科学课中数据分析能力的培养策略

江苏省苏州市吴江区芦墟实验小学 鲍春林

小学科学作为科学素养的启蒙课程，重视数据支持下科学概念的构建。科学概念一旦建立，是很难改变的。因此，在概念建立之初，学生必须在教师的帮助下树立正确的科学素养观。笔者在科学课堂教学实践过程中发现，在数据分析方面，学生存在数据收集不规范、数据分析不深入等现象。笔者尝试从树立良好的数据意识、提高数据收集的能力、学会数据处理的方法三个方面着手培养学生的数据分析能力。

一、树立良好的数据意识

意识决定行动，学生要想提升分析数据的能力，就需要先树立良好的数据意识。学生只有具备了良好的数据意识，才能敏锐捕捉实验数据。

（一）尊重实验数据

在教学中教师应强调数据的重要性，结合科学家真实的研究实例，培养学生尊重数据、求实严谨的科学作风。例如，在新教科版科学教材的“科学家这样做”板块中，从伟大的科学家身上，学生逐渐地认识到科学发现都需要大量数据的积累和提炼。随着学习的不断深入，每节科学课都需要教师有意识地强调实验数据的重要性。学生在耳濡目染、日积月累的情境中，实证观念会逐渐深入脑海。

（二）增加数据环节比重

在课堂教学的时间分配上，教师有意识地延长数据分析的时间，有针对性地强调数据，让学生明白每个数据的意义。在交流时，让更多的学生参与表达、分享、讨论、互评。在分享数据的过程中，学生通过口语表述和思维碰撞，使数据的准确性更高了，收集和处理数据的能力也得到了锻炼和提升。通过增加数据环节的比重，学生也能感受到教师的用意，潜移默化地意识到数据的重要性。

二、提高数据收集的能力

数据分析的第一步是数据搜集。实验数值准确与否，将直接影响数据分析的价值。如何将数值转变成证据，构成靠得住的科学结论、科学概念？

（一）注重实验示范，规范探究习惯

科学实验具有重复性和偶然性，为了有效避免实验误差，就需要进行大量实验。大量的实验势必会得到大量的数据。在实验探究前，教师做好有效、直观的实验示范，学生通过规范操作，在实验时可以少出问题，能有效避免不必要的误差。如教学三年级“水”这一单元的内容时，学生首次尝试学习使用红液温度计，并测量水温及其变化。本单元的实验操作重点就是红液温度计的使用和测量。在课堂教学时，从接触温度计开始，就可以先让学生自行观察温度计，猜测各个部分的作用，再通过讲解温度计的构造，进一步加深理解。教师通过展台演示或走到学生中间展示，可以清楚、有效地指导学生如何读数、如何测量液体的温度等，规范实验操作，以及及时提醒小组成员测量时不聚集，避免干扰。在平时的教学中，有意识、广撒网地随机检验学生的掌握情况，帮助学生巩固知识。

（二）优化记录表格，提高分析效率

科学探究，需要记载所观察到的实验现象，既可为学生后续分析数据提供数值依据，又便于其对重复实验进行有效验证。记录表具有逻辑性、层次性，可以为学生记录节约大量时间。在执教“物体在斜面上运动”时，笔者根据中年级学生逻辑思维能力的特点，为了便于学生对不同形状的物体在斜面上的运动方式进行归纳，在设计记录表时，把运动方式相同的放在一起，并配上图片。选用图文结合的方式，便于学生快速地找到实验记录对象。测试物体以梯度的形式呈现（静止、滑动、滚动），降低归纳时的难度。在表格的下方留白，让动作快的小组自由探究更多的物体。表格又分为预测栏和实验栏，其中实验栏有3格，在规范学生科学探究顺序的同时，也培养了其科学的探究思维和习惯。

（三）巧用记录方法，直观呈现数据

巧用记录方法，可以节约记录时间，留足数据分析讨论时间。在遵循严谨、客观的原则下，记录数据可以采用图文结合的方式，让数据符号化、简单化。数据的收集是贯穿科学课程始终的，不同学段的同一种数据收集方法也会有不同的侧重点。图文记录的方法，是学生很喜欢的一种方式，学生乐于画画、愿意画画。教师需要强调科学的图文记录具有客观性，不能加入主观的臆想。低年级的学生，因其认知能力有限，对于很多字词只会表达而不会写，故在记录方法上，可以更多地采用图画的方式，配一些文字或用拼音标注。从中年级开始，随着学生认知能力的提升，教师可以引导学生用科学笔记的形式记录。

