基于科學素養(yǎng)的學生數(shù)據(jù)分析能力培養(yǎng)

◇劉 丹

【作者單位：揚州育才實驗學校江蘇】

小學科學課程以培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)為宗旨，提出了在科學探究過程中發(fā)展科學探究能力的要求。對于中高年級的學生而言，在體驗實際操作的基礎上，應更加側(cè)重實驗數(shù)據(jù)的收集、分析、反思的過程。本文結(jié)合具體教學實例，從數(shù)據(jù)收集意識、數(shù)據(jù)分析方式、分析誤差數(shù)據(jù)這三個方面，針對不同層次的學生數(shù)據(jù)分析能力的培養(yǎng)，從教學手段與方法方面闡釋自己的思考和看法。

《小學科學課程標準》指出，小學科學課程以培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)為宗旨，涵蓋科學知識、科學探究、科學態(tài)度、科學技術(shù)、社會與環(huán)境諸方面；并提出在體驗中發(fā)展科學探究能力。對于中高年級段的學生而言，基于學生的年齡特征與認知規(guī)律，應側(cè)重培養(yǎng)其解釋和結(jié)論、反思與評價能力。這些能力均建立于數(shù)據(jù)分析能力基礎之上。因此，教師在教學中應有針對性地創(chuàng)設引導情境，讓學生能夠從中悟出統(tǒng)計數(shù)據(jù)的價值，在交流討論中逐步增強數(shù)據(jù)分析能力。

一、創(chuàng)設情境，培養(yǎng)學生收集數(shù)據(jù)的意識

數(shù)據(jù)分析能力是一種需要在親身經(jīng)歷的過程中培養(yǎng)出來的能力。學生先要對數(shù)據(jù)有親近感，才能體會到數(shù)據(jù)分析問題的有效性，繼而激發(fā)學習的主動性和自覺性。因此，要培養(yǎng)學生處理數(shù)據(jù)的能力，首先要培養(yǎng)他們有意識地在實驗中去收集、分析數(shù)據(jù)。教師要以豐富的現(xiàn)實情境作為載體，讓學生體會數(shù)據(jù)在解決實際問題中的作用。

四年級下冊《物體的運動》一課教材要求安排學生測量走路的速度。教師設置測量相同時間所走距離和相同距離所用時間，這兩種測量的方式，可以讓學生自主選擇不同的測量活動，培養(yǎng)不同層次學生記錄數(shù)據(jù)的意識；同時以異質(zhì)合作的形式，在潛移默化中培養(yǎng)了學生收集、分析數(shù)據(jù)的能力。這既讓學生初步體會到了統(tǒng)計數(shù)據(jù)是一種解決問題的好辦法，又培養(yǎng)了學生學習科學的興趣。

活動情境創(chuàng)設應直接與動機的激活相關。好的活動情境既要有科學味，也要貼近學生的實際需求。教師不能將收集數(shù)據(jù)作為任務直接布置，而應讓各個層次的學生都能體會到在實際活動中自發(fā)的需要。

二、靈活變換，選擇合適的數(shù)據(jù)分析方法

面對實驗中收集到的錯綜復雜的數(shù)據(jù)，小學生很難直觀地通過數(shù)據(jù)之間的比較得出結(jié)論，對數(shù)據(jù)的分類和整理更是難上加難。因此，收集數(shù)據(jù)后，教師可以讓學生將實驗結(jié)果以表格、圖形等不同的形式呈現(xiàn)，幫助學生理解和分析。

四年級上冊《冷和熱》一課，需要學生分析一杯熱水變冷的規(guī)律。學生收集到的數(shù)據(jù)，直觀地觀察，只能發(fā)現(xiàn)溫度在下降；大部分學生難以通過數(shù)據(jù)差發(fā)現(xiàn)數(shù)字變小的變化規(guī)律。而通過畫折線圖的形式，學生就能在畫圖的過程中逐漸明晰溫度的下降規(guī)律是先快后慢。

