【摘 要】本文以教科版五年級(jí)上冊(cè)“擺的認(rèn)識(shí)”為例，以問(wèn)題驅(qū)動(dòng)統(tǒng)計(jì)、記錄驅(qū)動(dòng)分析、反思驅(qū)動(dòng)推理等策略，幫助學(xué)生提高數(shù)據(jù)意識(shí)。

【關(guān)鍵詞】統(tǒng)計(jì)圖表 學(xué)科融合 數(shù)據(jù)意識(shí)

數(shù)據(jù)意識(shí)是當(dāng)前公民不可或缺的基本素質(zhì)，也是新時(shí)代每個(gè)學(xué)生都必須具備的科學(xué)素養(yǎng)。教學(xué)中，教師可引導(dǎo)學(xué)生觀察統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)信息，用不同的方式分析與解讀相關(guān)信息，對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行合理解釋。為了更好地觀察數(shù)據(jù)信息，我們通常會(huì)用到統(tǒng)計(jì)圖表。當(dāng)前，統(tǒng)計(jì)圖表在科學(xué)教育教學(xué)中得到深入、廣泛的應(yīng)用，成為一種重要的學(xué)習(xí)方式。

教科版五年級(jí)上冊(cè)“計(jì)量時(shí)間”單元《機(jī)械擺鐘》《擺的快慢》《制作鐘擺》三課中關(guān)于擺的知識(shí)點(diǎn)有5份統(tǒng)計(jì)表，每張統(tǒng)計(jì)表邊上基本都呈現(xiàn)了提示性操作圖片、實(shí)驗(yàn)規(guī)范性語(yǔ)言，也隱藏著實(shí)驗(yàn)方法與注意事項(xiàng)。筆者結(jié)合實(shí)際教學(xué)所需，將以上三課知識(shí)系統(tǒng)整合為“擺的認(rèn)識(shí)”，并以此為例，探究如何利用統(tǒng)計(jì)圖表培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)意識(shí)。

一、問(wèn)題驅(qū)動(dòng)統(tǒng)計(jì)——激發(fā)數(shù)據(jù)的洞察力

在《機(jī)械擺鐘》教學(xué)中，筆者將教材中“測(cè)量鐘擺1分鐘擺動(dòng)的次數(shù)”的任務(wù)改編為“1分鐘之內(nèi)，你想測(cè)出鐘擺多長(zhǎng)時(shí)間里擺動(dòng)的次數(shù)呢”。開(kāi)放性問(wèn)題將學(xué)生的思維打開(kāi)了。學(xué)生提出可以分別測(cè)鐘擺10秒、15秒、20秒、30秒、60秒所擺動(dòng)的次數(shù)。學(xué)生兩兩一組，自選三個(gè)不同時(shí)長(zhǎng)，一人計(jì)時(shí)一人計(jì)數(shù)，分別測(cè)三次。集體匯報(bào)時(shí)，學(xué)生在觀察對(duì)比中發(fā)現(xiàn)，機(jī)械鐘擺動(dòng)秒數(shù)與擺動(dòng)的次數(shù)一致，即每秒擺1次，一分鐘共擺60次。這樣的觀察避免了三次均觀察1分鐘時(shí)長(zhǎng)所造成的費(fèi)時(shí)且數(shù)據(jù)單一的缺陷，自然催發(fā)了學(xué)生自覺(jué)收集數(shù)據(jù)的需求，提高精準(zhǔn)數(shù)據(jù)的洞察力，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)古人發(fā)明機(jī)械擺鐘所體現(xiàn)出來(lái)的智慧的自豪感，激發(fā)后續(xù)的探究欲望。

二、記錄驅(qū)動(dòng)分析——練就數(shù)據(jù)的思考力

同一單擺在相同時(shí)間內(nèi)，擺動(dòng)次數(shù)相同，那么不同的單擺在相同時(shí)間里擺動(dòng)的次數(shù)相同嗎？《機(jī)械擺鐘》的實(shí)驗(yàn)二是：自制一個(gè)擺，觀察擺運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。這一實(shí)驗(yàn)涉及繩子與重物兩種材料，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、材料易得。但是，在教學(xué)中，筆者發(fā)現(xiàn)學(xué)生自備材料過(guò)于豐富多樣，分散了關(guān)于擺的快慢因素的猜想，不利于《擺的快慢》的教學(xué)。因此，筆者進(jìn)行相應(yīng)改進(jìn)，設(shè)立材料區(qū)，放置不同長(zhǎng)短、粗細(xì)的擺繩與不同輕重、大小的擺錘的材料，并進(jìn)行編號(hào)，讓小組學(xué)生自選材料、組合制擺、規(guī)范實(shí)驗(yàn)步驟、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀測(cè)、填寫(xiě)統(tǒng)計(jì)表。接著，展示匯報(bào)統(tǒng)計(jì)表時(shí)，學(xué)生再呈現(xiàn)數(shù)據(jù)的整體分析過(guò)程。

