重视实验数据教学 促进学生深入探究
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作者: 王兴林
在小学科学教学中，经常不可避免地要用到数据。数据记录作为探究实验中常见的记录手段，对事物、现象进行定性、定量分析时，它能使我们的条理更清楚，结果更精确，有着其他方法不能替代的作用。因此，教师要重视数据的教学，合理、有效地运用学生在观察、实验等探究活动中得到的数据，使学生从被动记录到主动分析，让学生自觉运用数据来解释相关的问题或现象，不断利用可靠的数据证明自己的观点，有利于培养学生敏感的数据意识，使学生养成实事求是、严谨细致、用事实说话的科学态度。
一、巧妙利用数据，激发学生的探究欲望
美国科学教育家兰本达指出：“学习是在学习者自身内部发生的过程，他越是卷入得深，他越是有动力，也就越能积极地和这一过程合作。”要“卷入”必然要有兴趣，这种兴趣不仅能激发学生课堂探究的欲望，还能将这种学习欲望延伸到生活中去，这体现了“学习即生活，生活即学习”的新课标理念。在教学中，教师可以巧妙地利用数据，激发学生进一步探究的欲望，使学生真正“卷入”科学探究活动中。
在教学《装满水的杯子还能放多少回形针》时，教师出示一个装满水的杯子。在学生认为不能再装下其他物体时，教师轻轻地把回形针放入这个杯子里，边放边数，1、2、3……在这个杯子里一直放了5个回形针，杯子里的水也没有溢出来。学生正沉浸于这个实验，教师把“到底还能放多少回形针？放回形针的数量与什么有关？”这两个问题抛给了学生。
这一环节的教学，教师巧妙地利用放回形针的数量，紧紧抓住学生的注意力，使学生经历了“由不能放―能放―还能放多少”思维矛盾的碰撞，激起学生的研究兴趣，使学生很快进入“最佳学习状态”，从而调动了他们的求知欲望，使学生高兴、自然地“卷入”到科学探究中去。
二、 引领学生认真及时记录实验数据，使数据真实可靠
数据是科学探究过程中最真实的记录，是学生探究情况的真实反馈，是学生用以认识和解释已有知识经验和客观世界的依据。真实数据是事实和现象的客观反映，是开展科学探究活动的基础。在小学科学教学中，由于学生对实验探究的内心需要、盲目从众以及不良的实验记录习惯，记录的实验数据还存在着不真实的现象。主要表现为：有学生的实验数据不完整、不全面；有学生的实验数据误差偏大；还有学生只顾操作忘记记录数据，为了完成学习任务就伪造数据或者涂改实验数据……这些现象的存在，影响了进一步探究的质量。
数据的收集、记录是科学探究中重要的一个环节，是分析推理得出结论的关键。由于小学生对数据收集、记录的方法掌握还很少，教师要根据学生的年龄特点和认知规律适时介入指导，引领学生认真及时地收集、记录数据，使数据真实可靠，促进后续研究的顺利开展。教师可以借助表格、数轴、画图、符号等方式引导学生真实及时地记录实验数据，使学生知道实验中的每一个数据，都是测量结果；重复测量时，即使数据完全相同，也应记录下来；要养成实事求是、认真负责的科学态度，切忌夹杂主观因素，绝不能随意拼凑和伪造数据。
三、指导学生对数据进行整理和分析，探究实验数据之间的内在规律
“科学课既强调学生亲历探究的过程，还重视在实验过程中搜集和积累数据，强调对事物的认识，不仅要在质上认识，更要从量的分析中得出结论。”（路培琦语）学生收集、记录实验数据完成后，教师要指导学生对实验数据进行重新整理和分析，使原本无序、杂乱的数据变得有序，不但能帮助学生深入挖掘数据背 后隐藏的规律，也有利于发挥数据应有的作用，对现象作出客观的解释。
教师在指导学生对记录的数据进行整理和分析时，要注重教给学生整理数据的方法。如韦恩图、网状图、气泡图、科学图画、图表等。通过学习，使学生能初步运用这些工具对数据进行整理和分析，从而发现数据背后隐藏的科学本质；要求学生实事求是地分析数据，在各种数据中，选择有效的数据并把数据转化为证据。
在教学《豌豆荚里的豌豆》一课时，学生收集的40个豌豆荚里的豌豆粒数杂乱无章，很难发现豌豆荚里种子粒数的分布规律。教师指导学生运用表格对这些数据进行整理和分析，这样，原本无序的数据通过表格的整理，变得清晰有序，学生很轻松地发现豌豆种子粒数分布的大致规律，虽然不能确切地说出豌豆荚里的种子数，但重要的是培养了学生实事求是的科学态度，增强了学生对数据的敏感性。
四、培养学生实证意识，自觉运用数据进行解释
新课程标准指出：科学探究要培养学生的实证意识。科学课的重要特性表现在对证据的追求和对数据的尊重。数据就是证据，是学生解释客观现象或规律的必要依据。合理恰当地运用学生在观察、实验中，通过搜集、整理、分析得到的数据，指导学生自觉地寻求有用的数据解释相关的问题或现象，不断利用可靠的数据来证明自己的观点，培养学生实事求是、严谨细致的科学态度，有利于推动学生的思维不断走向深入。
学生的证据意识不是与生俱来的，需要教师在平时的教学中不断训练、反复强化。在学生提出自己的见解或解释自己的结论时，应引导学生寻求相应的证据来支持，使学生通过实验寻求有利的数据来证明自己的观点，自觉运用数据来解释相关的问题或现象。如在研究《心跳频率与运动有关》这一问题时，在整理数据的基础上，组织学生对收集到的数据进行比较分析，自觉运用数据对看到的现象作出解释，引导他们发现心跳的次数与运动是有关系的，运动可以使心跳频率加快。学生做到对自己的结论言之有理，言之有据，从而提高学生对科学本质的认识。
五、关注数据间的差异，增强学生对数据的敏感性
在探究活动中，学生会得到大量的数据。这些数据间的差异是客观存在的，有时是不可靠的。科学教师不应该回避这些差异，而应积极面对，正确对待学生实验数据的差异，必要时引领学生对采集到的数据结果进行“二次研究”，以期得到可靠且具有一定信度的数据，培养学生严谨细致、认真负责的科学学习态度，使学生自觉地学会用数据来描述事物或对一些现象进行解释。
在研究不同桥面承重力不同时，通过公平实验得到的结果如下（单位为1元硬币重量）：
师：比较这些数据，你发现了什么？
生1：我发现这些桥面中，W形桥面承重最大。
生2：不同的桥面承重不同，但是W形桥面承重最大。
师：同是W形桥面，为什么承重也不同呢？你有什么发现？
（教师出示第1组和第2组的W形桥面）
生1：同是W形桥，它们波浪的大小不一样。
生2：它们波浪的宽窄不同。
师：怎么知道W形桥的波浪不一样？
生：可以测量。
（学生测量，第1组的波浪为6.5厘米，第2组的波浪为1.6厘米）
生1：波浪为1.6厘米的承重量大，波浪为6.5厘米的承重量小。
生2：可以看出W形桥，波浪越小承重量越大。
通过比较，学生发现不同桥面，W形桥承重最大；同是W形桥面，波浪不同，承重也不同。教师没有回避这些实验数据之间的差异，引领学生分析比较，发现了彼此之间的联系与蕴含其中的规律，不断提升数据的应用价值，培养了学生严谨细致、认真负责的科学学习态度。
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