小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)生數(shù)據(jù)意識(shí)的培養(yǎng)策略

宗若燦

【摘 要】教師要從創(chuàng)設(shè)問題情境，認(rèn)識(shí)到數(shù)據(jù)的重要性；提供充足的實(shí)驗(yàn)材料，經(jīng)歷數(shù)據(jù)的搜集過程；展開深入討論交流，提高數(shù)據(jù)的分析過程；抓住異常數(shù)據(jù)，提升嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)精神等四個(gè)方面展開教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)意識(shí)。

【關(guān)鍵詞】小學(xué)科學(xué) 核心素養(yǎng) 數(shù)據(jù)意識(shí) 教學(xué)策略

在核心素養(yǎng)背景下，數(shù)據(jù)的收集、分析、應(yīng)用能力是學(xué)生必備的重要素養(yǎng)。在課堂教學(xué)中，教師應(yīng)該重視培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)意識(shí)，在獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，運(yùn)用數(shù)據(jù)描述系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、關(guān)系及變化過程，對(duì)探究對(duì)象進(jìn)行合理的解釋，進(jìn)而提高學(xué)生的科學(xué)探究能力。

一、創(chuàng)設(shè)問題情境，認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)的重要性

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是在實(shí)驗(yàn)中控制實(shí)驗(yàn)對(duì)象而搜集到的變量的數(shù)據(jù)。由于學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)的限制，部分學(xué)生很難意識(shí)到數(shù)據(jù)的重要性。針對(duì)這種現(xiàn)象，教師可創(chuàng)設(shè)真實(shí)的問題情境，通過觀察、測(cè)量、畫圖等方法記錄相關(guān)的數(shù)據(jù)，運(yùn)用得到的這些數(shù)據(jù)分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，讓學(xué)生意識(shí)到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)于科學(xué)探究的重要意義。

例如，在教學(xué)教科版三年級(jí)上冊(cè)《測(cè)量氣溫》一課時(shí)，為了讓學(xué)生掌握一天中氣溫的變化規(guī)律，教師可組織學(xué)生展開討論：你認(rèn)為一天中哪個(gè)時(shí)間點(diǎn)氣溫會(huì)最高？怎樣才能驗(yàn)證自己的猜測(cè)呢？你想選擇什么樣的測(cè)量工具？你會(huì)怎樣選擇測(cè)量的時(shí)間、地點(diǎn)？如果你是組長(zhǎng)，你想提醒組員做好哪些準(zhǔn)備？你認(rèn)為應(yīng)該怎樣記錄測(cè)量的結(jié)果？在成立探究小組后，教師引導(dǎo)學(xué)生按照小組的探究計(jì)劃，記錄一天中五個(gè)時(shí)間點(diǎn)氣溫的情況。通過連續(xù)兩天的測(cè)量，教師開展了“探究氣溫的秘密”成果匯報(bào)會(huì)。在交流展示活動(dòng)中，學(xué)生小組用表格或柱形圖的形式展示了一天中溫度的變化情況。通過觀察溫度數(shù)據(jù)的變化，學(xué)生可以確定一天中下午2時(shí)左右的氣溫最高，否定了學(xué)生認(rèn)為的一天中中午的氣溫最高的猜測(cè)。如此，學(xué)生真切地感受到了數(shù)據(jù)的重要性。

二、提供充足實(shí)驗(yàn)材料，經(jīng)歷數(shù)據(jù)的搜集過程

學(xué)生的探究實(shí)驗(yàn)不是無源之水，需要充足的實(shí)驗(yàn)材料來支撐，這樣才能使每一名學(xué)生都能真正參與到探究實(shí)驗(yàn)中來。所以，教師要為學(xué)生精心準(zhǔn)備充足的實(shí)驗(yàn)材料，在此基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)采集有效數(shù)據(jù)，在對(duì)數(shù)據(jù)的比較與分析中，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)的敏感性。

例如，在教學(xué)教科版五年級(jí)上冊(cè)《我們的水鐘》一課時(shí)，在為每組學(xué)生準(zhǔn)備了塑料瓶、吸管、膠槍、膠棒、工字釘、剪刀、直尺、記號(hào)筆、秒表、鐵架臺(tái)等材料后，教師并沒有直接引導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手制作水鐘，而是先組織學(xué)生展開討論，鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)上節(jié)課《用水計(jì)量時(shí)間》學(xué)到的知識(shí)，合作設(shè)計(jì)制作方案，并重點(diǎn)分析怎樣解決上節(jié)課滴漏實(shí)驗(yàn)中滴水的速度會(huì)越來越慢這一問題。經(jīng)過討論，學(xué)生想到了“補(bǔ)”的方法解決這一問題，也就是下面的塑料瓶滴了多少水，上面的塑料瓶補(bǔ)多少水，這樣就能保證水面的高度不變，也就保證了下面塑料瓶滴水的速度不變。隨后，師生共同制訂了實(shí)驗(yàn)步驟，并提出實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)。在匯報(bào)交流時(shí)，有的小組設(shè)計(jì)了疊加式的水鐘，有的小組設(shè)計(jì)了有排水口式的水鐘。通過親身的體驗(yàn)，學(xué)生搜集到了大量的數(shù)據(jù)，同時(shí)也為接下來分析和進(jìn)一步地探究數(shù)據(jù)做好準(zhǔn)備。

