科學(xué)學(xué)習(xí)離不開對(duì)大量數(shù)據(jù)的處理和分析。培養(yǎng)學(xué)生觀察數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)的良好習(xí)慣,可以發(fā)展他們的科學(xué)思維能力,提高他們的綜合素養(yǎng)。教師應(yīng)當(dāng)以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向,加強(qiáng)學(xué)生的數(shù)據(jù)處理能力,提高他們的數(shù)據(jù)意識(shí)。
一、體驗(yàn)數(shù)據(jù)的收集
要培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)意識(shí),教師應(yīng)在一開始就讓他們意識(shí)到數(shù)據(jù)的收集是抽樣、實(shí)驗(yàn)、測(cè)量的結(jié)果,而不是推理或自行猜想的結(jié)果??茖W(xué)課堂的數(shù)據(jù)要嚴(yán)謹(jǐn)、有理有據(jù),而測(cè)量方法和實(shí)驗(yàn)方法都會(huì)影響數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。為保證收集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,教師應(yīng)要求學(xué)生多次測(cè)量。
《運(yùn)動(dòng)和呼吸》教學(xué)片段
(教師組織學(xué)生測(cè)量自己在安靜狀態(tài)下1分鐘呼吸和心跳的次數(shù)。)
師:要想準(zhǔn)確測(cè)量呼吸次數(shù),先要明確測(cè)量方法,那怎么計(jì)算我們的呼吸次數(shù)?
生:呼吸有呼和吸兩個(gè)步驟,鼻子是呼吸的主要器官,可以把手放在鼻子前感受呼吸。
生:呼吸時(shí),我們的肚子會(huì)動(dòng),可以統(tǒng)計(jì)肚子的起伏次數(shù)。
師:對(duì),一呼一吸才算一次呼吸。我們把手放在小腹上部,感受呼吸頻率。在這個(gè)過程中,我們需要注意什么?
生:呼吸時(shí)要放松。
師:是的,大家在測(cè)量時(shí)盡量保持自然狀態(tài),不要刻意改變呼吸的頻率,將精力集中在呼吸上。我們?cè)谑占瘮?shù)據(jù)時(shí),一定要保持實(shí)事求是的態(tài)度。
(學(xué)生體驗(yàn)后交流。)
師:你知道哪些方法可以用來測(cè)量心跳的次數(shù)呢?
生:把手放在心臟的位置,感受它的跳動(dòng)。
生:可以摸脈搏。
生:可以摸脖子附近的動(dòng)脈。
師:請(qǐng)大家伸出自己的左手,掌心朝上,右手的食指、中指及無名指三指并攏,將指肚部位放在左手手腕外側(cè),大拇指自然放在手背附近,并稍稍用力。這時(shí),中指指肚就可以感覺到脈搏的跳動(dòng)?,F(xiàn)在我們分別測(cè)量自己在安靜狀態(tài)下、剛結(jié)束運(yùn)動(dòng)、運(yùn)動(dòng)結(jié)束3分鐘后呼吸和脈搏的次數(shù)。
(學(xué)生活動(dòng),并收集數(shù)據(jù)。)
師:剛才,我們已經(jīng)成功收集了全班的數(shù)據(jù)。現(xiàn)在,我們以小組為單位,比較一下這三組數(shù)據(jù),你們有什么發(fā)現(xiàn)呢?
生:我發(fā)現(xiàn)剛結(jié)束運(yùn)動(dòng)時(shí),我們的呼吸和心跳次數(shù)最多。
生:3分鐘后數(shù)據(jù)逐漸變小。
生:人越累,呼吸和心跳的次數(shù)越多。
師:通過整理數(shù)據(jù)我們可以知道,人在運(yùn)動(dòng)時(shí)呼吸和脈搏的跳動(dòng)次數(shù)都會(huì)比安靜時(shí)多。但每個(gè)人的身體素質(zhì)不同,會(huì)出現(xiàn)有的人運(yùn)動(dòng)后呼吸與脈搏的次數(shù)變化非常大,有的人變化不大的現(xiàn)象。
數(shù)據(jù)收集是培養(yǎng)數(shù)據(jù)意識(shí)的基石,科學(xué)地收集數(shù)據(jù)是建立科學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上的。數(shù)據(jù)意識(shí)在生活中的應(yīng)用十分廣泛,衣食住行都離不開數(shù)據(jù)的處理,是學(xué)生走向社會(huì)的必備生存技能。
二、感悟數(shù)據(jù)的多變
在處理數(shù)據(jù)樣本時(shí),樣本越多,學(xué)生越容易從樣本中總結(jié)出背后的科學(xué)秘密。
《尋找遺傳與變異的秘密》教學(xué)片段
師:你知道胎兒出生時(shí),是男寶寶的可能性是多少嗎?是女寶寶的可能性呢?
