小学科学教学中电子表格的实效应用

李刚

小学科学是一门面向全体学生，以探究性学习为主，以培养学生的科学素养为宗旨的基础性、实践性、综合性课程。教师在教学过程中要突出学生的主体地位，保护他们的好奇心和求知欲。一些教师在小学科学教学中“重实验探究，轻数据处理”，忽视分析、整理数据这个培养学生科学素养的重要手段。其实，教师可以尝试用信息技术手段改进传统教学，活跃课堂气氛，激发学生的兴趣。其中，Excel就是一款适于分析、处理学生实验数据的常见工具。Excel兼具计算和图表功能，具有一定的人工智能特性，在数据处理上有其特有的优势。下面将从实验数据处理、分组抽样、综合评价管理三个方面初步探讨如何在小学科学教学中应用Excel，优化教学。

一、巧用Excel，实现数据处理高效化

小学科学教学多以科学探究的形式开展。科学探究是学生学习科学观念，培养科学思维，形成科学态度的重要方法：介绍生活中的具体事例，提出问题;制订计划、实验探究，获取证据;整理、分析数据，归纳实验结论;引导学生表达交流，获得科学知识，提高科学素养。

实验数据是学生通过实验获取的第一手资料。在探究实验中最常见的记录手段就是数据，它不仅可以对事物、现象进行定性、定量的分析，而且清晰准确。搜集实验数据，整理数据、分析数据，用数据来证明自己的观点，是培养学生数据意识，形成科学素养的重要手段^[1]。

小学科学课程目标特别是科学探究目标应分学段设定，不同年级学生的处理信息能力培养要求是不同的（见表1）。

根据皮亚杰的思维发展理论（见表2）和儿童思维发展趋势（如图1），小学生正处于由具体形象思维向抽象思维发展的过渡时期。抽象思维的发展需要有直观的、具体的形象来支撑。

师生运用Excel来处理数据，将统计表转换成统计图，能实现实验数据的图表化。教学中，教师实时呈现数据表、统计图，相互对照，有助于学生发现数据中蕴含的规律。这样不仅能提高教学效率，增强学生的学习主动性，提高学生的参与程度，而且能培养学生运用数据的实证意识。

以教科版《科学》五年级上册第2单元第2课“阳光下的影子”为例，在学习观测阳光下的影子的方法后，学生要在一天中5个不同时刻观测标杆在阳光下的影子。本次活动，教师共收集学生数据97条。但学生观测的时间、地点不可能完全一样，使用的标杆也有差异，所得数据大概率会不同（见表3）。

教师利用Excel引导学生进行数据处理，先将每个学生测量的标杆和影子长度各自除以它们的标杆长度，将标杆长度统一为“单位1”（见表3右侧部分），再对数据进行筛选，剔除重复和明显错误数据，最后对结果进行处理求所有数据的平均值。用柱状图呈现数据，实验结果一目了然（如图2）：一天中的影子清晨和傍晚长而中午短，呈现“长→短→长”的变化规律。

以教科版《科学》六年级上册第2单元第1课“抵抗弯曲”为例，教师带领学生分别探究不同宽度和厚度的纸梁的抗弯曲能力。教师准备了5种不同规格的铜版纸纸梁（具体规格见表4），让各组在8、9、10三种跨度条件下，分别测量每个纸梁所能承受的最大垫圈数。（备注：纸梁厚度参考了铜版纸的质量规格，3种铜版纸克重分别是157 g、200 g、300 g。）

教师收集了全班10个组学生的数据（见表5）。在本课中利用Excel对数据进行处理有三大优势。

其一，可以帮助学生对“谁对纸梁的抗弯曲能力影响更大呢”有一个更深刻、直观的认识。利用Excel求出各条纸梁的平均值，整理后将枯燥数字形成图表（如图3），学生很快发现“厚度的影响比宽度更大”，而且大得多。

其二，利用数据透视表和切片器等功能，可集中展示“汇报学生”的实验数据统计图。学生可以针对所在小组的实验结果，向全班介绍他们小组实验情况和发现（如图4）;其他小组也能针对这些数据统计图提出意见和想法。这样，学生的交流更加有效。

