小学科学实验教学中学生数据意识的培养策略

【摘 要】教师要从创设问题情境，认识到数据的重要性；提供充足的实验材料，经历数据的搜集过程；展开深入讨论交流，提高数据的分析过程；抓住异常数据，提升严谨的科学精神等四个方面展开教学，培养学生的数据意识。

【关键词】小学科学 核心素养 数据意识 教学策略

在核心素养背景下，数据的收集、分析、应用能力是学生必备的重要素养。在课堂教学中，教师应该重视培养学生的数据意识，在获得实验数据的基础上，运用数据描述系统的结构、关系及变化过程，对探究对象进行合理的解释，进而提高学生的科学探究能力。

一、创设问题情境，认识数据的重要性

实验数据是在实验中控制实验对象而搜集到的变量的数据。由于学习经验的限制，部分学生很难意识到数据的重要性。针对这种现象，教师可创设真实的问题情境，通过观察、测量、画图等方法记录相关的数据，运用得到的这些数据分析实验现象，得出实验结论，让学生意识到实验数据对于科学探究的重要意义。

例如，在教学教科版三年级上册《测量气温》一课时，为了让学生掌握一天中气温的变化规律，教师可组织学生展开讨论：你认为一天中哪个时间点气温会最高？怎样才能验证自己的猜测呢？你想选择什么样的测量工具？你会怎样选择测量的时间、地点？如果你是组长，你想提醒组员做好哪些准备？你认为应该怎样记录测量的结果？在成立探究小组后，教师引导学生按照小组的探究计划，记录一天中五个时间点气温的情况。通过连续两天的测量，教师开展了“探究气温的秘密”成果汇报会。在交流展示活动中，学生小组用表格或柱形图的形式展示了一天中温度的变化情况。通过观察温度数据的变化，学生可以确定一天中下午2时左右的气温最高，否定了学生认为的一天中中午的气温最高的猜测。如此，学生真切地感受到了数据的重要性。

二、提供充足实验材料，经历数据的搜集过程

学生的探究实验不是无源之水，需要充足的实验材料来支撑，这样才能使每一名学生都能真正参与到探究实验中来。所以，教师要为学生精心准备充足的实验材料，在此基础上引导学生学会采集有效数据，在对数据的比较与分析中，增强学生对数据的敏感性。

例如，在教学教科版五年级上册《我们的水钟》一课时，在为每组学生准备了塑料瓶、吸管、胶枪、胶棒、工字钉、剪刀、直尺、记号笔、秒表、铁架台等材料后，教师并没有直接引导学生动手制作水钟，而是先组织学生展开讨论，鼓励学生根据上节课《用水计量时间》学到的知识，合作设计制作方案，并重点分析怎样解决上节课滴漏实验中滴水的速度会越来越慢这一问题。经过讨论，学生想到了“补”的方法解决这一问题，也就是下面的塑料瓶滴了多少水，上面的塑料瓶补多少水，这样就能保证水面的高度不变，也就保证了下面塑料瓶滴水的速度不变。随后，师生共同制订了实验步骤，并提出实验注意事项。在汇报交流时，有的小组设计了叠加式的水钟，有的小组设计了有排水口式的水钟。通过亲身的体验，学生搜集到了大量的数据，同时也为接下来分析和进一步地探究数据做好准备。

三、展开深入讨论交流，提高数据的分析过程

数据是学生在科学实验中得到的具有重要价值的材料，是学生用以认识和解释已有知识经验和客观世界的依据。但有些学生愿意动手实验，却忽略了对数据的分析和思考。这时，教师要根据实验的类型有针对性地引导学生进行数据分析。例如，在对比实验中，教师要引导学生抓住数据的变化规律，学会科学地分析数据，从数据中看到现象的本质，进行合理归纳，推导出实验结论。总之，科学实验不仅要重视结论，更要重视过程，从而提高学生的科学素养。

