吳小勇

科學(xué)課中有很多實(shí)驗(yàn)結(jié)果都是用數(shù)據(jù)作為有利的證據(jù)，正確分析數(shù)據(jù)、用什么手段分析數(shù)據(jù)非常重要。數(shù)據(jù)主要指學(xué)生在科學(xué)探究中通過(guò)觀察、實(shí)驗(yàn)等所得到的相關(guān)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)意識(shí)是指學(xué)生通過(guò)觀察、實(shí)驗(yàn)等探究活動(dòng)在獲取數(shù)據(jù)、整理數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)時(shí)表現(xiàn)出來(lái)的心理傾向，使學(xué)生感覺(jué)到努力通過(guò)實(shí)驗(yàn)尋求有利的數(shù)據(jù)來(lái)證明自己的觀點(diǎn)，自覺(jué)運(yùn)用數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行解釋相關(guān)的問(wèn)題或現(xiàn)象，不斷得到可靠的事實(shí)來(lái)證明自己觀點(diǎn)的證據(jù)。

一、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題

科學(xué)教學(xué)或者科學(xué)觀察中，很多時(shí)候要用到數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)分析。特別是在我們學(xué)校組織學(xué)生的觀察活動(dòng)中，如何進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)描述、數(shù)據(jù)分析等是需要有一種很好的方法才能提高觀察的效率的。例如，我們學(xué)校觀鳥(niǎo)社團(tuán)在野鳥(niǎo)觀察點(diǎn)進(jìn)行野鳥(niǎo)觀察時(shí)，如何進(jìn)行統(tǒng)計(jì)野鳥(niǎo)的種類(lèi)、野鳥(niǎo)的數(shù)量、野鳥(niǎo)的出現(xiàn)時(shí)間等。這些問(wèn)題，都需要我們思考。

二、提出假設(shè)

開(kāi)始的時(shí)候，我們就提出了這樣的假設(shè)，每天定時(shí)去觀察，并做好記錄。每天每節(jié)課的課間安排一位同學(xué)去觀察，并做好記錄。

三、調(diào)查調(diào)查

發(fā)現(xiàn)學(xué)校有一定數(shù)量的鳥(niǎo)類(lèi)，根據(jù)記錄情況，一周內(nèi)共發(fā)現(xiàn)有15種鳥(niǎo)類(lèi)，發(fā)現(xiàn)它們的時(shí)候都在飛行、覓食、棲息、飲水或嬉戲等。

四、分析結(jié)果

調(diào)查結(jié)果數(shù)據(jù)來(lái)源于記錄，但是數(shù)據(jù)記錄不是無(wú)間斷的，只是定期觀察，定期記錄，這樣可能存在一定的偶然性，沒(méi)有代表性，也不具科學(xué)性和真實(shí)性。

五、重新認(rèn)識(shí)問(wèn)題

這種觀察和記錄的結(jié)果說(shuō)服力不強(qiáng)，即使觀察的時(shí)候都是正確地辨識(shí)了鳥(niǎo)種和鳥(niǎo)類(lèi)的數(shù)量，但是不在觀察時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)的野鳥(niǎo)種類(lèi)及數(shù)量就無(wú)法觀察到和記錄到。有可能導(dǎo)致漏了重要的現(xiàn)象，導(dǎo)致重要的數(shù)據(jù)沒(méi)有進(jìn)入觀察的記錄，所以，這種觀察記錄是不科學(xué)和不真實(shí)的野鳥(niǎo)數(shù)據(jù)調(diào)查。怎么辦？經(jīng)過(guò)野鳥(niǎo)調(diào)查小組的商議，覺(jué)得要進(jìn)行另外一種辦法，那就是借助信息技術(shù)的力量。

六、行動(dòng)方案設(shè)計(jì)

第一，計(jì)劃利用網(wǎng)絡(luò)、利用視頻在野鳥(niǎo)觀察點(diǎn)進(jìn)行全天候全方位的觀察。

第二，計(jì)劃在野鳥(niǎo)觀察點(diǎn)安裝無(wú)線網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)、安裝無(wú)線網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)多個(gè)。

第三，在手機(jī)或電腦上安裝觀察軟件，學(xué)生定期在電腦上查看。規(guī)定每天中午用一節(jié)課的時(shí)間進(jìn)行回放查看前一天的視頻畫(huà)面，并作好詳細(xì)的記錄，記錄前一天野鳥(niǎo)到訪的時(shí)間、種類(lèi)、數(shù)量、行為方式（包括覓食、棲息、喝水、嬉戲、洗澡等）、當(dāng)時(shí)天氣等情況。

