探究活動中學生數據意識培養(yǎng)的策略研究

1、探究活動中學生數據意識培養(yǎng)的策略研究【摘要】近幾次的教研活動中，發(fā)現(xiàn)科學課堂慢慢回歸了理性，在學生主體性極大發(fā)揮的同時，也發(fā)揮教師主導地位的作用。學生在實驗中享受科學的樂趣，令人欣喜?？墒怯泻么蟛糠謱W生把實驗當作游戲，在做實驗時，把仔細地觀察，負責地控制實驗中的變量，實事求是地獲取實驗數據忘在了腦后，不會采集數據，不會分析數據，不會用數據說話本文想通過對探究活動中各個環(huán)節(jié)對學生進行數據意識培養(yǎng)的闡述說明數據意識在探究活動中的重要性，引起教師對數據的重視，自覺提高對學生進行數據意識的培養(yǎng)，使學生懂得采集數據，學會記錄數據，用數據說話，提高探究活動的效率?！娟P鍵詞】數據 數據意識 科學探究 有效性

2、數據指的是學生在探究活動中所得到的相關真實數據。數據意識是指學生搜集數據、整理數據、分析數據、用數據說理時表現(xiàn)出來的心理傾向?？茖W課程標準總目標中，關于“科學探究”的簡短的26個條款式目標描述中，就有多個目標直接指向數據：體驗科學探究中證據、邏輯推理及運用想象建立假設和理解的重要性；能利用簡單表格、圖形、統(tǒng)計等方法整理有關資料；能嘗試用不同的方式分析和解讀數據，對現(xiàn)象作合理的解釋。小學科學活動中培養(yǎng)學生的數據意識也應擺在一個非常重要的位置。筆者發(fā)現(xiàn)當下的探究活動慢慢回歸了理性，在學生主體性極大發(fā)揮的同時，也發(fā)揮教師主導地位的作用，但也不乏有擔憂之處。一探究活動中有關數據方面存在的問題（一）不良

3、的意識，造成有效數據丟失。在活動中，學生只顧著實驗的操作帶給他們的樂趣。當要填寫實驗表格時，發(fā)現(xiàn)該做的都沒有做。為完成老師的任務，就隨便填寫應付了事。不理解科學探究活動中數據收集的重要性。還由于受到自身認知水平的限制，學生獲取充當證據的數據的需求也變得更加明確，往往朝著“所需數據”的方向搜集，我們常見到這樣的場面：“老師，我們的實驗數據跟猜測的差不多”、“我們這一組的實驗數據和猜測的一樣”。這種現(xiàn)象的背后有很多值得思考。（二）不良的態(tài)度，造成實驗數據失真。學生為了使自己的數據有效，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據，盲目從眾，而不是花時間去分析自己的結果是否真實，從而放棄

4、真實的實驗結果。（三）不良的實驗記錄習慣，造成實驗數據偏差。學生在活動的過程中由于不能及時準確地記錄實驗數據；不能及時地整理記錄的實驗數據；忘記記錄這些不良的記錄習慣，使學生的實驗數據記錄不完整，收集的數據不全面，記錄的實驗數據誤差偏大。（四）不良的指導，造成實驗數據不真實。 課堂活動中由于教師的原因課堂中往往會出現(xiàn)這樣那樣的意外，使學生在獲取實證的過程中，更多的主觀心理因素主宰了他們的行為，導致他們并未很好的結合實驗現(xiàn)象進行實驗數據的取舍和分析，造成實驗數據的不真實。基于上述的問題我們發(fā)現(xiàn)，探究活動中數據一系列的問題制約著活動的有效性，數據意識的培養(yǎng)，數據能力的提高在探究活動中顯得尤為重要。

5、二教科版小學科學有關數據統(tǒng)計篇目的分析教材課題名稱數據內容數據性質需要掌握程度圖表運用三上蝸牛測爬行速度無規(guī)律數據師生共同測出較準確數據無比較水多少測水量單一數據初步學會用量筒測水量無三下植物的生長變化鳳仙花的高度變化連續(xù)有規(guī)律數據學生能測出鳳仙花生長期的高度可畫曲線圖動物的生命周期蠶的身長變化連續(xù)有規(guī)律數據學生能測出蠶的生長期的長度可畫曲線圖溫度和水的變化測量物體的溫度單一無規(guī)律的數據學生能測出水溫和室溫無磁鐵有磁性磁鐵不同位置吸引回形針的數據有規(guī)律數據學生能較準確地測出磁鐵不同位置磁性強弱無四上一杯水能溶解多少食鹽測量食鹽的溶解數量單一數據學生能較準確地測出50/100毫升水中食鹽的溶解數