1. 用不同方式分析解讀統(tǒng)計(jì)圖表，感受科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)性。

五年級(jí)學(xué)生在數(shù)學(xué)課程教學(xué)中對(duì)收集整理數(shù)據(jù)與單式、復(fù)式統(tǒng)計(jì)表知識(shí)有一定的了解，對(duì)柱狀統(tǒng)計(jì)圖、條形統(tǒng)計(jì)圖、折線統(tǒng)計(jì)圖、韋恩圖、氣泡圖等也有一定的知識(shí)基礎(chǔ)。1分鐘擺的次數(shù)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)后，各小組根據(jù)統(tǒng)計(jì)表數(shù)據(jù)生成條形統(tǒng)計(jì)圖。此時(shí)，教師可以提問(wèn)：“觀察小組測(cè)量結(jié)果，你們發(fā)現(xiàn)了什么？”各小組從條形統(tǒng)計(jì)圖上感知到三次數(shù)據(jù)基本一致，再次感受擺的等時(shí)性。但是，學(xué)生還發(fā)現(xiàn)第4小組所測(cè)的1分鐘擺的次數(shù)是57下、46下、56下，46下。這些異常數(shù)據(jù)，引發(fā)了學(xué)生的思考：可能是什么原因造成的。學(xué)生紛紛剖析可能存在的原因：擺繩碰壁、計(jì)數(shù)錯(cuò)誤、報(bào)時(shí)不準(zhǔn)。這樣的“意外”引領(lǐng)學(xué)生去思考發(fā)現(xiàn)、重視事實(shí)、合理懷疑，傾聽(tīng)和考慮他人的不同想法或解釋。以上調(diào)整數(shù)據(jù)表現(xiàn)形式，直觀讀取數(shù)據(jù)的過(guò)程可讓學(xué)生在追求數(shù)據(jù)質(zhì)量中感受到科學(xué)的真實(shí)性與嚴(yán)謹(jǐn)性。

2. 從不同角度分析解讀統(tǒng)計(jì)圖表，發(fā)現(xiàn)科學(xué)本質(zhì)性。

獲得更為可靠、科學(xué)、全面的證據(jù)，是科學(xué)課中驗(yàn)證猜想的關(guān)鍵。在小組數(shù)據(jù)分析后，教師再引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行全班數(shù)據(jù)匯總：“看一看全班的數(shù)據(jù)，哪組數(shù)據(jù)跟你們小組一樣？你發(fā)現(xiàn)了什么？”從各小組數(shù)據(jù)到全班數(shù)據(jù)的對(duì)比觀察中，學(xué)生發(fā)現(xiàn)小組之間所測(cè)的擺動(dòng)次數(shù)不盡相同。于是，教師提出問(wèn)題：“相同時(shí)間內(nèi)，不同的單擺擺動(dòng)次數(shù)不同。你們覺(jué)得擺的快慢跟什么有關(guān)？”學(xué)生提出擺的快慢與擺繩長(zhǎng)短、擺錘質(zhì)量、擺動(dòng)幅度大小有關(guān)。教師順勢(shì)讓各小組代表上講臺(tái)一起高舉自制擺，臺(tái)下學(xué)生興趣高漲，紛紛一看究竟，發(fā)現(xiàn)這些擺繩、擺錘有相同也有差異。教師進(jìn)而順勢(shì)引出下節(jié)課《擺的快慢》的教學(xué)。

三、反思驅(qū)動(dòng)推理，提升數(shù)據(jù)的應(yīng)用力

《擺的快慢》是典型的對(duì)比實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)，學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究擺的快慢與擺繩長(zhǎng)短關(guān)系后，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單分析，明確得出“擺繩越短，擺得越快；擺繩越長(zhǎng)，擺得越慢”這個(gè)結(jié)論是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。教師可以精準(zhǔn)細(xì)化實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，有目的性地設(shè)置短擺繩、中擺繩、長(zhǎng)擺繩的擺繩長(zhǎng)度，比如第一種，10 cm、15 cm、20 cm；第二種，30 cm、35 cm、40 cm；第三種，20 cm、30 cm、40 cm；第四種，40 cm、45 cm、50 cm。每種長(zhǎng)度都由兩小組分別進(jìn)行1分鐘擺動(dòng)次數(shù)實(shí)驗(yàn)觀測(cè)統(tǒng)計(jì)，相同實(shí)驗(yàn)若出現(xiàn)不完全一致的數(shù)據(jù)，則剔除個(gè)別誤差數(shù)據(jù)后，將相同擺繩長(zhǎng)度的平均數(shù)，利用Excel表格匯總形成柱狀統(tǒng)計(jì)圖。