第四，定期保存科學(xué)數(shù)據(jù)。每天定時(shí)查看回放視頻，并把關(guān)鍵的視頻錄制并保存，并把視頻內(nèi)容進(jìn)行命名，方便查找。如紅嘴藍(lán)鵲洗澡、白頭鵯覓食、褐翅鴉鵑喝水、普通翠鳥(niǎo)捕魚(yú)等活動(dòng)鮮明的記錄命名。

七、評(píng)價(jià)效果

通過(guò)改進(jìn)觀察和記錄方法，運(yùn)用了信息化技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以看出結(jié)果更真實(shí)了，數(shù)據(jù)更科學(xué)和準(zhǔn)確了，記錄的結(jié)果更具說(shuō)服力了，證據(jù)更充分了，效果更好了。

八、教學(xué)反思

通過(guò)對(duì)學(xué)校野鳥(niǎo)觀察基地的調(diào)查研究，發(fā)現(xiàn)收集數(shù)據(jù)的方法有很多種，但是有一些是比較科學(xué)、合理的，有些是可能會(huì)存在一些問(wèn)題的，但是無(wú)論哪一種方法，都要實(shí)踐之后才能更清楚其中的優(yōu)劣狀態(tài)。從本次的研究活動(dòng)中，有以下幾點(diǎn)反思：一是科學(xué)實(shí)驗(yàn)前一定要有相應(yīng)的方案。例如在本次的鳥(niǎo)種調(diào)查實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中，要制定簡(jiǎn)單的方案。如要寫(xiě)實(shí)驗(yàn)的目的、具體做法、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、數(shù)據(jù)分析、推出結(jié)論或進(jìn)行總結(jié)等。二是科學(xué)實(shí)驗(yàn)中一定要經(jīng)常反思。要反思實(shí)驗(yàn)的過(guò)程是否合理、科學(xué)，數(shù)據(jù)是否真實(shí)等，如在野鳥(niǎo)觀察中觀察的時(shí)間、儀器、觀察的數(shù)據(jù)記錄等都要進(jìn)行反思。三是科學(xué)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果一定要經(jīng)得起推敲。正常的實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)是可重復(fù)的，不是偶然的，可以分析出原因的。所以，在實(shí)驗(yàn)的時(shí)候要注重實(shí)驗(yàn)的重復(fù)性、可操作性。四是科學(xué)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)一定是合理的、科學(xué)的。例如，在獲得野鳥(niǎo)種類(lèi)和野鳥(niǎo)數(shù)量時(shí)，一定要有比較科學(xué)的監(jiān)測(cè)手段，如原計(jì)劃是定時(shí)觀察記錄，后來(lái)想到是用信息化手段來(lái)代替人工觀察和記錄。五是科學(xué)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)一定要科學(xué)分析。數(shù)據(jù)分析有多種方法，但是每個(gè)實(shí)驗(yàn)研究有比較適合它的數(shù)據(jù)分析法。只有用最有說(shuō)服力的數(shù)據(jù)分析，才能最好地表達(dá)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。

九、案例分析

不同的觀察記錄方法直接影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

方法一：

1.定時(shí)觀察、定時(shí)記錄。每天安排學(xué)生在課間時(shí)間在指定的地點(diǎn)觀察野鳥(niǎo)出現(xiàn)的種類(lèi)和數(shù)量，并用紙筆記錄。記錄情況如下（以一周為例）。

2.根據(jù)記錄數(shù)據(jù)，用圖表顯示一周的鳥(niǎo)種數(shù)變化情況。

3.根據(jù)記錄數(shù)據(jù)，用圖表顯示一周的鳥(niǎo)類(lèi)數(shù)量變化情況。

方法二：

1.用信息化技術(shù)來(lái)觀察和記錄鳥(niǎo)種數(shù)和鳥(niǎo)類(lèi)數(shù)。在野鳥(niǎo)觀察點(diǎn)安裝攝像頭、錄像全天候記錄鳥(niǎo)種數(shù)和鳥(niǎo)的數(shù)量。以下是一周的記錄情況。

2.以下是用圖表法顯示一周內(nèi)的鳥(niǎo)種數(shù)變化情況。

3.以下是用圖表法顯示一周內(nèi)的鳥(niǎo)類(lèi)數(shù)量變化情況。

通過(guò)兩種方法的觀察記錄，我們發(fā)現(xiàn)用信息技術(shù)手段是可以提高科學(xué)實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性、客觀性，也可以更真實(shí)地反映實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，特別是觀察類(lèi)的過(guò)程。觀察需要長(zhǎng)期的過(guò)程，最好是不間斷的過(guò)程，這個(gè)觀察實(shí)驗(yàn)應(yīng)用信息化手段非常適合，對(duì)觀察點(diǎn)的狀況記錄得非常詳實(shí)。