小學(xué)科學(xué)實(shí)驗數據的呈現與論證論文

　　學(xué)生觀(guān)察實(shí)驗后的討論交流環(huán)節，是他們運用探究獲得的現象或數據進(jìn)行分析解釋、推理論證的過(guò)程。但實(shí)際教學(xué)中，很多教師卻只讓學(xué)生以小組為單位陳述或展示獲得的現象、數據，并沒(méi)有對數據進(jìn)行剖析，組與組之間沒(méi)有互動(dòng)交流，沒(méi)有集體的相互論證，對個(gè)別小組的特殊數據亦以“可能你們小組測量的時(shí)候出了問(wèn)題”等個(gè)人的經(jīng)驗感受來(lái)回避，最后以教師的小結作為結論而結束。其帶來(lái)的不良后果有三：一是學(xué)生對自己的觀(guān)察與實(shí)驗結果缺乏信心，久而久之容易產(chǎn)生為了隨大流而篡改數據的現象；二是缺乏分析與解釋使學(xué)生難以在數據與結論之間建立關(guān)聯(lián)，使概念真正內化于心；三是缺乏對學(xué)生科學(xué)邏輯思維能力的培養。本文以“熱起來(lái)了”一課為例就數據的獲取、呈現與論證談?wù)勛约旱囊恍┱J識。

　　一、改進(jìn)器材，科學(xué)獲取數據

　　在學(xué)生的探究活動(dòng)中，有許多因素會(huì )影響學(xué)生實(shí)驗數據的獲得，如實(shí)驗儀器的不精密、實(shí)驗材料的不典型以及周?chē)�環(huán)境的影響等，都會(huì )造成學(xué)生獲取的實(shí)驗數據不精確。在此數據基礎上的解釋與論證就會(huì )偏離預定目標，與建構核心概念背道而馳。

　　1、改進(jìn)儀器，避免估值影響數據小學(xué)科學(xué)中有很多測量是需要學(xué)生進(jìn)行估計的，如量筒測量液體的體積、玻棒式溫度計測量液體的溫度、彈簧測力計測量力的大小等，學(xué)生在利用這些儀器進(jìn)行測量、記錄數據時(shí)會(huì )有估上估下的誤差值，單獨一個(gè)數據或兩個(gè)數據對比明顯的情況下，不會(huì )受影響。但如果是一組連續的數據且數據變化不大的情況下，估值的上與下就會(huì )對數據的分析與解釋造成直接的影響�！盁崞饋�(lái)了”一課中，教材安排的是采用玻棒式溫度計測量一本字典的溫度，它只能精確到1攝氏度，每一小格之間的0、1至0、9攝氏度的值是需要學(xué)生來(lái)估計的，這個(gè)值的大小有人為的主觀(guān)因素，甚至同一位學(xué)生在前后幾次的估值中都有差異，這就使得個(gè)別小組在記錄的數據中出現了“裹了衣服后溫度升高了零點(diǎn)幾攝氏度”的情況，這為后面基于數據的解釋與推理帶來(lái)了麻煩。溫度能否不用估計就直接顯示出來(lái)呢？基于本課核心概念建構的需要，我們對儀器進(jìn)行了升級，用數字溫度計代替玻棒式溫度計，解決了學(xué)生人為估值影響數據的問(wèn)題，也符合新科技產(chǎn)品走進(jìn)科學(xué)課堂的理念。使用數字溫度計優(yōu)勢明顯：一是靈敏度提高，節省了溫度變化的等待時(shí)間；二是誤差更小，數據更準確；三是溫度不需要估算，消除了人為估值對數據的.影響，更便于學(xué)生在excel表格中直接輸入與呈現，為后續的論證環(huán)節做好了鋪墊。

　　2、改進(jìn)材料，防止他因干擾數據受年齡特點(diǎn)的影響，小學(xué)生在探究活動(dòng)中往往對探究材料特別感興趣，領(lǐng)到材料后，經(jīng)常會(huì )不自覺(jué)地把弄一些材料，如對材料進(jìn)行“親密接觸”，而這些材料又對“接觸”比較敏感的話(huà)，就會(huì )對實(shí)驗數據產(chǎn)生干擾�！盁崞饋�(lái)了”一課中部分小組在領(lǐng)到溫度計以后不是先記錄起始溫度，而是用手握住了溫度計下端的玻璃泡，致使溫度升高，這時(shí)再記錄起始溫度，這樣得到的數據顯然不科學(xué)。特別是在測量幾分鐘內的溫度變化過(guò)程中，有些同學(xué)把溫度計取出來(lái)放進(jìn)去反復操作，致使數據上下波動(dòng)。這就導致了好多組數據出現溫度升高的現象，也成了這節課上數據難處理的一大癥結。除了在實(shí)驗前對學(xué)生的操作進(jìn)行強調以外，可以改進(jìn)選用的材料。在本課中，可用一瓶接近人體溫度的溫水來(lái)模擬身體，代替教材中安排的字典。數字溫度計一開(kāi)始就插入瓶中，學(xué)生領(lǐng)到材料后，主觀(guān)上不容易接觸到溫度計敏感的下部。由此，困擾教師的干擾數據問(wèn)題迎刃而解。

