科學(xué)課堂因數(shù)據(jù)而精彩

1、科學(xué)課堂，因“數(shù)據(jù)”而精彩紛呈我對科學(xué)課堂教學(xué)中數(shù)據(jù)處理的思考與探索【摘要】學(xué)生在科學(xué)探究活動中，根據(jù)觀察、測量、實驗等收集的大量數(shù)值（數(shù)字、文字等），一般稱為數(shù)據(jù)。在小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)中，不可避免要用到各種類型的數(shù)據(jù)。當(dāng)學(xué)生通過搜集、整理、分析得到的數(shù)據(jù)，還應(yīng)合理、恰當(dāng)、有效地運用到科學(xué)觀察、實驗驗證等探究活動中，讓學(xué)生自覺利用真實、準(zhǔn)確、有效的數(shù)據(jù)證明自己觀點，運用數(shù)據(jù)來解釋相關(guān)的問題或現(xiàn)象數(shù)據(jù)收集與分析能力是科學(xué)探究活動中的核心能力，是培養(yǎng)學(xué)生實事求是、用事實說話的科學(xué)態(tài)度，也是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神的重要途徑。可見，關(guān)注科學(xué)數(shù)據(jù)，對于培養(yǎng)學(xué)生的實證意識、求實態(tài)度、科學(xué)精神以及科學(xué)概念的形成具有

2、重要的意義?！娟P(guān)鍵詞】數(shù)據(jù)；證據(jù)意識；探究效率；探究動機；科學(xué)概念【正文】科學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)指出：科學(xué)探究要培養(yǎng)學(xué)生的實證意識。數(shù)據(jù)作為探究實驗中常見的記錄手段，對事物、現(xiàn)象進行定性、定量分析，它能使我們的條理更清楚，結(jié)果更精確，有著其它方法不能替代的作用?？茖W(xué)課的核心目標(biāo)是引領(lǐng)學(xué)生懂得什么是證據(jù)、怎樣獲得可靠的證據(jù)去解釋現(xiàn)實世界。對學(xué)生來說，數(shù)據(jù)是他們在科學(xué)探究過程中最真實的記錄，是他們通過觀察、測量、實驗、記錄等方式獲得的真實信息，是他們科學(xué)探究的依據(jù)；對教師來說，不懂得數(shù)據(jù)在科學(xué)教學(xué)中的重要性，就不能充分理解科學(xué)的本質(zhì)“嚴(yán)謹(jǐn)和證據(jù)”，就不能引領(lǐng)學(xué)生理解什么是證據(jù)，什么是科學(xué)。在科學(xué)課堂教學(xué)中

3、，教師引導(dǎo)學(xué)生合理、科學(xué)的理解、運用科學(xué)探究活動中接觸到的實驗數(shù)據(jù)，修正學(xué)生對待數(shù)據(jù)的心理傾向，可以推進學(xué)生的思維發(fā)展，不斷提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率。因此，培養(yǎng)學(xué)生敏感的數(shù)據(jù)意識，對嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、實事求是的科學(xué)態(tài)度的形成，對科學(xué)知識的掌握、概念的形成、探究能力的提高，都有著非常積極的作用。但我們留意平常的課堂教學(xué)，發(fā)現(xiàn)學(xué)生在記錄和交流實驗現(xiàn)象和結(jié)論時，不尊重事實，常常會發(fā)生實驗數(shù)據(jù)虛假的現(xiàn)象。這不能不引起我們的重視。一、科學(xué)數(shù)據(jù)不真、不準(zhǔn)、不全的幾種現(xiàn)象（一）高度關(guān)注結(jié)果，導(dǎo)致數(shù)據(jù)不真實由于受到自身認(rèn)知水平的限制，學(xué)生獲取充當(dāng)證據(jù)的數(shù)據(jù)的需求也變得更加明確，他們需要“符合猜測依據(jù)”的證據(jù)。這種猜測觀點不是

4、建立在事實基礎(chǔ)上，而是沿著他們預(yù)先猜測的方向進行實驗，他們期望得到與猜測相一致的證據(jù)。在這種心理的影響下，學(xué)生的注意力高度集中于這一結(jié)果，從而形成了帶有“預(yù)知性”的觀察或?qū)嶒灒词姑鎸ν耆喾吹臄?shù)據(jù)，他們也會按照期望得出結(jié)論。這影響了實驗數(shù)據(jù)的真實性，造成了實驗數(shù)據(jù)的失真。如有趣的磁現(xiàn)象磁鐵能吸起哪些物體的實驗記錄，能被磁鐵吸引的物體打“”，不能被磁鐵吸引的物體打“×”。竟然有學(xué)生的實驗記錄單上赫然顯示“磁鐵能吸住小紙片、泡沫、頭發(fā)”等實驗數(shù)據(jù)。有學(xué)生洋洋得意地說：“老師，我們的實驗數(shù)據(jù)跟猜測的差不多。” 有的還武斷地說：“我們這一組的實驗數(shù)據(jù)絲毫不差，和我們猜測的完全一樣。”學(xué)生為

