科學課學生數據分析觀念的培養策略

小學科學實驗一般會涉及諸多的數據，數據是科學探究的基礎。數據分析有助于提升學生的邏輯思維能力，增強他們的跨學科學習能力，有效提升他們的科學素養。教師應深刻認識培養學生數據分析觀念的重要性，針對性地設計教學活動。

一、創設虛擬情境，激發學生數據分析興趣

在信息時代背景下，小學科學教師應積極探索虛擬情境的創設，并在虛擬的教學情境中滲透數據分析觀念，激活學生的數據分析意識。在具體教學中，教師可以根據科學課程的內容選擇一個合適的主題，設計相應的情境和角色，引導學生在虛擬情境中思考如何收集數據、如何整理數據以及如何根據數據得出結論。[1]有價值的虛擬情境能激發學生的數據分析興趣，引發他們的深度探究學習。

例如，在“人類認識地球運動的歷史”內容教學中，教師可以創設與此相關的教學情境并滲透數據分析的觀念，讓學生在數據分析的過程中產生科學探索的興趣。[2]在課堂導入環節，教師創設情境：“假設你是古代的天文學家，正在通過觀察天空中的日月星辰來探索地球的運動。現在根據教師展示的不同時期天文圖譜、日食月食記錄、行星運動軌跡等天文觀測記錄數據，總結人類認識地球的發展情況。”這里，教師創設虛擬情境，展示現有科學認知中地球的相關信息，輔助學生對數據進行分析和解讀。激發學生的探究興趣后，教師結合情境組織他們分組收集不同時期、不同地域的天文觀測數據，并整理成圖形式，通過分析和比較，嘗試推理出地球的運動規律。虛擬情境推動學生借助數據理解地球運動的規律，增強論證的可靠性和準確性，從而提高數據分析和論證的興趣，為學生數據素養的培養奠定基礎。

二、設計問題導學，引發學生數據分析思考

在小學科學教學中，問題導學是比較常見的教學方法，教師可以設計恰當的引導性問題，生成問題導學教學體系，引發學生對相關科學數據的思考和探索，有效激活他們的數據意識。[3]在具體教學中，教師可以綜合分析教學內容涉及的具體數據，針對數據提出引導性的問題，引發學生整理和分析數據，進一步深化他們對數據的認識。[4]

例如，在“食物的營養”內容教學中，教師可以先設計調查研究的任務，組織學生主動收集與本課相關的數據信息，然后從數據分析的視角，探究食物中各種營養成分的含量，并提出合理的膳食建議。課堂上，教師可以設計“我家餐桌上的營養大調查”活動，組織學生用一周的時間，記錄家中每天餐桌上的食物種類、分量和營養成分，并查閱資料整理成表格（見表1）。之后，教師可以要求學生對記錄的數據信息進行歸類和分析，匯總小組成員的數據，生成綜合數據，引導他們觀察表格信息并分析哪些食物是主要的蛋白質來源，哪些食物富含維生素，哪些食物的脂肪含量較高等。在學生探究的過程中，教師可以從培養他們數據分析能力的視角，適當地提出引導性問題，例如：根據收集的數據，你認為家中餐桌上的哪些食物營養價值較高？為什么？如何通過調整飲食習慣來保證營養的均衡攝入？你認為哪種食物組合更加健康？為什么？這樣能讓學生從基礎的數據收集轉向深入的營養成分分析，深化對食物營養的認識，從而提高他們的數據分析能力，并為其未來養成健康的飲食習慣奠定基礎。

三、布置探究任務，指導學生數據分析實踐

小學科學教學中，教師應有意識地結合教學內容布置相應的探究任務，鼓勵學生在探究實踐中整理和分析數據，用數據驗證自己的科學觀點，提高他們對科學知識的理解和認識能力。[5]

例如，在“分析一個實際環境問題”內容教學中，教師可以從數據分析的角度設計探究實踐任務，驅動學生進行學習，引導他們利用數據描述、解釋和預測環境問題，促進他們通過實地觀察和數據收集理解一個具體的環境問題，有效提升其數據分析能力。教師可以要求學生選擇一個當地的環境問題作為分析對象（河流污染、空氣質量下降、垃圾分類不徹底），為他們布置具體的深度探究任務。

