摘 要:在小學(xué)科學(xué)探究實驗活動中,數(shù)據(jù)采集與分析的活動占了相當(dāng)大的比例。在這類活動中,需要學(xué)生進行較為精確的數(shù)據(jù)采集與統(tǒng)計,進而通過數(shù)據(jù)分析得出結(jié)論。但是,學(xué)生往往易受環(huán)境、器材、實驗操作習(xí)慣及年齡認知特點等因素的影響,不能采集或記錄準確的數(shù)據(jù),從而使實驗結(jié)論出現(xiàn)偏差。
關(guān)鍵詞:實驗數(shù)據(jù);獲??;處理分析
【中圖分類號】G 【文獻標識碼】B 【文章編號】1008-1216(2017)05B-0086-02
針對學(xué)生活動中出現(xiàn)的問題,我們必須對癥下藥幫助學(xué)生,使學(xué)生能夠形成對數(shù)據(jù)的敏感度,引導(dǎo)學(xué)生實事求是地面對真實數(shù)據(jù),準確地獲取數(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)置實驗流程,幫助學(xué)生獲取數(shù)據(jù)
(一)及時檢測實驗工具,保證可靠
在實驗探究課中,學(xué)生拿到測量工具后往往沒有檢查的習(xí)慣。如在《測量力的大小》一課中,學(xué)生在測量一個鉤碼的重力時,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,這時讓學(xué)生對測量工具進行檢查,這也是讓學(xué)生在體驗的過程中獲得認知的一種有效方法。同樣,在使用其他工具(如:秒表、溫度計、量筒、天平、米尺等)進行測量的過程中,教師也要注重讓學(xué)生逐步養(yǎng)成拿到工具先檢查的習(xí)慣,在觀察測量工具的基礎(chǔ)上再進行測量和讀數(shù)。
(二)操作實驗,技能第一
實驗操作過程中,學(xué)生對測量器材的正確使用與否,不僅關(guān)系到測出的數(shù)據(jù)是否準確,而且也會影響學(xué)生實驗操作技能的形成。如在《溫度和溫度計》一課中,教師應(yīng)先示范溫度計的使用方法,邊示范邊講解動作要領(lǐng),同時讓學(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)系實際生活中人們使用的溫度計時,就能較快明白這樣操作的原因,并順利掌握溫度計的使用方法及注意事項。以此為基礎(chǔ),學(xué)生在接下來測量水溫的過程中就能夠自如使用溫度計,測量出來的數(shù)值準確度也高了。
(三)實驗雖忙,記錄及時
好動手不愛旁觀,喜操作不善記錄,這是由學(xué)生的年齡特點決定的,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)生邊動手邊記錄邊思考的習(xí)慣,如:(1)對實驗小組進行分工,每人各司其職,定期輪換,讓每個學(xué)生都有動手、觀察、記錄的經(jīng)歷;(2)為學(xué)生設(shè)計實驗數(shù)據(jù)記錄表,讓學(xué)生時刻關(guān)注、及時記錄每一次觀察到的數(shù)據(jù);(3)尊重數(shù)據(jù),不隨意涂改數(shù)據(jù),當(dāng)對數(shù)據(jù)有疑問時,可以通過重復(fù)實驗來驗證數(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)關(guān)注數(shù)據(jù)的取舍
1.選擇合適的數(shù)據(jù)。
在數(shù)據(jù)采集的實驗中,學(xué)生往往要通過多次重復(fù)實驗,采集多個數(shù)據(jù)來保證數(shù)據(jù)的準確性。但是,當(dāng)學(xué)生面對多個實驗數(shù)據(jù)時,常常被該取哪一個數(shù)據(jù)的問題所困擾。如在
面對這樣一組數(shù)據(jù),應(yīng)該取哪一個?教師可以讓學(xué)生先觀察,并發(fā)表意見闡明想法,在學(xué)生取得一致認同的情況下,告知學(xué)生這種數(shù)據(jù)的取法叫取“眾數(shù)”。同樣,對于取“中位數(shù)”“平均值”計算法等適合不同情況的數(shù)據(jù)取值法,教師要讓學(xué)生在實踐的體驗中去理解。學(xué)生只有在理解數(shù)據(jù)取法的意義后,才能根據(jù)實際情況快速地判斷并選擇合適的數(shù)據(jù)取值法。
2.處理可疑的數(shù)據(jù)。
在多數(shù)的情況下,學(xué)生出現(xiàn)數(shù)據(jù)不一致時,多是由于學(xué)生操作的失誤或者是計數(shù)方法的不正確,教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生反思實驗操作和計數(shù)的方法,以提高學(xué)生的實驗操作技能。但有時出現(xiàn)的一些可疑數(shù)據(jù),往往會為學(xué)生建構(gòu)新的知識體系提供切入點。如在《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)如下:
學(xué)生在觀察數(shù)據(jù)后,認為第四組選擇的“C”點不是條形磁鐵的最中間,獲得的數(shù)據(jù)是錯誤的。第四組的學(xué)生說:“我們雖然沒能在‘C點掛住一個回形針,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”。老師對這組學(xué)生的發(fā)現(xiàn)給予充分肯定,同時讓其他組的學(xué)生也試試在條形磁鐵的中間掛一枚大頭針,學(xué)生在實驗中將結(jié)論修正為:條形磁鐵的磁性兩端強,中間弱。
(二)數(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,并且形成以數(shù)據(jù)作為證據(jù)的意識,這對全班的數(shù)據(jù)統(tǒng)計和整理至關(guān)重要。如在教學(xué)《擺的研究》一課時,通過實驗分析擺錘輕重和擺繩長短對擺的快慢的影響,測量數(shù)據(jù)如下(測量時間:15秒):
如果學(xué)生只是從列表的數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)擺的快慢與擺錘輕重?zé)o關(guān),與擺繩長短有關(guān),則失去了數(shù)據(jù)列表的價值。數(shù)據(jù)列表,一方面讓學(xué)生觀察自己組的數(shù)據(jù)規(guī)律與其他組的數(shù)據(jù)規(guī)律是否一致,同時讓學(xué)生分析自己組的數(shù)據(jù)與其他組的數(shù)據(jù)有差異的原因。如對擺錘輕重實驗的數(shù)據(jù)橫向分析,得出擺的快慢和擺錘輕重?zé)o關(guān);再縱向分析,由于各個小組擺動的次數(shù)不一樣,考慮是不是擺繩的長短影響了擺的快慢?在分析擺繩的長短對擺快慢的影響時,先橫向分析各組數(shù)據(jù),得出擺的快慢確實和擺繩的長短有關(guān),再縱向分析,思考同樣長的擺繩、同樣重的擺錘,擺的快慢為什么還存在1次的差異呢?從而引起學(xué)生對實驗操作的反思和課后進一步研究擺的速度的興趣。
2.用統(tǒng)計圖法整理數(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,由于面對的是一個個數(shù)字,缺乏動態(tài)直觀性,因此,要從數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)規(guī)律比較難。如果我們能恰當(dāng)?shù)剡\用統(tǒng)計圖表對學(xué)生的數(shù)據(jù)進行再處理,那么,學(xué)生將在直觀的數(shù)據(jù)圖中,得到抽象邏輯思維的再發(fā)展。
如在《磁力大小會變化嗎》一課中,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個環(huán)形磁鐵能吸6個小螺帽,推測2個環(huán)形磁鐵能吸12個,4個環(huán)形磁鐵能吸24個……學(xué)生的原有思維認為環(huán)形磁鐵不僅吸引的小螺帽個數(shù)會不斷增加,而且隨著磁鐵倍數(shù)的增加而倍增。但是,學(xué)生在實際的測量過程中獲得的數(shù)據(jù)是:
學(xué)生通過對數(shù)據(jù)的分析,發(fā)現(xiàn)隨著環(huán)形磁鐵個數(shù)的增加,吸引的小螺帽的個數(shù)并不是成倍地增加,而是吸引的個數(shù)越來越少了。教師以此數(shù)據(jù)讓學(xué)生去推測16個、32個環(huán)形磁鐵吸合在一起,能夠吸引的小螺帽的個數(shù)將是多少個。學(xué)生還是很難推測的。如果教師將學(xué)生收集的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成圖表,那么學(xué)生會更直觀地感受到螺帽的個數(shù)增加到一定數(shù)值以后將不再遞增,從而降低了對數(shù)據(jù)推測的難度。
總而言之,在學(xué)生科學(xué)探究活動的過程中,要有意識地培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)意識,運用數(shù)據(jù)來進行觀察、描述、分析及深化對觀察結(jié)果的分析,長此以往學(xué)生在訓(xùn)練和熏陶中,就能逐步適應(yīng)并自覺樹立運用數(shù)據(jù)作為實證的思想,來解釋科學(xué)探究活動中的現(xiàn)象、概念,促進其思維由具體向抽象發(fā)展。
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