5、了得到老師的肯定，進而揣摩老師的需要，根據(jù)他們認(rèn)為的正確結(jié)論去填寫實驗數(shù)據(jù)，從而放棄自己真實的實驗數(shù)據(jù)。（二）盲目從眾心理，導(dǎo)致數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確有了明確的探究目標(biāo)，學(xué)生才能進行有意義、有價值的探究。在實驗過程中，學(xué)生會遇到很多意想不到的難題。當(dāng)自己的研究數(shù)據(jù)與別人不同時，這些學(xué)生往往傾向于別人的結(jié)果，特別是一些優(yōu)秀學(xué)生的結(jié)果，很容易因從眾心理而改變自己的實驗結(jié)果，造成實驗數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確。這種人云亦云、盲目從眾的心理在小學(xué)生身上表現(xiàn)的尤為突出。如在溫度與溫度計中，當(dāng)學(xué)生拿著溫度計讀數(shù)時，由于學(xué)生在教室中所處的位置不同，學(xué)生測量的溫度出現(xiàn)了多種數(shù)值：如果拿高了往上看就會使得出的數(shù)據(jù)偏高，如果拿低了往下看就

6、會使得出的數(shù)據(jù)偏低，只有拿到讓紅色液柱與眼睛一樣平的高度時讀出的數(shù)據(jù)是準(zhǔn)確的。這時，有的學(xué)生開始懷疑自己的測量數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確，就去看看其他學(xué)生的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)自己的數(shù)據(jù)與別人的數(shù)據(jù)有差異。于是，這組學(xué)生對實驗數(shù)據(jù)進行了挑選和修改，只留下那些他們認(rèn)為最準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，涂改了那些“不太好”的數(shù)據(jù)，從而“掩蓋”了自己準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。面對這些有差異的數(shù)據(jù)，這些學(xué)生沒有分析造成這些差異的原因，而是選擇了盲目從眾，造成了實驗數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確。（三）迎合教學(xué)需要，導(dǎo)致數(shù)據(jù)不全面由于科學(xué)探究中學(xué)生發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象多而雜，而且學(xué)生的回答常常說不到點子上。在日常的教學(xué)中，教師經(jīng)常用個別學(xué)生的意見代替全體學(xué)生的意見，只要有某個學(xué)生答對了標(biāo)準(zhǔn)

7、答案或說出了教師心里想要說的話，教師就會草草收兵，開展下一環(huán)節(jié)的教學(xué)，生怕節(jié)外生枝而打亂預(yù)設(shè)的教程。時間長了，學(xué)生為了能得到教師的肯定，就努力猜測教師的意圖去填寫實驗數(shù)據(jù)，導(dǎo)致數(shù)據(jù)不全面。在教學(xué)紙的觀察一課時，要求學(xué)生觀察一張打印紙。一位學(xué)生把紙撕開后觀察到了紙邊的纖維。在匯報時，許多學(xué)生分別從顏色、形狀、厚薄、輕重、光潔度等方面描述紙的外部特點。這位學(xué)生看到其他學(xué)生只匯報了紙的外部特征，自己與眾不同的發(fā)現(xiàn)卻沒有匯報。他為了迎合教師的教學(xué)，努力猜測教師的意圖，從而隱瞞了自己獨特的發(fā)現(xiàn)，放棄了真實的實驗數(shù)據(jù)，導(dǎo)致數(shù)據(jù)不全面。二、獲取真實數(shù)據(jù)，巧妙合理利用（一）巧用無效數(shù)據(jù)，引發(fā)證據(jù)意識在科學(xué)探究

