科學素養視角下小學生數據意識培養路徑研究

福建省漳州市漳浦縣大南坂學校 林春燕

隨著大數據時代的到來，數據在生活、工作和學習中的價值愈發凸顯，且數據早已滲透到社會生活的方方面面，成為社會發展不可或缺的因素。眾所周知，科學研究是以大量的數據為支撐的，可以說數據是進行科學研究的有力保障，一旦離開數據，科學研究將無從談起。在科學研究發展過程中，數據的搜集與分析成為推動研究發展的動力。小學科學是科學研究基礎課程，教學活動的實施離不開數據。在核心素養培養背景下，數據能力被視為學生必須形成的基本能力之一。因此，在實施小學科學教學的時候，教師要立足該學科特點和核心素養培養要求，結合教學所需，采用多樣的策略，著力培養學生的數據意識，使學生在數據意識的驅動下，自主地分析數據、應用數據，潛移默化地提升數據能力，為發展科學素養打下堅實的基礎。筆者在組織小學科學教學活動的過程中，立足科學素養視角，如此培養學生數據意識。

一、創設情境，催發數據需求

數據是晦澀、復雜的，對于大部分小學生而言，數據是“高不可攀”的，他們對數據不感興趣。在參與教學活動的時候，只有遇到具體情況，才會萌發些許的數據需求，對數據進行搜集和分析。數據意識是在日積月累的數據搜集和分析過程中形成的，需要學生有強烈的數據需求做保障。因此，在實施小學科學教學的時候，要想培養學生的數據意識，教師首先要引導學生產生數據需求。數據是存在于具體場景中的，所以，教師可以借助情境教學法，為學生創設具體情境，催發學生的數據需求，并使學生在體驗情境的過程中，感知到數據在解決問題中的重要性，進而自主地重視數據，產生數據意識。

以“溫度和氣溫”為例，在組織教學活動的時候，為了使學生萌發數據需求，筆者先立足科學與現實生活的聯系，創設如此情境：“在課間活動的時候，小紅和小明就今天的天氣進行討論。小紅說，今天真熱啊。小明卻說，今天不太熱，待在教室里很舒服。他們覺得自己的感覺是不會出錯的，由此對天氣爭論不休。那么，你們怎樣才能知道今天到底是熱還是不熱呢？”在體驗現實生活的時候，學生也曾遇到過類似的情況，由此，在情境的驅動下，他們調動已有的生活經驗，想出不同的方法。有的學生說可以用溫度計來測量今天的氣溫，看看數據是多少，由此判斷是熱還是不熱。對于學生提出的做法，筆者首先給予了肯定，并順其自然地引出這節課的內容：“數據是最公正的，數據不會說謊，今天就讓我們一起學習溫度和氣溫吧?！比绱藙撛O情境，不僅使學生產生了學習興趣，還使他們自主地產生了數據需求，并帶著這種需求走進新知活動，探尋數據。

二、自主體驗，經歷數據搜集

科學研究是以事實為依據的，數據作為事實的一種，在科學研究過程中起著重要作用。而且，科學研究是以大量的數據為支撐的。所以，在進行科學研究的時候，科學家一般會先大量地搜集數據，接著進行分析、探究。在科學教學活動實施過程中培養學生的數據意識，同樣離不開數據的搜集，可以說，搜集數據是學生發展數據意識的重要環節，同時，在此過程中，學生也可以體驗到搜集數據的樂趣，產生更為強烈的數據學習興趣，為增強數據意識打好基礎。因此，筆者在組織科學教學的時候，會圍繞教學所需，引導學生搜集數據。做事情是講求方式方法的，數據的搜集也是如此，需要學生應用適宜的方法，否則將出現適得其反的效果。

對此，筆者在實施教學活動的過程中，會先教給學生搜集數據的方法，如觀察、測量、實驗等。之后，再結合教學內容，鼓勵學生使用不同的方法搜集數據。

以“風向和風速”為例，在實施教學活動的時候，筆者為學生發放了風向標工具。在發放工具之后，筆者并沒有直接引導學生操作工具進行測量，而是先組織了小組討論活動，鼓勵學生聯系自身的學習經驗，合作設計測量方案，并分析風向標的使用方法，以及在使用風向標的過程中可能會遇到的問題。在學生完成了這些任務之后，筆者再將他們帶到室外，將他們劃分為不同的小組，有的小組在操場上測量，有的小組在背風處測量，有的小組在風口上測量，并做好數據記錄。通過如此切身的體驗，學生可以獲取大量真實的數據，積累數據搜集經驗，同時也為接下來分析和進一步地探究數據做好準備。而且，學生也可以潛移默化地獲得數據意識的發展，一舉多得。