三、展開深入討論交流，提高數(shù)據(jù)的分析過程

數(shù)據(jù)是學(xué)生在科學(xué)實(shí)驗(yàn)中得到的具有重要價(jià)值的材料，是學(xué)生用以認(rèn)識(shí)和解釋已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)和客觀世界的依據(jù)。但有些學(xué)生愿意動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，卻忽略了對(duì)數(shù)據(jù)的分析和思考。這時(shí)，教師要根據(jù)實(shí)驗(yàn)的類型有針對(duì)性地引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。例如，在對(duì)比實(shí)驗(yàn)中，教師要引導(dǎo)學(xué)生抓住數(shù)據(jù)的變化規(guī)律，學(xué)會(huì)科學(xué)地分析數(shù)據(jù)，從數(shù)據(jù)中看到現(xiàn)象的本質(zhì)，進(jìn)行合理歸納，推導(dǎo)出實(shí)驗(yàn)結(jié)論?？傊?，科學(xué)實(shí)驗(yàn)不僅要重視結(jié)論，更要重視過程，從而提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

在教學(xué)教科版五年級(jí)下冊(cè)“船的研究”這一單元時(shí)，教師為學(xué)生提供了橡皮泥、量杯、適量水及鹽水等實(shí)驗(yàn)材料后，隨后提出問題：同樣一塊橡皮泥，把它做成不同的形狀，為什么沉浮的情況會(huì)發(fā)生變化？橡皮泥的重量沒變，到底是什么原因?qū)е鲁粮〉淖兓?？學(xué)生通過之前的沉浮實(shí)驗(yàn)及前知識(shí)，經(jīng)過分析很快便知道了，由于橡皮泥體積的變化，使得排開水的體積發(fā)生了變化。隨后，教師再深入進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生觀察、記錄不同形狀橡皮泥排開水的體積（如表1）。

學(xué)生通過認(rèn)真分析得到了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，掌握了物體的沉浮與它排開水的體積有關(guān)。但是，如果只讓學(xué)生分析到這一步，還沒有達(dá)到探究的深度。教師可繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生：橡皮泥同樣都是排開90毫升的水，但它受到的浮力大小一樣嗎？這時(shí)學(xué)生的思維被打開，有的說，死海里的水浮力大，人可以漂浮在水面上不下沉，所以橡皮泥在鹽水中受到的浮力大；有的說，小組實(shí)驗(yàn)中將橡皮泥做成空心長(zhǎng)方體形狀，在飄浮的位置做了一個(gè)記號(hào)，當(dāng)再把橡皮泥放到鹽水中時(shí)發(fā)現(xiàn)記號(hào)下沉了一些，因此橡皮泥在鹽水中受到的浮力大。最后，學(xué)生得出物體的沉浮與它排開水的重量有關(guān)。這樣學(xué)生就會(huì)抓住問題的本質(zhì)，也為下節(jié)課要學(xué)習(xí)的浮力做好鋪墊。

四、抓住異常數(shù)據(jù)，提升嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)精神

實(shí)驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)是對(duì)探究對(duì)象進(jìn)行定性、定量分析的基礎(chǔ)，直接影響探究結(jié)果。學(xué)生在動(dòng)手操作的過程中，由于受到學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、知識(shí)水平、探究能力等方面的限制，難免會(huì)產(chǎn)生較大的誤差，或者搜集到一些無效數(shù)據(jù)，這時(shí)教師要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)這些錯(cuò)誤數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，找到產(chǎn)生的原因，反思自己的數(shù)據(jù)搜集過程，從而提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力，理解數(shù)據(jù)的意義。

例如，在教學(xué)教科版五年級(jí)上冊(cè)《擺的快慢》一課時(shí)，由于這是一個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，只需要改變一個(gè)特定的條件，從搜集到的數(shù)據(jù)中找出某個(gè)量在這個(gè)特定條件發(fā)生改變時(shí)的變化規(guī)律，因此教師要引導(dǎo)學(xué)生猜測(cè)擺的快慢可能與哪些因素有關(guān)。學(xué)生猜測(cè)與擺錘的質(zhì)量、擺線的長(zhǎng)短、擺動(dòng)的幅度有關(guān)。師生共同確定了需要改變的條件，并完善了實(shí)驗(yàn)過程，隨后決定用表格的形式搜集數(shù)據(jù)。在匯報(bào)成果時(shí)，教師有針對(duì)性地展示了兩個(gè)小組的記錄表（如表2）。

學(xué)生通過觀察、分析本組的數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)，擺的快慢與擺錘質(zhì)量無關(guān)，但是如果與其他組橫向觀察、分析后，就會(huì)發(fā)現(xiàn)各小組擺動(dòng)次數(shù)并不一樣。這時(shí)，教師可以抓住契機(jī)，引導(dǎo)學(xué)生分析為什么在擺線長(zhǎng)短、擺動(dòng)幅度相同的情況下，擺動(dòng)的次數(shù)會(huì)出現(xiàn)1-2次的差異呢？經(jīng)過核對(duì)，原來有些小組的擺在擺動(dòng)過程中碰到了鐵架臺(tái)，導(dǎo)致擺動(dòng)次數(shù)變少；有些小組在擺線測(cè)量時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤，擺線變長(zhǎng)，導(dǎo)致擺動(dòng)次數(shù)變多。在討論交流過程中，學(xué)生通過分析差異數(shù)據(jù)，促進(jìn)了自己對(duì)實(shí)驗(yàn)操作的反思，提高了動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的能力。

數(shù)據(jù)是小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中非常重要的實(shí)證。在學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究中，教師要注重培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)意識(shí)，通過創(chuàng)設(shè)情境激發(fā)學(xué)生的科學(xué)思維，引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷數(shù)據(jù)的搜集、整理、分析過程，發(fā)展學(xué)生的理性思維，提高學(xué)生對(duì)科學(xué)知識(shí)的理解，培養(yǎng)學(xué)生一絲不茍的科學(xué)精神。

（作者單位：遼寧省營(yíng)口市營(yíng)口實(shí)驗(yàn)學(xué)校 本專輯責(zé)任編輯：蘇少偉）

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