培养数据处理能力 提高科学实证意识

陈利民

[摘 要]实证意识在小学科学探究活动中有着重要的地位。而有效处理数据，既能提高科学探究的效率，有利于学生得出科学的结论，又能培养小学生的科学实证意识。但在实际的探究活动中，学生对于数据的处理却无从下手。教师应结合教学实际，从科学合理地选择数据、根据目标整理数据、借助图表呈现数据和由点到面分析数据四个方面来培养小学生处理数据的能力，以提高学生的科学实证意识。

[关键词]科学教学 数据 处理能力 实证意识

[中图分类号] G623.6 [文献标识码] A [文章编号] 1007-9068（2016）27-073

小学科学的课程宗旨是培养学生的科学素养，而实证意识则是科学素养的核心之一。通过数据来提升学生的实验数据处理能力，是提升科学探究能力中的核心任务，更是培养学生实证意识的有效途径。而在实际的科学教学中，学生在探究活动中所记录下来的数据往往不够形象直观，这对学生分析、处理数据形成了挑战。在培养学生的数据处理能力时，如何培养他们选择、整理数据及对数据的分析能力呢？我认为可从以下几方面进行培养。

一、培养合理选择数据的能力，由偏差到准确

在科学探究中，常常要进行多次重复实验，这样就会得到很多组实验数据。有些数据可能存在偶然性，有些比较准确。为了增强数据的说服力，实验结束后，我们要将各组数据进行汇总，并加以选择。

科学中常用平均数、中位数、众数来计算选择数据，它们都能表现出数据的一般水平，并作为一组数据的代表。教师应指导学生根据实际情况选择统计方式。有些数据重复较少，且数据变化范围较小时，我们可以选取中位数，表示这组数据的“中等水平”；有些数据较多，而且范围很集中，有个别数据重复多次出现的，我们可以选取众数，代表这组数据的“多数水平”。如在教学《做一个钟摆》时，教师引导学生研究重心不同，摆在一定时间（20秒）内摆动的次数，汇总的数据如下：

除了选择众数和中位数，求平均数也是选择数据的一种重要计算方法，如《用橡皮筋作动力》中的部分数据为：

每次小车运行的距离都体现了橡皮筋缠绕3圈时产生的弹力对小车的作用，我们可以通过平均数来进行统计。平均数利用了所有数据反映出来的信息，受所有数据的影响，体现了数据的“平均水平”，能更加客观、直接地反应弹力对小车运动距离的影响。

二、培养数据整理的能力，由无序到有序

选择后的数据，往往简单明了，让人一目了然，但也可能存在杂乱无章的现象，让学生无从下手。对于后者，我们需要按照目标，将数据进行整理。对数据进行分类和排序是常用的整理方法。整理出规律后，学生就能对实验现象进行分析了。

如《杠杆的科学》实验中，学生获得不少数据，本课的目标是通过实验来研究杠杆在省力、费力和不省力也不费力这几种情况下的规律。面对实验所得数据，教师可以引导学生依据目标对数据进行分类，按省力、费力、不省力也不费力三类进行整理。具体如下：

通过这样的整理，学生就可以清晰地观察到省力、费力、不省力也不费力状况下阻力点到支点的距离和用力点到支点的距离的规律。

三、培养图表数据整理的能力，由抽象到形象

小学生的思维比较具体形象化，但抽象思维的能力不足，很难对杂乱的数据进行分析处理。而图表可以直观又明确地呈现出探究实验过程中各个数据之间的对应关系，我们可以借助合适的图表工具来将抽象的数据转换成形象的图表。表格、气泡图、维恩图以及线形图和柱状图等都是小学科学教学中的常用图表。教师可以依据数据的特点引导学生选择相应的图表。

如在《总结我们的天气观察》一课中获得的数据：

实验数据很多，尽管用表格呈现了，但看起来仍很复杂。如果我们选用折线图来呈现，就能将数值转化成具体可感的点线，数据间的规律就显而易见了。

通过上图，学生对于这14天中的最高气温、最低气温就一目了然了。学生能更加清晰地观察到数据之间的关联和更深层的信息，从而充分发挥数据的价值。如学生可以观察14天中最低气温和最高气温的转变趋势，14天里温差大小的变化差异等。

四、培养数据分析能力，由个案到规律

科学探究中，对实验数据进行分析、归纳从而得出结论是非常关键的环节。但学生的思维较大程度依赖于具体事物，所以教师应利用简单的提问和提示，促进学生抽象思维的发展，让学生通过对个别实验数据处理的经验积累，从点到面，找到处理这类实验数据的规律，并举一反三。

在《物体在水中是沉还是浮》这一实验中，学生通过切割萝卜和橡皮的大小来研究物体的沉浮，进而延伸到研究不同大小的同一材料的物品在水中的沉浮规律。实验获得的数据如下：

在探究过程中，学生通常会把思维停留在具体实物，如橡皮、萝卜的沉浮上，他们能发现“体积、重量改变，橡皮和萝卜在水中的沉浮不变”的规律，但难以延伸到所有同一材料构成的物体的沉浮规律。对于这种情况，教师在实验前可以提示：“同种材料的物体，它们在水中的沉浮有什么规律呢？我们选择几种物体来研究一下。”这样就能使学生在意识上把橡皮和萝卜都归纳成物体。教师也可以在实验结束后设问引导：“橡皮切割后是什么物质，再切割呢？如果把橡皮换成橡皮泥会怎样？换成其他物体呢？”通过这些引导让学生理解分析得出“就算体积和重量改变了，所有由同种材料构成的物体，在水中的沉浮规律不变”这样的结论。

总而言之，在科学探究中，教师可以引导学生对数据进行科学的取舍，对看似无规律的实验数据进行分类排序，再通过形象直观的图表呈现出数据。这些方法对于提升小学生的数据处理能力及科学实证意识会有一定的效果。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 冯敏.小学生科学实验数据处理能力培养策略刍议[J].小学科学，2013（2）：94.

[2] 彭小虎.儿童发展与教育心理学[M].上海：上海交通大学出版社，2009.

[3] 徐敬标.小学科学教学中的问题与对策[M].长春：东北师范大学出版社，2007.

（责编 刘宇帆）