師：觀察這幅統(tǒng)計(jì)圖，你發(fā)現(xiàn)了什么？

生1：擺繩越短，擺的次數(shù)越多；擺繩越長(zhǎng)，擺的次數(shù)越少。

生2：擺繩50cm擺得最慢，擺繩10cm擺得最快。

生3：我從10cm擺43次、20cm擺32次、30cm擺27次發(fā)現(xiàn)，擺的快慢與擺繩長(zhǎng)短不成倍數(shù)關(guān)系。

學(xué)生還指出，單擺正如人腿，可以認(rèn)為自然速度下腿的長(zhǎng)短和跑步快慢之間存在一定關(guān)系。對(duì)此，學(xué)生展開(kāi)激烈討論，發(fā)現(xiàn)有些情況下腿長(zhǎng)的話邁的步伐大，腿短走的頻率快。我們拉長(zhǎng)研討的時(shí)空，讓科學(xué)學(xué)習(xí)與生活接軌，于是學(xué)生對(duì)擺繩長(zhǎng)短與擺的快慢規(guī)律性變化的趨勢(shì)有了深入思考。

僅有以上思考是不夠的，學(xué)生細(xì)致觀察統(tǒng)計(jì)圖后就會(huì)發(fā)現(xiàn)：25 cm的擺繩在這節(jié)課中沒(méi)有出現(xiàn)，它正好是下節(jié)課《制作鐘擺》的基本理想長(zhǎng)度。此時(shí)，教師可以提問(wèn)學(xué)生：“你覺(jué)得25 cm的擺繩可能擺多少下？為什么？”學(xué)生根據(jù)之前擺繩對(duì)應(yīng)的擺的次數(shù)進(jìn)行猜想，在介于20 cm與30 cm之間做出合理推理，擺繩長(zhǎng)20cm的時(shí)候擺動(dòng)32次，擺繩長(zhǎng)30 cm時(shí)擺動(dòng)27次，那么25 cm時(shí)擺動(dòng)次數(shù)可能在28-31次之間問(wèn)題。該數(shù)據(jù)反映的是一種概率和區(qū)間問(wèn)題，學(xué)生需要猜想并說(shuō)明推理的依據(jù)。接著，教師當(dāng)場(chǎng)進(jìn)行25 cm擺繩1分鐘擺動(dòng)次數(shù)的演示測(cè)試實(shí)驗(yàn)。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)全體學(xué)生聚精會(huì)神觀測(cè)并得出數(shù)據(jù)時(shí)，推測(cè)正確的學(xué)生歡呼雀躍。而后，教師再拋出問(wèn)題：“25 cm的擺繩真的擺30次嗎？”并請(qǐng)兩個(gè)學(xué)生進(jìn)行第二次、第三次擺動(dòng)擺錘。教師及另兩個(gè)學(xué)生結(jié)果一致，引發(fā)了大家的思考：“擺幅大小明顯不同，但結(jié)果一致，說(shuō)明了什么？”學(xué)生得出結(jié)論，擺的快慢與擺幅大小并無(wú)關(guān)系，而與擺繩長(zhǎng)短有關(guān)系。如此教學(xué)中，學(xué)生自然而然地借助統(tǒng)計(jì)圖所展示的規(guī)律性趨勢(shì)，在彌補(bǔ)數(shù)據(jù)缺失中無(wú)痕反思，有序推理，學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)的應(yīng)用力自然得到提高。

總之，《擺的認(rèn)識(shí)》的教學(xué)讓學(xué)生經(jīng)歷問(wèn)題驅(qū)動(dòng)收集數(shù)據(jù)、及時(shí)記錄分析數(shù)據(jù)、合理推理運(yùn)用數(shù)據(jù)，幫助學(xué)生建立模型建構(gòu)和推理論證，有效提高學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)的洞察力、思考力、應(yīng)用力，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的全面提升。

（作者單位：福建省寧德師范學(xué)院第二附屬小學(xué) 本專輯責(zé)任編輯：蘇少偉）

［1］宋斌，趙啟安.基于數(shù)據(jù)分析的小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)［J］.中小學(xué)數(shù)字化教學(xué)，2019（05）：21-23．

［2］徐春建，吳中君.表達(dá)·關(guān)聯(lián)·論證：小學(xué)科學(xué)課堂深度研討的優(yōu)化策略［J］.中小學(xué)教材教學(xué)，2021（10）：72-76.

［3］徐芳芳.基于科學(xué)精神培養(yǎng)兒童的數(shù)據(jù)分析觀念［J］.江蘇教育，2021（01）：47-51．

在教學(xué)中，教師必須以學(xué)生為中心，確立學(xué)生的主體地位，注重培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，以期最大限度地激發(fā)學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性。其中，立足于課堂，提升學(xué)生的思維、意識(shí)方式，有助于學(xué)生素養(yǎng)的培育。本專輯的幾篇文章，就此進(jìn)行了探索，并提供些許經(jīng)驗(yàn)。

本文系福建省教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃2023年“研究共同體”專項(xiàng)課題“單元整體教學(xué)視域下小學(xué)科學(xué)周末微項(xiàng)目作業(yè)設(shè)計(jì)與實(shí)施的研究”（課題編號(hào)：Fjygzx23-054）的研究成果。