陸樹香

《課程標準》在教學目標中提出了“學生觀察統(tǒng)計數(shù)據(jù)信息，能夠用不同的方式分析與解讀相關數(shù)據(jù)，對實驗現(xiàn)象進行合理解釋”的要求，因此，在科學教學中，教師要努力培養(yǎng)學生的數(shù)據(jù)意識，引導學生學會利用數(shù)據(jù)證明自己觀點的方法，提高學生運用數(shù)據(jù)分析問題、解決問題的能力，形成實事求是、嚴謹認真的科學態(tài)度，促進科學素養(yǎng)的提高。本文以江蘇鳳凰教育出版社的義務教科書《科學》三年級上冊教材內(nèi)容為例，談談在科學教學中培養(yǎng)學生數(shù)據(jù)意識的策略。

開展實驗活動，最好的辦法就是激發(fā)學生的探究興趣。如果教師能根據(jù)實驗內(nèi)容提出相關問題，就會引發(fā)學生積極思考，產(chǎn)生用數(shù)據(jù)說明問題的想法，使學生逐步養(yǎng)成觀察數(shù)據(jù)的習慣，為以后進一步的探究打下基礎。

例如，《空氣有質(zhì)量嗎》一課要求讓學生用實驗證明空氣有質(zhì)量。根據(jù)日常生活經(jīng)驗，學生知道看得見、摸得著的東西有質(zhì)量，如書包、鉛筆、蘋果等都能用電子秤稱出具體的質(zhì)量，但是看不見、摸不著的空氣有質(zhì)量嗎？為了探究這個問題，教師讓學生思考：“用什么辦法能測量空氣是否有質(zhì)量？”有個學生想道：“用一個東西把空氣包住放在電子秤上稱一稱就知道了?！苯處熣f：“這倒是一個好辦法，那么用什么來包住空氣呢？”學生想到了氣球、皮球、救生圈等物品里面都可以充氣，可以用這些不漏氣的物品進行實驗。于是，教師給學生發(fā)放了打氣筒、癟了氣的籃球和電子天平。實驗的時候，教師要求學生將電子天平打開電源以后，按“歸零”按鈕，使稱量之前顯示的數(shù)字為“0”，然后，讓學生將癟籃球放在電子天平上，讀取數(shù)字以后記錄下來，最后，將癟籃球拿下來用打氣筒打十下氣，放在電子天平上，把顯示的數(shù)字記錄下來。學生按步驟完成實驗后，發(fā)現(xiàn)每次測量的數(shù)據(jù)都不同。此時，教師引導學生：“從這些變化的數(shù)據(jù)中，你發(fā)現(xiàn)了什么現(xiàn)象？”有的學生說：“籃球的重量一次比一次大?！庇械膶W生說：“我第一次給癟籃球打了十下氣以后，就看到電子天平上的數(shù)字比癟籃球多了2克，我猜想空氣是有質(zhì)量的?！庇械膶W生說：“我發(fā)現(xiàn)用第三次的數(shù)據(jù)減去第二次的數(shù)據(jù)得到的數(shù)和第二次的數(shù)據(jù)減去第一次的數(shù)據(jù)得到的數(shù)是一樣的?！?/p>

案例中，學生通過觀察記錄的數(shù)據(jù)懂得了僅憑感覺去解決問題是不可靠的，只有通過具體的數(shù)據(jù)來說明問題才有說服力，才是最科學的。

質(zhì)疑是實驗探究的最大動力，在實驗活動中，學生會收集到許多數(shù)據(jù)，教師要有意識地引導學生不但要“知其然”還要“知其所以然”，善于從數(shù)據(jù)中質(zhì)疑，在比較與分析中培養(yǎng)學生的科學思維能力。

例如，《固體的混合與分離》一課要求學生聚焦固體混合的現(xiàn)象，了解“混合物”的特征。在實驗活動中，教師給每組學生發(fā)放黃豆20粒、綠豆20粒、玉米粉一勺、電子天平、量筒、托盤等實驗器具，要求學生用電子天平分別稱出黃豆、綠豆、玉米粉的重量，在表格中記錄好測量的數(shù)據(jù)，然后把它們分別放在量筒里，記錄下各自在量筒中所占的容量，最后把這三種材料充分混合在一起后稱出重量，放入量筒中測出所占的空間，讓學生觀察自己記錄的數(shù)據(jù)，看看有什么發(fā)現(xiàn)。學生發(fā)現(xiàn)黃豆、綠豆、玉米粉三個材料分別稱重的質(zhì)量加起來等于黃豆、綠豆、玉米粉的混合物的質(zhì)量。而把黃豆、綠豆、玉米粉三個材料分別所占的空間加起來大于黃豆、綠豆、玉米粉的混合物所占的空間。為什么質(zhì)量加起來不變，而所占的空間位置加起來會變小了呢？學生從數(shù)據(jù)上發(fā)現(xiàn)了疑問。于是，教師讓學生再次觀察黃豆單獨放在量筒里的情況，學生發(fā)現(xiàn)黃豆的顆粒比較大，一粒與一粒之間的空隙就比較大，而混合以后，綠豆粒就夾在黃豆粒中間，玉米粉把黃豆粒與綠豆粒之間的空隙都填滿了，所以三種物體混合以后，所占的空間就比原來三種材料分別占據(jù)的空間小了。

