據(jù)分析至關(guān)重要。數(shù)據(jù)的科學(xué)測量包括兩個方面：一方面是數(shù)據(jù)的真實性，數(shù)據(jù)是否能夠經(jīng)得起推敲與驗證；另一方面是數(shù)據(jù)的全面性，數(shù)據(jù)是否能全面有效地反映實驗的本質(zhì)?？茖W(xué)研究必須實事求是，尊重事實，不能因為數(shù)據(jù)不是心中所想而去隨意修改數(shù)據(jù)。這實際上是一種非?？少F的科學(xué)品質(zhì)。它的形成可以培養(yǎng)學(xué)生不迷信權(quán)威的質(zhì)疑精神，同時也可以讓學(xué)生在數(shù)據(jù)分析時，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)的不合理之處，反思實驗過程，尋求更多的研究方向。

（二）歸納、分析數(shù)據(jù)的技能與方法

小學(xué)生數(shù)據(jù)意識的培養(yǎng)，僅僅簡單地收集數(shù)據(jù)，顯然是不夠的。學(xué)生不但要會收集數(shù)據(jù)，還要學(xué)會如何去整理和歸納數(shù)據(jù)，并對整理和歸納的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效分析，從而發(fā)現(xiàn)科學(xué)規(guī)律。教師在培養(yǎng)學(xué)生歸納、分析數(shù)據(jù)的技能與方法時，要把握實驗過程的每一個環(huán)節(jié)，從細(xì)節(jié)出發(fā)，通過各種有效手段來提高數(shù)據(jù)分析的效率，從而使學(xué)生逐漸形成歸納分析的數(shù)據(jù)意識。

1.關(guān)注學(xué)生實驗探究中的完整生長

首先是小組合作的問題。

一二年級學(xué)生的小組合作意識比較差，甚至有時候會爭搶實驗器材。所以對于這些學(xué)生，教師必須指導(dǎo)他們?nèi)绾畏止?，甚至?xì)化到每一個組員。有些時候我們聽課，會碰到給小組成員編號的情況，然后給每個編號的學(xué)生分配不同的任務(wù)。在一二年級實驗教學(xué)時，我覺得這是可取的。但是到了三四年級就不要給學(xué)生編號了，不然會顯得過于呆板。到了三四年級，有了一二年級的基礎(chǔ)，學(xué)生基本已經(jīng)具備比較好的合作意識了。這時候小組合作教師只需要引導(dǎo)，告訴他們每個步驟或環(huán)節(jié)的難易程度，大致需要多少個人，學(xué)生小組會根據(jù)教師的引導(dǎo)進(jìn)行合理的人員分配。到了五六年級，學(xué)生基本可以自主合作探究，他們會根據(jù)實驗的步驟很自然地進(jìn)行人員分工安排，教師只需要巡視指導(dǎo)即可。

其次是交流和質(zhì)疑。數(shù)據(jù)意識的培養(yǎng)，自然需要小組乃至全班之間的互動交流和對數(shù)據(jù)是否科學(xué)的質(zhì)疑。

要建立數(shù)據(jù)意識，就必須培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神。教師在科學(xué)探究時，一定要引導(dǎo)學(xué)生質(zhì)疑數(shù)據(jù)中的問題，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)的細(xì)節(jié)，甚至必要的時候，還可以讓學(xué)生重新實驗、收集，以保證數(shù)據(jù)分析時的數(shù)據(jù)是真實有效的。而那些所謂的“失敗數(shù)據(jù)”，其實就是由各種原因?qū)е碌呐c真實結(jié)論不一致的數(shù)據(jù)，雖然對推導(dǎo)結(jié)論沒有任何幫助，甚至有時候和實驗結(jié)論完全相反，但是分析這些所謂的“失敗數(shù)據(jù)”，對學(xué)生數(shù)據(jù)意識的培養(yǎng)非常有利。通過這樣的分析，學(xué)生才會在之后的實驗中直面現(xiàn)實、不弄虛作假，才會去思考“失敗數(shù)據(jù)”產(chǎn)生的根本原因，才會去思考如何減小誤差、如何得到一個有效的數(shù)據(jù)，最終培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)品質(zhì)，從而發(fā)現(xiàn)實驗規(guī)律。

2.合理運用有效手段提高數(shù)據(jù)分析的有效性

首先是圖標(biāo)運用。在實驗探究的數(shù)據(jù)分析、總結(jié)結(jié)論階段，運用多樣化、多形式的圖標(biāo)對數(shù)據(jù)進(jìn)行梳理和分析，可以讓實驗數(shù)據(jù)變得非常直觀，容易理解，同時有助于學(xué)生發(fā)現(xiàn)實驗關(guān)鍵，發(fā)展科學(xué)思維。所以，在實際教學(xué)過程中，我們應(yīng)該根據(jù)課堂的教學(xué)需要以及不同的實驗需求，選擇合適的圖標(biāo)輔助我們分析實驗數(shù)據(jù)。

