小學科學實驗教學中學生數據意識的培養策略

宗若燦

【摘 要】教師要從創設問題情境，認識到數據的重要性；提供充足的實驗材料，經歷數據的搜集過程；展開深入討論交流，提高數據的分析過程；抓住異常數據，提升嚴謹的科學精神等四個方面展開教學，培養學生的數據意識。

【關鍵詞】小學科學 核心素養 數據意識 教學策略

在核心素養背景下，數據的收集、分析、應用能力是學生必備的重要素養。在課堂教學中，教師應該重視培養學生的數據意識，在獲得實驗數據的基礎上，運用數據描述系統的結構、關系及變化過程，對探究對象進行合理的解釋，進而提高學生的科學探究能力。

一、創設問題情境，認識數據的重要性

實驗數據是在實驗中控制實驗對象而搜集到的變量的數據。由于學習經驗的限制，部分學生很難意識到數據的重要性。針對這種現象，教師可創設真實的問題情境，通過觀察、測量、畫圖等方法記錄相關的數據，運用得到的這些數據分析實驗現象，得出實驗結論，讓學生意識到實驗數據對于科學探究的重要意義。

例如，在教學教科版三年級上冊《測量氣溫》一課時，為了讓學生掌握一天中氣溫的變化規律，教師可組織學生展開討論：你認為一天中哪個時間點氣溫會最高？怎樣才能驗證自己的猜測呢？你想選擇什么樣的測量工具？你會怎樣選擇測量的時間、地點？如果你是組長，你想提醒組員做好哪些準備？你認為應該怎樣記錄測量的結果？在成立探究小組后，教師引導學生按照小組的探究計劃，記錄一天中五個時間點氣溫的情況。通過連續兩天的測量，教師開展了“探究氣溫的秘密”成果匯報會。在交流展示活動中，學生小組用表格或柱形圖的形式展示了一天中溫度的變化情況。通過觀察溫度數據的變化，學生可以確定一天中下午2時左右的氣溫最高，否定了學生認為的一天中中午的氣溫最高的猜測。如此，學生真切地感受到了數據的重要性。

二、提供充足實驗材料，經歷數據的搜集過程

學生的探究實驗不是無源之水，需要充足的實驗材料來支撐，這樣才能使每一名學生都能真正參與到探究實驗中來。所以，教師要為學生精心準備充足的實驗材料，在此基礎上引導學生學會采集有效數據，在對數據的比較與分析中，增強學生對數據的敏感性。

例如，在教學教科版五年級上冊《我們的水鐘》一課時，在為每組學生準備了塑料瓶、吸管、膠槍、膠棒、工字釘、剪刀、直尺、記號筆、秒表、鐵架臺等材料后，教師并沒有直接引導學生動手制作水鐘，而是先組織學生展開討論，鼓勵學生根據上節課《用水計量時間》學到的知識，合作設計制作方案，并重點分析怎樣解決上節課滴漏實驗中滴水的速度會越來越慢這一問題。經過討論，學生想到了“補”的方法解決這一問題，也就是下面的塑料瓶滴了多少水，上面的塑料瓶補多少水，這樣就能保證水面的高度不變，也就保證了下面塑料瓶滴水的速度不變。隨后，師生共同制訂了實驗步驟，并提出實驗注意事項。在匯報交流時，有的小組設計了疊加式的水鐘，有的小組設計了有排水口式的水鐘。通過親身的體驗，學生搜集到了大量的數據，同時也為接下來分析和進一步地探究數據做好準備。

三、展開深入討論交流，提高數據的分析過程

數據是學生在科學實驗中得到的具有重要價值的材料，是學生用以認識和解釋已有知識經驗和客觀世界的依據。但有些學生愿意動手實驗，卻忽略了對數據的分析和思考。這時，教師要根據實驗的類型有針對性地引導學生進行數據分析。例如，在對比實驗中，教師要引導學生抓住數據的變化規律，學會科學地分析數據，從數據中看到現象的本質，進行合理歸納，推導出實驗結論。總之，科學實驗不僅要重視結論，更要重視過程，從而提高學生的科學素養。

在教學教科版五年級下冊“船的研究”這一單元時，教師為學生提供了橡皮泥、量杯、適量水及鹽水等實驗材料后，隨后提出問題：同樣一塊橡皮泥，把它做成不同的形狀，為什么沉浮的情況會發生變化？橡皮泥的重量沒變，到底是什么原因導致沉浮的變化呢？學生通過之前的沉浮實驗及前知識，經過分析很快便知道了，由于橡皮泥體積的變化，使得排開水的體積發生了變化。隨后，教師再深入進行實驗，引導學生觀察、記錄不同形狀橡皮泥排開水的體積（如表1）。

學生通過認真分析得到了實驗數據，掌握了物體的沉浮與它排開水的體積有關。但是，如果只讓學生分析到這一步，還沒有達到探究的深度。教師可繼續引導學生：橡皮泥同樣都是排開90毫升的水，但它受到的浮力大小一樣嗎？這時學生的思維被打開，有的說，死海里的水浮力大，人可以漂浮在水面上不下沉，所以橡皮泥在鹽水中受到的浮力大；有的說，小組實驗中將橡皮泥做成空心長方體形狀，在飄浮的位置做了一個記號，當再把橡皮泥放到鹽水中時發現記號下沉了一些，因此橡皮泥在鹽水中受到的浮力大。最后，學生得出物體的沉浮與它排開水的重量有關。這樣學生就會抓住問題的本質，也為下節課要學習的浮力做好鋪墊。

四、抓住異常數據，提升嚴謹的科學精神

實驗獲得的數據是對探究對象進行定性、定量分析的基礎，直接影響探究結果。學生在動手操作的過程中，由于受到學習基礎、知識水平、探究能力等方面的限制，難免會產生較大的誤差，或者搜集到一些無效數據，這時教師要引導學生對這些錯誤數據進行分析，找到產生的原因，反思自己的數據搜集過程，從而提高學生的實驗操作能力，理解數據的意義。

例如，在教學教科版五年級上冊《擺的快慢》一課時，由于這是一個對比實驗，只需要改變一個特定的條件，從搜集到的數據中找出某個量在這個特定條件發生改變時的變化規律，因此教師要引導學生猜測擺的快慢可能與哪些因素有關。學生猜測與擺錘的質量、擺線的長短、擺動的幅度有關。師生共同確定了需要改變的條件，并完善了實驗過程，隨后決定用表格的形式搜集數據。在匯報成果時，教師有針對性地展示了兩個小組的記錄表（如表2）。

學生通過觀察、分析本組的數據后發現，擺的快慢與擺錘質量無關，但是如果與其他組橫向觀察、分析后，就會發現各小組擺動次數并不一樣。這時，教師可以抓住契機，引導學生分析為什么在擺線長短、擺動幅度相同的情況下，擺動的次數會出現1-2次的差異呢？經過核對，原來有些小組的擺在擺動過程中碰到了鐵架臺，導致擺動次數變少；有些小組在擺線測量時出現錯誤，擺線變長，導致擺動次數變多。在討論交流過程中，學生通過分析差異數據，促進了自己對實驗操作的反思，提高了動手實驗的能力。

數據是小學科學實驗教學中非常重要的實證。在學生進行科學探究中，教師要注重培養學生的數據意識，通過創設情境激發學生的科學思維，引導學生經歷數據的搜集、整理、分析過程，發展學生的理性思維，提高學生對科學知識的理解，培養學生一絲不茍的科學精神。

（作者單位：遼寧省營口市營口實驗學校 本專輯責任編輯：蘇少偉）

參考文獻

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