【摘要】小學科學新課程標準明確提出，深化小學科學課程改革，引導學生對實驗數(shù)據(jù)進行搜集、整理、分析，做出合理的判斷和解釋，從而獲得經(jīng)驗，提升學生的科學素養(yǎng)。在科學課堂上培養(yǎng)學生的實驗數(shù)據(jù)分析能力尤為重要。在科學課堂實驗過程中，學生對采集到的實驗數(shù)據(jù)進行對比、計算、分析，并得出實驗結果，如此有利于學生掌握事物的變化規(guī)律，從而認識事物的本質(zhì)。

【關鍵詞】實驗數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)分析;能力培養(yǎng)

作者簡介：沈群英（1977.12— ），女，蘇州市吳江區(qū)蘆墟實驗小學，中小學高級教師。

實驗數(shù)據(jù)是指在實驗中控制實驗對象而搜集到的變量的數(shù)據(jù)。[1]關于數(shù)據(jù)分析，在小學數(shù)學課堂上比較常見，但是在科學課上有關實驗數(shù)據(jù)分析的教學并不常見，大部分科學課只是將實驗數(shù)據(jù)作為實驗結果來看待，將數(shù)據(jù)簡單地歸納為多或者少、大或者小、是或者非?？茖W實驗是科學課的生命主旨，學生通過一系列的實驗探究，得到實驗數(shù)據(jù)，再通過分析數(shù)據(jù)歸納出實驗結論，從而獲得科學知識，提高科學素養(yǎng)。然而在實際的教學中，往往存在實驗和分析斷層的現(xiàn)象。如果學生能在科學課堂上學會從數(shù)據(jù)值的大小和數(shù)據(jù)呈現(xiàn)的規(guī)律來分析實驗的本質(zhì)，掌握物質(zhì)變化的規(guī)律，那么這將對其科學素養(yǎng)的形成、終身學習習慣的培養(yǎng)起到至關重要的作用。

如何在小學科學課堂實驗中培養(yǎng)學生的實驗數(shù)據(jù)分析能力呢？筆者從事科學一線教學二十多年，在實驗過程中注重對學生采集數(shù)據(jù)和分析數(shù)據(jù)能力的培養(yǎng)，通過夯實實驗操作基礎知識，引導學生采集數(shù)據(jù)、觀察數(shù)據(jù)、對比數(shù)據(jù)，培養(yǎng)學生與實驗數(shù)據(jù)之間的親近感、信賴度，由表到里、由淺入深、由難到易、由繁到簡地培養(yǎng)學生的數(shù)據(jù)分析能力，從而促進其科學 學科核心素養(yǎng)的發(fā)展。

一、夯實操作知識，在實驗中采集數(shù)據(jù)

在常態(tài)實驗教學中，學生對于實驗數(shù)據(jù)的收集總會存在一些不盡如人意的地方。例如：看到別人寫什么，自己就寫什么;操作不規(guī)范，記錄的數(shù)據(jù)不準確，自己也不知道記錄的數(shù)據(jù)是對還是錯;已經(jīng)知道了實驗結果，但發(fā)現(xiàn)所測得的數(shù)據(jù)與結果不符，于是修改幾個能證明結果的數(shù)據(jù)，防止被其他同學笑話;在整理數(shù)據(jù)的過程中組內(nèi)分工不明確，有的組員很“忙”，有的組員很“閑”;等等。筆者認為，在科學課堂教學中一定要夯實實驗操作基礎知識，培養(yǎng)學生正確的實驗態(tài)度和嚴謹?shù)膶嶒炞黠L，如此才能讓數(shù)據(jù)在實驗過程中發(fā)揮作用。

（一）明確分工，每個人都是實驗數(shù)據(jù)準確的環(huán)

實驗過程中，為了保證實驗的規(guī)范性和數(shù)據(jù)的準確性，筆者平時就要求學生明確分工，讓他們的四人小組“人人有活干”。這樣才能保證實驗的順利進行，也可以保證數(shù)據(jù)的順利采集。

比如在進行“不同的擺自由擺動的快慢與哪些因素有關”的實驗時，筆者為四人小組安排了合理的分工：1號學生控制實驗變量，讓擺錘自然擺動;2號學生計時;3號學生數(shù)擺動次數(shù);4號學生做好實驗記錄。明確的分工，使實驗過程進行得非常順利，學生們也發(fā)現(xiàn)了改變擺錘輕重并不影響擺的快慢，而改變擺繩的長短，擺在15秒內(nèi)擺動的次數(shù)明顯不同，并且擺繩越長，擺動越慢。