五年級上冊《研究磁鐵》一課，學生圍繞“磁鐵各部分的磁力都一樣嗎？”展開了實驗，探究磁鐵的磁力大小。學生會收集到磁鐵各個部位的小勾的數(shù)量，通過數(shù)字以及在教師引導下，學生才能得出磁力兩端大、中間小的結(jié)論；而通過柱狀圖的形式（如下圖），學生則可以較簡單地得出結(jié)論。

條形、折線、扇形統(tǒng)計圖等各類圖表形式，可以很好地幫助對數(shù)據(jù)分析有一定困難的學生整理數(shù)據(jù)，在此基礎上的數(shù)據(jù)分析將變得相對簡單明了。教師應根據(jù)各種統(tǒng)計圖表的特點選擇合適的圖表來展示數(shù)據(jù)，簡化數(shù)據(jù)分析的難度。

三、分析數(shù)據(jù)，大膽而合理地猜測

教學設計中一方面要讓學生感受到數(shù)據(jù)在陳述事實過程中的重要性；另一方面要鼓勵學生根據(jù)自己的理解大膽歸納、總結(jié)和猜測。

五年級上冊《怎么移動重物》一課，學生通過實驗可以直觀地發(fā)現(xiàn)距支點越遠越省力。在此基礎上，教師問學生：“還有別的發(fā)現(xiàn)嗎？”學生通過表格的形式整理數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)當杠桿平衡時，支點兩邊的數(shù)據(jù)相乘的積相同。這個猜測是否正確呢？學生再次實驗，不經(jīng)嘗試，直接掛鉤碼，觀察現(xiàn)象。這個結(jié)論是學生在仔細分析數(shù)據(jù)的基礎上大膽猜測得出的，再次實驗的成功，既增強了學生學習的信心，也培養(yǎng)了學生敢于探究的意識。

推斷和預測是歸納推理的過程，更強調(diào)由具體的實例推斷出一般特征，或由局部推斷出整體。在數(shù)據(jù)分析能力中，最重要的就是能以數(shù)據(jù)作為依據(jù)進行推理和預測，形成通過數(shù)據(jù)來解決問題的意識和習慣。

四、理智思考，合理分析誤差數(shù)據(jù)

小學生的年齡特點決定了他們實驗的嚴謹性不夠，收集的數(shù)據(jù)有時會有較大的誤差。教師不能簡單將這些數(shù)據(jù)忽略，而應有意識地引導學生分析產(chǎn)生誤差的原因。這樣的處理方式可以引導他們透過數(shù)據(jù)抓住事物的本質(zhì)。

五年級下冊《國旗怎樣升上去》一課中，通過實驗，學生初步認識了滑輪；通過數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)兩種滑輪的特點。但是收集數(shù)據(jù)時，有的小組動滑輪實驗數(shù)據(jù)省力不夠明顯，對此學生提出質(zhì)疑。教師可將兩組動滑輪放置在講臺上，再次實驗，讓學生仔細觀察，發(fā)現(xiàn)問題。通過觀察，學生發(fā)現(xiàn)繩子的重量、摩擦力等都會對滑輪實驗產(chǎn)生影響。

這種對數(shù)據(jù)合理質(zhì)疑的過程，培養(yǎng)了學生理智選擇和分析數(shù)據(jù)的意識。因此，在教學中，教師應鼓勵學生多角度分析數(shù)據(jù)，學會思考、判斷；在這樣的過程中，從不同角度挖掘了數(shù)據(jù)的用處，培養(yǎng)處理數(shù)據(jù)的能力。

總之，數(shù)據(jù)分析能力的培養(yǎng)，是一個漫長的過程。在教學中，從直觀感悟到理性分析、推斷，有時還需要借助不同的統(tǒng)計形式，及時反思誤差的過程，逐步幫助學生形成和發(fā)展數(shù)據(jù)分析能力，不斷提升數(shù)據(jù)分析的意識，形成獨特的數(shù)據(jù)觀念。