科學(xué)教學(xué)中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)獲取和處理策略

1、科學(xué)教學(xué)中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)獲取和處理策略在小學(xué)科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中，數(shù)據(jù)采集與分析占了相當(dāng)大的 比例。在這一類活動(dòng)中，需要學(xué)生進(jìn)行較為精確的數(shù)據(jù)采集與統(tǒng) 計(jì)，進(jìn)而進(jìn)行數(shù)據(jù)分析得出結(jié)論。但是，學(xué)生往往易受環(huán)境、器 材、實(shí)驗(yàn)操作習(xí)慣及年齡認(rèn)知特點(diǎn)等因素的影響，不能夠采集或記錄準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，從而使實(shí)驗(yàn)結(jié)論出現(xiàn)偏差。針對學(xué)生活動(dòng)中出現(xiàn)的問題，我們必須對癥下藥幫助學(xué)生， 使學(xué)生能夠時(shí)刻保持對數(shù)據(jù)的敏感度， 引導(dǎo)學(xué)生實(shí)事求是地面對 真實(shí)數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確地獲取數(shù)據(jù)和科學(xué)地處理數(shù)據(jù)，讓學(xué)生不斷地通過數(shù)據(jù)來分析現(xiàn)象、解釋結(jié)論，在運(yùn)用數(shù)據(jù)的過程中逐步形成數(shù) 據(jù)意識。一、巧妙設(shè)置，幫助學(xué)生獲取數(shù)據(jù)（一）及時(shí)檢測，工具可靠在實(shí)驗(yàn)探究課

2、中，學(xué)生拿到測量工具后往往沒有檢查工具的 習(xí)慣。如測量力的大小一課中，學(xué)生在測量一個(gè)鉤碼的重力 時(shí)，發(fā)現(xiàn)同樣輕重的鉤碼，各組測出來的數(shù)據(jù)都不太一樣，引起 學(xué)生對測量工具本身的觀察， 這也是讓學(xué)生在體驗(yàn)的過程中獲得 認(rèn)知的一種有效的方法。同樣，在使用其他工具（如：秒表、溫 度計(jì)、量筒、天平、米尺等）進(jìn)行測量的過程中，教師要不厭其 煩地讓學(xué)生逐步養(yǎng)成拿到工具先觀察的習(xí)慣，在觀察的基礎(chǔ)上再進(jìn)行測量和讀數(shù)。（二）操作實(shí)驗(yàn)，技能第一實(shí)驗(yàn)操作過程中， 學(xué)生對測量器材的正確使用與否， 不僅關(guān) 系到測量的數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確， 而且也會(huì)影響學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能的 形成。如溫度和溫度計(jì)一課中，教師應(yīng)先示范溫度計(jì)的使用 方

3、法，邊示范邊講解動(dòng)作要領(lǐng)， 同時(shí)讓學(xué)生思考討論為什么要這 樣做。當(dāng)學(xué)生看過教師的演示并聯(lián)系實(shí)際時(shí)， 就能較快明白其中 的原委，順利掌握溫度計(jì)的使用方法及注意事項(xiàng)。以此為基礎(chǔ)， 學(xué)生在接下來測量水的溫度的過程中就能夠自如使用溫度計(jì)， 測 量出來的溫度準(zhǔn)確度也高了。（三）實(shí)驗(yàn)雖忙，記錄及時(shí)好動(dòng)手不愛旁觀， 喜操作不善記錄， 這是由學(xué)生的年齡特點(diǎn) 決定的，學(xué)生總是在忙碌的操作、 觀察、交流過程中忘記了記錄。 教師要有意識地培養(yǎng)學(xué)生邊動(dòng)手、邊記錄、邊思考的習(xí)慣，如： 1. 對學(xué)生實(shí)驗(yàn)小組進(jìn)行分工，每人各司其職，定期輪換，讓每個(gè) 學(xué)生都有動(dòng)手、觀察、記錄的經(jīng)歷； 2. 為學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄 表，讓學(xué)生

4、時(shí)刻關(guān)注、及時(shí)記錄每一次觀察到的數(shù)據(jù)； 3. 尊重?cái)?shù) 據(jù)，不隨意涂改數(shù)據(jù)，當(dāng)對數(shù)據(jù)有疑問時(shí)，通過重復(fù)實(shí)驗(yàn)來確定 數(shù)據(jù)。二、科學(xué)處理，培養(yǎng)學(xué)生分析數(shù)據(jù)的能力（一）數(shù)據(jù)的取舍關(guān)注1.選擇合適的數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)采集的實(shí)驗(yàn)中， 學(xué)生往往要通過多次重 ?褪笛椋 ?采集 多個(gè)數(shù)據(jù)來提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。 但是， 當(dāng)學(xué)生面對多個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 時(shí)，常常被該取哪一個(gè)數(shù)據(jù)的問題所困擾。如機(jī)械擺鐘一課 中，學(xué)生測量擺擺動(dòng) 10 秒的次數(shù)，測量數(shù)據(jù)如表 1。面對這樣一組數(shù)據(jù)，應(yīng)該取哪一個(gè)？教師可以讓學(xué)生先觀 察，讓學(xué)生發(fā)表意見并闡明自己的想法， 在學(xué)生取得一致認(rèn)同的 情況下告知這種數(shù)據(jù)的取法叫取眾數(shù)。同樣，取中位數(shù)、平均值 計(jì)算法