案例中，學生將數(shù)據(jù)記錄以后，通過統(tǒng)計進行分析、比較，善于開動腦筋的學生就會有許多新發(fā)現(xiàn)，教師引導學生從這些數(shù)據(jù)中產(chǎn)生疑問，然后想辦法主動去解決疑問，這樣，學生的思維就能得到延伸，從而使實驗發(fā)揮出更好的效果。

三、耐心實驗，培養(yǎng)學生采集數(shù)據(jù)的意識

數(shù)據(jù)的取得需要學生耐心、細心的付出，在實驗過程中，教師要引導學生認真細致地制定實驗計劃，然后嚴格按照計劃進行實驗，并采集相應的數(shù)據(jù)，逐步形成探究的好習慣。

例如，《運動與呼吸》一課要求學生研究呼吸的快慢現(xiàn)象，記錄自己在安靜、運動結束、休息3分鐘后這三種狀態(tài)下1分鐘的呼吸次數(shù)。為了讓學生能夠真實地測量，教師先和學生一起制定實驗計劃。首先，記錄自己在安靜狀態(tài)下的呼吸次數(shù)，一共實驗三次，記錄數(shù)據(jù)。然后，去操場跑一圈，回到教室測量自己的呼吸次數(shù)，休息3分鐘后再測一次呼吸次數(shù)，如此共測試3次，并將數(shù)據(jù)記錄下來。最后，學生根據(jù)計劃進行實驗，將三種狀態(tài)下的數(shù)據(jù)一一統(tǒng)計以后，取平均值。學生將記錄的數(shù)據(jù)進行分析以后，發(fā)現(xiàn)自己在同一狀態(tài)下的呼吸次數(shù)差不多，而在不同狀態(tài)下的呼吸次數(shù)就不同了，即運動后的呼吸次數(shù)要比安靜狀態(tài)下的呼吸次數(shù)多，休息3分鐘后的呼吸次數(shù)比運動后的呼吸次數(shù)少。于是，教師讓學生把自己記錄的數(shù)據(jù)和小組里的其他學生記錄的數(shù)據(jù)進行比較，學生又發(fā)現(xiàn)男女學生、胖瘦學生之間在同一狀態(tài)的呼吸次數(shù)也不一樣。此時，教師出示自己的實驗記錄，讓學生把自己得到的數(shù)據(jù)跟教師的記錄作比較，學生發(fā)現(xiàn)他們在每一種狀態(tài)下的呼吸次數(shù)要比教師的快一些。

案例中，針對相關數(shù)據(jù)進行多角度的綜合分析，學生發(fā)現(xiàn)了關于運動與呼吸的許多“秘密”，提高了分析數(shù)據(jù)的興趣，同時也增加了實驗的耐心，提高了實驗能力。

在實驗過程中，學生由于操作的方法不一致等會導致每個小組取得的數(shù)據(jù)不一致，教師就需要引導學生回顧實驗過程，找出原因所在，在反思中排除異常數(shù)據(jù)，提高實驗的準確性。

例如，《把鹽放到水里》一課要求測量100毫升水中能溶解多少克食鹽。學生在做完這個實驗以后，教師將6個小組的研究結果進行匯總，分別是36克、48克、37克、36克、65克、38克，并寫在黑板上，學生發(fā)現(xiàn)第一、三、四、六組的數(shù)據(jù)相差不大，但是第二、五組的數(shù)據(jù)與其他四組的數(shù)據(jù)相差很大。在同一溫度下，相同容量的水中溶解的鹽的克數(shù)應該是固定的，怎么會有這么大的差距呢？教師讓學生再次回顧實驗的過程，得出數(shù)據(jù)相差不大的四組學生都是采用逐步加入鹽的方法進行實驗的，先是每次加5克，加到30克以后發(fā)現(xiàn)鹽溶解的速度變慢了，就每次加1克，發(fā)現(xiàn)加入的鹽不能再溶解了，就不再記錄數(shù)據(jù)，而第二、五組的學生都是一次性加入很多鹽，而且加入鹽以后就進行數(shù)據(jù)記錄。通過回顧實驗過程，學生認識到量杯底下那層沒有溶解掉的鹽不能計算在內(nèi)。那么，無法測出量杯底下沒有溶解掉的鹽的質(zhì)量，該怎么辦呢？經(jīng)過討論，這兩組學生決定重做一遍實驗。于是，教師請他們上講臺做實驗，其他學生則認真觀察，如果發(fā)現(xiàn)有不對的做法就及時給他們糾正。通過努力，這兩組學生也順利地搜集到正確的數(shù)據(jù)，完成了實驗。

案例中，當出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)時，教師讓學生重新審視實驗過程，獲取準確的實驗數(shù)據(jù)，這樣能深化對科學本質(zhì)的認識。

做科學實驗，通過觀察、測量、記錄等方式獲得的數(shù)據(jù)是得出實驗結論的根本依據(jù)，當學生具備數(shù)據(jù)意識后，在實驗時就會主動去尋找數(shù)據(jù)，知道用正確的數(shù)據(jù)來說明實驗的真相，從而鍛煉其科學思維能力，提升科學素養(yǎng)。

（作者單位：江蘇省南通市北城小學）

（責任編輯岳舒）