科學課中數據分析能力的培養策略

江蘇省蘇州市吳江區蘆墟實驗小學 鮑春林

小學科學作為科學素養的啟蒙課程，重視數據支持下科學概念的構建。科學概念一旦建立，是很難改變的。因此，在概念建立之初，學生必須在教師的幫助下樹立正確的科學素養觀。筆者在科學課堂教學實踐過程中發現，在數據分析方面，學生存在數據收集不規范、數據分析不深入等現象。筆者嘗試從樹立良好的數據意識、提高數據收集的能力、學會數據處理的方法三個方面著手培養學生的數據分析能力。

一、樹立良好的數據意識

意識決定行動，學生要想提升分析數據的能力，就需要先樹立良好的數據意識。學生只有具備了良好的數據意識，才能敏銳捕捉實驗數據。

（一）尊重實驗數據

在教學中教師應強調數據的重要性，結合科學家真實的研究實例，培養學生尊重數據、求實嚴謹的科學作風。例如，在新教科版科學教材的“科學家這樣做”板塊中，從偉大的科學家身上，學生逐漸地認識到科學發現都需要大量數據的積累和提煉。隨著學習的不斷深入，每節科學課都需要教師有意識地強調實驗數據的重要性。學生在耳濡目染、日積月累的情境中，實證觀念會逐漸深入腦海。

（二）增加數據環節比重

在課堂教學的時間分配上，教師有意識地延長數據分析的時間，有針對性地強調數據，讓學生明白每個數據的意義。在交流時，讓更多的學生參與表達、分享、討論、互評。在分享數據的過程中，學生通過口語表述和思維碰撞，使數據的準確性更高了，收集和處理數據的能力也得到了鍛煉和提升。通過增加數據環節的比重，學生也能感受到教師的用意，潛移默化地意識到數據的重要性。

二、提高數據收集的能力

數據分析的第一步是數據搜集。實驗數值準確與否，將直接影響數據分析的價值。如何將數值轉變成證據，構成靠得住的科學結論、科學概念？

（一）注重實驗示范，規范探究習慣

科學實驗具有重復性和偶然性，為了有效避免實驗誤差，就需要進行大量實驗。大量的實驗勢必會得到大量的數據。在實驗探究前，教師做好有效、直觀的實驗示范，學生通過規范操作，在實驗時可以少出問題，能有效避免不必要的誤差。如教學三年級“水”這一單元的內容時，學生首次嘗試學習使用紅液溫度計，并測量水溫及其變化。本單元的實驗操作重點就是紅液溫度計的使用和測量。在課堂教學時，從接觸溫度計開始，就可以先讓學生自行觀察溫度計，猜測各個部分的作用，再通過講解溫度計的構造，進一步加深理解。教師通過展臺演示或走到學生中間展示，可以清楚、有效地指導學生如何讀數、如何測量液體的溫度等，規范實驗操作，以及及時提醒小組成員測量時不聚集，避免干擾。在平時的教學中，有意識、廣撒網地隨機檢驗學生的掌握情況，幫助學生鞏固知識。

（二）優化記錄表格，提高分析效率

科學探究，需要記載所觀察到的實驗現象，既可為學生后續分析數據提供數值依據，又便于其對重復實驗進行有效驗證。記錄表具有邏輯性、層次性，可以為學生記錄節約大量時間。在執教“物體在斜面上運動”時，筆者根據中年級學生邏輯思維能力的特點，為了便于學生對不同形狀的物體在斜面上的運動方式進行歸納，在設計記錄表時，把運動方式相同的放在一起，并配上圖片。選用圖文結合的方式，便于學生快速地找到實驗記錄對象。測試物體以梯度的形式呈現（靜止、滑動、滾動），降低歸納時的難度。在表格的下方留白，讓動作快的小組自由探究更多的物體。表格又分為預測欄和實驗欄，其中實驗欄有3格，在規范學生科學探究順序的同時，也培養了其科學的探究思維和習慣。

（三）巧用記錄方法，直觀呈現數據

巧用記錄方法，可以節約記錄時間，留足數據分析討論時間。在遵循嚴謹、客觀的原則下，記錄數據可以采用圖文結合的方式，讓數據符號化、簡單化。數據的收集是貫穿科學課程始終的，不同學段的同一種數據收集方法也會有不同的側重點。圖文記錄的方法，是學生很喜歡的一種方式，學生樂于畫畫、愿意畫畫。教師需要強調科學的圖文記錄具有客觀性，不能加入主觀的臆想。低年級的學生，因其認知能力有限，對于很多字詞只會表達而不會寫，故在記錄方法上，可以更多地采用圖畫的方式，配一些文字或用拼音標注。從中年級開始，隨著學生認知能力的提升，教師可以引導學生用科學筆記的形式記錄。

