學生數據意識的培養不可忽視

◇闕震宇（江蘇：無錫市東亭實驗小學）

所謂數據，主要指學生在科學探究中通過觀察、實驗等操作活動所得到的相關數據。數據意識，是指學生通過觀察、實驗等探究活動，在收集數據、整理數據、分析數據時所表現出來的心理傾向。

一、數據及數據意識的重要性

小學科學課實施的主要形式是探究活動。以證據為依據，通過梳理各種數據以及建立數據之間的邏輯，不斷深入，逐層分析數據，最后得出結論，是科學探究的重要特點。這里面的每一個環節所針對的對象都是數據。小學生科學探究的過程是提出問題—做出假設—尋找證據—得出結論。若數據無法驗證假設，那么就得做出新的假設，重新實驗并測量新數據；若數據不足以支撐結論，那么就得尋找更多的數據，直到數據能夠支撐結論并接受質疑。以上種種都可以看出數據的重要性，而數據意識對學生來說是不可缺少的一種學習及應用的能力。

二、實驗教學存在的問題分析

（一）重理論知識輕實踐操作

傳統科學教學普遍關注理論知識的傳授，學生實踐探究能力的培養存在很大的問題，而實驗探究能力直接影響數據意識的形成。經常能看到科學教師只顧灌輸知識，對實驗探究草草了事，根本不關注數據的形成，甚至給予學生現成數據，填寫實驗記錄。這樣學生的數據意識是不會形成的，甚至連最基本的科學實驗需要實事求是都沒有做到。

（二）重實驗操作，輕數據歸納

有些教師的實驗探究課，會出現課堂氛圍“熱鬧”的假象。學生雖然經歷了一個看似“熱鬧”的實驗過程，但是你去問學生：為什么要收集實驗的數據？這些數據說明了什么？學生很少能回答出來。這些往往被教師忽略，甚至有些時候實驗數據記錄環節都被省略了。由于在整個實驗過程中沒有記錄數據的良好習慣，學生對數據的意識是非常模糊的，以致需要數據分析的時候，會出現證據鏈不完整、不充分的情況，實驗結論自然非常牽強，教學效果可想而知。

（三）重教學流程，輕數據真偽

有些教師偏向于關注整個實驗探究的流程，從提出問題開始，一直到最后的交流匯報，整個教學流程是否流暢是他的關注點。至于學生在測量、收集數據的過程中所得到的數據是否真實、準確、有效，教師巡視和全班交流的過程中是否及時找到實驗失敗的根本原因，都被忽視了，從而導致實驗探究的意義產生了缺失，學生的數據意識得不到培養。

（四）重實驗結果，輕數據分析

課堂上，我們時常能看見學生實驗完成并記錄了數據，教師選擇一些心中較為理想的數據對實驗結論進行引導，然后得出正確結論，完成教學目標。看似流暢的教學過程，實則有很大的問題。每個數據的形成都是有原因的，都值得去分析，很多時候分析那些失敗的數據往往更能切合實際地培養學生的數據意識。

三、學生數據意識的培養策略

關于學生數據意識的現狀，也許還有其他方面并未說到，但是已經不難看出，現在學生的數據意識是相當薄弱的。基于這個現狀，小學科學教學應該如何培養學生的數據意識呢？下面筆者結合教學實際，談談個人的理解。

（一）培養收集、整理數據的意識與能力

1.利用不同的周期任務培養學生數據意識和科學品質

作為混合處理系統，可同時處理批處理和流處理工作負載,其中:批處理主要操作大容量靜態數據集，并在計算過程結束之后返回結果;流處理可隨時對進入系統的數據進行計算，無需對整個數據集執行操作，而是對通過系統傳輸的每個數據項執行操作。

