科學(xué)運(yùn)用表圖轉(zhuǎn)化方法 高學(xué)生數(shù)據(jù)分析能力

科學(xué)探究是小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)的主要方法，學(xué)生在進(jìn)行探究活動(dòng)過(guò)程中，將記錄眾多數(shù)據(jù)。

運(yùn)用表圖轉(zhuǎn)化方法能使抽象的原理變成直觀的、易理解的表象。表圖轉(zhuǎn)化主要包含“表表轉(zhuǎn)化”：復(fù)雜數(shù)據(jù)表轉(zhuǎn)化成簡(jiǎn)化表；“表圖轉(zhuǎn)化”：數(shù)據(jù)表轉(zhuǎn)化成折線圖；“圖圖轉(zhuǎn)化”：折線圖轉(zhuǎn)化成更加直觀的柱狀圖。

一、把數(shù)據(jù)整理成表

通過(guò)學(xué)生所記錄的大量數(shù)據(jù)，首先指導(dǎo)學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的觀察，從觀察中發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)的變化。

【教學(xué)片段1】

（執(zhí)教《怎樣得到更多的光和熱》，學(xué)生們都記錄完數(shù)據(jù)后。）

教師：同學(xué)們把數(shù)據(jù)記錄好后，老師這里列舉三個(gè)小組的數(shù)據(jù)。

表一：不同顏色紙?jiān)陉?yáng)光下溫度變化實(shí)驗(yàn)單（單位：°C，三個(gè)小組的數(shù)據(jù)）

教師：請(qǐng)同學(xué)們分析以上數(shù)據(jù)，你有什么發(fā)現(xiàn)？

學(xué)生：三次測(cè)的數(shù)據(jù)有偏差。

學(xué)生：時(shí)間越長(zhǎng)，溫度都在不斷上升。

學(xué)生：溫度上升有快有慢。

學(xué)生面對(duì)如此眾多的數(shù)據(jù)時(shí)，不知如何入手，更何況要得出有價(jià)值的信息。如此有限的教學(xué)時(shí)間內(nèi)讓學(xué)生分析得到有價(jià)值的知識(shí)著實(shí)困難。因此對(duì)于數(shù)據(jù)的再次整理也是幫助學(xué)生分析的一個(gè)重要措施。

針對(duì)眾多數(shù)據(jù)，分析前期，教師應(yīng)在此基礎(chǔ)上將簡(jiǎn)化后的數(shù)據(jù)表作為呈現(xiàn)給學(xué)生的分析數(shù)據(jù)表。該簡(jiǎn)化的方法，就是“取平均值”法，而平均值恰具有一定的科學(xué)性。于是教師通過(guò)轉(zhuǎn)化數(shù)據(jù)制成單一變化數(shù)據(jù)表庫(kù)，同時(shí)對(duì)已有數(shù)據(jù)進(jìn)行一定規(guī)律的排列。再次整理后得到新的表。

【教學(xué)片段2】

同樣執(zhí)教該內(nèi)容，學(xué)生整理完數(shù)據(jù)后，教師沒(méi)有直接呈現(xiàn)學(xué)生數(shù)據(jù)表，而是先對(duì)表中數(shù)據(jù)進(jìn)行“平均化”處理后才展現(xiàn)給學(xué)生，見(jiàn)表二。

教師：請(qǐng)同學(xué)們分析下以上數(shù)據(jù)，你有什么發(fā)現(xiàn)？

學(xué)生：隨著光照時(shí)間延長(zhǎng)，溫度在不斷升高。

表中數(shù)據(jù)進(jìn)行了處理，把各次數(shù)據(jù)進(jìn)行的平均值折算。一半以上學(xué)生都能直接發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)帶來(lái)的更多信息。

從復(fù)雜的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變到簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)對(duì)比，學(xué)生的思維不再關(guān)注眾多數(shù)據(jù)本身，而是數(shù)據(jù)的變化乃至變化趨勢(shì)。應(yīng)該說(shuō)數(shù)據(jù)表的簡(jiǎn)化對(duì)于學(xué)生而言容易從繁多數(shù)據(jù)中理出頭緒。