在教學一些內容時，通過分析本課的教學目標，對于數據的采集，教師可以采用簡化記錄，抓住教學重點，快速有效地突破教學難點。如在教學“用氣球驅動小車”一課時，測試氣球小車的行駛距離時，在有限的時間內，收集小車行駛距離數據，對四年級學生來說，難度很大。即使將小車行駛距離估讀到厘米，也費力、費時。如何用1課時就高效地完成本節課的教學任務呢？教師可以嘗試簡化數據收集和處理的過程。筆者嘗試舍棄小車行駛距離的具體數據測量，改用貼標簽的方法：以實驗桌邊緣的車尾為起點，統一測量車尾到車尾的距離，在終點處的車尾處貼上屬于小組的個性標簽。在處理數據時，教師可以讓小組成員站在實驗桌貼有本組標簽的位置處，這樣，全班的實驗數據結果一覽無余。在全部數據記載和分析的過程當中，操作簡便、易行，不僅數據得到了有效處理，而且學生的探究興趣濃厚。

三、學會數據處理的方法

學生收集到的第一手數據，僅僅是原始的數值。數值需要進行相應的整理和分析，才能轉變成證據。

（一）用作圖法整理數據

小學科學雖然是啟蒙課程，但是在科學探究時，也會產生大量的實驗數值，記錄數值之后，需要對實驗數值進行處理、轉換，對大量數值的處理，一般可以采用條形統計圖或折線圖。小學生以具象思維為主，把抽象的數值圖形化，可以讓學生直觀、有效地發現規律，如學生在進行水沸騰實驗操作時，每隔2分鐘要記錄溫度變化數值。從記錄表格里，學生只能發現一些淺顯的現象：用多少時間加熱，水就沸騰；水沸騰后，一直維持在某個溫度值……在整理數據時，可以把水溫數據轉換成折線圖，學生能直觀看到溫度變化的趨勢：水在沸騰前，升溫速度會逐漸變慢，最后趨于不變。

（二）用歸類法整理數據

小學科學課程涵蓋18個主要概念，各概念之間有內在的關聯，可以用歸類的方法進行整理。當然，課堂上獲得的數據，有時也可以從歸類的角度化繁為簡。

如在教學六年級上冊“不簡單的杠桿”時，要求學生在記錄表里用圖畫的形式，繪制出每次撬動重物時杠桿裝置的情況，雖然直觀的數值數據記錄減少了，但在處理圖形數據時，我們可以利用分類的方法進行處理，在學生實驗探究前，教師可以先設置好杠桿類型，讓學生按省力、不省力也不費力、費力三種類型依次操作。繪制杠桿裝置時，學生可以迅速地發現三類杠桿的規律，這樣既弱化了數據處理又突破了教學重難點，有效地達到了教學目標。

（三）抓住課堂生成，分析異常數據

探究實驗，常有“異常”數據產生。有些異常數據的產生在教師的預設之外，但這就是課堂生成，其實這是一次很好的教學機會，教師應該好好把握。教師要容許學生有分歧，激勵其發言、闡明原因，培養不唯師、不唯書的質疑精神。如在教學六年級“斜面”時，教師可以引導學生用木板搭一個斜面，模擬借助斜面搬運物體的過程。有的小組的學生發現明明是同樣高度的斜面，差距卻很大，盡管去除“異常”數據，從全班匯總的數據也能得到斜面更省力的結論，但是面對差別很大的“異常”數據，就需要深入探究了。教師讓小組成員上臺演示后，學生們立馬發現他們組的斜面和別的組不一樣，雖然木板和水槽都是一樣的，但是他們把水槽豎起來擺放，造成了一個坡度很大的斜面，而其他小組是橫著擺放的，坡度相對較小。這就進一步引發了學生思考：斜面坡度的大小會如何影響用力情況呢？坡度大小的研究內容，雖然在新版教材中刪掉了，但是在課堂教學中，學生會生成這樣的疑惑。面對學生的質疑、困惑，教師可以順勢而為，改變原有教學設計內容，引導學生繼續深入探究。

綜上所述，小學科學課中學生數據分析能力的培養，可以從三個方面著手：第一，培養學生良好的數據意識。良好的數據意識是數據分析能力的先決條件，學生必須重視證據，秉持嚴謹客觀的態度，講究實證。第二，培養學生的數據收集能力。提升數據的收集能力，應先從規范探究習慣開始，可以借助優化的記錄表格和巧用記錄方法，使收集的數據真實、有效。第三，學會數據處理的科學方法。引導學生用科學、有效的方法整理數據，巧用“異常”數據，從而提升課堂教學質量。