6、量無溫度與氣溫一天內氣溫變化的數據連續(xù)數據學生能測出一天中有代表性幾個氣溫數據氣溫變化折線圖跳動起來會怎樣心跳呼吸統(tǒng)計單一的有規(guī)律數據學生能測出較準確數據無四下油菜花開了各部分數據統(tǒng)計單組數據解剖花瓣統(tǒng)計表花、果實和種子油菜種子數量統(tǒng)計有規(guī)律數據統(tǒng)計大概有多少種子畫統(tǒng)計表和統(tǒng)計圖把種子散播到遠處栗子滾動距離統(tǒng)計有規(guī)律數據測量栗子掉下后的距離畫統(tǒng)計表和統(tǒng)計圖五上種子發(fā)芽實驗種子發(fā)芽時間統(tǒng)計對比數據測量種子發(fā)芽各階段所需要的時間統(tǒng)計表陽光下的影子測量一天中物體影響長度變化有規(guī)律數據測量竿子的影子隨太陽高度的變化統(tǒng)計表陽光下的物體測量不同顏色物體在光照下的溫度變化對比連續(xù)數據學生能測量黑色紙筒和白色

7、紙筒的溫度變化折線統(tǒng)計圖光與熱向陽處和背陰處的溫度測量對比數據測量不同地方的氣溫條形統(tǒng)計圖評價我們的太陽能熱水器太陽能熱水器效能檢測數據連續(xù)數據測量熱水器的水溫變化折線統(tǒng)計圖我們的小纜車測拉力與小車的速度關系對比數據測量不同拉力下的小車速度折線統(tǒng)計圖用橡皮筋作動力測橡筋動力與小車行駛距離的關系對比數據學生測出相關數據折線統(tǒng)計圖/統(tǒng)計表測量力的大小測載重量與小車速度的關系對比數據學生測出相關數據折線統(tǒng)計圖/統(tǒng)計表教材課題名稱數據內容數據性質需要掌握程度圖表運用五上運動與摩擦力測小車重量與摩擦力大小的關系對比數據學生測出相關數據折線統(tǒng)計圖/統(tǒng)計表運動與設計測改變小車的條件后所用時間對比數據學生測出

8、相關數據折線統(tǒng)計圖/統(tǒng)計表五下用水測量時間單位時間的水流量對比數據學生測出相關數據無擺的研究測量不同條件下擺的快慢對比數據學生能改變擺長、擺幅、擺錘測擺的快慢統(tǒng)計表做一個鐘擺測一分鐘擺的次數單一數據做一分鐘擺30次的擺無六上杠桿的科學測杠桿平衡時的鉤碼數量對比數據找出杠桿平衡時力臂與鉤碼數量之間的關系統(tǒng)計表斜面的作用測不同斜面的用力大小對比數據測出在不同角度下拉重物的力量統(tǒng)計表/統(tǒng)計圖抵抗彎曲測紙張厚度與承受能力之間的關系對比數據能測出在無關變量較好控制的情況下不同厚度紙張的承受力統(tǒng)計表/統(tǒng)計圖形狀與抗彎曲能力測改變紙的形狀后它的承受力對比數據測出在無關變量較好控制的情況下不同形狀紙張的承受力

9、統(tǒng)計表拱形的力量測試不同形狀的拱形的承受力對比數據測出拱形的承受力統(tǒng)計表六下一天的垃圾測量家庭一天的垃圾數量單組數據測出分類垃圾的重量統(tǒng)計表分類和回收利用回收物品的分類數量單組數據測出分類垃圾的數量統(tǒng)計表三探究活動中學生數據意識培養(yǎng)的策略數據分析整理實驗操作計劃制定提出問題猜想假設交流分享（一）提出問題，猜想假設，激發(fā)用數據說話的欲望片段一抵抗彎曲：師：今天老師給大家?guī)砹藥讟訉W具。想知道它們是什么嗎？（先出示支架）?？纯催€有什么？（出示紙條），你能用它們搭一座橋嗎？（請一位學生操作）師：現(xiàn)在老師這里還有許多墊圈（出示墊圈多個），老師想把這些墊圈放在紙橋的中間，你們猜猜這個紙橋能承受幾個墊圈而