任務1：環境數據收集。學生分組，每組選擇一個環境問題的相關參數進行數據收集（河流的水質指標、空氣中的污染物濃度、垃圾分類回收率等），設計數據收集表，明確收集的數據類型、單位、時間點和地點，并進行為期一周的數據收集。

任務2：數據整理與展示。學生將收集到的原始數據整理成圖表形式（柱狀圖、折線圖、餅圖等），便于分析和比較，展示數據的變化趨勢和分布特點。

任務3：數據分析與解釋。學生分析數據變化的原因，探討與環境問題之間的關系，系統比較不同時間點和地點的數據，尋找規律和異常值，然后綜合利用數據解釋環境問題的現狀和發展趨勢。

任務4：提出解決方案。學生基于數據分析結果，提出改善環境問題的具體建議或方案，預測如果實施這些建議或方案，未來環境可能會發生的變化，在此基礎上設計簡單的實驗或模型，驗證解決方案的可行性。[6]

在完成任務的過程中，教師可以根據各組的情況提供必要的指導和幫助，從科學視角指導他們思考和探究，鼓勵他們使用多種工具進行數據處理和可視化展示，針對性地培養他們的數據分析觀念，進一步優化課堂教學效果。

四、做好綜合評價，深化學生數據分析認識

教學評價能對學生數據分析意識的培養產生積極的影響，教師應創新評價體系，引發他們對數據分析的思考，使他們重視數據分析。在具體教學中，教師應設計多樣化的評價方式，引導學生匯總通過觀察、實驗記錄、口頭報告和書面作業等得到的數據，進而從多個角度全面了解他們的學習情況，增強評價的客觀性和合理性，為他們的學習提供積極的指導。[7]在評價的過程中，教師應重視對學生數據分析能力的培養，分析和判斷他們在實驗中收集數據、整理數據、制作圖表和分析數據方面的表現，有效激發他們數據分析的意識。

例如，在“動物的繁衍”內容教學中，教師可以滲透數據分析的觀念，對評價的標準進行細化，評價學生關于動物繁衍的分析、論證。具體如，學生能否通過觀察、實驗或調查等方式，準確記錄動物繁衍相關的數據（繁殖周期、繁殖方式、后代數量等）；學生在收集到數據后，能否對數據進行有效整理（分類、排序、編碼等），以便于后續的分析和討論；學生能否根據數據總結歸納動物繁衍的特征和規律，能否利用數據比較不同動物繁衍方式的異同，以及能否根據數據提出合理的假設或解釋；學生是否認識到數據在科學研究中的重要性，是否具備嚴謹、求實的數據觀念，以及是否愿意主動利用數據解決問題；等等。通過評價，教師可以引導學生更加關注數據分析在科學研究中的作用，培養他們的數據分析能力。

[課題：江蘇省中小學教學研究第十四期課題“指向小學生數據整理和分析能力培養的科學實踐研究”，編號：2021JY14-ZB104]

（作者單位：江蘇省邳州市向陽小學）

參考文獻

[1]雷曉暉.重視數據采集與數據分析[J].湖北教育（科學課），2019（06）.

[2]陳宇祝.小學科學課大數據監測的實踐意義分析——以太倉市實驗小學科學學習改進為例[J].中小學信息技術教育，2019（10）.

[3]王剛，胡夢娜.基于數據分析，培養實證意識——小學科學數據分析方法探究[J].知識窗（教師版），2019（08）.

[4]黃開東.小學科學實驗數據的收集整理與分析[J].當代家庭教育，2019（20）.

[5]宋斌，趙啟安.基于數據分析的小學科學實驗[J].中小學數字化教學，2019（05）.

[6]徐陽.小學科學課堂培養學生數據收集和分析能力的研究[J].小學科學（教師版），2018（11）.

[7]許聞麗.科學素養視角下小學生“數據意識”培養路徑研究[J].新課程（上），2018（11）.