5、等適合不同情況的數(shù)據(jù)取值， 教師要讓學(xué)生在實(shí)踐的體驗(yàn) 中去理解為什么這樣取數(shù)據(jù)。學(xué)生只有在理解數(shù)據(jù)取法的意義 后，才能根據(jù)實(shí)際情況快速地判斷、選擇合適的數(shù)據(jù)。2. 處理可疑的數(shù)據(jù)在多數(shù)情況下， 學(xué)生出現(xiàn)數(shù)據(jù)不一致是由于操作的失誤或者 是計(jì)數(shù)方法的不正確導(dǎo)致的。 教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生反思實(shí)驗(yàn)操作和 計(jì)數(shù)的方法， 以提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能。 但有時(shí)出現(xiàn)的一些可 疑數(shù)據(jù)，往往會(huì)為學(xué)生建構(gòu)新的認(rèn)知提供生長點(diǎn)。如磁鐵的磁 性一課中， 學(xué)生用掛回形針的方法測量條形磁鐵各處的磁力大 小，記錄的數(shù)據(jù)如表 2。學(xué)生在觀察數(shù)據(jù)后，認(rèn)為第四組的“ C點(diǎn)沒有取條形磁鐵 的最中間，數(shù)據(jù)是錯(cuò)誤的。教師詢問第四組的學(xué)生，學(xué)生回

6、答： “我們雖然沒能在 C點(diǎn)掛住一枚回形針，但是我們掛住了一枚大 頭針，這枚大頭針告訴我們條形磁鐵的中間也是有磁力的， 只不 過磁力太小， 掛不住一枚回形針。 ”教師對這組學(xué)生的發(fā)現(xiàn)充分 加以肯定， 同時(shí)讓其他組的學(xué)生也試試在條形磁鐵的中間掛一枚大頭針，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)后修正了實(shí)驗(yàn)結(jié)論： “條形磁鐵的磁性兩端 強(qiáng)，中間弱?！保ǘ?shù)據(jù)的匯總分析1. 用列表法整理數(shù)據(jù)，凸顯數(shù)據(jù)特征學(xué)生面對單組記錄的數(shù)據(jù)，有時(shí)很難發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律。要讓 學(xué)生從數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)規(guī)律，并且形成數(shù)據(jù)作為證據(jù)的意識， 全班的 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和整理必不可少。如一位教師教學(xué)擺的研究一課， 分析擺錘輕重和擺繩長短對擺的快慢的影響，數(shù)據(jù)如下表3。如

7、果學(xué)生只看列表中的數(shù)據(jù)會(huì)發(fā)現(xiàn)擺的快慢與擺錘輕重?zé)o 關(guān)，與擺繩長短有關(guān)。如此就失去了數(shù)據(jù)列表的價(jià)值。 數(shù)據(jù)列表， 一方面是讓學(xué)生觀察自己組的數(shù)據(jù)規(guī)律和其他組的數(shù)據(jù)規(guī)律是 否一致，同時(shí)讓學(xué)生關(guān)注自己組的數(shù)據(jù)與其他組的數(shù)據(jù)有差異的 原因。如對擺錘輕重實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)橫向分析， 得出擺的快慢和擺錘 的輕重?zé)o關(guān)，再縱向分析，各個(gè)小組擺動(dòng)的次數(shù)不一樣，關(guān)注到 是不是擺繩的長短影響了擺的快慢？再分析擺繩的長短對擺的 快慢的影響時(shí)，先橫向分析各組數(shù)據(jù)，得出擺的快慢確實(shí)和擺繩 的長短有關(guān)，再縱向分析，同樣長的擺繩、同樣重的擺錘，擺的 快慢為什么還有 1 次的差異呢？這樣的數(shù)據(jù)分析能夠引起學(xué)生 對實(shí)驗(yàn)操作的反思和課后進(jìn)

8、一步研究擺的快慢的興趣。2.用統(tǒng)計(jì)圖法整理數(shù)據(jù)，直觀體現(xiàn)數(shù)據(jù)規(guī)律 學(xué)生在數(shù)據(jù)分析的過程中，由于面對的是一個(gè)個(gè)數(shù)字，缺乏 動(dòng)態(tài)直觀性，因此要從數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)規(guī)律趨勢比較難。 如果我們能 恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用統(tǒng)計(jì)圖表對學(xué)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行再處理， 那么， 學(xué)生將在 直觀的數(shù)據(jù)圖分析中，得到抽象邏輯思維的再發(fā)展。如磁力大小會(huì)變化嗎 一課測量環(huán)形磁鐵吸合后磁力大小 的變化。學(xué)生發(fā)現(xiàn) 1個(gè)環(huán)形磁鐵能吸 6個(gè)小螺帽， 推測出 2個(gè)環(huán) 形磁鐵能吸12個(gè)小螺帽，4個(gè)環(huán)形磁鐵能吸24個(gè)小螺帽學(xué) 生的前概念是不僅吸引的小螺帽個(gè)數(shù)增加， 而且隨著磁鐵倍數(shù)的 增加而倍增。 但是， 學(xué)生在實(shí)際的測量過程中獲得的數(shù)據(jù)卻與他 們的推測不符。如表 4。學(xué)生通過對數(shù)據(jù)的分析，發(fā)現(xiàn)隨著環(huán)形磁鐵個(gè)數(shù)的成倍增 加，吸引的小螺帽的個(gè)數(shù)并不是成倍地增加。 教師以此數(shù)據(jù)讓學(xué) 生去推測 16個(gè)、32個(gè)環(huán)形磁鐵吸合在一起，小螺帽的個(gè)數(shù)將會(huì) 是多少個(gè)， 學(xué)生是很難推測的。 如果教師將學(xué)生的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成圖 表（如圖 1），那么學(xué)生會(huì)更直觀地感覺到螺帽的個(gè)數(shù)增加到一 定個(gè)數(shù)以后將不再增加，從而降低了對數(shù)據(jù)推測的難度?？偠灾?， 在學(xué)生科學(xué)探究活動(dòng)的過