高中生運用圖表法處理實驗數據能力的提高策略研究

朱云霞

(邢臺市南和區第一中學 河北 邢臺 054400)

1 測試卷和調查結果分析

本文將高中生運用圖表進行數據處理的能力分為制表能力、用表能力、作圖能力和用圖能力[1].筆者以測量小車勻變速直線運動規律的實驗為背景創設物理情境編制測試卷，使學生的能力在卷面上外顯.選取高一11班和12班學生為研究對象.通過試卷答題情況分析及課下對學生訪談，得到以下結論：學生有一定的運用圖表處理實驗數據的能力，用表能力較好，制表能力較差；圖表處理實驗數據知識的掌握不夠系統，缺少理論指導；運用圖表進行數據處理的能力男女總體上不存在差異；運用圖表進行數據處理能力與平時的物理成績具有相關性.采用抽樣調查方法，選取做測試卷兩個班中成績相當的各20名同學來進行問卷調查.結果顯示學生能夠制作簡單的實驗表格，但對細節性問題關注不夠；會樂意選擇表格記錄實驗數據，但使用表格不太合理；能夠進行圖像的繪制，但對組成圖像的要素了解不多；掌握基本的圖像使用，但表示會出現簡單的計算錯誤.調查結果和測試結果具有很大的一致性，為提高策略的制定提供了依據.

2 學生運用圖表進行數據處理能力的提高策略

基于測試和調查結果，本文中的提高策略采用編制《運用圖表進行數據處理的學習指南》，錄制微視頻講解圖表處理實驗數據的具體過程.讓學生在課下自學學習指南并觀看微視頻，爭取使學生能力有一定的提升.提高策略從4項能力入手， 編制學習指南，錄制微視頻.研究思路如圖1所示.

圖1 提高策略研究思路圖

3 學習指南的編寫與微視頻的設計

本文編制的《運用圖表進行數據處理的學習指南》是按照從數據記錄到實驗結論得出的邏輯順序進行編制.首先簡單介紹基本步驟，然后舉出具體的例子來詳細講解表格制作、表格使用、圖像繪制、圖像使用，最后結合具體的實驗得出實驗結論.為了更好地讓學生能夠利用指南，給實驗班講解前期在測試卷中學生出問題比較多的地方，然后在看指南時重點看易出問題的內容.學習指南簡單框架如圖2所示.

為了照顧學生的學習差異不同，除了借助紙質版的學習指南，再借助微信公眾平臺，分別錄制4個微視頻對應學習指南中4個詳細步驟，動態展示出圖表處理實驗數據的過程，讓學生從多個感官上進行學習，更加快速地提升圖表處理實驗數據的能力.微視頻主要內容如圖3所示.

圖2 學習指南簡單框架

(a) (b)

(c) (d)

(e) (f)

4 運用圖表進行數據處理提高策略的實證與分析

為了檢驗學習手冊結合微視頻的講解對學生物理實驗數據處理的有效性，選擇高一11班和12班兩個班學生進行實證研究，這兩個班平時考試物理成績相當，配備的是同一組老師.采用對照實驗法檢驗其對學生學習干預效果.

4.1 研究方法和過程

利用課下時間將《運用圖表進行數據處理的學習指南》發放給實驗組的學生并說明使用方法，然后讓學生關注微信公眾號進行視頻學習，兩天后對實驗組學生進行測試.將測試卷直接發放給對照組學生進行測試.具體的實施過程見圖4.測試題目仍然采用前期的測試卷題目.

圖4 學習指南和微視頻效果研究實施過程

4.2 研究結果分析

對實驗組和對照組4種具體能力和總分得分的平均分、標準差進行統計，統計結果見表1.

表1 4種具體能力和總分的得分統計表

由數據看出，實驗組平均分均高于對照組，標準差和均值的標準誤低于對照組，意味著實驗組不僅得分高，而且得分更加集中，可以假設實驗組經過干預后的學習效果比對照組好.接下來對兩組進行均值的差異T檢驗，檢驗結果如表2所示.

表2 兩組數據得分的獨立樣本T檢驗

檢驗結果表明，學生制表能力不存在顯著性差異；兩組的用表能力、作圖能力、用圖能力和總分的α值均小于0.05，即在95%的置信區間內，兩組的用表、作圖和用圖能力及總分在α=0.05的水平上具有顯著性差異.

綜合上述實驗結果可得出結論：通過學習指南和微視頻的干預，實驗組運用圖表進行數據處理的能力顯著高于對照組的學生.學生具體能力的作答情況顯示，雖然兩組學生在制表能力上的得分沒有顯著差異，但是實驗組還是要比對照組的學生好些.可解釋為制表能力本身難度不大，學生在細節上出現了些許問題.用表能力顯示實驗組得分明顯高于對照組的學生，說明學習指南和微視頻對學生的用表能力的干預顯著，具體表現在實驗組將單位寫在了表頭物理量后面，而對照組的學生有很大部分將單位寫在每個數據后面或者出現在表頭物理量和數據后面.

另外，實驗組在表格中填寫數據的正確率明顯高于對照組.測試卷顯示學生在作圖能力上比較差，學習指南和微視頻的講解對學生的干預效果比較明顯.具體表現在實驗組學生在作圖時比較規范，能夠很好地保證圖像要素的完整性，就像比較容易遺忘的坐標原點和自變量以及因變量的單位都是記得標注.學習指南和微視頻對學生的用圖能力也有一定的干預效果，實驗組學生在進行斜率計算時一般比較準確.從試題的總體得分來看，學習指南和微視頻對學生的學習具有明顯的干預效果.

5 總結

本文主要是針對高中生在運用圖表進行數據處理時所出現的一些問題提出了編制學習指南并輔之以微視頻講解的提高策略.然后運用準實驗的研究方法，選擇了學習水平相當的40人，分為實驗組和對照組進行實驗.實驗組在課下自學學習指南并在微信公眾平臺上觀看微視頻，然后再進行習題的測試，對照組的學生是直接進行習題的測試，最后查看學生的測試結果，發現實驗組的學生在制表能力、用表能力、作圖能力和用圖能力等4個方面都是明顯高于對照組的.這說明本文中所提出的策略提高了學生運用圖表進行數據處理的能力.但是對怎樣將學習指南和微視頻進行更好地有機結合，后期還是有待研究.