　　二、借助圖表，直觀(guān)呈現數據

　　在學(xué)生獲取實(shí)驗數據之后，把數據呈現出來(lái)以供解釋與論證尤為重要。常見(jiàn)的方式有三：一是學(xué)生根據記錄表讀、報數據；二是小組成員把記錄表在實(shí)物投影儀上邊展示邊宣讀；三是各組把數據填寫(xiě)在教師準備的匯總表中。顯然，第一種方式失去了數據的價(jià)值，第二種方式比較常見(jiàn)，但缺乏全班整體數據的橫向比較；第三種方式相對比較理想，但需要教師準備一張大的匯總表，且不利于數據的直觀(guān)處理。在數字化時(shí)代，我們完全可以利用excel等軟件以數據圖表的形式呈現，同時(shí)可以對數據進(jìn)行直觀(guān)處理。

　　1、借助柱形圖呈現數據整體Excel中有個(gè)數據透視圖功能，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的設置就可以將數據匯總并以我們需要的圖表形式直觀(guān)呈現�！盁崞饋�(lái)了”一課采用柱形圖的方式直觀(guān)形象地呈現全班所有小組的實(shí)驗數據，效果比較明顯。數據的輸入、呈現與學(xué)生的探究活動(dòng)同步，在學(xué)生用數字溫度計測量溫度的過(guò)程中，每獲得一個(gè)數據，各組就可以指定一名同學(xué)到臺上電腦圖表中輸入數據，實(shí)時(shí)呈現在大屏幕上。有了全班同學(xué)的無(wú)形監督，避免了個(gè)別同學(xué)對數據的任意篡改。同時(shí)，學(xué)生在測量溫度的間隙也不再無(wú)事可干，可通過(guò)大屏幕隨時(shí)觀(guān)察各組同學(xué)測得的實(shí)時(shí)數據，初步進(jìn)行分析與思考。全班同學(xué)實(shí)驗完畢，數據也同時(shí)輸入完畢，一張全班各組數據的柱形圖便呈現在大家面前。（圖1）此圖充分利用了excel數據處理模塊，直觀(guān)形象地呈現了12組學(xué)生的實(shí)驗數據，使學(xué)生面對全班大量的數據不再眼花繚亂，通過(guò)圖形與具體數據的結合，有助于學(xué)生對數據的觀(guān)察與分析、推理與論證。

　　2、借助折線(xiàn)圖呈現數據趨勢有時(shí)候我們并非需要對所有數據進(jìn)行呈現與對比分析，而是顯現數據變化的趨勢。這時(shí)，我們就可以借助折線(xiàn)圖來(lái)達成目標�！盁崞饋�(lái)了”一課中學(xué)生在對數據進(jìn)行整體分析后發(fā)現，衣服不能給身體增加熱量，同時(shí)發(fā)現：裹了衣服溫度反而還在降低，那衣服還有作用嗎？而這個(gè)問(wèn)題教師有預設，在學(xué)生探究活動(dòng)中事先在其中一個(gè)小組增加了一個(gè)對比實(shí)驗，這時(shí)就可以把這個(gè)小組的對比數據以折線(xiàn)圖（圖2）呈現，使學(xué)生對裹了衣服和沒(méi)裹衣服的溫度變化趨勢一目了然，也使學(xué)生對保溫的概念有一個(gè)新的認識：保溫并不是能一直保持溫度不降，而是減緩熱量的散失，使溫度降低的速度變慢。

　　三、利用數據，深入剖析論證

　　科學(xué)獲取數據并借助圖表直觀(guān)呈現，其目的是幫助學(xué)生建立自己的觀(guān)點(diǎn)，用事實(shí)說(shuō)話(huà)、用證據解釋?zhuān)�培養實(shí)證精神。因此，在交流研討環(huán)節，教師要組織學(xué)生充分利用數據來(lái)說(shuō)話(huà)、來(lái)解釋?zhuān)�使研討交流成為學(xué)生對話(huà)的平臺，成為學(xué)生推理論證的契機，在個(gè)體到集體的論證中，思維得到發(fā)展，概念得以完善與提升。

