用心采集數(shù)據(jù)，提升實(shí)驗(yàn)效率

小學(xué)科學(xué)新課標(biāo)指出：“科學(xué)探究要培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)證意識(shí)。”這告訴我們，科學(xué)探究離不開數(shù)據(jù)，引導(dǎo)學(xué)生合理地、科學(xué)地分析、處理科學(xué)探究活動(dòng)中接觸到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以不斷地推動(dòng)學(xué)生思維的發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)精神。數(shù)據(jù)的價(jià)值離不開有效的采集。采集是數(shù)據(jù)分析前的準(zhǔn)備，是整個(gè)探究活動(dòng)的有力保障。我們應(yīng)如何收集這些關(guān)系課堂命脈的有效實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)呢？我結(jié)合課堂教學(xué)談幾點(diǎn)自己的想法。

一、指導(dǎo)儀器的用法

數(shù)據(jù)也稱觀測(cè)值，它來自實(shí)驗(yàn)測(cè)量、觀察。測(cè)量和觀察的準(zhǔn)確性在實(shí)驗(yàn)過程中起著重要的作用。如果實(shí)驗(yàn)過程中，某種儀器使用不當(dāng)或觀察方法不正確，就會(huì)使實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)失真，出現(xiàn)錯(cuò)誤的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

例如，有位教師在測(cè)量水的溫度時(shí)對(duì)一杯熱水的溫度變化進(jìn)行測(cè)量，要求學(xué)生每隔2分鐘觀察一次杯中水的溫度，然后記錄下來。教師忘記強(qiáng)調(diào)讀數(shù)時(shí)不能拿出溫度計(jì)，結(jié)果學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的過程中為了方便觀察，每隔2分鐘就把溫度計(jì)拿出水面，使數(shù)據(jù)失真，嚴(yán)重影響最后的測(cè)量結(jié)果。

由此可見，指導(dǎo)學(xué)生正確地測(cè)量是獲取真實(shí)的數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)，也是成功探究的一個(gè)重要因素。教師要耐心、認(rèn)真地指導(dǎo)學(xué)生正確地使用實(shí)驗(yàn)儀器，指出使用過程中的注意事項(xiàng)。

二、精心選擇材料

在探究活動(dòng)中，教師要讓學(xué)生選擇典型的有結(jié)構(gòu)的材料，因?yàn)橹挥羞@些材料才能凸顯事物的本質(zhì)特征，才能從中捕捉客觀的數(shù)據(jù)，得出結(jié)論。

如在教學(xué)“物體在水中是沉還是浮”時(shí)，按照書本的意圖，教師讓學(xué)生自備蘿卜來研究由同一種材料構(gòu)成的物體在水中的沉浮規(guī)律，結(jié)果有些組改變蘿卜的輕重和體積大小后，沉浮不變；有些組在改變蘿卜的輕重和體積大小后，沉浮有變化，先浮后沉，這到底是怎么回事呢？教師發(fā)現(xiàn)，有些組的蘿卜是空心的，切小后，由于長(zhǎng)時(shí)間浸在水中，蘿卜的重量增加，大于浮力，因此比較容易下沉。教師課前預(yù)設(shè)的“改變蘿卜的輕重和體積大小，沉浮不變”與學(xué)生的實(shí)際結(jié)果產(chǎn)生了矛盾，數(shù)據(jù)缺乏客觀性，不能得出正確的結(jié)論。假如在課前，教師能考慮到蘿卜的這些特殊因素，讓學(xué)生選擇有結(jié)構(gòu)的材料來做實(shí)驗(yàn)，學(xué)生就能輕而易舉地發(fā)現(xiàn)由“同一種材料構(gòu)成的物體在水中改變它們的輕重和體積大小，沉浮不變”的規(guī)律。