三、小組合作，討論分析數據

在搜集數據的過程中，盡管學生會獲取真實的數據，但是，所搜集到的這些數據中，有部分是與科學探究無關的，有的在實驗現象解釋和原理方面沒有實際意義，有的缺乏科學性。這些無效數據在科學探究過程中會產生消極影響。但無效數據的產生不是偶然的，在實施課堂教學的時候，如果教師無視無效數據，則會導致學生在繼續搜集數據的時候出現同樣的問題。因此，在學生搜集數據之后，教師需要在課堂上引導他們合作交流，分析搜集到的數據是否有效，找出無效數據，并就此展開分析，探尋無效數據的產生原因，進而反思自己的數據搜集過程，找出不足，及時彌補，為發展數據意識、提升科學探究能力掃清障礙。

以“溫度和氣溫”教學為例，在利用溫度計測量溫度的時候，針對學生獲取的數據，筆者實施了小組合作探究活動，要求學生將各組獲取的數據共享出來，進行分析。在分析過程中，學生發現，有的小組獲取的數據變化較大。于是，筆者引導此小組回憶搜集數據的過程，發現，在測量樹蔭下的溫度的時候，小組成員有的走出了樹蔭，在陽光下進行測量，將其他地方的數據混入了樹蔭下的數據中。針對該小組出現的問題，筆者要求他們再次到樹蔭下測量溫度，盡量減少數據誤差。如此不僅為借助數據進行科學探究打好了基礎，還潛移默化地引發了學生對數據的重視，促使學生數據意識的形成。

四、集體互動，反思數據誤差

科學教學中的數據是指學生在參與科學探究活動的時候，借助觀察、測量等方法獲取的數字。這些數字與科學研究內容有著密切的聯系，其中蘊含的某些規律是可以用來解釋、驗證科學實驗現象的，且在得到驗證之后，這些數據是可以被用到現實生活中解決現實生活問題的。但是，在獲取數據的過程中，學生因為對數據搜集方法掌握不當，或自身實驗操作問題等，出現數據誤差。數據誤差的存在，會影響科學研究活動的進一步實施，同時對學生的數據意識培養也會產生消極影響。所以，在組織科學教學活動的時候，教師要重視學生產生的數據誤差，并就此指導他們分析產生數據誤差的原因，發現不恰當的操作行為并及時糾正，保證數據真實有效，也使學生通過反思樹立科學態度。

以“測量水的溫度”為例，在組織此次科學教學活動的時候，筆者指導學生對同等條件下的不同溫度的水進行測量，且測量分為三次。在測量的過程中，要求學生記錄數據。在獲取數據之后，筆者先引導學生小組合作分析數據，檢測本組的數據是否恰當。之后，則鼓勵全體學生展示數據，在集體對比中我們發現，有些小組獲得的數據差距較大。立足較為明顯的數據差異，筆者組織了集體互動活動，要求學生合作分析產生如此誤差的原因。通過集思廣益，學生合作總結出這些原因：在進行測量的時候，溫度計碰到了容器的邊緣或底部；在測量的時候，讀溫度計上的數字出現問題。立足學生總結的原因，筆者對搜集數據的過程繼續進行說明，要求學生以嚴謹的態度對待數據。

五、數據反思，彌補數據缺失

數據在描述、解釋客觀事物方面發揮著重要的作用。且完整的數據在整個科學研究過程中起著至關重要的作用。在科學研究實施過程中，一旦出現數據缺失的問題，則會阻礙研究的深入發展，甚至會擾亂研究方向，導致科學研究無法繼續。在小學科學教學活動實施過程中，盡管學生經歷了搜集數據、分析數據和發現誤差等過程，但是受到數據能力的影響，還是會存在數據缺失問題，影響了數據意識的發展。由此，在實施科學教學的時候，教師要重視數據缺失，采取適宜的方式引導學生繼續反思數據，彌補缺失的數據，從而獲取真實且完整的數據，為進一步地實施科學研究、發展科學意識打下堅實基礎。

以“蠶長大了”為例，該科學探究經歷的時間較長，學生需要對蠶的產生過程進行觀察，借此獲取數據。但是，隨著時間的發展，受到諸多因素的影響，學生會出現數據遺漏問題，如此對推斷蠶的一生起到消極影響。立足于此，在實施教學的活動的時候，筆者要求學生將蠶的一生劃分為不同的階段，對每一個階段進行觀察，并利用紙質形式和電子形式記錄數據，為之后借助完整的數據探索蠶的生命活動做好準備。而且，在如此多樣的記錄、保存數據的活動參與中，學生還可以產生嚴謹、科學的態度，便于發展數據意識。

總而言之，在實施科學教學活動的時候，教師要立足該學科的特點和核心素養培養要求，創設情境，催發學生的數據需求；引導學生自主體驗，經歷數據搜集；組織小組合作活動，討論分析數據；實施集體互動，反思數據誤差；引導反思數據，彌補數據缺失，使學生在多樣的數據活動體驗過程中，既能利用數據輔助科學研究，加深對所學科學知識的理解，又能潛移默化地發展數據意識，為提升科學素養打下堅實的基礎。