8、中，很多問題的解決都依賴于數(shù)據(jù)，沒有有效的數(shù)據(jù)，就不能證明自己的觀點。我們要有效利用學(xué)生通過觀察、實驗而獲取的數(shù)據(jù)，讓學(xué)生自覺運用數(shù)據(jù)解釋相關(guān)的科學(xué)問題與現(xiàn)象，不斷利用數(shù)據(jù)證明科學(xué)結(jié)論，培養(yǎng)實事求是、用事實說話、用有效數(shù)據(jù)論證的科學(xué)精神和態(tài)度，引發(fā)證據(jù)意識，提高科學(xué)探究的效率。例如教學(xué)蚯蚓喜歡潮濕的泥土嗎的實驗中，有個小組進行了5次實驗，得出如右圖數(shù)據(jù)。面對這樣的探究數(shù)據(jù)，教者要引起注視了。因為此表格的數(shù)據(jù)信息顯示存在著“無效數(shù)據(jù)”問題，這就要讓學(xué)生進行再次實驗和觀察。通過實驗和觀察，該組同學(xué)通過自己的反思，并沒有發(fā)現(xiàn)自己的數(shù)據(jù)有問題，就根據(jù)自己的數(shù)據(jù)得出了“蚯蚓不喜歡潮濕的泥土”結(jié)論。然而，

9、通過交流，與其他組的泥土比較，就發(fā)現(xiàn)了問題。原來他們把潮濕的泥土弄成了糊狀，蚯蚓當(dāng)然不喜歡生活在糊泥里。因此，討論和交流是獲得正確的探究結(jié)果的重要步驟，也是發(fā)現(xiàn)無效探究數(shù)據(jù)的好方法。當(dāng)無效數(shù)據(jù)出現(xiàn)的時候，我們要有效利用學(xué)生的觀察、實驗而獲取“有效”數(shù)據(jù)，讓學(xué)生自覺運用正確而有效數(shù)據(jù)解釋問題與現(xiàn)象，證明結(jié)論與觀點，從而培養(yǎng)實事求是、用事實說話、用有效數(shù)據(jù)論證的科學(xué)精神和態(tài)度，引發(fā)證據(jù)意識，端正科學(xué)求實態(tài)度。（二）重視不同數(shù)據(jù)，激發(fā)探究動機沒有問題就沒有科學(xué)探究，沒有問題就不會有皆是問題的思想方法！問題是科學(xué)探究的前提，是開啟任何一門科學(xué)的鑰匙?？梢?，發(fā)現(xiàn)問題比解決問題更重要，發(fā)現(xiàn)問題并能提出問題

10、對科學(xué)教學(xué)具有重要意義。一個真實的科學(xué)任務(wù)，引發(fā)質(zhì)疑問難，激發(fā)探究思維，驅(qū)動提出問題的猜想、假設(shè)。在數(shù)據(jù)收集中，我們可以根據(jù)學(xué)生實驗得出的不同數(shù)據(jù)，啟發(fā)學(xué)生提出探究的問題，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，從而主動投入到科學(xué)探究中，激發(fā)學(xué)生的科學(xué)探究動機。例如在教學(xué)有趣的磁現(xiàn)象，讓學(xué)生通過實驗，記錄磁鐵能吸引哪些物體的實驗記錄：能被磁鐵吸引的物體請打“ ”不能被磁鐵吸引的物體請打“ ×”。有一小部分學(xué)生的實驗數(shù)據(jù)顯示“紙片、泡沫”也能被磁鐵吸住。針對這種不同數(shù)據(jù)，教者引發(fā)學(xué)生思考：“是原因?qū)е率裁戳怂芰掀?、紙片、泡沫被磁鐵吸?。俊币皇て鹎永?，這部分學(xué)生為了驗證自己的結(jié)論，我請他們上講臺再次通過

11、實驗驗證。通過實驗他們發(fā)現(xiàn)：“小紙片、泡沫原來不是真正被磁鐵吸住，是由于天氣干燥、磁鐵發(fā)熱等客觀原因造成靜電現(xiàn)象吸附在磁鐵上面，是一種假象。”學(xué)生恍然大悟，教師“順手牽羊”，讓學(xué)生遷移到以前學(xué)過的靜電現(xiàn)象。教者“順學(xué)而啟”如果磁鐵通電了，也會發(fā)生奇跡呢？你們課外進行探究，我們學(xué)校的電鈴為什么會那么準(zhǔn)時響起呢？教者的“順學(xué)而啟，尋思而導(dǎo)”，不僅啟發(fā)學(xué)生去探究的問題，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，引導(dǎo)學(xué)生主動投入到科學(xué)探究中。 科學(xué)探究活動中，數(shù)據(jù)是得出是科學(xué)概念形成的重要依據(jù)，亦是激發(fā)研究動機的“內(nèi)驅(qū)力”。在實際教學(xué)中，常常會出現(xiàn)一組或者幾組不同于師生的預(yù)測、不符合“正確結(jié)論”的數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)教學(xué)中老師們常常

