重視數據采集與數據分析

科學學習中，學生在充分觀察的基礎上，得到原始數據，再通過歸納、推理等思維活動對數據進行細致分析，盡可能挖掘數據中包含的有用信息，形成一個符合科學的結論。在小學科學課堂上，教師要特別重視數據采集和數據分析。

傳統數據采集與分析

人從出生開始，就用觀察的方法認識周圍五光十色的世界。學生日常生活中的觀察主要是定性觀察，定性觀察給他們提供了對事物的豐滿認識。在幼兒園和小學低年級階段，教師應盡量使每個探究活動都能調動起學生的各種感官共同作用，以此增加他們獲取信息的途徑。

從體驗、感官認知開始到借助測量工具并用數字表述觀察結果，這就是定量觀察。定量觀察，是運用科學方法獲得實驗數據并分析實驗結果，有助于培養學生嚴謹的科學態度，對數據的采集、分析，能鍛煉學生的觀察和推理能力。

實驗是有趣的，現象是多姿多彩的，數據卻是枯燥的。我們常常見到活躍的實驗課堂上，孩子們對數據熟視無睹，或者興趣淡然。教師應該設計符合學生年齡特征的數據采集方法，如圖表、圖形，提高學生對科學圖的預測能力，以及對圖呈現信息的理解、解釋能力，從而發展學生的高階思維并促進學生的合作學習。而數據采集以圖表、圖形的方式呈現，對抽象思維水平較低、年齡較小的學生影響顯著。

有沒有一種方式，能便捷地采集數據，并以圖表、圖形的方式呈現？

數字化數據采集與分析

數字化設備能實時、可視化地收集、呈現數據，比傳統的數據采集和呈現方式更能使學生集中注意力，能促進他們迅速地建立起實驗與圖的聯系，并以理性思維方式去讀懂圖，建立思維模型。

例如，在“測量水溫變化”內容教學中，溫度傳感器可根據需要設置為10秒甚至更短的數據采集周期，并同步上傳到顯示終端，形成變化曲線。這比起用傳統溫度計、秒表獲取數據再繪制折線圖來分析，更加快捷、準確。

實現這一轉變，數字傳感器起到了決定性的作用。數字傳感器是數字采集系統的重要組成部分，數字采集系統一般由傳感器、數據采集器和探究實驗套件等組成。

在科學教育領域，數字采集系統是一種用于數據實時獲取、顯示和分析的軟件和硬件集成系統。基于傳感器技術的實驗系統如圖1所示，該系統主要由用于檢測變量的傳感器（探頭）、用于數據收集和存儲的數據采集器以及用于數據管理和分析的配套軟件等構成（配套軟件一般安裝于電腦、平板等）。

在小學科學力學內容的探究實驗中，許多實驗的數據采集和分析可以借助數字采集系統強大的數據處理功能。通過數字傳感器的使用，實驗探究過程更清晰，學生的實驗操作更精準，實驗數據更準確，不僅能有效提高學生數據采集和處理能力，還能讓他們把更多精力放在對探究過程的分析和研究上，大大提高科學探究的實效。例如用力傳感器代替彈簧測力計，讀數更精確，圖像顯示更直觀，可直接得出某一因素影響力的大小變化的規律，并鍛煉學生讀取各種不同形式數據的能力。

現行小學科學探究由于受教材、器材以及師資等局限性的影響，學生常遇到數據采集偏差大、實驗操作煩瑣等問題，數字傳感器以其精確、智能、易于操作等優勢，能大大提高探究的實效。

（本文是廣東省教育科學十二五規劃課題《基于數字化探究的小學科學素養教育研究》及廣州市小學科學雷曉暉名師工作室研究成果。）