10、不塌下？ 生：2個 生：3個 生：4個 師：到底能承受幾個？我們來試一試！放一個？紙橋有什么變化？生：彎曲了。 師：再放一個，紙橋怎樣了？ 生：更彎曲了。 師：再放一個？ 師：紙橋塌了。 師：這座紙橋能承受幾個墊圈呢？ 生：3個。 師：有不同意見嗎？ 生：2個。 師：到底是3個還是2個？為什么？ 生：2個，因為放3個就塌了，所以只能承受2個墊圈。 師：這張紙橋只能承受2個墊圈，說明這座紙橋的抗彎曲能力怎樣？生：差。 師：我們能不能提高紙橋的抗彎曲能力呢？ 這節(jié)課我們就共同來研究怎樣提高紙橋抵抗彎曲的能力。上述的片段中，教師根據教材的特點，讓學生在預測中用數據說話，使學生懂得用數據說明問題，表達

11、自己的見解。同時又為學生怎樣使用數據說明問題提供了一個典范。我們知道，預測在探究活動中具有十分重要的作用，先前的預測會給后續(xù)的活動指明探究的方向。一般地，預測是在足夠的證據和邏輯的基礎上提出來的，這些證據有的來源于已有的知識或經歷，有的是通過自己的觀察直接獲取的。懂得怎樣搜集證據及如何最有效地使用證據是很重要的。片段一中，教師的引導起到了拋磚引玉的作用，讓學生體會到數據的重要性，也激發(fā)起學生通過實驗找到新的事實證據，說明問題。（二）計劃制定，作好采集數據的準備片段二抵抗彎曲：師：那么就請各小組設計一個你們的研究方案。 （學生研討方案） 師：哪組同學能說一說你們小組的研究方案。 生：在不同寬度的

12、紙條上放墊圈，看看分別承受墊圈的數量。 師：在他們的研究方案中我們應注意哪些條件是變化的，哪些條件是不變的？ 生：材質相同、長度相同。 生：架空距離相同 生：厚度相同。 生：墊圈的重量相同。 師；彎曲到什么程度合適？ 生：支架底部。 師：也就是彎曲程度相同。 師：墊圈放什么位置合適？怎么放？ 怎么記錄墊圈的個數？生：墊圈放在中間、一個一個輕放。以紙條剛碰到桌面為準，最后一個不算。 師：改變的條件是什么？ 怎么改變效果更明顯？生：寬度。 對比試驗應該成倍地增加。師：老師給大家準備了1倍寬、2倍寬、4倍寬紙條來做實驗。 在做實驗時，我們還應注意要先預測再實測，在實驗中還要填寫好你們的實驗報告單。

13、（學生操作） 制訂計劃是不可缺少的重要環(huán)節(jié)，有沒有數據的意識，數據收集是否準確、充分、必要，都必須經過事前的周密計劃來實現(xiàn)。此過程同時也是學生腦力碰撞、思維火花閃現(xiàn)最重要環(huán)節(jié)。通常是讓學生先小組討論，然后集體交流，形成一個比較完善的方案，再進行實踐檢驗。當然，只要學生的方案可行，并不強調所有學生都按一種方法研究。學生的研究方法可以多樣，學生的研究內容也可以分解。（三）實驗操作，學會記錄有效數據片段三擺的研究：學生動手做擺。動手讓擺擺動起來。（明確擺動方法。）師：你們小組的擺每分鐘擺動多少次呢？為了得到比較準確的數據，我們最少得測量幾次呢？生1：3次。生2：3次。師：保證你們組的擺不變，測量三次

14、，如實記錄結果。組長先分工，然后實驗。（學生小組分工，然后進行實驗。）師：你們組的擺，每分鐘擺動多少次？生1：59、60、59；生2：47、47、47；生3：51、50、48；師：同學們，你們的數據準確嗎？試驗過程中，有沒有不當的地方？（實驗數據出現(xiàn)較大誤差，引導學生分析原因。）生1：我們組的擺撞到鐵架臺上了。生2：我們組的擺好像越來越慢。師：你能想想這是什么原因造成的嗎？生：摩擦吧。師：很好，可是摩擦不可避免。還有嗎？生3：我們組的擺，說“開始”時，手沒松開。師：這樣吧，讓我們盡量避免這些問題，再重新做兩次，ok?學生重新做實驗，收集數據。師：這回說說你們的實驗結果。生1：47、47、47、