如果實驗前沒有進行明確的分工，那么學生在實驗過程中就會手忙腳亂，就容易發(fā)生如計錯時間、數(shù)錯擺動次數(shù)、擺錘沒有自然擺動等狀況，導致實驗的結果大相徑庭，這樣教師的40分鐘課堂教學效率就差了。有了明確的分工，學生們目標一致，能夠合力完成實驗任務，如此就能收獲良好的課堂體驗。

（二）規(guī)范操作，每一環(huán)都是實驗數(shù)據(jù)準確的鏈

有了合理的分工，每個成員都能夠按照要求做實驗，如此才能保障數(shù)據(jù)的準確性。實驗的每個環(huán)節(jié)都很重要，誰也不能馬虎。這樣的要求不僅為取得準確的數(shù)據(jù)提供保障，更能培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和作風，使學生像科學家那樣用心做實驗，像科學家那樣執(zhí)著做實驗。

如在設計制作保溫杯的實驗中，四人小組也有了明確的分工，但是實驗過程的要求高：有蓋杯子與無蓋杯子進行對比，包毛巾與不包毛巾進行對比，還要嵌入塑料盒前后進行對比，而不同的變量對杯子的要求又有不同;最考驗學生的環(huán)節(jié)是還要每隔一定的時間進行測量，直到24小時之后，記錄實驗最后的數(shù)據(jù)。這樣的實驗對室溫、時間等都有嚴格的要求，只要某一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)了失誤，就會影響實驗數(shù)據(jù)的準確性，從而影響實驗的結論。

因此，筆者要求學生在實驗時做到“三有三不”：腦中有實驗目的，眼中有實驗流程，心中有實驗要點;實驗時間不拖拉，實驗記錄不馬虎，實驗結果不盲從。有了這些提醒，學生在實驗過程中處處嚴格要求自己，能夠及時獲取實驗數(shù)據(jù)，保證了實驗數(shù)據(jù)的準確合理，從而為實驗結論的準確獲得提供了保障。

（三）正確記錄，每個數(shù)都是實驗數(shù)據(jù)分析的點

每個實驗環(huán)節(jié)都落到實處，保障了實驗的順利開展，但是如果最后的數(shù)據(jù)記載出現(xiàn)了紕漏，那么還是會導致實驗前功盡棄。因此，學生在記錄時要保證每個實驗數(shù)據(jù)都真實準確，要讓每個數(shù)據(jù)都能“說話”。

為了讓學生明白每個實驗數(shù)據(jù)都是實驗結論得出的依據(jù)，不能出現(xiàn)差錯，筆者還有針對性地設計了實驗記載表，故意出現(xiàn)錯誤的數(shù)據(jù)，讓學生運用規(guī)律來找出錯誤的數(shù)據(jù)。比如，在熱傳導實驗中，筆者用酒精燈加熱一根金屬條，在金屬條上標出A、B、C、D四個受熱點，設計了不同的時間：30秒、60秒、90秒。根據(jù)熱傳導的規(guī)律，應該是初始時間四個點的溫度都一致，隨著時間的推移，越接近酒精燈火焰的地方溫度越高。筆者故意將“90秒B點”的一個溫度填寫錯誤，讓學生針對錯誤的數(shù)據(jù)進行思考，然后運用腦中的知識把它改正。通過這樣的環(huán)節(jié)，筆者告訴學生：只有認真記錄數(shù)據(jù)，才能在填寫完成后分析正確的數(shù)據(jù)，從而得出正確的結論。通過筆者的引導和學生的親身體驗之后，他們已能一眼找出錯誤的數(shù)據(jù)，因為他們已經(jīng)明確了“熱總是從溫度高的地方向溫度低的地方傳遞”的實驗結論，明顯“90秒B點”的數(shù)據(jù)是不合乎規(guī)律的。

二、關注數(shù)據(jù)，在觀察中分析數(shù)據(jù)

科學課堂之所以吸引學生，是因為可以做有趣的實驗。至于實驗中的數(shù)據(jù)，學生是忽略不計的，他們關注的是這個實驗帶給他們的視覺沖擊，或者是能不能解答他們心中的疑問。因此，教師在實驗教學中可以有意而為，通過出示數(shù)據(jù)直觀地得出結論，或者是通過計算數(shù)據(jù)得出正確結論，從而突出數(shù)據(jù)的重要性，引導學生關注數(shù)據(jù)，并形成“可以通過數(shù)據(jù)來證明結論的正確或者錯誤”的意識，從而與數(shù)據(jù)建立一定的信任度。

