科學(xué)課學(xué)生數(shù)據(jù)分析觀念的培養(yǎng)策略

小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)一般會(huì)涉及諸多的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)是科學(xué)探究的基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)分析有助于提升學(xué)生的邏輯思維能力，增強(qiáng)他們的跨學(xué)科學(xué)習(xí)能力，有效提升他們的科學(xué)素養(yǎng)。教師應(yīng)深刻認(rèn)識(shí)培養(yǎng)學(xué)生數(shù)據(jù)分析觀念的重要性，針對(duì)性地設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)。

一、創(chuàng)設(shè)虛擬情境，激發(fā)學(xué)生數(shù)據(jù)分析興趣

在信息時(shí)代背景下，小學(xué)科學(xué)教師應(yīng)積極探索虛擬情境的創(chuàng)設(shè)，并在虛擬的教學(xué)情境中滲透數(shù)據(jù)分析觀念，激活學(xué)生的數(shù)據(jù)分析意識(shí)。在具體教學(xué)中，教師可以根據(jù)科學(xué)課程的內(nèi)容選擇一個(gè)合適的主題，設(shè)計(jì)相應(yīng)的情境和角色，引導(dǎo)學(xué)生在虛擬情境中思考如何收集數(shù)據(jù)、如何整理數(shù)據(jù)以及如何根據(jù)數(shù)據(jù)得出結(jié)論。[1]有價(jià)值的虛擬情境能激發(fā)學(xué)生的數(shù)據(jù)分析興趣，引發(fā)他們的深度探究學(xué)習(xí)。

例如，在“人類認(rèn)識(shí)地球運(yùn)動(dòng)的歷史”內(nèi)容教學(xué)中，教師可以創(chuàng)設(shè)與此相關(guān)的教學(xué)情境并滲透數(shù)據(jù)分析的觀念，讓學(xué)生在數(shù)據(jù)分析的過程中產(chǎn)生科學(xué)探索的興趣。[2]在課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié)，教師創(chuàng)設(shè)情境：“假設(shè)你是古代的天文學(xué)家，正在通過觀察天空中的日月星辰來探索地球的運(yùn)動(dòng)。現(xiàn)在根據(jù)教師展示的不同時(shí)期天文圖譜、日食月食記錄、行星運(yùn)動(dòng)軌跡等天文觀測(cè)記錄數(shù)據(jù)，總結(jié)人類認(rèn)識(shí)地球的發(fā)展情況。”這里，教師創(chuàng)設(shè)虛擬情境，展示現(xiàn)有科學(xué)認(rèn)知中地球的相關(guān)信息，輔助學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和解讀。激發(fā)學(xué)生的探究興趣后，教師結(jié)合情境組織他們分組收集不同時(shí)期、不同地域的天文觀測(cè)數(shù)據(jù)，并整理成圖形式，通過分析和比較，嘗試推理出地球的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。虛擬情境推動(dòng)學(xué)生借助數(shù)據(jù)理解地球運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，增強(qiáng)論證的可靠性和準(zhǔn)確性，從而提高數(shù)據(jù)分析和論證的興趣，為學(xué)生數(shù)據(jù)素養(yǎng)的培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。

二、設(shè)計(jì)問題導(dǎo)學(xué)，引發(fā)學(xué)生數(shù)據(jù)分析思考

在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，問題導(dǎo)學(xué)是比較常見的教學(xué)方法，教師可以設(shè)計(jì)恰當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)性問題，生成問題導(dǎo)學(xué)教學(xué)體系，引發(fā)學(xué)生對(duì)相關(guān)科學(xué)數(shù)據(jù)的思考和探索，有效激活他們的數(shù)據(jù)意識(shí)。[3]在具體教學(xué)中，教師可以綜合分析教學(xué)內(nèi)容涉及的具體數(shù)據(jù)，針對(duì)數(shù)據(jù)提出引導(dǎo)性的問題，引發(fā)學(xué)生整理和分析數(shù)據(jù)，進(jìn)一步深化他們對(duì)數(shù)據(jù)的認(rèn)識(shí)。[4]