（1）短周期數據收集逐步形成主動收集的數據意識

例如，教學三年級下冊“植物與環境”單元各課時，可以提前給學生布置收集整理資料的任務，以科學小組為單位去收集整理“沙漠”“高山”“草原”“水域”植物的資料，隨后在課堂上將自己收集整理的數據展示出來，同時說一說自己收集這些資料的途徑和心得。這樣一個教學前的收集活動，一方面，由于需要收集的資料比較多，當教師把任務布置下去之后，學生的小組自然會去劃分收集任務，通過劃分任務，學生就會知道收集數據時分工合作的重要性；另一方面，當數據收集完成后，在收集途徑的交流過程中，學生會說到自己是如何收集的，例如，實物展示的、實地考察的、查閱書籍的、咨詢家長的、網絡搜索的……這樣就有利于學生領會到收集數據方法的多樣性，同時也提高了學生收集數據的信心。所以，通過這些簡單的收集數據活動，學生的數據收集意識自然而然會形成。

（2）長周期數據收集持續鍛煉持之以恒的科學品質

小學科學課中有很多需要長時間收集數據的任務，例如，一二年級的連續測量一周的天氣（氣溫、云量、雨量、風向、風力）、種子的生長、月相的變化，還有五六年級鐵釘生銹的過程、物體發霉的過程、太陽高度和影子長短的變化、四季星空等等，教師一定不能放過。在這個過程中，一方面能鍛煉學生持之以恒的科學品質，另一方面也無形中培養了學生收集數據的意識。

2.通過師生同步實現準確有效的數據追求

（1）教師細節把控，有效提升科學實驗的效率

作為一名科學教師，首先我們自身要對每一個實驗有一個完整的認識，知道每一個實驗工具的規范操作，知道實驗的誤差應該如何減少，并且清楚每一個實驗的關鍵點在哪里、學生在實驗中最有可能出現的問題有哪些。只有這樣才能做到防患于未然，從一開始就堵住這個口，以避免學生在探究過程中在不必要的地方浪費時間。

（2）學生尊重事實，培養實事求是的科學精神

科學地收集數據，對后續的數據分析至關重要。數據的科學測量包括兩個方面：一方面是數據的真實性，數據是否能夠經得起推敲與驗證；另一方面是數據的全面性，數據是否能全面有效地反映實驗的本質。科學研究必須實事求是，尊重事實，不能因為數據不是心中所想而去隨意修改數據。這實際上是一種非常可貴的科學品質。它的形成可以培養學生不迷信權威的質疑精神，同時也可以讓學生在數據分析時，發現數據的不合理之處，反思實驗過程，尋求更多的研究方向。

（二）歸納、分析數據的技能與方法

小學生數據意識的培養，僅僅簡單地收集數據，顯然是不夠的。學生不但要會收集數據，還要學會如何去整理和歸納數據，并對整理和歸納的數據進行有效分析，從而發現科學規律。教師在培養學生歸納、分析數據的技能與方法時，要把握實驗過程的每一個環節，從細節出發，通過各種有效手段來提高數據分析的效率，從而使學生逐漸形成歸納分析的數據意識。

1.關注學生實驗探究中的完整生長

首先是小組合作的問題。

一二年級學生的小組合作意識比較差，甚至有時候會爭搶實驗器材。所以對于這些學生，教師必須指導他們如何分工，甚至細化到每一個組員。有些時候我們聽課，會碰到給小組成員編號的情況，然后給每個編號的學生分配不同的任務。在一二年級實驗教學時，我覺得這是可取的。但是到了三四年級就不要給學生編號了，不然會顯得過于呆板。到了三四年級，有了一二年級的基礎，學生基本已經具備比較好的合作意識了。這時候小組合作教師只需要引導，告訴他們每個步驟或環節的難易程度，大致需要多少個人，學生小組會根據教師的引導進行合理的人員分配。到了五六年級，學生基本可以自主合作探究，他們會根據實驗的步驟很自然地進行人員分工安排，教師只需要巡視指導即可。