因此，教師在學(xué)生實(shí)驗(yàn)前，要為學(xué)生精心挑選有結(jié)構(gòu)的材料，努力創(chuàng)造條件讓學(xué)生采集到客觀的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)規(guī)律性的東西。在每一次實(shí)驗(yàn)前，教師必須反復(fù)嘗試，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中較難控制的無關(guān)變量，了解實(shí)驗(yàn)中需注意的事項(xiàng)，為學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)茼樌M(jìn)行，為實(shí)驗(yàn)后學(xué)生能獲取客觀的數(shù)據(jù)做好充分的準(zhǔn)備。

三、制定研究方案

實(shí)驗(yàn)研究方案的設(shè)計(jì)是得到有效數(shù)據(jù)的前提和保障。在實(shí)驗(yàn)前，教師要指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)和制定周密的實(shí)驗(yàn)方案，站在學(xué)生的角度，與學(xué)生一起思考實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的突發(fā)情況，使學(xué)生對(duì)即將開展的實(shí)驗(yàn)了然于心，這樣就不會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤數(shù)據(jù)和無效數(shù)據(jù)了。

在“100毫升水能溶解多少克食鹽”的實(shí)驗(yàn)中，有這樣一個(gè)案例：

師：100毫升水大約能溶解35克食鹽，你們?nèi)绾巫C明？

生1：先測(cè)出一勺鹽是多少克，再一勺一勺地放進(jìn)水杯里，數(shù)出有幾勺鹽，再折算成幾克。

師：一勺鹽有多有少，怎樣保證每一勺基本相同？

生2：用筷子在勺子上平勺，保證每次都一樣。

師：那么怎樣加鹽呢？

生3：我們組打算一勺一勺地加。

生4：這樣不行，應(yīng)該先放15勺再放10勺然后慢慢減少，最后一勺一勺地放。

師：你們?yōu)槭裁匆@么放呢？請(qǐng)說明理由。

生4：我們?cè)谏洗巫鰧?shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，越到后面，食鹽溶解的速度越慢。一開始食鹽溶解得快就多放節(jié)省時(shí)間，后來溶解慢，就要一勺一勺地放，否則不知道水里還能溶解幾勺鹽。

師：最后一勺鹽要不要計(jì)算？為什么？

生5：不計(jì)算，因?yàn)檫@勺鹽已經(jīng)不能溶解。

在案例中，教師充分把握了實(shí)驗(yàn)的細(xì)節(jié)，讓學(xué)生在思考、議論中發(fā)表各自獨(dú)特的見解，攻破實(shí)驗(yàn)中的一個(gè)個(gè)難點(diǎn)。這樣，學(xué)生就能在有限的時(shí)間內(nèi)順利地做實(shí)驗(yàn)，少走彎路，有效地保證每一個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，成功地完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，揭示規(guī)律。可以說，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來源于實(shí)驗(yàn)方案，有了好的方案才有真實(shí)的數(shù)據(jù)，才能保障得出的結(jié)論是正確的、科學(xué)的。

四、設(shè)計(jì)記錄方式

學(xué)生對(duì)科學(xué)概念的建構(gòu)還處于直觀形象的階段，必須有直觀并富有沖擊力的證據(jù)放在面前，才能得出準(zhǔn)確的結(jié)論。因此，教師要幫助學(xué)生設(shè)計(jì)形式多樣的記錄方式，整理、匯總數(shù)據(jù)，并借助直觀的數(shù)據(jù)變化，挖掘事物的本質(zhì)。如在“抵抗彎曲”中，寬度和厚度會(huì)影響紙的抗彎曲能力，但是厚度比寬度抗彎曲的能力更強(qiáng)。教材上的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)是獨(dú)立的，雖然最后也有比較，學(xué)生也能模糊感覺厚度抗彎曲能力更強(qiáng)一些，但是總覺得沒有說服力，如果這時(shí)將兩者的數(shù)據(jù)結(jié)合起來，設(shè)計(jì)成表格，效果就不一樣了。

