小学科学教学中培养学生实验数据意识的有效策略

【摘要】实验数据是科学探究活动中最重要的实证之一，是对问题和现象作出合理解释的重要依据，是学生形成正确科学认识的有利武器。小学科学教学中，教师要善于引导学生收集和获取数据，并充分利用数据，用数据说话，培养学生良好的实验数据意识，从而帮助学生建立正确的科学认识，培养学生尊重事实、实事求是的科学态度。

【关键词】小学科学 实验数据 意识培养 有效策略

【基金项目】本文系广东省教育科学规划课题“农村小学科学教学中学生实验数据意识的培养研究”（课题批准号：2013YQJK052）研究成果。

【中图分类号】G623.9 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）07-0154-02

科学（3～6年级）课程标准（实验稿）指出，亲身经历以探究为主的学习活动是学生学习科学的主要途径。科学课程应向学生提供充分的科学探究机会，使他们在像科学家那样进行科学探究的过程中，体验学习科学的乐趣，增长科学探究能力，获取科学知识，形成尊重事实、善于质疑的科学态度，了解科学发展的历史。证据的重要性是科学探究活动的基本特征之一。全日制义务教育小学科学课程标准（送审稿）指出，小学科学课程旨在通过探究式学习，保护学生对自然的好奇心，激发他们对科学的兴趣，帮助学生建立一些基本的科学概念，培养科学探究能力和科学态度，初步形成对科学的认识，从而有效地培养学生的科学素养。探究式学习方式的主要特点是学生亲自收集和获取资料和数据；在实证的基础上进行逻辑推理和思考，联系自己的经验和有关的理论，作出判断和结论；通过交流、讨论、辩论和再思考，逐步建立起对科学概念的理解。

数据作为探究实验中常见的记录手段，对事物、现象进行定性、定量分析时，可使我们的条理更清楚，结果更精确，有着其它方法不能替代的作用。培养学生的实验数据意识，能有效促进学生对科学概念的理解，形成实事求是、追求真理的思维方式和生活态度。

笔者在教学调研中发现，不少老师教学时忽视对学生实验数据意识的培养，学生获取、分析、运用实验数据的意识淡薄，导致实验教学效果大打折扣，长远也不利于学生科学素养的形成。存在问题主要表现在以下几个方面：

问题1：重实验操作，轻数据意识

有些教师上实验课时，只注重让学生经历“热热闹闹”的实验操作过程，但至于学生为什么需要收集实验数据？实验数据证明了什么？教师并没有从一开始提出有效问题，布置明确实验任务，渗透敏感数据意识。如教科版三年级下册《磁力大小会变化吗》一课，某教师简单作了实验演示后，就任由学生自行操作。学生在实验中确实“玩”得很开心，快下课时，教师问学生实验结果证明了什么问题？由于实验过程中缺乏记录数据的习惯，学生脑海中的数据印记比较模糊，以致需要运用数据去解释现象时，由于证据不足，导致结论牵强，教学效果甚微。

问题2：重教学流程，轻数据真伪

有些教师比较注重教学的流程，情境创设、问题提出、实验操作、交流汇报、总结等教学环节完整，但至于学生在实验过程中所获取的数据是否真实有效，教师没有在巡视过程中及时发现并指导学生找出原因，导致实验失败。如教科版三年级下册《测量水的温度》一课，有小组记录实验数据如下：

从数据上看，自来水温度数据明显异常。原因是测量自来水和温水的两支温度计的初始温度读数本来就存在误差，而学生在测量时将两支温度计混乱使用，且测量和读数方法有误，导致数据不真实，从而影响了对实验结论的判断。

问题3：重实验结果，轻数据分析

有些教师认为学生做完了实验，记录了数据，由教师引导给出正确的实验结论，就算是完成了教学目标。如教科版五年级下册《摆的研究》一课，有小组实验记录的数据如下：

仅从数据上看，这对学生作出“摆长越短，摆的速度越快；摆长越长，摆的速度越慢”的判断似乎并不造成影响，但细看数据，反映学生对“摆动一次”理解有误，错把摆动半次当成了摆动一次计算。缺乏数据分析，容易导致学生无视数据的合理性，潜在的错误被隐藏。

基于上述问题，小学科学教学中如何培养学生的实验数据意识呢？笔者结合教学实际，从以下三个方面略谈个人的看法。

一、创设问题情境，激发学生运用数据的意识

教学中要注重创设合适的问题情境，多让学生进行实验前的预测，多问几个“为什么？”、“你的证据是什么？”和“如何证明？”，以激发学生的探究意欲，让学生认识到数据采集的重要，从而强烈地产生运用实验数据的意识和需求。例如：