在教学教科版五年级下册“船的研究”这一单元时，教师为学生提供了橡皮泥、量杯、适量水及盐水等实验材料后，随后提出问题：同样一块橡皮泥，把它做成不同的形状，为什么沉浮的情况会发生变化？橡皮泥的重量没变，到底是什么原因导致沉浮的变化呢？学生通过之前的沉浮实验及前知识，经过分析很快便知道了，由于橡皮泥体积的变化，使得排开水的体积发生了变化。随后，教师再深入进行实验，引导学生观察、记录不同形状橡皮泥排开水的体积（如表1）。

学生通过认真分析得到了实验数据，掌握了物体的沉浮与它排开水的体积有关。但是，如果只让学生分析到这一步，还没有达到探究的深度。教师可继续引导学生：橡皮泥同样都是排开90毫升的水，但它受到的浮力大小一样吗？这时学生的思维被打开，有的说，死海里的水浮力大，人可以漂浮在水面上不下沉，所以橡皮泥在盐水中受到的浮力大；有的说，小组实验中将橡皮泥做成空心长方体形状，在飘浮的位置做了一个记号，当再把橡皮泥放到盐水中时发现记号下沉了一些，因此橡皮泥在盐水中受到的浮力大。最后，学生得出物体的沉浮与它排开水的重量有关。这样学生就会抓住问题的本质，也为下节课要学习的浮力做好铺垫。

四、抓住异常数据，提升严谨的科学精神

实验获得的数据是对探究对象进行定性、定量分析的基础，直接影响探究结果。学生在动手操作的过程中，由于受到学习基础、知识水平、探究能力等方面的限制，难免会产生较大的误差，或者搜集到一些无效数据，这时教师要引导学生对这些错误数据进行分析，找到产生的原因，反思自己的数据搜集过程，从而提高学生的实验操作能力，理解数据的意义。

例如，在教学教科版五年级上册《摆的快慢》一课时，由于这是一个对比实验，只需要改变一个特定的条件，从搜集到的数据中找出某个量在这个特定条件发生改变时的变化规律，因此教师要引导学生猜测摆的快慢可能与哪些因素有关。学生猜测与摆锤的质量、摆线的长短、摆动的幅度有关。师生共同确定了需要改变的条件，并完善了实验过程，随后决定用表格的形式搜集数据。在汇报成果时，教师有针对性地展示了两个小组的记录表（如表2）。

学生通过观察、分析本组的数据后发现，摆的快慢与摆锤质量无关，但是如果与其他组横向观察、分析后，就会发现各小组摆动次数并不一样。这时，教师可以抓住契机，引导学生分析为什么在摆线长短、摆动幅度相同的情况下，摆动的次数会出现1-2次的差异呢？经过核对，原来有些小组的摆在摆动过程中碰到了铁架台，导致摆动次数变少；有些小组在摆线测量时出现错误，摆线变长，导致摆动次数变多。在讨论交流过程中，学生通过分析差异数据，促进了自己对实验操作的反思，提高了动手实验的能力。

数据是小学科学实验教学中非常重要的实证。在学生进行科学探究中，教师要注重培养学生的数据意识，通过创设情境激发学生的科学思维，引导学生经历数据的搜集、整理、分析过程，发展学生的理性思维，提高学生对科学知识的理解，培养学生一丝不苟的科学精神。

（作者单位：辽宁省营口市营口实验学校 本专辑责任编辑：苏少伟）

参考文献

［1］贾俊平，何晓群，金勇.统计学（第四版）［M］.北京：中国人民大学出版社，2009.

［2］梁东红.在小学科学对比实验教学中对学生数据意识的培养——以苏教版四年级《摆》为例［J］.中国现代教育装备，2015（24）：90-92.

［3］梁鸿彬.重视数据意识，培养科学素养——小学科学教学策略谈［J］.亚太教育，2019（12）：157.

［4］师正雄.小学科学探究活动中要注意培养学生数据意识［J］.学周刊，2017（31）：106-107.

［5］许闻丽.科学素养视角下小学生“数据意识”培养路径研究［J］.新课程（上），2018（11）：20.