淺談小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析方法

王炳瑜

在小學(xué)科學(xué)探究活動中，經(jīng)常要涉及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是客觀事實(shí)的反映，但實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并不等于實(shí)驗(yàn)結(jié)論，只有在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行科學(xué)分析處理，才能得出正確的結(jié)論。探究活動中學(xué)生經(jīng)歷提出問題、猜想假設(shè)、設(shè)計(jì)方案、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、收集數(shù)據(jù)等環(huán)節(jié)后， 就要引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，找出規(guī)律。分析數(shù)據(jù)有時要花很長時間，有的需要一定的方法，但有的老師為了完成教學(xué)任務(wù)，將數(shù)據(jù)分析過程草率處理，或者直接給出結(jié)論。這種對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的態(tài)度，嚴(yán)重違背了課程標(biāo)準(zhǔn)對情感、態(tài)度、價值觀的要求， 更不用說像科學(xué)家一樣來探究問題。本文結(jié)合筆者的教學(xué)實(shí)際，談?wù)効茖W(xué)探究活動中處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的幾種方法。

一、定量計(jì)算法

在探究中我們會收集到很多數(shù)據(jù)，我們可以把收集到的數(shù)據(jù)運(yùn)用數(shù)學(xué)運(yùn)算方法，得出各數(shù)量之間的關(guān)系。例如六上《杠桿的科學(xué)》一課中，學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)得到了以下數(shù)據(jù)：

杠桿的科學(xué)

阻力點(diǎn)情況 用力點(diǎn)情況

教師引導(dǎo)學(xué)生分別比較阻力點(diǎn)與用力點(diǎn)的鉤碼數(shù)和格子數(shù)，發(fā)現(xiàn)杠桿平衡時每組數(shù)據(jù)都是用力點(diǎn)的鉤碼數(shù)與格子數(shù)的積等于阻力點(diǎn)的鉤碼數(shù)與距離的積，教師利用數(shù)據(jù)之間的等量關(guān)系，幫助學(xué)生很好掌握了杠桿平衡的規(guī)律。

二、對比分析法

對比是常用的思維方法。在探究活動中，教師可以通過有意識控制一定的條件，讓學(xué)生觀察數(shù)據(jù)在不同情況的表現(xiàn)，找到它們之間的不同點(diǎn)和共同點(diǎn)，從而揭示事物的本質(zhì)和現(xiàn)象。如在五下《擺的研究》一課中，針對擺的快慢與哪些因素有關(guān)這一問題，讓學(xué)生利用三個鉤碼和三根長度不同的擺繩進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并采集了以下數(shù)據(jù)：

15秒擺動次數(shù)記錄表

引導(dǎo)學(xué)生比較數(shù)據(jù)，可以得出這樣的結(jié)論：在擺繩長度相同時，擺的快慢與擺重?zé)o關(guān)；在擺的重量相同時，擺線越長，擺的速度越慢。學(xué)生在數(shù)據(jù)的比較中，發(fā)現(xiàn)了擺的特點(diǎn)。

三、示意圖分析法

示意圖分析法是指利用簡單的圖和形，把實(shí)驗(yàn)采集的數(shù)據(jù)，繪制成簡明的圖形，用來說明所研究對象量與量之間關(guān)系的一種方法。如六上《下沉的物體會受到水的浮力嗎》一課，學(xué)生采集了以下數(shù)據(jù)（見下表）：

下教師讓學(xué)生用示意圖，將重力和浮力之間的關(guān)系，用圖示方法（見上圖）畫出，并附上簡單的文字說明，然后利用示意圖解釋石塊在水下沉的原因。在這里，教師用示意圖搭建數(shù)據(jù)與概念之間的橋梁，把抽象的力之間的關(guān)系用直觀的手段表現(xiàn)出來，幫助學(xué)生理解石塊下沉的原因，突破了學(xué)生學(xué)習(xí)上的難點(diǎn)。