在教学一些内容时，通过分析本课的教学目标，对于数据的采集，教师可以采用简化记录，抓住教学重点，快速有效地突破教学难点。如在教学“用气球驱动小车”一课时，测试气球小车的行驶距离时，在有限的时间内，收集小车行驶距离数据，对四年级学生来说，难度很大。即使将小车行驶距离估读到厘米，也费力、费时。如何用1课时就高效地完成本节课的教学任务呢？教师可以尝试简化数据收集和处理的过程。笔者尝试舍弃小车行驶距离的具体数据测量，改用贴标签的方法：以实验桌边缘的车尾为起点，统一测量车尾到车尾的距离，在终点处的车尾处贴上属于小组的个性标签。在处理数据时，教师可以让小组成员站在实验桌贴有本组标签的位置处，这样，全班的实验数据结果一览无余。在全部数据记载和分析的过程当中，操作简便、易行，不仅数据得到了有效处理，而且学生的探究兴趣浓厚。

三、学会数据处理的方法

学生收集到的第一手数据，仅仅是原始的数值。数值需要进行相应的整理和分析，才能转变成证据。

（一）用作图法整理数据

小学科学虽然是启蒙课程，但是在科学探究时，也会产生大量的实验数值，记录数值之后，需要对实验数值进行处理、转换，对大量数值的处理，一般可以采用条形统计图或折线图。小学生以具象思维为主，把抽象的数值图形化，可以让学生直观、有效地发现规律，如学生在进行水沸腾实验操作时，每隔2分钟要记录温度变化数值。从记录表格里，学生只能发现一些浅显的现象：用多少时间加热，水就沸腾；水沸腾后，一直维持在某个温度值……在整理数据时，可以把水温数据转换成折线图，学生能直观看到温度变化的趋势：水在沸腾前，升温速度会逐渐变慢，最后趋于不变。

（二）用归类法整理数据

小学科学课程涵盖18个主要概念，各概念之间有内在的关联，可以用归类的方法进行整理。当然，课堂上获得的数据，有时也可以从归类的角度化繁为简。

如在教学六年级上册“不简单的杠杆”时，要求学生在记录表里用图画的形式，绘制出每次撬动重物时杠杆装置的情况，虽然直观的数值数据记录减少了，但在处理图形数据时，我们可以利用分类的方法进行处理，在学生实验探究前，教师可以先设置好杠杆类型，让学生按省力、不省力也不费力、费力三种类型依次操作。绘制杠杆装置时，学生可以迅速地发现三类杠杆的规律，这样既弱化了数据处理又突破了教学重难点，有效地达到了教学目标。

（三）抓住课堂生成，分析异常数据

探究实验，常有“异常”数据产生。有些异常数据的产生在教师的预设之外，但这就是课堂生成，其实这是一次很好的教学机会，教师应该好好把握。教师要容许学生有分歧，激励其发言、阐明原因，培养不唯师、不唯书的质疑精神。如在教学六年级“斜面”时，教师可以引导学生用木板搭一个斜面，模拟借助斜面搬运物体的过程。有的小组的学生发现明明是同样高度的斜面，差距却很大，尽管去除“异常”数据，从全班汇总的数据也能得到斜面更省力的结论，但是面对差别很大的“异常”数据，就需要深入探究了。教师让小组成员上台演示后，学生们立马发现他们组的斜面和别的组不一样，虽然木板和水槽都是一样的，但是他们把水槽竖起来摆放，造成了一个坡度很大的斜面，而其他小组是横着摆放的，坡度相对较小。这就进一步引发了学生思考：斜面坡度的大小会如何影响用力情况呢？坡度大小的研究内容，虽然在新版教材中删掉了，但是在课堂教学中，学生会生成这样的疑惑。面对学生的质疑、困惑，教师可以顺势而为，改变原有教学设计内容，引导学生继续深入探究。

综上所述，小学科学课中学生数据分析能力的培养，可以从三个方面着手：第一，培养学生良好的数据意识。良好的数据意识是数据分析能力的先决条件，学生必须重视证据，秉持严谨客观的态度，讲究实证。第二，培养学生的数据收集能力。提升数据的收集能力，应先从规范探究习惯开始，可以借助优化的记录表格和巧用记录方法，使收集的数据真实、有效。第三，学会数据处理的科学方法。引导学生用科学、有效的方法整理数据，巧用“异常”数据，从而提升课堂教学质量。