例如，在“食物的營(yíng)養(yǎng)”內(nèi)容教學(xué)中，教師可以先設(shè)計(jì)調(diào)查研究的任務(wù)，組織學(xué)生主動(dòng)收集與本課相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，然后從數(shù)據(jù)分析的視角，探究食物中各種營(yíng)養(yǎng)成分的含量，并提出合理的膳食建議。課堂上，教師可以設(shè)計(jì)“我家餐桌上的營(yíng)養(yǎng)大調(diào)查”活動(dòng)，組織學(xué)生用一周的時(shí)間，記錄家中每天餐桌上的食物種類、分量和營(yíng)養(yǎng)成分，并查閱資料整理成表格（見表1）。之后，教師可以要求學(xué)生對(duì)記錄的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行歸類和分析，匯總小組成員的數(shù)據(jù)，生成綜合數(shù)據(jù)，引導(dǎo)他們觀察表格信息并分析哪些食物是主要的蛋白質(zhì)來源，哪些食物富含維生素，哪些食物的脂肪含量較高等。在學(xué)生探究的過程中，教師可以從培養(yǎng)他們數(shù)據(jù)分析能力的視角，適當(dāng)?shù)靥岢鲆龑?dǎo)性問題，例如：根據(jù)收集的數(shù)據(jù)，你認(rèn)為家中餐桌上的哪些食物營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高？為什么？如何通過調(diào)整飲食習(xí)慣來保證營(yíng)養(yǎng)的均衡攝入？你認(rèn)為哪種食物組合更加健康？為什么？這樣能讓學(xué)生從基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)收集轉(zhuǎn)向深入的營(yíng)養(yǎng)成分分析，深化對(duì)食物營(yíng)養(yǎng)的認(rèn)識(shí)，從而提高他們的數(shù)據(jù)分析能力，并為其未來養(yǎng)成健康的飲食習(xí)慣奠定基礎(chǔ)。

三、布置探究任務(wù)，指導(dǎo)學(xué)生數(shù)據(jù)分析實(shí)踐

小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，教師應(yīng)有意識(shí)地結(jié)合教學(xué)內(nèi)容布置相應(yīng)的探究任務(wù)，鼓勵(lì)學(xué)生在探究實(shí)踐中整理和分析數(shù)據(jù)，用數(shù)據(jù)驗(yàn)證自己的科學(xué)觀點(diǎn)，提高他們對(duì)科學(xué)知識(shí)的理解和認(rèn)識(shí)能力。[5]

例如，在“分析一個(gè)實(shí)際環(huán)境問題”內(nèi)容教學(xué)中，教師可以從數(shù)據(jù)分析的角度設(shè)計(jì)探究實(shí)踐任務(wù)，驅(qū)動(dòng)學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)，引導(dǎo)他們利用數(shù)據(jù)描述、解釋和預(yù)測(cè)環(huán)境問題，促進(jìn)他們通過實(shí)地觀察和數(shù)據(jù)收集理解一個(gè)具體的環(huán)境問題，有效提升其數(shù)據(jù)分析能力。教師可以要求學(xué)生選擇一個(gè)當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境問題作為分析對(duì)象（河流污染、空氣質(zhì)量下降、垃圾分類不徹底），為他們布置具體的深度探究任務(wù)。

任務(wù)1：環(huán)境數(shù)據(jù)收集。學(xué)生分組，每組選擇一個(gè)環(huán)境問題的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)收集（河流的水質(zhì)指標(biāo)、空氣中的污染物濃度、垃圾分類回收率等），設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)收集表，明確收集的數(shù)據(jù)類型、單位、時(shí)間點(diǎn)和地點(diǎn)，并進(jìn)行為期一周的數(shù)據(jù)收集。

任務(wù)2：數(shù)據(jù)整理與展示。學(xué)生將收集到的原始數(shù)據(jù)整理成圖表形式（柱狀圖、折線圖、餅圖等），便于分析和比較，展示數(shù)據(jù)的變化趨勢(shì)和分布特點(diǎn)。

任務(wù)3：數(shù)據(jù)分析與解釋。學(xué)生分析數(shù)據(jù)變化的原因，探討與環(huán)境問題之間的關(guān)系，系統(tǒng)比較不同時(shí)間點(diǎn)和地點(diǎn)的數(shù)據(jù)，尋找規(guī)律和異常值，然后綜合利用數(shù)據(jù)解釋環(huán)境問題的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)。