二、將數(shù)據(jù)表簡(jiǎn)化

數(shù)據(jù)往往隱藏著不止一個(gè)信息或結(jié)論。在涵蓋更多信息時(shí)，學(xué)生在推斷上會(huì)產(chǎn)生干擾。

【教學(xué)片段3】

經(jīng)歷平均值簡(jiǎn)圖分析后。

教師：（舉例）我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，隨著時(shí)間的增加，鋁箔紙溫度在不斷升高。你還能得到哪些信息呢？

學(xué)生：黑色紙也隨著時(shí)間增加，溫度不斷升高。

學(xué)生：白色紙也是。

學(xué)生：粉色紙也是。

通過(guò)分析和觀察，學(xué)生對(duì)于單個(gè)條件的一組數(shù)據(jù)已經(jīng)能夠了解變化情況，即溫度在不斷升高。學(xué)生從縱向觀察已經(jīng)了解了溫度的變化趨勢(shì)：溫度隨著時(shí)間推移在不斷上升。但教師還需指導(dǎo)學(xué)生橫向觀察認(rèn)識(shí)到不同顏色紙?jiān)陉?yáng)光下的溫度變化。

因此，對(duì)數(shù)據(jù)表再次進(jìn)行轉(zhuǎn)化就顯得很有必要。轉(zhuǎn)化后的數(shù)據(jù)表見(jiàn)表三。

進(jìn)行轉(zhuǎn)化后的數(shù)據(jù)表從橫向和縱向兩個(gè)方向把表一數(shù)據(jù)進(jìn)行了剖析，形成了單獨(dú)存在的簡(jiǎn)化表。這樣的簡(jiǎn)化表對(duì)于小學(xué)生來(lái)說(shuō)，在前面的理解基礎(chǔ)上，再次回顧到表一數(shù)據(jù)時(shí)，符合學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)。教師應(yīng)有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生對(duì)每個(gè)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行縱向分析和橫向分析，那么學(xué)生將得到更多有用的信息。而表表轉(zhuǎn)化的方法，能有效引導(dǎo)學(xué)生，使其容易分析和理解縱向、橫向數(shù)據(jù)的關(guān)系。

三、將簡(jiǎn)化表轉(zhuǎn)化成圖

學(xué)生的思維發(fā)展從形象思維過(guò)渡到抽象思維。學(xué)生知識(shí)的獲取主要通過(guò)感性經(jīng)驗(yàn)的積累，他們常常依靠動(dòng)手操作來(lái)認(rèn)識(shí)和理解世界，而他們所能認(rèn)識(shí)和理解的也往往局限于他們自己可以動(dòng)手操作的具體事物。如此，學(xué)生要進(jìn)行抽象概念的概括時(shí)，需要把抽象的概念、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成較為具體形象的“事物類”。同時(shí)，從學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)來(lái)說(shuō)，小學(xué)生對(duì)于數(shù)字的敏感度還處在發(fā)展階段。因此，在分析中期，將簡(jiǎn)化表轉(zhuǎn)化為圖來(lái)開(kāi)展數(shù)據(jù)分析的優(yōu)越性再次體現(xiàn)，同時(shí)有必要加強(qiáng)學(xué)生認(rèn)圖、作圖以及根據(jù)圖來(lái)表述和推斷的能力。

1.畫(huà)圖

讓學(xué)生認(rèn)識(shí)圖的構(gòu)造。如橫軸代表時(shí)間，單位為分鐘；縱軸表示溫度，單位為°C；中間的方格代表各自需要確定的位置。

學(xué)生的思維在不斷發(fā)展過(guò)程中，教師需要通過(guò)簡(jiǎn)單的示意圖表來(lái)指導(dǎo)學(xué)生，通過(guò)方格圖形，依據(jù)數(shù)據(jù)來(lái)確定相應(yīng)的位置點(diǎn)，先舍去對(duì)應(yīng)位置的“直線表述”。

如對(duì)本課第二部分教學(xué)內(nèi)容數(shù)據(jù)整理記錄后，得表四，其中與陽(yáng)光垂直放置第一組數(shù)據(jù)，描位置點(diǎn)。