　　1、自我分析，個(gè)體論證個(gè)體論證是本人或本組成員對自己或本組的實(shí)驗數據分析與解釋、交流與分享的過(guò)程，是學(xué)生基于自己的觀(guān)點(diǎn)尋求證據進(jìn)而完善自己觀(guān)點(diǎn)的過(guò)程，有助于學(xué)生從證據上升到解釋?zhuān)�促進(jìn)思維的發(fā)展�！盁崞饋�(lái)了”一課中，全班學(xué)生在探究活動(dòng)前就已經(jīng)借助生活經(jīng)驗與感受建立了兩種不同的觀(guān)點(diǎn)：“衣服能給身體增加熱量”和“衣服不能給身體增加熱量”。但這兩種觀(guān)點(diǎn)都建立在學(xué)生主觀(guān)感受的基礎上，所以都成立，誰(shuí)也說(shuō)服不了誰(shuí)。于是教師應引導學(xué)生要用事實(shí)來(lái)說(shuō)話(huà)、用證據來(lái)解釋�！笆聦�(shí)”和“證據”就在學(xué)生實(shí)驗中觀(guān)察到的數據里。因此，研討交流的首要任務(wù)就是要組織學(xué)生開(kāi)展個(gè)體論證，要讓學(xué)生觀(guān)察圖1中自己小組的數據，對起始溫度、1分鐘后的溫度、2分鐘后的溫度、3分鐘后的溫度等幾個(gè)數據作縱向的觀(guān)察與分析，用數據來(lái)佐證自己的觀(guān)點(diǎn)。在觀(guān)察分析中，有些小組發(fā)現自己數據中的四個(gè)溫度沒(méi)有一個(gè)上升，說(shuō)明衣服不能給身體增加熱量，與當初的觀(guān)點(diǎn)一致；而起初持不同觀(guān)點(diǎn)的小組也發(fā)現自己的四個(gè)數據沒(méi)有上升，與當初的觀(guān)點(diǎn)不一致，從而產(chǎn)生了認知沖突。在這里，是堅持自己原先的觀(guān)點(diǎn)，還是尊重事實(shí)，尊重數據，體現了科學(xué)態(tài)度與精神的滲透與培養。

　　2、全班互動(dòng)，集體論證在個(gè)體論證的基礎上，教師組織學(xué)生開(kāi)展集體論證，讓全班同學(xué)對其他小組的數據進(jìn)行比較分析、質(zhì)疑批駁或解釋評價(jià)，通過(guò)不同觀(guān)點(diǎn)的相互“交鋒”，產(chǎn)生思維碰撞，在實(shí)現從個(gè)體表征到集體建構的過(guò)程中理解科學(xué)概念和科學(xué)本質(zhì)�！盁崞饋�(lái)了”一課，教師一方面要求學(xué)生對自己的數據進(jìn)行分析論證，另一方面則要求他們對其他小組的實(shí)驗數據進(jìn)行觀(guān)察。這時(shí)，有些同學(xué)就會(huì )關(guān)注一些特殊的數據，并提出自己的分析、質(zhì)疑與推理。在此基礎上，教師還應引導學(xué)生從全班的角度觀(guān)察數據，從上升、下降或者基本一致幾個(gè)方面分析數據。學(xué)生很快發(fā)現，圖1中沒(méi)有一個(gè)小組的溫度上升，說(shuō)明了衣服不能增加熱量。同時(shí)還發(fā)現絕大部分小組數據有下降的現象，這在學(xué)生的意料之外，更促使學(xué)生去進(jìn)一步分析原因，去聯(lián)想生活實(shí)際來(lái)思考。在相互的交流論證中，知道了溫水在不斷地向外界散發(fā)熱量，而衣服只是起到了保溫的作用，使溫度下降的速度減慢。這樣，學(xué)生的匯報交流就不再是數據的簡(jiǎn)單呈現與結果的主觀(guān)臆斷，而是一個(gè)不斷對話(huà)、交流的理性過(guò)程，更注重概念建構與思維發(fā)展的有效融合。綜上所述，引導學(xué)生基于數據的分析與解釋?zhuān)�能有效解決匯報交流單純呈現數據的問(wèn)題，能幫助學(xué)生改變?yōu)橛涗浂�記錄、為匯報而匯報的現狀，慢慢引領(lǐng)學(xué)生對數據的尊重、對數據的利用，以及運用數據來(lái)推理與論證的能力，更好地促進(jìn)學(xué)生思維的發(fā)展。

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