淺談初中教學中如何對科學實驗數據進行分析

祝悅敏

摘 要：在初中教學中，總會涉及做實驗，那么就會產生許許多多的實驗數據。然而實驗數據并不等于實驗結論，實驗數據只是客觀事實的反映，只有在實驗的基礎上對實驗數據進行更進一步的科學分析處理，所得出的結論才是完整的實驗結論。由于分析數據有的需要一定方法，這需要老師和同學們花費很多時間和精力，但有些老師認為初中的實驗并不重要，對學生的成績不會產生太大影響，因此對實驗數據草草分析，就得出結論。這種對實驗數據的態度，嚴重違背了課程標準對情感、態度、價值觀的要求，更不用說像科學家一樣來探究問題。結合一些教師對科學實驗數據的分析經歷，淺談初中教學中如何對科學實驗數據進行分析。

關鍵詞：初中教學；科學實驗；數據分析

隨著時代的發展，各個城市的學校都漸漸認識到實驗對于一個學生知識理解的重要性，因此，實驗不僅僅出現在高中、大學，也漸漸在小學以及初中出現。實驗的流程大多都為提出問題，作出自己的假設，然后設計自己的實驗方案，開始實驗以及數據收集。當然，只有對數據進行分析過后才能夠得到實驗結果。但數據分析并沒有那么容易，有些數據的分析要用到一些方法，這需要花費教師和學生很多精力。由于目前國內對于學生的學習更加注重分數上的表現，因此很多老師并不太在意學生們實驗上的付出，往往在分析數據方面草草了事，表現出很不好的教學態度。為此，本文將介紹定量計算法、對比分析法、示意分析法、推理分析法四種實驗分析方法，希望能對初中教學中科學實驗數據進行分析有所幫助。

一、誤差分析

在實驗過程中，學生們往往都能夠收集到很多數據，這些數據的有些試驗值與它的客觀真實值在數值上出現了不一致。實驗結果都會存在誤差，一切科學實驗的過程自始至終都會存在著誤差，因此，實驗分析的第一步就是將誤差數值剔除。下面簡要介紹作圖法以作參考。

當初中的實驗過程中出現異常值時，可以通過作圖象的方法剔除偶然誤差較大的數據，提高實驗的準確程度。例如在“測量電流與電壓關系”的課程中，在導體電阻為5歐的情況下，可以得出下表所示的數據：

由此可知，出現數據異常的原因有可能是（1）電流加大使得導體溫度上升導致電阻值增大，從而使得電壓變大；（2）交流電頻率不穩定等原因，通過作圖象的方法可以剔除偶然誤差較大的數據，提高實驗的準確程度。因此在圖表中，以電壓為縱軸，以電流為橫軸，根據實驗數據作出圖線。若在實驗誤差允許的范圍內，圖線是一條過原點且斜率成正比的直線，則驗證了U=I×R。因此通過作圖法則可以將出現誤差的數值剔除。

二、數據處理

（一）定量計算法

在初中的實驗過程中，我們往往可以得到很多數據，這些數據有些存在誤差，因此需要對誤差值進行剔除。在這之后，我們往往可以發現，各個數據之間似乎有著數量之間的關系，因此我們可以通過運用數學運算方法，對得到的數據進行分析，得出它們之間的關系。這在物理實驗中經常使用到，許多公式的推導都是運用這種分析推理的方法，列舉初中物理“杠桿原理”一課中的例子來進行分析，下表是學生在實驗中得出的一些數據：

在教師引導下，通過上表的數據，學生們可以分別對阻力點與動力點上的鉤碼數和格子數進行比較，發現不論阻力點邊的鉤碼數和距離大小還是動力點邊鉤碼數和距離的大小，總會出現阻力點邊鉤碼數和距離的乘積等于用力點邊鉤碼數和距離的乘積。在利用定量計算法分析出數據之間的等量關系后，教師不僅更好地得出結論，還使學生們對知識的記憶更加深刻，幫助學生更好地掌握杠桿平衡規律。這促使學生在發現問題的同時產生去探索問題的濃厚興趣，使問題成為已知與未知之間的橋梁和紐帶，使學生在探索問題的海洋中不斷遨游，并得到成功的喜悅與歡樂。