生:都是50%。
師:這是為什么嗎?其實(shí),當(dāng)你“住進(jìn)”媽媽肚子里的時(shí)候,你的性別就已經(jīng)確定了,決定性別的因素是人體細(xì)胞內(nèi)的染色體。請(qǐng)你先觀察一下這些染色體(出示染色體圖片),看看它們有什么特點(diǎn)?數(shù)量有多少?
生:染色體都是一對(duì)一對(duì)出現(xiàn)的。
生:人體一共有23對(duì)染色體。
師:這23對(duì)染色體來自哪里?
生:一半來自爸爸,一半來自媽媽。
師:沒錯(cuò)!每一對(duì)染色體都是一條來自父親,一條來自母親,而這23對(duì)染色體中的最后一對(duì)就決定著我們的性別??茖W(xué)家利用符號(hào)將這對(duì)染色體表示出來,男性為XY,女性為XX。那性別到底是如何確定的呢?父親可以提供X染色體和Y染色體,母親可以提供X染色體,當(dāng)染色體重新組對(duì)時(shí),會(huì)產(chǎn)生哪些結(jié)果呢?接下來,我們玩一個(gè)游戲:兩人一組,一人代表父親,一人代表母親,每人投擲一次硬幣代表一條染色體,將結(jié)果組合,得出寶寶的性別?;顒?dòng)次數(shù):50次。
(學(xué)生統(tǒng)計(jì)結(jié)果,并交流匯報(bào)。)
師:看來,結(jié)果如你們猜測(cè)的那樣,生男寶寶或生女寶寶的概率都是50%。
教師通過講解決定性別的因素,讓學(xué)生初步認(rèn)識(shí)到了人體內(nèi)的染色體是成對(duì)出現(xiàn)的,但到下一代時(shí),又可以拆分和重組。這為接下來探究“基因”奠定了基礎(chǔ)。雖然小學(xué)階段的統(tǒng)計(jì)內(nèi)容屬于描述性統(tǒng)計(jì)范疇,概率內(nèi)容也只要求進(jìn)行定性的判斷,但在啟蒙階段,真正重要的是讓學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)和不確定現(xiàn)象的意義與作用有一個(gè)初步的感悟,為他們后續(xù)的學(xué)習(xí)做好準(zhǔn)備。
三、重視數(shù)據(jù)的分類
小學(xué)科學(xué)課堂上,有些是對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理,有些是對(duì)圖形數(shù)據(jù)的分類,還有一些是對(duì)生活中的事物的現(xiàn)象和特點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)。在面對(duì)大量的科學(xué)數(shù)據(jù)時(shí),學(xué)生要能夠分析數(shù)據(jù),找出數(shù)據(jù)的特點(diǎn),進(jìn)行分組和排序,同時(shí),對(duì)于異常數(shù)據(jù)要做出初步的推理和判斷。
《尋找遺傳和變異的秘密》教學(xué)片段
師:最近老師在家里整理學(xué)生與家長(zhǎng)的照片時(shí),不小心將他們的照片弄混了,你能幫我找到他們的父母嗎?說一說你的理由。
(學(xué)生交流匯報(bào):從臉型、雙眼皮、鼻子的形狀、耳朵的形狀、眉形、額頭的寬度、發(fā)際線、眼睛的形狀、鼻子的形狀、嘴唇等特征來找。)
師:你們的觀察能力真強(qiáng)!這些都是遺傳特征的“數(shù)據(jù)”。其實(shí)人類還有一些特征數(shù)據(jù),讓我們一起來看看你擁有下面哪些特征?(見表1)除了這些特征,我們還可以嘗試增加一些外貌特征(眉毛的濃密或稀疏、鼻梁的高度等)。請(qǐng)大家利用這張表格,對(duì)自己和小組內(nèi)的同學(xué)進(jìn)行調(diào)查。
我發(fā)現(xiàn)我和父親相似的特征有(寫序號(hào)):
我發(fā)現(xiàn)我和母親相似的特征有(寫序號(hào)):
在延續(xù)后代的過程中,每一種生命親代和子代之間的遺傳和變異現(xiàn)象雖然不斷變化,但都有一定的規(guī)律??寺?、轉(zhuǎn)基因食品、我長(zhǎng)得像誰以及我未來會(huì)是什么樣子,這些都是學(xué)生非常感興趣的話題。通過本課的學(xué)習(xí),學(xué)生可以在觀察、調(diào)查、統(tǒng)計(jì)、分析數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上用科學(xué)規(guī)范的語言描述遺傳現(xiàn)象。