15、48、47；生2：52、53、52、53、52生3：61、61、61、61、61實驗過程中的數據記錄，最能體現(xiàn)學生對數據的敏感性。數據收集的過程是核心所在，也是培養(yǎng)學生數據意識的核心環(huán)節(jié)。教師引領學生對擺的一分鐘擺動次數采集的數據結果進行“多次研究”，以期得到可靠的且具有一定可信度的數據，學生學會區(qū)別不同的數據，能夠抓有效的數據為自己所用。有時數據不可靠，有時可能不真實，會多次進行實驗，甄別數據，培養(yǎng)學生對數據的有效意識，能挖掘學生思維的深度，讓學生更加辯證、客觀地看待問題。同時也要教給學生記錄的方法，使學生學會記錄實驗數據。實驗很多時候是用證據說話的，教師要培養(yǎng)學生勤于動手的記錄習慣，使學生

16、學會記錄實驗數據，使原本無序、雜亂的數據，變得有序，便于學生發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律。學生可以采用表格、畫圖等方式及時、準確地記錄實驗數據。實驗數據應按要求記在實驗記錄本或實驗報告本上，要養(yǎng)成實事求是、認真負責的科學態(tài)度，切忌夾雜主觀因素，決不能隨意拼湊和偽造數據。（四）分析整理，做好用數據說話的準備用水測量時間記錄表：（表一）第三組記錄表推測實測積聚20毫升水需要的時間2012積聚40毫升水需要的時間4028積聚60毫升水需要的時間6046（表二）第三組分析表第一個20亳升水，花了12秒。第二個20亳升水，花了（28-12=）16秒。第三個20毫升水，花了（46-28=）18秒。（表三）數據匯總組號1

17、2345678910第一個20亳升水所需時間10121113121112101411第一個20亳升水所需時間17161314161315121616第一個20亳升水所需時間20181515181820162020實驗中的數據就像一顆顆珍珠，只有整理成項鏈，才能發(fā)揮其應有的作用。小學生受年齡影響，往往關注事物的局部特點而非整體現(xiàn)象，關注的是個別的數字而非一組有內涵的數據。因此，要引導學生學會整理、分析數據，充分挖掘數據背后隱藏的規(guī)律，發(fā)揮數據應有的作用，為對現(xiàn)象作出客觀的解釋做好充分的準備。表一就是該活動后其中一個組的數據記錄。從這組數據中很難看出其中蘊含的科學規(guī)律，于是我就指導學生運用數學方法

18、進行換算，表二是該小組換算出來的數據記錄反映出水滴下來時不同時間段的速度是否一樣？在這個組的示范下，其他組也經歷了對數據的分析處理過程，表三就是各組匯總后的數據。通過分析，學生初步明白了水不是以固定的速度往下滴的，水流的速度先快后慢。在這三個表中，我們可以清楚地看到：一個單一的數據是證據，它能證明事物在一點上變化的結果，但不能代表其它；一組數據是證據，它能證明事物在一個變化周期里的結果，不能代表普遍現(xiàn)象；多組重復實驗的數據是證據，能證明事物在一定條件下，具有相同的變化結果，具有普遍性。在科學探究活動中利用各種方法得到的大量數據，還需要通過整理和分析，才能發(fā)現(xiàn)彼此之間的聯(lián)系，發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律，有時

19、數據可能不可靠，還需要不斷的進行重復研究，以期得到可靠的、具有一定信度的數據，不斷提升數據的價值。（五）交流分享，用好數據證明觀點片段四增強抗彎曲能力：小組1：我們小組第1種形狀預測7個，實測8個，第2種形狀預測3個，實測4個。發(fā)現(xiàn)形狀改變后抗彎曲能力真的變強了，說明改變形狀能增強抗彎曲能力。小組2：第1種形狀預測5個，實測5個，第2種形狀預測9個，實測11個。與沒有折的紙進行比較，抗彎曲能力增強了，說明改變形狀可以增強抗彎曲能力。師：實驗說明我們剛才的猜測是正確的，改變形狀可以增強抗彎曲能力。師：讓我們再次觀察那些增強了抗彎曲能力的各種形狀，又有什么發(fā)現(xiàn)？生：每種形狀抗彎曲能力是不一樣的。生：同樣是波浪形，它的抗彎曲能力也不一樣。師：為什么都是波浪形，它們抗彎曲能力不一樣呢？生：是波浪形折得厚度不一樣。生：我發(fā)現(xiàn)