12、認(rèn)為它是影響教學(xué)目標(biāo)順利達(dá)成的干擾和差錯。分析原因，“不同數(shù)據(jù)”正是探究活動科學(xué)本質(zhì)的一種體現(xiàn)。應(yīng)該正確看待這些“不同數(shù)據(jù)”并實施有效的教學(xué)策略。例如在教學(xué)有趣的磁現(xiàn)象，探究磁鐵性質(zhì)磁鐵兩端的磁性，讓學(xué)生用磁鐵的中間、兩端去吸回形針，說觀察，說發(fā)現(xiàn)。教者是這樣處理“不同數(shù)據(jù)”的：師：你們發(fā)現(xiàn)了什么？生：很明顯，A點和E點吸引回形針的個數(shù)不一樣。師：怎樣看待這兩個不同位置的不同數(shù)據(jù)信息呢？生：位置不同，吸引回形針的數(shù)量不一樣。生：雖然數(shù)量不同，但是吸的數(shù)量大致相當(dāng)。師：你們觀察得很仔細(xì)，說得也很好！其實磁鐵這兩個不同位置吸的不同回形針的數(shù)量都很多，說明了什么？生：磁鐵的兩端吸的“力量”都最大。生

13、：磁鐵的兩端磁性很強大，所以才吸得都很多。師：這就是磁鐵的特性，兩端稱為磁鐵的“兩極” 磁鐵兩極的磁性最強。毋庸置疑，其實這是很容易解釋的。因為，A點和E點屬于磁鐵的南北極，磁性最強，吸的回形針的數(shù)量無疑是最多的，但不是說吸的數(shù)量一定要一致的、相等的，大致相當(dāng)就能說明磁鐵的特性磁鐵兩極的磁性最強。所以，同學(xué)們實驗的數(shù)據(jù)信息是正確的。在科學(xué)教學(xué)中，我們要把小學(xué)生當(dāng)成小學(xué)生，把科學(xué)探究活動當(dāng)成科學(xué)探究活動，就會明白在探究過程中“不同數(shù)據(jù)”的出現(xiàn)不僅是很正常的，更是對兒童進行尊重事實、尊重數(shù)據(jù)科學(xué)本質(zhì)教育的良好契機，有著特殊的教學(xué)意義。當(dāng)出現(xiàn)“不同數(shù)據(jù)”時，教師不應(yīng)驚慌和排斥，而應(yīng)用健康的心態(tài)、積極

14、的教學(xué)態(tài)度、合理的教學(xué)策略來應(yīng)對這些意外數(shù)據(jù)。引發(fā)質(zhì)疑問難，激發(fā)探究思維，驅(qū)動提出問題的猜想、假設(shè)。（三）關(guān)注缺失數(shù)據(jù)，提高探究效率數(shù)據(jù)就是證據(jù)，就是科學(xué)結(jié)論的依據(jù)，是解釋客觀現(xiàn)象或規(guī)律的憑證，對事物的描述、現(xiàn)象的解釋、規(guī)律的闡述有獨到的作用。然而，在科學(xué)探究活動中，學(xué)生得到的數(shù)據(jù)并不是“十全十美”的，存在著“缺失”現(xiàn)象?；蚴沁z漏，或是不全，反此種種，我們必須高度關(guān)注。教師應(yīng)適時引導(dǎo)，關(guān)注這些數(shù)據(jù)，增強學(xué)生對數(shù)據(jù)的敏感性，使學(xué)生從被動記錄到主動分析數(shù)據(jù)，能自覺運用數(shù)據(jù)來解決問題，提高探究效率。例如教學(xué)看不見的空氣，探究“空氣在哪里”。通過學(xué)生對于此問題收集的數(shù)據(jù)，我們可以發(fā)現(xiàn)：學(xué)生雖然能用手摸

15、，用眼看，用鼻聞，用嘴嘗，用耳聽，用皮膚感覺空氣的存在，但是對于空氣存在與否不清楚。唯有通過很明顯的視覺效果才可直觀感受。其實無論是揮動風(fēng)車、扇動扇子、吹哨子還是冬天呼氣，空氣不會因為任何舉動而消失于空氣之中。對于此表格數(shù)據(jù)的缺失，主要還是學(xué)生對生活的觀察和體驗較少，教師要引導(dǎo)學(xué)生通過其他渠道去觀察和體驗，因為小學(xué)生只有對比較直觀的視覺體驗印象才深刻。如果教者在此表格上再設(shè)計一些與學(xué)生生活實際有關(guān)的方法，可能收集的數(shù)據(jù)就比較全面了。如在此表格上加上“可以動手利用塑料袋去捕捉空氣，吹氣球，觀察折紙飛機飛翔，動手把小磚塊輕輕放到水里觀察異樣情況，親眼觀察高空中降落傘像一朵盛開的花”等數(shù)據(jù)收集，可能

