小學科學教學中電子表格的實效應用

李剛

小學科學是一門面向全體學生，以探究性學習為主，以培養學生的科學素養為宗旨的基礎性、實踐性、綜合性課程。教師在教學過程中要突出學生的主體地位，保護他們的好奇心和求知欲。一些教師在小學科學教學中“重實驗探究，輕數據處理”，忽視分析、整理數據這個培養學生科學素養的重要手段。其實，教師可以嘗試用信息技術手段改進傳統教學，活躍課堂氣氛，激發學生的興趣。其中，Excel就是一款適于分析、處理學生實驗數據的常見工具。Excel兼具計算和圖表功能，具有一定的人工智能特性，在數據處理上有其特有的優勢。下面將從實驗數據處理、分組抽樣、綜合評價管理三個方面初步探討如何在小學科學教學中應用Excel，優化教學。

一、巧用Excel，實現數據處理高效化

小學科學教學多以科學探究的形式開展。科學探究是學生學習科學觀念，培養科學思維，形成科學態度的重要方法：介紹生活中的具體事例，提出問題;制訂計劃、實驗探究，獲取證據;整理、分析數據，歸納實驗結論;引導學生表達交流，獲得科學知識，提高科學素養。

實驗數據是學生通過實驗獲取的第一手資料。在探究實驗中最常見的記錄手段就是數據，它不僅可以對事物、現象進行定性、定量的分析，而且清晰準確。搜集實驗數據，整理數據、分析數據，用數據來證明自己的觀點，是培養學生數據意識，形成科學素養的重要手段^[1]。

小學科學課程目標特別是科學探究目標應分學段設定，不同年級學生的處理信息能力培養要求是不同的（見表1）。

根據皮亞杰的思維發展理論（見表2）和兒童思維發展趨勢（如圖1），小學生正處于由具體形象思維向抽象思維發展的過渡時期。抽象思維的發展需要有直觀的、具體的形象來支撐。

師生運用Excel來處理數據，將統計表轉換成統計圖，能實現實驗數據的圖表化。教學中，教師實時呈現數據表、統計圖，相互對照，有助于學生發現數據中蘊含的規律。這樣不僅能提高教學效率，增強學生的學習主動性，提高學生的參與程度，而且能培養學生運用數據的實證意識。

以教科版《科學》五年級上冊第2單元第2課“陽光下的影子”為例，在學習觀測陽光下的影子的方法后，學生要在一天中5個不同時刻觀測標桿在陽光下的影子。本次活動，教師共收集學生數據97條。但學生觀測的時間、地點不可能完全一樣，使用的標桿也有差異，所得數據大概率會不同（見表3）。

教師利用Excel引導學生進行數據處理，先將每個學生測量的標桿和影子長度各自除以它們的標桿長度，將標桿長度統一為“單位1”（見表3右側部分），再對數據進行篩選，剔除重復和明顯錯誤數據，最后對結果進行處理求所有數據的平均值。用柱狀圖呈現數據，實驗結果一目了然（如圖2）：一天中的影子清晨和傍晚長而中午短，呈現“長→短→長”的變化規律。

以教科版《科學》六年級上冊第2單元第1課“抵抗彎曲”為例，教師帶領學生分別探究不同寬度和厚度的紙梁的抗彎曲能力。教師準備了5種不同規格的銅版紙紙梁（具體規格見表4），讓各組在8、9、10三種跨度條件下，分別測量每個紙梁所能承受的最大墊圈數。（備注：紙梁厚度參考了銅版紙的質量規格，3種銅版紙克重分別是157 g、200 g、300 g。）

教師收集了全班10個組學生的數據（見表5）。在本課中利用Excel對數據進行處理有三大優勢。

其一，可以幫助學生對“誰對紙梁的抗彎曲能力影響更大呢”有一個更深刻、直觀的認識。利用Excel求出各條紙梁的平均值，整理后將枯燥數字形成圖表（如圖3），學生很快發現“厚度的影響比寬度更大”，而且大得多。

其二，利用數據透視表和切片器等功能，可集中展示“匯報學生”的實驗數據統計圖。學生可以針對所在小組的實驗結果，向全班介紹他們小組實驗情況和發現（如圖4）;其他小組也能針對這些數據統計圖提出意見和想法。這樣，學生的交流更加有效。

