高中生運用圖表法處理實驗數(shù)據(jù)能力的提高策略研究

朱云霞

(邢臺市南和區(qū)第一中學(xué) 河北 邢臺 054400)

1 測試卷和調(diào)查結(jié)果分析

本文將高中生運用圖表進行數(shù)據(jù)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(guī)律的實驗為背景創(chuàng)設(shè)物理情境編制測試卷，使學(xué)生的能力在卷面上外顯.選取高一11班和12班學(xué)生為研究對象.通過試卷答題情況分析及課下對學(xué)生訪談，得到以下結(jié)論：學(xué)生有一定的運用圖表處理實驗數(shù)據(jù)的能力，用表能力較好，制表能力較差；圖表處理實驗數(shù)據(jù)知識的掌握不夠系統(tǒng)，缺少理論指導(dǎo)；運用圖表進行數(shù)據(jù)處理的能力男女總體上不存在差異；運用圖表進行數(shù)據(jù)處理能力與平時的物理成績具有相關(guān)性.采用抽樣調(diào)查方法，選取做測試卷兩個班中成績相當(dāng)?shù)母?0名同學(xué)來進行問卷調(diào)查.結(jié)果顯示學(xué)生能夠制作簡單的實驗表格，但對細節(jié)性問題關(guān)注不夠；會樂意選擇表格記錄實驗數(shù)據(jù)，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(xiàn)簡單的計算錯誤.調(diào)查結(jié)果和測試結(jié)果具有很大的一致性，為提高策略的制定提供了依據(jù).

2 學(xué)生運用圖表進行數(shù)據(jù)處理能力的提高策略

基于測試和調(diào)查結(jié)果，本文中的提高策略采用編制《運用圖表進行數(shù)據(jù)處理的學(xué)習(xí)指南》，錄制微視頻講解圖表處理實驗數(shù)據(jù)的具體過程.讓學(xué)生在課下自學(xué)學(xué)習(xí)指南并觀看微視頻，爭取使學(xué)生能力有一定的提升.提高策略從4項能力入手， 編制學(xué)習(xí)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(xué)習(xí)指南的編寫與微視頻的設(shè)計

本文編制的《運用圖表進行數(shù)據(jù)處理的學(xué)習(xí)指南》是按照從數(shù)據(jù)記錄到實驗結(jié)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(jié)合具體的實驗得出實驗結(jié)論.為了更好地讓學(xué)生能夠利用指南，給實驗班講解前期在測試卷中學(xué)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(nèi)容.學(xué)習(xí)指南簡單框架如圖2所示.

為了照顧學(xué)生的學(xué)習(xí)差異不同，除了借助紙質(zhì)版的學(xué)習(xí)指南，再借助微信公眾平臺，分別錄制4個微視頻對應(yīng)學(xué)習(xí)指南中4個詳細步驟，動態(tài)展示出圖表處理實驗數(shù)據(jù)的過程，讓學(xué)生從多個感官上進行學(xué)習(xí)，更加快速地提升圖表處理實驗數(shù)據(jù)的能力.微視頻主要內(nèi)容如圖3所示.

圖2 學(xué)習(xí)指南簡單框架

(a) (b)

(c) (d)

(e) (f)

4 運用圖表進行數(shù)據(jù)處理提高策略的實證與分析

為了檢驗學(xué)習(xí)手冊結(jié)合微視頻的講解對學(xué)生物理實驗數(shù)據(jù)處理的有效性，選擇高一11班和12班兩個班學(xué)生進行實證研究，這兩個班平時考試物理成績相當(dāng)，配備的是同一組老師.采用對照實驗法檢驗其對學(xué)生學(xué)習(xí)干預(yù)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(shù)據(jù)處理的學(xué)習(xí)指南》發(fā)放給實驗組的學(xué)生并說明使用方法，然后讓學(xué)生關(guān)注微信公眾號進行視頻學(xué)習(xí)，兩天后對實驗組學(xué)生進行測試.將測試卷直接發(fā)放給對照組學(xué)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(xué)習(xí)指南和微視頻效果研究實施過程

4.2 研究結(jié)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(biāo)準(zhǔn)差進行統(tǒng)計，統(tǒng)計結(jié)果見表1.

表1 4種具體能力和總分的得分統(tǒng)計表

由數(shù)據(jù)看出，實驗組平均分均高于對照組，標(biāo)準(zhǔn)差和均值的標(biāo)準(zhǔn)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(shè)實驗組經(jīng)過干預(yù)后的學(xué)習(xí)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(jié)果如表2所示.

表2 兩組數(shù)據(jù)得分的獨立樣本T檢驗

檢驗結(jié)果表明，學(xué)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(qū)間內(nèi)，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(jié)果可得出結(jié)論：通過學(xué)習(xí)指南和微視頻的干預(yù)，實驗組運用圖表進行數(shù)據(jù)處理的能力顯著高于對照組的學(xué)生.學(xué)生具體能力的作答情況顯示，雖然兩組學(xué)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(xué)生好些.可解釋為制表能力本身難度不大，學(xué)生在細節(jié)上出現(xiàn)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(xué)生，說明學(xué)習(xí)指南和微視頻對學(xué)生的用表能力的干預(yù)顯著，具體表現(xiàn)在實驗組將單位寫在了表頭物理量后面，而對照組的學(xué)生有很大部分將單位寫在每個數(shù)據(jù)后面或者出現(xiàn)在表頭物理量和數(shù)據(jù)后面.

另外，實驗組在表格中填寫數(shù)據(jù)的正確率明顯高于對照組.測試卷顯示學(xué)生在作圖能力上比較差，學(xué)習(xí)指南和微視頻的講解對學(xué)生的干預(yù)效果比較明顯.具體表現(xiàn)在實驗組學(xué)生在作圖時比較規(guī)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(biāo)原點和自變量以及因變量的單位都是記得標(biāo)注.學(xué)習(xí)指南和微視頻對學(xué)生的用圖能力也有一定的干預(yù)效果，實驗組學(xué)生在進行斜率計算時一般比較準(zhǔn)確.從試題的總體得分來看，學(xué)習(xí)指南和微視頻對學(xué)生的學(xué)習(xí)具有明顯的干預(yù)效果.

5 總結(jié)

本文主要是針對高中生在運用圖表進行數(shù)據(jù)處理時所出現(xiàn)的一些問題提出了編制學(xué)習(xí)指南并輔之以微視頻講解的提高策略.然后運用準(zhǔn)實驗的研究方法，選擇了學(xué)習(xí)水平相當(dāng)?shù)?0人，分為實驗組和對照組進行實驗.實驗組在課下自學(xué)學(xué)習(xí)指南并在微信公眾平臺上觀看微視頻，然后再進行習(xí)題的測試，對照組的學(xué)生是直接進行習(xí)題的測試，最后查看學(xué)生的測試結(jié)果，發(fā)現(xiàn)實驗組的學(xué)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(xué)生運用圖表進行數(shù)據(jù)處理的能力.但是對怎樣將學(xué)習(xí)指南和微視頻進行更好地有機結(jié)合，后期還是有待研究.