其次是層級分析。我們經(jīng)常會花費很長的時間去做一個實驗，如果只對實驗數(shù)據(jù)做一個淺層的分析，似乎對學(xué)生數(shù)據(jù)意識的培養(yǎng)并沒有起到應(yīng)有的作用。但是面對大量的數(shù)據(jù)，讓學(xué)生獨自去分析也的確比較困難。這時，如果對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行一個層級分析，將實驗結(jié)論像剝洋蔥一樣一層一層地分析展示給學(xué)生，不但完成了教學(xué)目標(biāo)，也達(dá)到了培養(yǎng)學(xué)生數(shù)據(jù)意識的目的。

例如，“擺的快慢與什么因素有關(guān)”的實驗記錄，當(dāng)學(xué)生面對大量的實驗數(shù)據(jù)手足無措時，就可以利用層級分析的方式來解剖數(shù)據(jù)。

第一層級，面對大量的實驗數(shù)據(jù)，學(xué)生自然是無從下手，我們先要將這些實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行一個必要梳理，展現(xiàn)實驗數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)性。我們選取實驗中“擺長”和“擺重”的實驗數(shù)據(jù)，將“擺長”一樣的數(shù)據(jù)進(jìn)行歸類，然后縱向排列，在此基礎(chǔ)上將“擺重”一樣的數(shù)據(jù)再進(jìn)行歸類，然后橫向排列。這樣，原本量大且雜亂無章的數(shù)據(jù)就變得非常有序了。

第二層級，在實驗數(shù)據(jù)梳理完成的基礎(chǔ)上，下一步就是讓學(xué)生理解數(shù)據(jù)排列的含義，以及建立數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)性了。因為上一層級的必要梳理，現(xiàn)在教師只要稍加引導(dǎo)，學(xué)生很容易發(fā)現(xiàn)所有縱向數(shù)據(jù)都是“擺長”一樣、“擺重”改變的實驗數(shù)據(jù)，而所有橫向數(shù)據(jù)都是“擺重”一樣、“擺長”改變的實驗數(shù)據(jù)。這樣數(shù)據(jù)排列的目的就達(dá)到了，數(shù)據(jù)間的邏輯性也建立起來了。

第三層級，利用建立起來的數(shù)據(jù)邏輯進(jìn)行深入分析?！皵[長”一樣、“擺重”改變的實驗數(shù)據(jù)，通過數(shù)值比對可以發(fā)現(xiàn)，平均值幾乎沒有變化，讓學(xué)生思考原因，就能得出“擺的快慢與擺重的大小沒有關(guān)系”的結(jié)論；而“擺重”一樣、“擺長”改變的實驗數(shù)據(jù)，學(xué)生比對數(shù)值以及思考過后，就能發(fā)現(xiàn)“擺的快慢與擺長的長短有關(guān)”的規(guī)律。

在這個抽絲剝繭式的層級分析過程中，可以鍛煉學(xué)生在實驗過程中如何去梳理數(shù)據(jù)，如何建立數(shù)據(jù)間的邏輯，如何發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中的細(xì)節(jié)，以及最后如何分析得出結(jié)論。在數(shù)據(jù)剖析的過程中，也培養(yǎng)了學(xué)生尊重數(shù)據(jù)、實事求是的科學(xué)品質(zhì)。當(dāng)然，整個層級分析數(shù)據(jù)的過程都很好地完成了對學(xué)生數(shù)據(jù)意識的培養(yǎng)。學(xué)生數(shù)據(jù)意識的建立，不是一朝一夕的事情，需要教師在小學(xué)科學(xué)課堂上對學(xué)生進(jìn)行長期、系統(tǒng)且有針對性的培養(yǎng)。從每一個實驗出發(fā)，一點一滴積累學(xué)生對數(shù)據(jù)的追求，提高學(xué)生對數(shù)據(jù)的敏感性，從而完成理論到實踐、實踐到習(xí)慣的數(shù)據(jù)處理和分析的意識構(gòu)建，最終真正實現(xiàn)利用科學(xué)課為學(xué)生的終身學(xué)習(xí)服務(wù)。數(shù)據(jù)是整個實驗探究的核心，學(xué)生數(shù)據(jù)意識的培養(yǎng)不可忽視。