（二）對比分析法

在生活學習中，對比是學生在各個科目中比較常用的思維方法，生活充滿了對比，實驗中也可以通過對比來對實驗結果進行分析。在實驗過程中，教師可以有意識地對一些實驗條件進行控制，使得實驗結果有所不同，讓學生在觀察數據不同的情況下，試著去尋找它們之間存在的不同點與相同點，從而完成對數據的分析，揭示事物的內在本質和外在現象。舉例初中物理“探究導體電阻大小還與什么因素有關”一課中，針對哪些因素影響了導體電阻的大小這一問題，讓學生利用4根長度不同的導體和4個溫度不同的環境來進行實驗并得出下列數據：

教師在指導學生做完實驗后，積極引導學生去進行數據比較，進而可以得出在溫度相同的情況下，導體電阻隨著導體長度的增加而增大，而在導體長度一樣時，導體的電阻也隨著溫度上升而增大的結論，使得學生在對數據的比較過程中，發現并理解了擺的特點，使得知識更加深刻。容易達到激發學生學習熱情，提高學習效率，深化知識、鞏固知識的目的。

（三）示意分析法

初中實驗中有些數據需要通過圖畫來使數據更好地分析，例如力。示意圖分析法指的是利用簡單的圖和形，針對采集而來的實驗數據，將實驗數據繪制成簡明的圖形，用來更加生動形象地說明研究對象量與量之間關系的一種方法。舉例初中物理實驗“摩擦力的產生”一課，對學生采集而來的數據進行以下分析：

學生在教師的指導下，用示意圖將重力和摩擦力之間的關系用圖示方法畫出，并附上簡單的文字進行說明，這樣就可以利用示意圖對物體在斜坡上靜止不動的現象進行說明。這樣，教師通過把示意圖變成搭建數據與概念之間的橋梁，使得抽象的力與力之間的關系用直觀手段表現出來，使學生可以直觀感受到生活中的摩擦力，解釋人可以行走等問題，使得學生在學習上的難點得以突破。與其他方法相比較，示意圖更加直觀、形象和簡潔，通過示意圖來對數據進行分析，學生對知識的理解和記憶更加深刻，并且進一步激發學生的學習興趣，發揮學生的主觀能動性，提升學生的學習能力以及態度、情感和價值觀等方面的素養。

（四）推理分析法

通過運用數學思想來進行推導和分析一組實驗所提取的數據，并對它所對應的數值進行分析和推導的分析方法就是推理分析方法。例如，初中的化學實驗中，我們可以通過原有知識和實驗得到，O2+C=CO2，氧氣和碳在點燃的情況下，能夠生成二氧化碳，那么往往老師會問到，根據上述反應，思考并簡述一下水是如何產生的。那么，學生往往可以推論出氫氣和氧氣在點燃的情況下可以生成水，即2H2+O2=2H2O，如此下去，我們還可以推論出許多反應的產生。

在這種分析中，學生可以根據自己的實驗結果和實驗數據，通過對相鄰的數據不斷進行觀察，總能夠發現其中的一些科學規律，進而對這些規律進行分析和反復推敲，得出另外一個可能出現的數據。在這種分析推論的過程中，教師教導學生在分析數據時運用推理方法，不僅使學生對知識有進一步認識，還能提高學生的思維水平和探究能力，激發學生學習的熱情。

當然，如今在實驗過程中對于分析、處理實驗數據的常用方法有很多，上述只是一些相對比較簡單的方法罷了。只有根據具體的實際情況出發，才能夠引導學生在實驗數據處理時運用恰當的方法，從而快速發現規律，得到科學結論，有一個科學的概念。我們都知道科學探究十分困難，其過程是十分曲折的，許許多多科學家究其一生都投身于對科學的研究，對人類社會出現的各種問題而絞盡腦汁，為人類更好的生活而不斷努力、奮斗。因此，這需要一代人又一代人的不懈努力才得以完成。教師在引導學生進行實驗探究的過程中，應該耐心引導學生進行實驗，并在數據的分析上下更大功夫，不能急功近利，只想著去完成教學任務，讓學生能夠真正體會到科學探究中所帶來的艱辛和樂趣，才能激發學生對學習的熱情，培養學生探索未知事物的濃厚興趣，才能使學生積極主動地去學習，才能培養學生的探究能力，從而提高學習效率，享受學習成果帶來的愉悅心情。

參考文獻：

[1]王炳瑜.淺談科學實驗數據分析方法[J].都市家教，2016.

[2]張紅霞.科學究竟是什么[M].教育科學出版社，2003.

編輯 孫玲娟endprint