科學課中實驗數據的“有效性”探析

◆成都市棕北中學西區實驗學校小學部 宋斐華

小學科學課離不開實驗，實驗過程一般為：實驗準備—實驗—實驗數據分析—得出結論、獲得科學認識，可見實驗數據分析是實驗不可或缺的步驟。教師應該有意識地培養學生收集實驗數據、分析處理實驗數據的能力，培養學生科學實證意識、質疑精神等，提高他們的科學素養，擴大知識面。

樹立良好的數據意識

小學生都喜歡做實驗，因為實驗能滿足他們動手的需求和好奇心理。然而，一些學生把實驗當作游戲，做實驗時把觀察實驗現象、控制實驗變量、實事求是地讀取實驗數據都拋之腦后，當要收集數據填寫實驗記錄單時，才發現該做的都沒做，為了完成任務，隨便填寫應付了事。

對此，教師應引起足夠重視，引導學生樹立良好的實驗數據意識，指導他們收集實驗數據，關注數據背后的信息，理性對待不同數據，有效提升實驗數據的“有效性”。

提高數據收集能力

1.注重實驗示范，提高數據準確度

在實驗教學過程中，教師要做好直觀的實驗示范，使學生看到清晰、規范的實驗操作，對實驗要點了然于胸，這樣可使學生在收集數據時少出問題，有效降低實驗數據的誤差率，提高數據的準確度。

在教授《聲音的傳播》一課時，根據學生知識構建的需要，我設計了“比較聲音在不同物質（規格相同、材質不同的木尺、塑料尺和鋁箔尺）中的傳播能力”實驗。聲音探究實驗對實驗環境有很高的要求，對實驗材料的選擇也有嚴格的標準，為了達到理想的教學效果，我認真篩選實驗材料，有意識地訓練學生，創造安靜的實驗環境。

接下來，在學生了解聲音的傳播方式的基礎上，我提出有關聲音傳播能力的問題，并進行實驗示范教學，讓學生知曉實驗的規范操作，了解實驗時需要注意的事項。最后，學生分組實驗，及時收集實驗數據并做好記錄。學生進行實驗匯報時，我發現各組的實驗數據相對接近，實驗數據誤差率小，實驗數據的準確度較高。

2.制訂實驗計劃，保證數據客觀性

學生動手實驗前，教師要引導學生先動腦，在小組內研究實驗步驟和方法，討論實驗中應注意的問題，再共同制訂一份比較完善的實驗計劃。實驗計劃越完善，操作也會越規范，受其他無關因素的干擾也會越少，得出的數據也越接近事實，特別是在對比實驗中，要引導學生控制好變量，使實驗得出的數據真實客觀，經得起他人驗證。

教《擺的研究》一課時，當學生測出擺在15秒鐘內擺動的次數后，我拋出探究問題：“擺的快慢與擺長、擺錘重量和擺幅這3個因素有什么關系？”學生能否設計一套科學合理的實驗方案，是整個實驗探究活動成敗的關鍵。為此，我帶領學生討論了以下問題：

（1）遇到一個事物與多個變量有關時，應該怎么研究？

（2）能不能用兩個不同重量的擺錘來研究擺長問題？

（3）對比實驗中相同的因素和不同的因素（變量）分別是什么？

通過討論，我們制訂了對比實驗控制變量方案。學生們正想動手實驗，我又追問：“在實驗中我們還應該注意些什么，可以讓探究更加有效，數據更加準確呢？”在對這個問題進行討論后，學生對實驗操作細節加以關注：①做3次實驗或以上，求平均數——重復做，盡量排除偶發因素；②對比實驗同時做——省時、直觀而且便于計時；③由一個人操作——把人為因素影響控制到最小……這些都強調測量要準確，保證了數據的客觀性，使學生收集的數據更有效。

學會數據處理方法

1.大膽質疑，分析、處理異常數據

在實驗過程中出現異常數據是很正常的，不用教師提醒，學生也會提出異議。這時，教師要允許學生有不同意見，引導他們明白科學探究的答案有時不是唯一的，真正意義上的科學探究是對客觀世界中未知領域的探究，是無法完全預知結果的。

《運動起來會怎樣》一課要求學生測量自己1分鐘內心跳或呼吸的次數，我首先告訴他們如何才算呼吸一次、心臟跳動一次，其次指導他們怎樣使用工具，如秒表、簡易聽診器，明確實驗注意事項，最后，學生測量自己在平靜狀態下1分鐘內呼吸的次數，測量了3次。學生匯報數據時，我發現大家的數據存在差異，其實這正是我所預料的結果，我就順水推舟讓學生進行質疑，在爭論中解決問題。學生提出了許多疑問：“實驗設計有沒有問題？”“實驗材料有沒有問題？變量控制是否到位？”“測量時環境是否安靜？”……當學生找到問題的癥結所在，我就讓學生進行調整，再反復進行實驗，看看實驗數據是否有變化。如果學生通過反思沒有找出問題，說明實驗數據是正確的，但仍應進行重復實驗，以驗證實驗結論。

2.用圖表呈現數據，揭示事物規律

在有些課型中，教師引導學生用圖表呈現實驗數據，可以幫助他們加深對實驗數據的理解，從而更好地發現事物的規律。

《溫度與氣溫》一課中，在學生學會科學使用溫度計測量室外溫度的基礎上，我給每組學生配備了一個溫度計，并讓他們測量一天中清晨、上午、中午、下午、傍晚的氣溫，感受一天中氣溫的變化，探究其中的科學道理。當實驗結束學生匯報數據時，我先要求他們根據表格中的數據繪制折線圖，再讓他們觀察折線圖，學生們很快發現一天中氣溫“低—高—低”的變化規律。通過用圖表呈現實驗數據并認真觀察，學生們了解了常態下一天中氣溫的變化軌跡，大大提高了科學認識。

綜上所述，在科學課上，教師指導學生及時收集實驗數據，認真分析和處理各種實驗數據，發現其中的規律，并自覺運用數據來解釋實驗中相關的問題或現象，可提高實驗數據的“有效性”。