其三，利用数据透视表功能，可对不同跨度数据进行分组处理（如图5）。“不同跨度下，纸梁的承重能力也有差异”这一特点清楚展现在学生面前，有助于学生直观认识跨度对抗弯曲能力的影响：跨度越大，抗弯曲能力越小。

以上两个案例中，教师均利用了Excel处理全班的实验数据，并以直观的图表形式展现。学生在这一过程中不仅学到了科学知识，而且学到了科学的实验记录和数据处理方法，感受自身探究的作用。像这样利用Excel的例子还有很多，教师可以根据不同的课题和实验选择相应的统计图。

Excel和PPT同为Office办公软件中的成员，两者联系也极为密切。以“光与热”一课为例，学生测量不同镜子反射阳光引起的温度变化，得到相应读数。

通过PPT与Excel的联动，学生在Excel中填入实验数据后，该页会自动显示学生的实验数据和处理结果。

采用这种方法在PPT中导入刷新Excel中的数据和图表，不仅实验数据的采集、处理方便实用，而且发挥了PPT页面美观大方的优点，在公开课等场景中可以更好地展现。

二、巧用Excel，实现学生分组有效化

小学科学课堂上师生往往用对比实验的方法探究“可能与一个科学现象相关的多种因素”。对比实验的设计、操作是高学段学生必须掌握的一项技能。小学阶段，各组学生操作能力有限，在一节课的有限时间内完成两三个完整的实验设计和操作并不现实。教学中，教学可以让不同组的学生完成不同的实验设计。教师根据实际情况，让各小组完成自己设计的实验进行汇报，或者让各小组分享实验设计后再全班协作。

以“探索土地被侵蚀的因素”一课为例，学生需要在一节课中探究影响土地被雨水侵蚀的三个主要因素：降水量、坡度和有无植被。该实验现象明显，但整理材料费时费力，一节课只能探究一个因素。教师应用Excel函数，抽取不同组的实验项目（如图6）。这样，不同小组可以根据抽选结果只进行其中一个因素的探究。实验结束后，各组分别进行实验展示和汇报，相互交流。

教师还可以用该方法抽签，对学生实验操作技能进行考核。小学科学的课时有限，笔者在教学中就是采用Excel抽签的方式进行。每个实验学生都需要掌握，但实验考核时教师只抽取部分学生即可，对不同学生考核不同的项目。

以“探索土地被侵蚀的因素”一课为例，教师考核学生的对比实验设计能力，用同样的方法来操作，只要求每个学生完成自身抽到的一项因素的实验因素设计。

同样，实验操作考核也可以用这种方法。以教科版《科学》四年级下册第一单元“电”为例，首先教师列好学生需要抽测的实验题目，然后调用Excel函数，自动选出该生要抽测的题目。

三、巧用Excel，实现学生评价综合化

小学科学课程的总目标是培养学生的科学素养，它包含科学观念与应用、科学思维与创新、科学探究与交流、科学态度与责任四个方面的内容。学生科学素养培养与评价框架息息相关。教师不能仅做笔试，要多方面评价学生，关注学生实验过程和能力。

教师利用Excel对学生的各项表现进行记录，加权计算，最后整合成学生的成绩。每个学生的成绩由平时成绩和期末卷面成绩组成。期末成绩占60%，平时成绩占40%。平时成绩由实验考核成绩、课外探究、科学记录等组成。以2019学年第一学期三年级某班为例（如图7），学生的期末评价包括学生课外饲养观察蜗牛、测量水体积考核等内容，教师只要分别填上相应分数，Excel凭借强大的计算和函数功能自动计算学生总分并给出总评。

用Excel还能自动统计该班级的学习成绩，让教师随时了解该班级学生的学习情况，及时调整教学方案，针对性开展教学活动。

综上所述，将Excel应用于小学科学的教学可以丰富教学方法，提高教学有效性。科学应用Excel开展小学科学教学还是一种培养学生数据意识进而发展科学素养的好方法。

参考文献

[1] 黄春木.统计图表在收集与处理信息中的应用[J].教育与装备研究，2018（11）：70-73.

（作者系浙江省温州市南浦小学教师）

责任编辑：祝元志