（一）出示數(shù)據(jù)，直接體驗數(shù)據(jù)的意義

為了讓學生明確數(shù)據(jù)在實驗教學中的意義，在“橡皮泥在水中的沉浮與形狀的改變有關”的實驗中，筆者通過數(shù)據(jù)的出示和實驗的演示，讓學生形成“數(shù)據(jù)就是答案”的意識。在學生了解了實心橡皮泥在水中是沉的，而碗形、船形等橡皮泥在水中是浮的之后，筆者及時引導學生探究橡皮泥沉浮的原因。筆者分別設計了兩種沉的形狀和三種浮的形狀進行演示，讓學生注意每一種橡皮泥放入水中之后液面上升了多少，再演示溢出器教具，讓學生明確橡皮泥放入水杯之后，溢出來的水量就叫排開的水量，并讓其及時在表格中記錄數(shù)據(jù)。實驗結束，筆者選取了某一小組的實驗記錄表，表中顯示橡皮泥的形狀有實心立方體、實心球體、能浮的形狀1/2/3。記錄表中還有幾個項目，分別是量杯里初始的水量、放入橡皮泥后的水量、放入橡皮泥后排開的水量，以及橡皮泥的沉浮狀態(tài)。之后，筆者讓學生自主進行實驗并記錄。實驗結束后，當所有的數(shù)據(jù)展示在學生面前時，他們興奮極了，紛紛舉起小手回答：“排開的水量越多，物體就越容易浮！”教師的數(shù)據(jù)也是一樣的結論。

真實的例子、清清楚楚的數(shù)據(jù)讓學生直觀地發(fā)出感嘆：原來數(shù)據(jù)可以告訴我們答案呢！學生與數(shù)據(jù)之間的親近感油然而生，并開始學會用數(shù)據(jù)去尋找答案。

（二）計算數(shù)據(jù)，準確了解數(shù)據(jù)的意義

有的時候，教師的實驗記錄了一組或幾組數(shù)據(jù)，學生卻不能直接從數(shù)據(jù)上看到結果、得到答案，因為答案隱藏在數(shù)據(jù)里面。這就需要學生通過計算，或者找尋規(guī)律來獲得答案。

還是以“橡皮泥在水中的沉浮”為例，探究沉在水中的物體受到的浮力與物體排開的水量之間有怎樣的關系。筆者選取了一個實心球體橡皮泥，提問學生：“橡皮泥在水中受到的浮力如何計算？”學生回答：“橡皮泥在空中受到的重力減去它在水中受到的重力?！惫P者追問：“那么，物體排開的水量與它在水中受到的浮力之間有關系嗎？有什么關系？”有的學生很肯定，有的學生就開始遲疑了。筆者馬上拋出實驗記錄表，讓學生按照要求進行實驗操作，并及時記錄實驗數(shù)據(jù)。學生們邊做實驗，邊記錄，邊計算，幾個動作快的小組馬上得出了結論。筆者選取了其中一個小組的數(shù)據(jù)進行展示。這份實驗記錄中，物體在空氣中的重量是3.2牛頓，小部分浸入水中時測力計上的讀數(shù)是2.5牛頓，大部分浸入水中時測力計上的讀數(shù)是1.5牛頓，全部浸入水中后測力計上的讀數(shù)是0.8牛頓。筆者提醒學生根據(jù)物體的受力情況計算出物體在水中分別受到了多大的浮力。學生根據(jù)公式F浮=G空-G水，計算出物體小部分浸入水中時受到的浮力是0.7牛頓，大部分浸入水中時受到的浮力是1.7牛頓，全部浸入水中時受到的浮力是2.4牛頓。同時，筆者還出示了學生記錄的排開的水量。學生也進一步明確了實驗結論：物體在水中排開的水量越多，受到的浮力越大。

通過直接觀察數(shù)據(jù)和計算數(shù)據(jù)之后的觀察，學生一下子感受到了數(shù)據(jù)的魅力，明白了在實驗過程中實驗記錄的數(shù)據(jù)有多么重要。

三、對比數(shù)據(jù)，在辨析中分析數(shù)據(jù)