16、就效果就比較理想了。因為這些直觀的感受，能讓學(xué)生真實地觀察、感覺、感受到空氣的“顏色、味道、氣味”的特征。教師在引導(dǎo)的過程中，要時刻關(guān)注這些數(shù)據(jù)信息，對于缺失的數(shù)據(jù)要啟發(fā)學(xué)生補上，再通過“望、聞、觸”等感覺器官去增強學(xué)生對數(shù)據(jù)的敏感性和真實性，那么學(xué)生對數(shù)據(jù)信息將從被動記錄到主動分析，從而能通過自覺運用數(shù)據(jù)來“窺見”物質(zhì)的特性并很好地去解決問題。（四）妙用準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，形成科學(xué)概念數(shù)據(jù)收集的過程亦是學(xué)生實驗、實踐的過程，也是學(xué)生最喜歡的環(huán)節(jié)。學(xué)生在科學(xué)探究活動中，收集的數(shù)據(jù)就像一顆顆珍珠，只有整理、分析去粗取精，才能整理成一串，才可成為項鏈，也才能發(fā)揮數(shù)據(jù)應(yīng)由的作用。數(shù)據(jù)整理成證據(jù)，才能支撐結(jié)論的

17、形成，佐證科學(xué)真理的存在，才能形成科學(xué)概念。例如教學(xué)看不見的空氣，探究空氣的性質(zhì)?！澳阌檬裁捶椒ㄗC明空氣具有這一性質(zhì)的”？并填寫好下表。如右表所示：從右表，不難發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對于空氣的性質(zhì)不能用自己的語言科學(xué)的表述出來，這時因為學(xué)生的數(shù)據(jù)沒有按照老師的要求填寫，造成數(shù)據(jù)錯誤。正確的數(shù)據(jù)是科學(xué)概念形成的前提，試想，例表一的填寫，學(xué)生是無法總結(jié)出科學(xué)概念的。如果老師換一種方式引導(dǎo)學(xué)生收集數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)，就可以避免這樣的問題了。師：之所以你們感覺很清涼、涼爽，看到炊煙一下子就飛走了、氣球癟了，聽到很響亮的聲音，那是因為生：感覺到很清涼、涼爽，好像有什么從我們的手、皮膚擦過師：那是空氣在流動。生：看到炊煙

18、一下子就飛走了說明炊煙很輕，氣球癟了說明里面有東西跑出來了。師：被風(fēng)吹走了空氣跑出來了。生：哨子里的氣體推動了里面的珠子產(chǎn)生了聲音。師：看來這氣體有很大的力量喲。好，把這些數(shù)據(jù)信息都寫在表格，你就會得到答案了。從左表來看，學(xué)生對空氣的性質(zhì)就比較清楚了無處不在；無色、無味、透明的氣體；占據(jù)空間。采取這樣的數(shù)據(jù)妙用策略，課堂氣氛活躍了，學(xué)生深入探究問題的興趣也被激發(fā)了，學(xué)生思維也打開了。唯有數(shù)據(jù)整理成證據(jù)看得見，聞得著，聽得見，才是事實！才能支撐結(jié)論的形成，佐證科學(xué)真理的存在，才能形成科學(xué)概念。因為讓學(xué)生自己對數(shù)據(jù)進行整理、分析，比單純的講授更有效。在科學(xué)課堂教學(xué)中，“用數(shù)據(jù)說話，用數(shù)據(jù)驗證”這一觀點貫穿于整個科學(xué)課堂教學(xué)中。通過培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)意識，使學(xué)生通過探究尋求正確的數(shù)據(jù)來證明自己的觀點，并自覺運用數(shù)據(jù)解釋相關(guān)的問題和現(xiàn)象。用數(shù)據(jù)說話，有助于學(xué)生尋找規(guī)律；用數(shù)據(jù)驗證，有助于學(xué)生探究，從而得出正確、科學(xué)的結(jié)論。同時也能使探究活動變得更真實、更準(zhǔn)確、更有效。感慨：科學(xué)課堂，因“數(shù)據(jù)”而精彩！參考文獻、資料1張紅霞.科學(xué)究竟是什么M.教育科學(xué)出版社，2003.2蓋玲.農(nóng)村小學(xué)科學(xué)教師數(shù)據(jù)意識的現(xiàn)狀及培養(yǎng)策略J.小學(xué)教學(xué)參考，2008年第30期.3謝小立.提高小學(xué)科學(xué)實驗數(shù)據(jù)收集有效性的幾點策略J.小學(xué)教學(xué)研究，2011年2