问题1： 1、2、3号瓶子，哪个瓶子的水最多，哪个瓶子的水最少？如何证明？（教科版三年级上册《比较水的多少》）

问题2：天气预报预计明天会下雨，你预计我们学校这片区域到底下小雨，还是中雨、大雨呢？实际测量结果与天气预报相符吗？你为什么这样判断？你的证据是什么？（教科版四年级上册《降水量的测量》）

问题3： 食盐可以在水里溶解，这杯水可以溶解多少勺食盐？水可以无限量地溶解食盐吗？如何证明？（教科版四年级上册《不同物质在水中的溶解能力》）

问题4：泡沫在水里是浮的，是因为受到浮力的作用。石头在水里是沉的，它受到水的浮力吗？如何证明？（教科版五年级下册《下沉物体受到水的浮力吗》）

问题5：一张平展的纸梁能承受两个铁垫圈，用同样的纸折成不同形状的纸梁，它们承重会相同吗？哪种形状的纸承重最大？如何证明？（教科版六年级上册《形状与抗弯曲能力》）

实验前，学生是可以基于自己的经验和认知作出判断的（无论判断正确与否），然而要解决这些问题，仅凭简单的判断显然是远远不够的。因此，通过问题及任务的驱使，会让学生迫切地期望通过实验获取相关的数据，让这些数据支持自己的判断。学生的这种心理需要，正是我们培养学生数据意识的目的。

二、巧设实验表格，培养学生记录数据的习惯

数据的收集、记录是科学探究的重要环节，是学生分析推理、得出到结论的关键。由于小学生对数据记录的能力较低，教师要根据学生的年龄特点和能力水平适时加以指导，让学生及时收集、记录数据，并确保数据真实可靠。教师可根据实验内容设计便于学生记录和分析数据的实验表格（如借助画图、符号、数字等记录）。例如教科版四年级上册《水能溶解一些物质》一课，为了让学生更直观、更方便地进行实验记录，我将实验记录表设计如下：

学生通过实验观察，用画图的方式把盐粒和沙粒在水中的数量和大小变化等记录下来，在进行结论推断时，学生自觉地借助实验记录表的各项数据进行解释。

又如教科版六年级上册《形状与抗弯曲能力》一课，我将实验记录表设计如下：

表格设计需要学生实验前先进行预测，预测准确与否，有利于促使学生更加关注纸梁实际承受的重量，从而在实验中认真记录每一项数据。用数字表示纸梁抗弯曲能力大小，可以让数据记录更简便，实验结论更直观，学生乐于接受这种记录方式，有利于学生记录习惯的养成。实验记录表同时也为教师进行课后反思提供和积累原始素材，以便教师根据实际情况调整教学设计和实施策略。

三、搭建交流平台，提高学生处理数据的能力

数据是观察和实验中重要的实证之一，是对事物性质和自然现象作出合理解释的重要依据。对于辛苦得来的实验数据，学生的兴趣往往不高，有时为记录而记录，甚至对实验数据不做任何分析和思考，直接地得出结论，这样会降低探究活动的效果。因此，教师要为学生搭建讨论交流的平台，引导他们自觉地对收集的实验数据进行深入分析。汇报交流时，教师要尽可能地呈现各小组收集的实验数据，以便学生进行数据比较，为正确结论的推断提供有说服力的证据支持。同时，教师要引导学生依据实验记录表充分表达自己的观点，让学生在交流互动中产生思维碰撞的火花，让实验中出现的虚假数据和错误数据无处遁形。当学生借助实验数据成功地解决问题，得出正确结论，他们会真实地体会到数据的重要性。持之以恒进行这种交流，学生处理数据的能力就会逐步提高，学生自觉运用实验数据的意识也会不断增强。

总之，小学科学探究活动要重视培养学生的实验数据意识，善于引导学生从被动记录到主动分析，让学生自觉运用数据来解释相关的问题或现象，使学生养成实事求是、严谨细致、用事实说话的科学态度。

参考文献：

[1]王天蓉，徐谊.有效学习设计：问题化、图式化、信息化[M].北京：教育科学出版社，2010：13-26.

[2]韦钰.十年“做中学”为了说明什么：以科学研究为基础的教学改革之路[M].北京：中国科学技术出版社，2010：181-184.

[3]中华人民共和国教育部.全日制义务教育科学（3～6年级）课程标准（实验稿）[M].北京：北京师范大学出版社，2002.

[4]教育部基础教育司组织.全日制义务教育科学（3～6年级）课程标准解读[M].武汉：湖北教育出版社，2002.

作者简介：

林海华（1978-），男，汉族，广东佛冈人，本科，小学高级教师，小学科学教研员，研究方向为小学科学教学研究工作。