其三，利用數據透視表功能，可對不同跨度數據進行分組處理（如圖5）。“不同跨度下，紙梁的承重能力也有差異”這一特點清楚展現在學生面前，有助于學生直觀認識跨度對抗彎曲能力的影響：跨度越大，抗彎曲能力越小。

以上兩個案例中，教師均利用了Excel處理全班的實驗數據，并以直觀的圖表形式展現。學生在這一過程中不僅學到了科學知識，而且學到了科學的實驗記錄和數據處理方法，感受自身探究的作用。像這樣利用Excel的例子還有很多，教師可以根據不同的課題和實驗選擇相應的統計圖。

Excel和PPT同為Office辦公軟件中的成員，兩者聯系也極為密切。以“光與熱”一課為例，學生測量不同鏡子反射陽光引起的溫度變化，得到相應讀數。

通過PPT與Excel的聯動，學生在Excel中填入實驗數據后，該頁會自動顯示學生的實驗數據和處理結果。

采用這種方法在PPT中導入刷新Excel中的數據和圖表，不僅實驗數據的采集、處理方便實用，而且發揮了PPT頁面美觀大方的優點，在公開課等場景中可以更好地展現。

二、巧用Excel，實現學生分組有效化

小學科學課堂上師生往往用對比實驗的方法探究“可能與一個科學現象相關的多種因素”。對比實驗的設計、操作是高學段學生必須掌握的一項技能。小學階段，各組學生操作能力有限，在一節課的有限時間內完成兩三個完整的實驗設計和操作并不現實。教學中，教學可以讓不同組的學生完成不同的實驗設計。教師根據實際情況，讓各小組完成自己設計的實驗進行匯報，或者讓各小組分享實驗設計后再全班協作。

以“探索土地被侵蝕的因素”一課為例，學生需要在一節課中探究影響土地被雨水侵蝕的三個主要因素：降水量、坡度和有無植被。該實驗現象明顯，但整理材料費時費力，一節課只能探究一個因素。教師應用Excel函數，抽取不同組的實驗項目（如圖6）。這樣，不同小組可以根據抽選結果只進行其中一個因素的探究。實驗結束后，各組分別進行實驗展示和匯報，相互交流。

教師還可以用該方法抽簽，對學生實驗操作技能進行考核。小學科學的課時有限，筆者在教學中就是采用Excel抽簽的方式進行。每個實驗學生都需要掌握，但實驗考核時教師只抽取部分學生即可，對不同學生考核不同的項目。

以“探索土地被侵蝕的因素”一課為例，教師考核學生的對比實驗設計能力，用同樣的方法來操作，只要求每個學生完成自身抽到的一項因素的實驗因素設計。

同樣，實驗操作考核也可以用這種方法。以教科版《科學》四年級下冊第一單元“電”為例，首先教師列好學生需要抽測的實驗題目，然后調用Excel函數，自動選出該生要抽測的題目。

三、巧用Excel，實現學生評價綜合化

小學科學課程的總目標是培養學生的科學素養，它包含科學觀念與應用、科學思維與創新、科學探究與交流、科學態度與責任四個方面的內容。學生科學素養培養與評價框架息息相關。教師不能僅做筆試，要多方面評價學生，關注學生實驗過程和能力。

教師利用Excel對學生的各項表現進行記錄，加權計算，最后整合成學生的成績。每個學生的成績由平時成績和期末卷面成績組成。期末成績占60%，平時成績占40%。平時成績由實驗考核成績、課外探究、科學記錄等組成。以2019學年第一學期三年級某班為例（如圖7），學生的期末評價包括學生課外飼養觀察蝸牛、測量水體積考核等內容，教師只要分別填上相應分數，Excel憑借強大的計算和函數功能自動計算學生總分并給出總評。

用Excel還能自動統計該班級的學習成績，讓教師隨時了解該班級學生的學習情況，及時調整教學方案，針對性開展教學活動。

綜上所述，將Excel應用于小學科學的教學可以豐富教學方法，提高教學有效性。科學應用Excel開展小學科學教學還是一種培養學生數據意識進而發展科學素養的好方法。

參考文獻

[1] 黃春木.統計圖表在收集與處理信息中的應用[J].教育與裝備研究，2018（11）：70-73.

（作者系浙江省溫州市南浦小學教師）

責任編輯：祝元志