基于數據診斷分析 提升科學思維素養

張阿育

摘 要：小學科學實驗數據是定量實驗結果的重要表現方式，也是體現研究結果的重要證據。合理、恰當、有效地運用學生在觀察、實驗等探究活動中，通過搜集、整理、分析得到的數據，讓學生自覺運用數據來解釋相關的問題或現象，培養學生實事求是、用事實說話的科學精神和態度，提升學生科學思維素養。

關鍵詞：數據;診斷分析;思維素養

小學科學實驗數據是定量實驗結果的重要表現方式，也是體現研究結果的重要證據。強化對科學實驗數據診斷、分析、推理論證，可以使科學課堂變得簡練、嚴謹且高效，幫助學生建構核心科學概念，促進學生科學思維素養的發展。

一、精確有效數據，發展科學實證思維

《義務教育小學科學課程標準（2017版）》指出：科學探究要培養學生的實證意識。俗話說：“巧婦難為無米之炊”，如果學生自身數據意識薄弱，一味沉浸在實驗的過程中，未能有效發揮數據作用，“玩”大于探究，那么準備得再好，結果還是“空頭支票”?！安牧弦鸹顒?，活動引發思維”。無論是觀察、測量還是調查，大多數的實踐性活動開展都需要相關材料作為支撐。所以科學實驗中應重視材料的選擇、操作、綜合運用，注重材料結構性選擇，那么精準有效的數據便水到渠成，運用起來會得心應手。

如在《熱是怎樣傳遞的》教學中，學生根據提供的材料（橫放的銅棒裝置、蠟燭、火柴、凡士林、尺子、秒表、廢棄皿、涂好溫變油墨的金屬圓片等）進行實驗操作，親眼見證熱傳遞的過程（教師著重介紹凡士林這一材料的特性是遇熱熔化）。

生：我們采用的是一端加熱的方法，看到火柴棒一根根掉落了，火柴掉落的順序依次是：DCAB

師：熱在銅棒上傳遞的方向是：（熱的部分→冷的部分）

生：我們小組采用的是中間加熱的方法，火柴掉落的順序是： ?ACBD

師：誰來說說熱在銅棒上傳遞的方向是？

生：熱在銅棒上傳遞的方向是（中間→兩邊）

……

生：熱是在銅棒的表面傳遞的，因為粘在銅棒表面的凡士林熔化了。

生：熱也在銅棒的里面傳遞，因為我們組銅棒上有洞，我們發現洞里面的凡士林熔化了。

……

教學中，提供一些嚴密結構性的材料，引領學生參與材料的準備工作，讓材料滲入學生的學習與生活中，豐富學生的認識，讓學生在探究實踐中體驗，在體驗中實踐，精測科學有效的數據，指向科學概念的建構，碰撞出思維的火花，從“經驗思維”向“實證思維”轉變，促進學生科學實證思維的發展。

二、精準有序數據，發展科學邏輯思維

在進行《導體與絕緣體》一課教學時，老師給每一小組發下20種材料，讓學生檢測哪些物體是導體哪些是絕緣體，那次我正好坐得離學生比較近，就就近觀察起了一小組，這一小組做得很開心也做得很快，可是我卻發現他們的記錄表格還是空空的。匯報時，憑著記憶與原先的猜測把表格填滿，通過察顏觀色，發現別人說得有理，開始跟風，從而放棄自己真實的實驗數據。科學合理地整理、分析實驗活動中接觸到的數據，對推進學生的思維發展、提高學生的學習效率起著重要的作用?？v觀課堂實驗，常常無序呈現收集到的數據，簡單、機械式地進行定性分析，忽視了教學邏輯性，探究實踐活動缺乏邏輯性，科學共識的歸納也不符合邏輯性。教學中要結合科學學科的特點、學生的認知規律以及邏輯思維發展的特征，有序呈現數據，從定性分析向定量分析去轉變，將內隱的思維直觀呈現，促進科學邏輯思維的發展。

三、精辟有理論證，發展科學理性思維

小學科學課程以培養學生的理性思維為主，倡導基于“推理和論證“進行數據分析、達成共識?？茖W共識的達成是理性思維的結果，是建立在證據的基礎之上。理性思維是一種建立在科學數據和推理基礎上的思維方式，從分析學生思維建構的過程來看，他們正由具體形象思維向抽象邏輯思維過渡，仍然以有關具體事物的描述性經驗為主，缺乏判斷，沒有進行合理的“邏輯性推理”以及遵循“證據鏈統一”的原則，對于探究活動收集的數據，未能展開“基于證據”的論證，即便展開了也只是“以偏概全”。在《100毫升水能溶解多少食鹽》的科學探究中，教師讓學生動手將實驗器材準備充足，然后將學生分成6個小組，每組的人數相同，科學知識掌握水平相近。分組實驗時，每個學生都要認真觀察實驗過程，以及實驗中用到的器材，之后每個小組都要將實驗的數據進行記錄和匯報。對實驗過程中出現的誤差或意外，分析原因，找出問題，再進行相同的實驗，讓學生再收集數據，進行比較。如此反復的實驗，有利于學生學會如何收集數據，在實驗中確保數據有理有據。教學中需要我們引導學生收集真實有理、有效的數據，絕對不能更改、捏造實驗數據，利用這些數據進行分析、綜合、抽象與概括，通過組內和組間的證據交流和評論，形成自己的證據，檢驗自己的證據，發展學生科學的理性思維。

編輯 李 爭