示意圖直觀，形象和簡捷，通過示意圖來分析數(shù)據(jù)，既有利于學(xué)生對知識的理解和記憶，又可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)能力及情感、態(tài)度和價值觀等方面的素養(yǎng)。

四、圖表圖像法

圖表圖像法是結(jié)合數(shù)據(jù)與圖形之間的密切關(guān)系，形象地表達(dá)數(shù)據(jù)趨勢和規(guī)律的一種方法。在六上《抵抗彎曲》一課中，探究 “紙的抗彎曲能力和什么有關(guān)” 這個問題時，學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)來獲得紙?jiān)诓煌瑢挾群筒煌穸葧r承受壓力（墊圈個數(shù)）的數(shù)據(jù)。（見下表）

教師利用“折線統(tǒng)計(jì)圖” 將上面的數(shù)據(jù)用統(tǒng)計(jì)圖表示如下：

在完成圖表和圖像后，讓學(xué)生結(jié)合表格中的數(shù)據(jù)觀察折線圖，在圖上清晰看到了紙的寬度和厚度的抗彎曲能力，同時對紙的厚度更能影響紙的抗彎曲能力有了更直觀的認(rèn)識。在這里，教師利用統(tǒng)計(jì)圖，引導(dǎo)學(xué)生比較紙的寬度和厚度的抗彎曲能力，方法巧妙，目標(biāo)清晰，學(xué)生對概念的印象也深刻。

五、推理分析法

數(shù)據(jù)推理方法是運(yùn)用數(shù)學(xué)思想，通過推導(dǎo)、分析一組已知數(shù)據(jù)，來判斷、推測與它對應(yīng)數(shù)值的一種分析方法。如五上《我們的小纜車》中，一小組在2、4、6個墊圈拉力時，測得小車運(yùn)行時間分別為2.5秒、1.8秒和1.2秒，教師引導(dǎo)提問：“推測一下，你們的小纜車在8個墊圈的時候，速度大概是多少？并說說理由。”學(xué)生：“我們認(rèn)為8個墊圈應(yīng)該在0.6秒左右。”教師：“說說理由。”學(xué)生：“因?yàn)槲覀兘M2個墊圈是2.5秒，4個墊圈是1.8秒，6個墊圈是1.2秒，增加2個墊圈，時間減少0.6秒左右，所以我們估計(jì)8個墊圈在0.6秒左右。”教師：“那你們能不能利用剛才的實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證一下你們的猜測？”學(xué)生：“可以。”

……

在上述案例中，學(xué)生根據(jù)自己的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過對相鄰數(shù)據(jù)的連續(xù)觀察，發(fā)現(xiàn)其中的一些科學(xué)規(guī)律，經(jīng)過分析、推敲，得出一個可能的數(shù)據(jù)。在這個過程中，教師引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用推理方法分析數(shù)據(jù)，不僅加深了學(xué)生對力與運(yùn)動的進(jìn)一步認(rèn)識，而且提高了兒童的思維能力和探究能力。

上面所說的是一些科學(xué)探究活動中常用的數(shù)據(jù)分析方法。事實(shí)上，對科學(xué)探究中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理的方法很多。只有根據(jù)具體的實(shí)際情況，引導(dǎo)學(xué)生選擇恰當(dāng)?shù)姆椒▽?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行合理處理，才能快速發(fā)現(xiàn)規(guī)律，得出科學(xué)的結(jié)論，形成科學(xué)概念。科學(xué)探究的過程是曲折的，在科學(xué)探究的路上，從一堆數(shù)據(jù)中找出規(guī)律來，有的要花費(fèi)科學(xué)家畢生的精力，甚至需要一代又一代的不懈努力。我們在引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究活動時， 不能只為完成教學(xué)任務(wù)，急功近利，應(yīng)多在引導(dǎo)學(xué)生分析數(shù)據(jù)上下功夫，真正讓學(xué)生體會到科學(xué)探究的艱辛和樂趣。

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