科学探究活动中数据整理的策略

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所谓数据是指学生在科学探究活动中通过观察、实验等得到的相关实验数字.对于学生来说,数据是他们在科学探究过程中最真实的记录,是他们通过观察、测量、实验、记录等方式获得的,是他们科学探究的依据.对于科学教师来说,不懂得数据在科学教学中的重要性,就不能充分理解科学的本质“严谨和证据”,就不能引领学生理解什么是证据.那么,在科学探究活动中怎样获得可靠的数据呢?

一、 针对无效数据,组织讨论,重视证据意识

在科学教学过程中,很多问题的解决都依赖于数据,我们要有效利用学生在观察、实验过程中得到的数据,让学生自觉运用数据来解释相关的科学问题,不断利用数据证明自己的观点,培养实事求是、用事实说话的科学精神和态度,提高科学探究的效率.

如执教《磁铁的两极》教学片段:

笔者要求学生做“磁铁什么地方的磁力大”的分组实验,发现有一个小组在挂回形针时,两极挂的都是6个,而两极内侧的点也分别挂了6个.在小组汇报交流时,他们发现其他小组都是两极挂的回形针最多,这时小组中有同学提出:“我们可能做错了,两极挂的回形针应该最多,怎么办?”他们经过重新实验,最后修改了记录表中的数据,把两极挂的个数由6个改为7个.

作为一名科学教师,在学生开展科学探究活动的过程中,一方面要让学生明白真实数据是科学探究活动的首要条件,尊重数据是科学探究活动必须遵循的准则,让学生明白科学是讲究证据的,我们必须从实际出发,实事求是,尊重科学事实,促进学生科学态度的形成.

另一方面,教师要时刻关注学生实验数据的收集过程,不能只看学生实验的结果是否正确,急于下结论,而忽略了学生得出结论的依据,教师要明察秋毫,如果一旦发现问题,要不惜时间组织学生重新实验,使他们认识到科学探究讲究证据,科学实验就是让我们收集证据,对数据进行整理分析,从而得出正确的结论.

二、 借助不同数据,提出问题,激发探究动机

问题是科学探究的前提,是开启任何一门科学的钥匙,没有问题就不会有解释问题的思想方法,可见发现问题并提出问题对科学教学具有重要的意义.我们可以设置一个真实的任务,来激发学生的思维,驱动学生提出问题和作出假设.在数据收集型科学探究中,我们可以根据学生实验得出的不同数据,启发学生提出探究的问题,激发学生学习科学的兴趣,从而主动地投入到科学探究中.

如执教《电磁铁》教学片段:

笔者首先让学生自己做一个电磁铁,再数出电磁铁吸住大头针的个数,然后将各小组的实验数据进行整理汇总,如下表:

笔者看了一下同学们汇总的实验数据,发现各小组的实验数据差距较大,如第七组是3个,而第八组是6个,竟相差一半.笔者觉得这些数据的背后有文章可做,于是因势利导,与学生进行了下面的对话:

师:看到这些数据,你们有什么想法吗?

生:为什么每个组的电磁铁吸住大头针的个数不一样?

生:电磁铁的磁力大小和什么因素有关?

师:想知道原因吗?

生: 想!(齐声)

师: 好,让我们继续来探究吧!

笔者针对学生实验得出的不同数据,及时引导学生提出问题,引发学生思考,点燃了学生思维的火花,激发了学生探究的动机,从而使学生产生持续探究的,提高了探究活动的质量.提出问题是探究活动的首要环节,也是保护学生好奇心和激发他们求知欲的关键环节.

三、 利用正确数据,分析整理,形成科学概念

数据收集的过程是学生实践的过程,也是学生最喜欢的环节,但学生在科学探究活动中收集的数据就像一颗颗珍珠,只有整理成一串才能成为项链,也才能发挥其应有的作用.数据整理成证据,才能支撑结论,才能形成科学概念.

如执教《磁铁的磁性》教学片段:

笔者要求学生在条形磁铁上取A,B,C,D,E五个点(两个点之间的距离相等),在各点上首尾相连挂回形针,根据所挂回形针的数目来判断磁铁各部分磁性的强弱.学生实验后,将实验数据统计如下:

师:发现了什么规律?


生:中间磁性最弱.

师:你是怎么知道的?

生:每个组中间都是0.

师:你还有什么发现?

生:磁铁两边磁性最强.

师:说说你的理由.

生:每组的实验都是两边挂的回形针最多.

师:通过刚才对实验数据的分析整理,我们知道条形磁铁两边磁性最强,中间磁性最弱.磁铁磁性最强的地方叫磁极,条形磁铁有两个磁极.

数据的分析是一个思维发展的过程,教师在引导学生分析数据时不能只为了得到正确结论而匆匆分析,应该真实客观地分析数据,得出正确的科学概念.在这里,每一个单一的数据只能证明事物在一个点上变化的结果,不能代表其他;每一组数据只能证明事物在一个变化周期里的结果,不能代表普遍现象;多组重复实验的数据能证明事物在一定条件下,具有相同的变化结果,具有普遍性.在科学探究活动中,利用各种方法得到的大量数据,需要通过整理和分析才能发现彼此之间的联系,发现其中的规律.教师要重视数据的收集、整理、分析及方法的正确指导,帮助学生形成正确的科学概念.

四、 正视异常数据,反复验证,培养反思精神

学生在科学探究过程中,由于操作和测量等,有时取得的数据会不一致,会出现一些异常数据.如果数据本身都有问题,那我们依靠数据得出的结论也会是不正确的.这些异常数据处理不当会导致学生错误地解释,影响学生形成正确的科学概念.所以让学生分析数据前,先要让学生思考“我们得出来的数据都能使用吗”.教师要引导学生明白在探究过程中出现的异常数据是很正常的,要排除异常数据,必须认真分析,并反复验证.学生在排除异常数据的同时,也培养了反思精神.

如执教《100毫升水能溶解多少克食盐》的教学片段:

笔者让学生做100毫升能溶解多少食盐的实验后,将学生研究结果汇总,写在黑板上.

师:你从上面发现了什么?

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