通過橫向、縱向的數(shù)據(jù)的觀察和比較，學(xué)生就能發(fā)現(xiàn)，紙?jiān)綄捒箯澢芰υ綇?qiáng)，紙?jiān)胶窨箯澢芰υ綇?qiáng)。同樣的條件下，紙的厚度抗彎曲能力比寬度更強(qiáng)。

在執(zhí)教“一天的垃圾”時(shí)，我請(qǐng)學(xué)生在課前收集家中一天所產(chǎn)生的垃圾的量，通過Excel表格匯總數(shù)據(jù)。然后，我引導(dǎo)學(xué)生把這些垃圾的數(shù)量折算成學(xué)生能看得見的塞滿垃圾的大垃圾袋的個(gè)數(shù)，之后繼續(xù)折算為塞滿垃圾的教室的數(shù)量，讓學(xué)生進(jìn)一步感受數(shù)據(jù)的沖擊力。

在四年級(jí)上冊(cè)的“溫度與氣溫”中，教師可以用折線圖記錄學(xué)生一天中測(cè)量的不同時(shí)間段的氣溫。

通過折線圖，學(xué)生能直觀形象地感受到一天中溫度的變化規(guī)律——從凌晨開始先慢慢上升，下午兩點(diǎn)開始慢慢下降。如果用表格記錄，是達(dá)不到這一視覺效果的。

在“點(diǎn)亮小燈泡”中，我讓學(xué)生嘗試用多種方法點(diǎn)亮小燈泡并畫出簡(jiǎn)單的電路實(shí)物圖。對(duì)四年級(jí)的學(xué)生來說，這有一定的難度，弄不好會(huì)影響教學(xué)的進(jìn)度，但又不能沒有記錄，怎么辦？我在教學(xué)實(shí)踐中事先剪下一組燈泡和電池實(shí)物圖，讓學(xué)生采取貼圖畫導(dǎo)線的方法記錄，這樣既省時(shí)又高效。

總而言之，實(shí)驗(yàn)離不開記錄，形式多樣且切實(shí)有效的記錄方式，為學(xué)生鋪設(shè)了一條道路，使原本雜亂、無序的數(shù)據(jù)變得有序，更利于學(xué)生找尋、分析事物的規(guī)律。

五、開展實(shí)驗(yàn)探究，完成數(shù)據(jù)的收集

為了采集到全面而真實(shí)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，學(xué)生要全身心地投入實(shí)驗(yàn)。但是有的學(xué)生要么隨便填數(shù)據(jù)，要么干脆空著，這樣的實(shí)驗(yàn)效果可想而知，學(xué)生根本不可能從中發(fā)現(xiàn)事物的潛在規(guī)律，勉強(qiáng)找到的這些所謂的數(shù)據(jù)也毫無實(shí)證價(jià)值。因此，教師要為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個(gè)安靜的實(shí)驗(yàn)探究氛圍，給學(xué)生充足的時(shí)間，讓學(xué)生集中精力，按實(shí)驗(yàn)步驟有條不紊地操作，及時(shí)把握時(shí)機(jī)收集有效的數(shù)據(jù)，從數(shù)據(jù)信息中發(fā)現(xiàn)問題。

數(shù)據(jù)是學(xué)生觀察和實(shí)驗(yàn)的最重要的實(shí)證之一，是作出解釋的最重要的依據(jù)，是學(xué)生形成科學(xué)認(rèn)識(shí)的有力武器。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，我們要充分利用數(shù)據(jù)，用事實(shí)說話。采集數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù)求證活動(dòng)中的重要環(huán)節(jié)，數(shù)據(jù)的有效性將直接影響學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)的整理和分析以及運(yùn)用數(shù)據(jù)進(jìn)行解釋的實(shí)效性，因此，教師一定要把采集有效數(shù)據(jù)放在首要位置。

（責(zé)編 莫彩鳳）