實驗數(shù)據(jù)順利獲得以后，為了得出實驗結論，學生還要學會分析數(shù)據(jù)，從數(shù)據(jù)中找到規(guī)律，獲得真知。不僅如此，學生也要學會分析錯誤的數(shù)據(jù)，如哪些數(shù)據(jù)對實驗是有意義的，哪些數(shù)據(jù)一看就是錯誤操作的產(chǎn)物，哪些數(shù)據(jù)能準確說明問題，哪些數(shù)據(jù)的產(chǎn)生能反證實驗結果，等等。提高學生對數(shù)據(jù)的敏感度能幫助他們從實驗的方法、事物發(fā)展的規(guī)律、事物存在的本質(zhì)等方面了解實驗的意義，從而培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)。

（一）控制變量并分析數(shù)據(jù)，獲得實驗結論

為了得到準確的數(shù)據(jù)，總結出實驗的結論，在實驗過程中，筆者常常引導學生通過對比實驗、控制實驗的變量獲得數(shù)據(jù)，并通過對數(shù)據(jù)的觀察和分析，總結出實驗的結論。

比如，在進行“不同的擺自由擺動的快慢與哪些因素有關”的實驗時，學生猜測是擺繩長短、擺錘重量影響了擺的快慢，于是筆者因勢利導，鼓勵學生設計實驗，并做好記錄。第一次的實驗設計為，以15秒為限，設定擺的擺繩長短、擺幅大小不變，將擺錘的重量設計成三個數(shù)值：原來重量、兩倍重量、三倍重量。進行三次實驗后，學生發(fā)現(xiàn)，擺在15秒內(nèi)的擺動次數(shù)都是13次。第二個實驗還是以15秒為限，設定擺錘輕重、擺幅大小不變，分別改變擺繩的長短，設計成三個變量：原來繩長、兩倍繩長、三倍繩長。進行三次實驗后，學生發(fā)現(xiàn)，擺在15秒內(nèi)的擺動次數(shù)都不同：擺繩越長，擺動次數(shù)越少;擺繩越短，擺動次數(shù)越多。學生們邊做實驗邊采集數(shù)據(jù)，然后將兩組實驗表格進行對比，就得出了實驗結論：擺錘的重量對擺的擺動快慢沒有影響;擺繩的長短對擺的擺動快慢有影響，擺繩越長，擺動次數(shù)越少，擺繩越短，擺動次數(shù)越多。像此類實驗的設計就是要引導學生通過控制變量來獲得數(shù)據(jù)，只要有了準確的數(shù)據(jù)，實驗結果就不言而喻了。

（二）留下空白并分析數(shù)據(jù)，獲得實驗結論

在分析數(shù)據(jù)的過程中，采用留白的方法，能讓學生通過思考填入恰當?shù)臄?shù)據(jù)，也能引導學生掌握數(shù)據(jù)之間的規(guī)律，從而得出實驗結論。同樣是在“擺的快慢與什么因素有關”的實驗中，筆者故意隱去了某一小組的表格中的一個數(shù)據(jù)，讓學生猜猜第三次實驗的數(shù)據(jù)是什么，并說明原因。

學生看了該組的實驗記錄之后，馬上就有反應快的學生大膽舉手，認為第三次實驗中，三倍繩長的記錄數(shù)據(jù)也應該是7，而且他還說明了理由：“根據(jù)我們之前的實驗數(shù)據(jù)，同一個擺在相同時間內(nèi)擺動的次數(shù)是固定的。所以，這個空白處肯定填7?！焙芏鄬W生也表示贊同。筆者表揚了這位發(fā)言積極的學生，并適時進行引導：“這就是擺的等時性?！贝颂幍牧舭?，不但吸引了學生的注意力，而且及時鞏固了知識，給學生留下了深刻的印象。因此，筆者認為，在很多實驗中，教師可以做一個“有心人”，通過留白、遮擋等手段，故意隱去數(shù)據(jù)，讓學生動腦筋猜測，并分析結果。

在科學實驗數(shù)據(jù)分析能力的培養(yǎng)方面，筆者認為，要通過認識數(shù)據(jù)的重要性激發(fā)學生對于實驗數(shù)據(jù)的興趣，使其研究的視角和重點直接落在數(shù)據(jù)的分析上，并通過培養(yǎng)學生的思辨能力、歸納整理能力，使其養(yǎng)成認真細致、嚴謹踏實的學習作風，從而提升學生的科學素養(yǎng)。

【參考文獻】

[1]唐平，付天貴.小學生數(shù)據(jù)分析能力的測量[J].現(xiàn)代中小學教育，2016（07）：97-100