四、明確數(shù)據(jù)的意義
教師要引導(dǎo)學(xué)生在生活中從科學(xué)的角度出發(fā),讀懂新聞、書本、電視、報(bào)刊上的簡(jiǎn)單統(tǒng)計(jì)圖表,并依據(jù)圖表呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)做出合理的分析,挖掘圖表的含義。
《適應(yīng)生存的本領(lǐng)》 教學(xué)片段
(教師出示資料學(xué)生閱讀:東非大草原有旱季和雨季兩個(gè)季節(jié)。每年6—7月,角馬、水牛等就開始浩浩蕩蕩地從賽倫蓋蒂野生動(dòng)物保護(hù)區(qū)遷往馬賽馬拉野生動(dòng)物保護(hù)區(qū)。角馬、水牛對(duì)食物和水源有很高的要求,兩個(gè)季節(jié)的交替變化讓它們上演了一場(chǎng)自然大遷徙。教師出示塞倫蓋蒂和馬賽馬拉兩大保護(hù)區(qū)降水量和氣溫的統(tǒng)計(jì)圖,如圖1所示。學(xué)生分組分析數(shù)據(jù),完成記錄。)
師:說一說你們的分析結(jié)果吧!
生:塞倫蓋蒂保護(hù)區(qū)的氣溫和降水量在7—9月都降至全年最低。
生:馬賽馬拉保護(hù)區(qū)的降水量和氣溫在當(dāng)年12月到次年2月是全年最低的,其他月份的氣溫和降水量都比較高。
生:塞倫蓋蒂保護(hù)區(qū)除了7—9月,其他月份的氣溫和降水量都比較適宜動(dòng)植物的生長(zhǎng)或生存。
生:馬賽馬拉保護(hù)區(qū)在4—9月的氣溫和降水量比較適宜動(dòng)植物生長(zhǎng)或生存。
師:適宜的氣溫和充足的降水量能給生活在該野生動(dòng)物保護(hù)區(qū)的動(dòng)物提供怎樣的生存環(huán)境?
生:氣溫高、降水量充足的地方,一般植被生長(zhǎng)得比較茂盛。
生:植被茂盛就能夠給食草類動(dòng)物提供充足的食物,是動(dòng)物很好的棲息地。
生:氣溫低、降水量低的地方將面臨干旱和寒冷,不適宜動(dòng)植物生長(zhǎng)或生存。
師:兩大野生動(dòng)物保護(hù)區(qū)常年都是氣溫高、降水量充足的嗎?如果你是角馬或水牛,你將如何應(yīng)對(duì)環(huán)境的變化?
生:我會(huì)選擇遷徙,一段時(shí)間生活在塞倫蓋蒂保護(hù)區(qū),一段時(shí)間生活在馬賽馬拉保護(hù)區(qū)。
生:通過對(duì)兩大野生動(dòng)物保護(hù)區(qū)氣溫和降水量的分析,我會(huì)選擇當(dāng)年12月到次年3月生活在塞倫蓋蒂保護(hù)區(qū),4—11月生活在馬賽馬拉保護(hù)區(qū)。
師:同學(xué)們,你們可真了不起。通過對(duì)兩大保護(hù)區(qū)氣溫和降水量的分析,你們證實(shí)了角馬和水牛遷徙的原因。雨季期間,雨水充足,角馬和水牛棲息在廣闊的草原上。到了旱季,它們便遷徙去尋找水源。當(dāng)然,這條遷徙之路并不是一帆風(fēng)順的,沿途會(huì)受到獅子、老虎等猛獸襲擊,所以它們不得不聚集起來,成群結(jié)隊(duì),保護(hù)自己的安全。
六年級(jí)學(xué)生的圖表儲(chǔ)備已經(jīng)很豐富,條形統(tǒng)計(jì)圖、折線統(tǒng)計(jì)圖、扇形統(tǒng)計(jì)圖在數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)中已有涉獵。學(xué)科的融合能讓他們運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決科學(xué)問題,做到學(xué)以致用。
參考文獻(xiàn)
[1]楊立忠.小學(xué)生數(shù)據(jù)分析觀念素養(yǎng)的提高策略[J].甘肅教育,2019(20).
[2]韓秋燕.注重?cái)?shù)據(jù)分析 提升小學(xué)科學(xué)素養(yǎng)[J].福建教育學(xué)院學(xué)報(bào),2019(03).