鋁箔紙溫度變化情況圖畫(huà)法：最初溫度為24°C，時(shí)間為0，描點(diǎn)；則點(diǎn)確定位置在0上方24°C位置；過(guò)了2分鐘后，則點(diǎn)確定位置為2上方25°C位置，可以借助畫(huà)對(duì)應(yīng)直線來(lái)確定點(diǎn)的位置。描出各點(diǎn)之后，逐個(gè)將相鄰點(diǎn)連成一直線，這也是科學(xué)中所涉及的折線圖。

2.“改造”圖，形成柱狀圖

以上的圖對(duì)于學(xué)生還會(huì)造成一定困擾，尤其是橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的關(guān)系，在畫(huà)圖上也會(huì)有很大難度。因此，對(duì)于鋁箔紙溫度變化情況圖的再次直觀性修改顯得很有必要。

柱狀圖是學(xué)生最早接觸的直觀思維圖，教師指導(dǎo)學(xué)生對(duì)柱子的高度或長(zhǎng)度進(jìn)行對(duì)比；如果看不出來(lái)或不明顯，可以用尺子量一量柱子的高度或長(zhǎng)度，再比較一下。對(duì)于學(xué)生而言，眼前柱狀圖的變化比單純數(shù)據(jù)變化更容易認(rèn)識(shí)和理解，從教學(xué)效果來(lái)看，學(xué)生幾乎都能直觀得到數(shù)據(jù)帶來(lái)的信息。在此基礎(chǔ)上學(xué)生也能更好更快地掌握柱狀圖的繪畫(huà)。

3.多圖介入，形成最終推論

簡(jiǎn)化表后數(shù)據(jù)都可以通過(guò)作圖再次直觀地一一推斷出相應(yīng)的結(jié)論。例如表四中，從與陽(yáng)光垂直放置的第一組數(shù)據(jù)能夠推斷出物體在陽(yáng)光下溫度在不斷上升，很好地總結(jié)了上次課的內(nèi)容，即陽(yáng)光和溫度的關(guān)系。

分析后期，對(duì)于數(shù)據(jù)進(jìn)行柱狀圖的處理，學(xué)生不難推斷出新的結(jié)論，即與陽(yáng)光垂直放置10分鐘后溫度上升最高。

【教學(xué)片段4】

教師指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行繪畫(huà)柱狀圖代替數(shù)據(jù)后，對(duì)陽(yáng)光照射情況不同所記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

教師：對(duì)于表四中的數(shù)據(jù)，我們能夠畫(huà)出多少柱狀圖？

學(xué)生：老師，可以運(yùn)用橫排擺放的位置不同來(lái)畫(huà)圖。

學(xué)生：可以畫(huà)一種擺放方式隨著時(shí)間增加的變化柱狀圖。

所有學(xué)生都能比較快地得出相應(yīng)的結(jié)論。學(xué)生所關(guān)注的對(duì)象已經(jīng)完全由單一的數(shù)據(jù)過(guò)渡到直觀的變化趨勢(shì)中來(lái)。同時(shí)，在柱狀圖得出一定科學(xué)概念之后，學(xué)生對(duì)于數(shù)據(jù)的理解更加透徹。

數(shù)據(jù)的分析，只有透徹了，才能讓學(xué)生在一次次的分析中逐步體驗(yàn)到數(shù)據(jù)作為證據(jù)的重要性，才能逐步培養(yǎng)學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度，讓學(xué)生在數(shù)據(jù)的分析中逐步習(xí)得科學(xué)的方法并提高探究能力。

小學(xué)科學(xué)所涉及的數(shù)據(jù)分析中，也常常出現(xiàn)一些問(wèn)題，如受特殊數(shù)據(jù)的影響，它們都不能反映全部數(shù)據(jù)的變化情況。教師也始終要注意引導(dǎo)學(xué)生用一種辯證的眼光看待各種數(shù)據(jù)。其次，教無(wú)定法，任何方法往往有一定的適用范圍，表圖轉(zhuǎn)化法也不是萬(wàn)能的。

（浙江省杭州市下沙第一小學(xué) 310018）