其次是交流和質疑。數據意識的培養，自然需要小組乃至全班之間的互動交流和對數據是否科學的質疑。

要建立數據意識，就必須培養學生的科學精神。教師在科學探究時，一定要引導學生質疑數據中的問題，發現數據的細節，甚至必要的時候，還可以讓學生重新實驗、收集，以保證數據分析時的數據是真實有效的。而那些所謂的“失敗數據”，其實就是由各種原因導致的與真實結論不一致的數據，雖然對推導結論沒有任何幫助，甚至有時候和實驗結論完全相反，但是分析這些所謂的“失敗數據”，對學生數據意識的培養非常有利。通過這樣的分析，學生才會在之后的實驗中直面現實、不弄虛作假，才會去思考“失敗數據”產生的根本原因，才會去思考如何減小誤差、如何得到一個有效的數據，最終培養學生嚴謹的科學品質，從而發現實驗規律。

2.合理運用有效手段提高數據分析的有效性

首先是圖標運用。在實驗探究的數據分析、總結結論階段，運用多樣化、多形式的圖標對數據進行梳理和分析，可以讓實驗數據變得非常直觀，容易理解，同時有助于學生發現實驗關鍵，發展科學思維。所以，在實際教學過程中，我們應該根據課堂的教學需要以及不同的實驗需求，選擇合適的圖標輔助我們分析實驗數據。

其次是層級分析。我們經常會花費很長的時間去做一個實驗，如果只對實驗數據做一個淺層的分析，似乎對學生數據意識的培養并沒有起到應有的作用。但是面對大量的數據，讓學生獨自去分析也的確比較困難。這時，如果對這些數據進行一個層級分析，將實驗結論像剝洋蔥一樣一層一層地分析展示給學生，不但完成了教學目標，也達到了培養學生數據意識的目的。

例如，“擺的快慢與什么因素有關”的實驗記錄，當學生面對大量的實驗數據手足無措時，就可以利用層級分析的方式來解剖數據。

第一層級，面對大量的實驗數據，學生自然是無從下手，我們先要將這些實驗數據進行一個必要梳理，展現實驗數據之間的關聯性。我們選取實驗中“擺長”和“擺重”的實驗數據，將“擺長”一樣的數據進行歸類，然后縱向排列，在此基礎上將“擺重”一樣的數據再進行歸類，然后橫向排列。這樣，原本量大且雜亂無章的數據就變得非常有序了。

第二層級，在實驗數據梳理完成的基礎上，下一步就是讓學生理解數據排列的含義，以及建立數據之間的關聯性了。因為上一層級的必要梳理，現在教師只要稍加引導，學生很容易發現所有縱向數據都是“擺長”一樣、“擺重”改變的實驗數據，而所有橫向數據都是“擺重”一樣、“擺長”改變的實驗數據。這樣數據排列的目的就達到了，數據間的邏輯性也建立起來了。

第三層級，利用建立起來的數據邏輯進行深入分析。“擺長”一樣、“擺重”改變的實驗數據，通過數值比對可以發現，平均值幾乎沒有變化，讓學生思考原因，就能得出“擺的快慢與擺重的大小沒有關系”的結論；而“擺重”一樣、“擺長”改變的實驗數據，學生比對數值以及思考過后，就能發現“擺的快慢與擺長的長短有關”的規律。

在這個抽絲剝繭式的層級分析過程中，可以鍛煉學生在實驗過程中如何去梳理數據，如何建立數據間的邏輯，如何發現數據中的細節，以及最后如何分析得出結論。在數據剖析的過程中，也培養了學生尊重數據、實事求是的科學品質。當然，整個層級分析數據的過程都很好地完成了對學生數據意識的培養。學生數據意識的建立，不是一朝一夕的事情，需要教師在小學科學課堂上對學生進行長期、系統且有針對性的培養。從每一個實驗出發，一點一滴積累學生對數據的追求，提高學生對數據的敏感性，從而完成理論到實踐、實踐到習慣的數據處理和分析的意識構建，最終真正實現利用科學課為學生的終身學習服務。數據是整個實驗探究的核心，學生數據意識的培養不可忽視。