任務(wù)4：提出解決方案。學(xué)生基于數(shù)據(jù)分析結(jié)果，提出改善環(huán)境問題的具體建議或方案，預(yù)測(cè)如果實(shí)施這些建議或方案，未來環(huán)境可能會(huì)發(fā)生的變化，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)或模型，驗(yàn)證解決方案的可行性。[6]

在完成任務(wù)的過程中，教師可以根據(jù)各組的情況提供必要的指導(dǎo)和幫助，從科學(xué)視角指導(dǎo)他們思考和探究，鼓勵(lì)他們使用多種工具進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和可視化展示，針對(duì)性地培養(yǎng)他們的數(shù)據(jù)分析觀念，進(jìn)一步優(yōu)化課堂教學(xué)效果。

四、做好綜合評(píng)價(jià)，深化學(xué)生數(shù)據(jù)分析認(rèn)識(shí)

教學(xué)評(píng)價(jià)能對(duì)學(xué)生數(shù)據(jù)分析意識(shí)的培養(yǎng)產(chǎn)生積極的影響，教師應(yīng)創(chuàng)新評(píng)價(jià)體系，引發(fā)他們對(duì)數(shù)據(jù)分析的思考，使他們重視數(shù)據(jù)分析。在具體教學(xué)中，教師應(yīng)設(shè)計(jì)多樣化的評(píng)價(jià)方式，引導(dǎo)學(xué)生匯總通過觀察、實(shí)驗(yàn)記錄、口頭報(bào)告和書面作業(yè)等得到的數(shù)據(jù)，進(jìn)而從多個(gè)角度全面了解他們的學(xué)習(xí)情況，增強(qiáng)評(píng)價(jià)的客觀性和合理性，為他們的學(xué)習(xí)提供積極的指導(dǎo)。[7]在評(píng)價(jià)的過程中，教師應(yīng)重視對(duì)學(xué)生數(shù)據(jù)分析能力的培養(yǎng)，分析和判斷他們?cè)趯?shí)驗(yàn)中收集數(shù)據(jù)、整理數(shù)據(jù)、制作圖表和分析數(shù)據(jù)方面的表現(xiàn)，有效激發(fā)他們數(shù)據(jù)分析的意識(shí)。

例如，在“動(dòng)物的繁衍”內(nèi)容教學(xué)中，教師可以滲透數(shù)據(jù)分析的觀念，對(duì)評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行細(xì)化，評(píng)價(jià)學(xué)生關(guān)于動(dòng)物繁衍的分析、論證。具體如，學(xué)生能否通過觀察、實(shí)驗(yàn)或調(diào)查等方式，準(zhǔn)確記錄動(dòng)物繁衍相關(guān)的數(shù)據(jù)（繁殖周期、繁殖方式、后代數(shù)量等）；學(xué)生在收集到數(shù)據(jù)后，能否對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效整理（分類、排序、編碼等），以便于后續(xù)的分析和討論；學(xué)生能否根據(jù)數(shù)據(jù)總結(jié)歸納動(dòng)物繁衍的特征和規(guī)律，能否利用數(shù)據(jù)比較不同動(dòng)物繁衍方式的異同，以及能否根據(jù)數(shù)據(jù)提出合理的假設(shè)或解釋；學(xué)生是否認(rèn)識(shí)到數(shù)據(jù)在科學(xué)研究中的重要性，是否具備嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)的數(shù)據(jù)觀念，以及是否愿意主動(dòng)利用數(shù)據(jù)解決問題；等等。通過評(píng)價(jià)，教師可以引導(dǎo)學(xué)生更加關(guān)注數(shù)據(jù)分析在科學(xué)研究中的作用，培養(yǎng)他們的數(shù)據(jù)分析能力。

[課題：江蘇省中小學(xué)教學(xué)研究第十四期課題“指向小學(xué)生數(shù)據(jù)整理和分析能力培養(yǎng)的科學(xué)實(shí)踐研究”，編號(hào)：2021JY14-ZB104]

（作者單位：江蘇省邳州市向陽小學(xué)）

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