優化數據類探究，建構科學概念

云耘

摘 要：《義務教育小學科學課程標準》中指出：“本課程以培養小學生的科學素養為宗旨，積極倡導讓學生親身經歷以探究為主的學習活動”。在以往的教學過程中也深刻地認識到科學探究對小學生學習科學的重要意義。不過這并不意味著科學課堂上只是熱熱鬧鬧地開展實驗探究，不需要做進一步的分析和思考。教科版的科學課程尤其是五六年級，有大量的數據型探究活動，要求學生通過探究獲得大量的實驗數據并通過分析構建科學概念。但小學生的數據分析和歸納能力相對較弱，且還沒形成很好的數據思維習慣，因此需要教師合理引導學生把數據直觀化，以便于他們發現其中的規律，從而構建科學概念。

關鍵詞：科學探究;數據直觀化;分析數據

小學科學課程的探究實驗中包含了大量的處理數據類的實驗。這類探究實驗的共同點是學生要在探究的過程中通過觀察和借助工具的測量等獲取數據，這些數據中蘊含著一些規律，認識到其中的規律后，學生便能構建相關的科學概念。且通過這樣的實驗能培養學生的“證據”意識，更深刻地認識到科學概念不是憑空捏造，而是建立在探究和數據的基礎上，有利于培養學生的科學思維。在教學的過程中，我發現大多數小學生的實驗動手能力還不夠強，這導致他們在探究過程中經常出現誤差較大或者錯誤的數據，這會影響他們對實驗數據的分析;同時小學生的數據分析能力還比較弱，尤其是當數據量龐大并且無序的時候，他們往往很難發現其中的規律。因此，在上這類課程時有必要引導學生將無序的數據有序化、將在表格中的數據轉換成直觀的圖形或示意圖等幫助學生理解實驗數據并發現數據中蘊含的規律，從而有效地構建相應的科學概念。

一、探究前明確操作方法和要求，保證數據準確有效

學生在動手操作前明確實驗操作的方法和要求是保證實驗數據準確有效的前提。小學生的動手能力和實踐能力還處于發展階段，因此他們在動手操作時往往會遇到很多問題。例如，在教科版六年級上學期“能量”這個單元，探究電磁鐵的磁力大小與什么因素有關的實驗中，不少學生都能很好地設計出實驗操作方法，但在動手的時候卻遇到困難導致實驗數據不準確。比如有些小組實驗的過程中線圈過松導致繞了近40圈線圈也一樣不能吸引一個大頭釘;有些小組在做實驗時鐵釘離大頭釘的距離過遠，導致始終不能吸引大頭針;有些小組則長時間保持電路是接通的狀態，導致電池電量很快耗盡且影響實驗數據的準確性……因此，在實驗開始前，教師可采用以下方法讓學生明確實驗操作方法和實驗中的注意事項：（1）教師直接講解。當在實驗中遇到一些技能掌握性的實驗或是學生很難自己想到的實驗注意事項時，教師可以通過直接講解的方式讓學生明確實驗任務和實驗注意事項。（2）教師合理引導。大多數時候，教師可以通過創設情境、合理引導，從而引發學生的思考，讓學生自己明確探究目標和操作方法，此時教師需要注意強調學生沒有回答到的點，并注意搜集不同學生的回答，最后匯總在一起，以便于學生在操作過程中實時提醒自己。（3）演示實驗。在開始探究活動前，教師可以現場演示或者利用微課演示實驗操作過程，這樣可以將操作方法和注意事項直觀化，且邊演示邊強調的方法能讓學生的印象更加深刻，有助于減少他們在探究過程中出現的問題。當然，在學生探究的過程中，教師也要多多巡視，發現學生操作錯誤或者不規范的時候，要做到及時提醒和糾正，這樣才能保證學生通過探究獲得的數據是準確有效的。

二、活用表格引導學生將數據有序化、直觀化

教科版科學五六年級有較多的通過分析實驗數據發現規律從而構建科學概念的課程，其中有部分探究數據量偏多、有部分探究得到的數據是無序的。小學生的歸納總結能力還較弱，學生在上此類課程的時候往往是探究時積極性很高，但在寫結論的時候不少孩子感覺無從下手，因此，教師應該在日常的教學中逐步訓練學生對數據的敏感性，引導學生將數據有序化，從而自己概括出科學概念。例如，教科版科學六上第1單元第2節“杠桿的科學”這一課中有一個探究內容：在杠桿尺兩端的一個位置點掛上鉤碼并且使杠桿尺保持平衡，盡可能多地掛出平衡并且將實驗數據填在書本上的表格中。這樣形成的表格包含了杠桿尺的好幾個規律，但是由于數據是無序的，學生很難發現其中的規律。這時老師可以適當給學生提供支架引導其將數據有序化、直觀化。在上課時我給學生提供了一些模擬杠桿尺的線段，請他們分別將表格中每一組數據中阻力點到支點的距離及用力點到支點的距離，按照省力、不省力也不費力、費力這三種情況畫在線段上，并用不同顏色的筆區分每一組數據，這樣數據就變得直觀了，學生便很容易能發現其中的規律了。

數據是抽象的，圖表是形象的。因此，教師在教學中可適時地引導學生把獲得的數據用圖表呈現出來，以幫助學生更好地構建科學概念。圖表有很多種，比如柱狀圖、曲線圖、折線圖、餅圖等等。教師可以根據自己想要達到的效果，有選擇地利用這些圖表。

編輯 李建軍