淺談小學科學實驗數據的轉化策略

吳瑞熒（江蘇省蘇州市吳中區胥口實驗小學 215164）

小學科學課程以探究為核心，而通過實驗收集數據、分析數據、歸納數據又是十分重要的環節。這個環節直接影響學生的科學概念建構、分析概括能力以及實事求是的科學探究精神。但是，在真正的科學課堂教學中，學生在數據收集與分析時卻面臨著較多問題：無法處理大量數據、不明白數據背后所表示的科學知識、對于數據資料毫無概念……下面，筆者將結合《一袋空氣的質量是多少》一課談談自己的看法。

一、《一袋空氣的質量是多少》課例分析

《一袋空氣的質量是多少》是教科版小學科學三年級上冊第二單元第五課的內容，這是一節典型的探究實驗課。

課題直接呈現了本課的問題，而這一袋空氣又恰好有100筒。要讓學生測量出這100筒空氣的質量有一定難度。在他們看來，一袋空氣太大，托盤放不下；即使測量了，還包括了袋子和繩子的重量。但是，真正無法準確測量的原因卻是這一袋空氣也會受到浮力的作用。這時，就有學生想到了可以結合第四課《空氣有質量嗎》中的操作，把20筒空氣打入皮球中再測量。但是，小小的皮球裝不下100筒空氣，給學生設置了很大的難題。

在測量環節，除了繼續使用第四課的測量方法——用綠豆這樣小而輕的物體平衡天平之外，教材還要求學生用多種物品恢復天平的平衡，并記錄下每一種物品的數量。一開始教師認為這與前一課的操作并無差別，而直接忽略了這一環節，但對學生理解科學概念卻設置了一個難題。

拓展部分，教師提供數據，想讓學生通過數據感受空氣有質量，并且一定量的空氣質量還很大。但是，準確卻陌生的數據并沒有給學生帶來很大的震撼，因此，多數學生對于空氣的質量還是毫無感知。

本節課的探究活動提升了難度，需要學生利用多種轉化的思想方法解決實際問題，這對三年級的學生來說是有一定挑戰的。因此，在本課的活動中，教師就不能只關注學生是否完成了目標，更應該關注他們是否真的弄明白了問題。

二、實驗數據的轉化策略

1.較大數值轉化為較小數值，增強實驗可操作性

“100筒空氣如何裝進皮球中？”這是本課的第一個難題。在第四課《空氣有質量嗎》一課中，學生已經認識并使用了直徑約為15厘米的皮球做實驗，他們知道將100筒空氣全都打入皮球中是無法完成的任務。于是，教師繼續引導學生回顧上節課的操作：將20筒空氣打入皮球中。那么是否可以多用幾個皮球裝這100筒空氣呢？這時，便有學生想到了可以用5個皮球裝100筒空氣，分別稱一稱5個皮球中空氣的質量，再加起來就可以了。這大大提高了實驗的可操作性。但是這一操作似乎有些煩瑣，一節課的時間遠遠不夠。學生繼續思考，既然每一個皮球中空氣的質量都是一樣的，那么就需要測量一組數據，再把這一組數據累加起來，就是所要測量的100筒空氣的質量了。

把難以測量的100筒空氣轉化為方便測量的20筒空氣，再進行疊加。這一過程看似簡單，但是對于三年級的學生來說，在頭腦中要形成這樣一個轉化的過程有一定的難度。教師引導學生將較大的數據轉化為較小的數據，大大提高了學生實驗的可操作性。在其他探究活動中，會有更多的學生掌握這種以大化小的轉化思想，在解決問題時也就更加游刃有余了。

2.單一物體轉化為多種物體，深入理解科學概念

打入20筒空氣，開始測量，除了要用到上節課的綠豆之外，教材還建議教師提供回形針、乒乓球、塑料塊等多種輕便的物體代替綠豆，平衡這20筒空氣。在教學的過程中，教師一開始也并沒有重視這一環節，認為與前一課是一樣的操作，便繼續沿用上節課的材料和數據，但這樣卻忽視了學生對于科學概念的理解。

選擇多種不同的物體替換綠豆，多次平衡天平一方面可以提高學生的動手操作能力，另一方面也是為了讓學生明白質量相同的物體，大小卻可能不一樣，即“體積”不同，由此滲透“密度”的概念。在后面的教學中，重視了這一環節使學生對于知識的掌握有了顯著的提高。

在科學探究的課堂中，教師要想學生擁有舉一反三的能力，就要讓學生在實驗過程中慢慢學會將單一物體轉化為多種物體這一思想，這樣學生的思維也會隨著教師的引導不斷發展，教師在教給學生知識的同時，更應該注重思維方式的訓練。或許一節課無法改變學生的思維，但對多種事物進行多次教學、研究一定會有較大的收獲。

3.陌生事物轉化為熟悉事物，提高學生認知水平

陶行知先生曾說：“要解放孩子的眼睛、雙手、頭腦、嘴、空間、時間，使他們充分得到自由的生活，從自由的生活中得到真正的教育。”還說：“咱們要活的書，不好死的書；要真的書，不好假的書；要動的書，不好靜的書；要用的書，不好讀的書。總起來說，咱們要以生活為中心的教學做指導，不好以文字為中心的教科書。”在最后拓展環節，為了讓學生真實感受到空氣的質量，教師出示了一組較為精準的數據：①若一個大可樂瓶為1.25升，則裝入的空氣為1.62克。②胡夫金字塔是古埃及中最大的金字塔，塔高146.59米，底邊長230.4米，總重量700萬噸。如果金字塔是空心的，里面的空氣總重量也有近3400噸。“1.62克”和“3400噸”是相當準確的重量，但是學生卻絲毫沒有概念，這對于他們來說只是陌生冰冷的數字。那么，這樣的拓展也毫無意義。于是，教師把這些數據轉化成了學生熟悉的事物：①25升空氣的質量相當于27顆綠豆的質量。1.25升空氣的質量相當于6個回形針的質量。②3400噸空氣相當于136000個50斤學生的重量。當教師再次呈現這些與學生實驗、生活、學習息息相關的數據時，教室里發出了陣陣驚嘆聲。這時，學生才真正感受到了空氣的質量。最后拿出電子秤，一方面是讓學生了解科學工具的進步和發展，體會到科學技術對人們生活帶來的影響；另一方面也是讓學生把對空氣質量的感性、抽象理解轉變為具體理解。

學生的認知是有限的，教師的教學就是一個不斷提高學生認知水平的過程。這一過程并不是教師把自己的認知強加給學生，而是要求學生用他們原本的認知來拓展新的領域，從而達到高效學習。

三、結語

數據是學生在觀察和實驗中最重要的實證之一，是做出解釋最重要的依據，是學生形成正確科學認識的有力武器。在教學過程中，教師要充分利用數據，通過一定的策略積極引導學生整理數據、分析數據、轉化數據，努力把數據轉化為證據，從而推動科學探究活動的順利進行。