关于数据收集及分析的探讨_分析数据

论文导读:：在小学科学的课堂教学活动中。收集数据存在的问题及对策。收集与分析数据的重要意义。逐步学会科学地看问题、想问题。分析数据存在的问题及对策。
论文关键词：小学科学，收集数据，分析数据，问题，对策
 

新课程标准理念认为，科学探究既是学生的学习目标又是学习方式。其中数据收集与分析能力是科学探究技能中的核心能力，是培养学生科学精神的重要途径。科学的本质不仅仅是科学的结论，更重要的是要理解和体验科学探究的过程，并在此过程中培养学生严谨、求实、怀疑等科学精神。

一、收集与分析数据的重要意义

在课程目标中指出，通过科学课的学习，逐渐养成科学的行为习惯和生活习惯，了解科学探究的过程和方法，逐步学会科学地看问题、想问题，形成大胆想象、尊重证据敢于创新的科学态度。科学课强调对事物不仅要在质上的认识，更要从量上的分析得出结论。定量分析会使学生的头脑更精确化、更科学化，只有能用数据来描述事物时，才算达到了对事物性质的真正了解。

随着新课程改革的不断深入，学生的学习范围也由课堂扩展到了课堂之外的广阔天地。学生接触到的数据也越来越多，这些数据对学生的影响也越来越多。教师应引领学生学会辨别和选择有用的数据，来证明自己的观点，自觉运用数据来进行解释相关的问题或现象。通过对教科版科学教材的统计发现，小学阶段基于数据收集的科学探究课占相当大的比重，并且随着学生年级的升高，科学探究能力的增强，此类课型迅速增多，对学生的要求也越来越高，由开始的收集一些单一的数据，到后来收集对比数据或多组数据分析数据，并分类，画出统计图等等。因此，大力培养学生的数据收集与分析能力，更能提高学生的科学素养。

二、收集数据存在的问题及对策

科学数据的收集是科学探究的重要一环，是分析、推理得出结论的关键。而在小学探究实验中，往往由于实验器材的选择、教师的引导、学生的主观意识等，造成收集的数据不准确，学生很难从中找到科学的普遍规律。

关注材料，排除障碍。如：我在教学《水结冰了》一课时，由于课堂上学生采用的是酒精温度计，各组测出水刚开始结冰时的温度为—1℃或—2℃，没有一个组测得0℃。这样的结论是有背于科学结论的，但是，又确确实实是学生亲身所经历，这种错误的经历直接影响到学生形成正确的科学概念。课后，我在仪器室里找到了唯一的一支水银温度计，再次进行了这个实验，测得水结冰的温度刚好是0℃。于是，通过多方查找，终于在县城的香菇材料店里买到了10多根水银温度计。在另一个班级的教学时，我把酒精温度计换成了水银温度计，避免了上次那种尴尬事情的再次发生。

“细节决定成败”，做任何一个探究实验，教师都必须在课前进行亲自操作，对实验器材及实验操作中的细节性问题做到心中有数。

注重引导，规范操作。为了得到比较准确可行的数据，教师在引导学生进行实验操作时，必须让学生明白如何控制好应变量和不变量，然后再进行规范操作的重要性杂志网。

如：一位教师执教《拱形的力量》一课时，在学生研究了平桥和拱桥的承受能力实验后，得到了如下的数据。

得到的共识是：拱形承受能力大。但在数据中，发现同样一张平桥，各组实验中获得的承受力的能力却有很大的悬殊，一些承重能力强的甚至是超越了个别组的拱桥的承载能力。出现这样的情况，与教师活动前的指导有重要的关系。教师对活动的要求不明确，如：这个实验主要是研究平桥和拱桥的承载能力，作为对比实验，控制的变量很重要，但教师却没有重点要求。而是演示实验方法。这样的效果就很差了，之后就导致的情况有：部分学生在做平桥的时候，将平桥两端在书本上的地方用手拉住按住，不让其变形；部分做拱桥的时候，将拱桥的拱足两端放入书本中间（即用书本抵住了拱足）。如此，学生活动得到的数据与原始数据有了很大的差距。同时也影响与后面拱形承载更大力的对比探究活动，有些小组利用了1、2个螺母去抵住拱足的时候，导致拱承载能力却没有之前实验的能力强。

消除干扰，追求实证。有些错误的数据是由于学生的主观意识造成的，特别是一些通过感官观察描述的探究数据。这样的无效数据让学生反思是觉察不出来的分析数据，如果讨论又会进入诡辩和争论。遇到这种情况，教师应果断出击，消除干扰主观意识的因素。?ü改进实验、重做实验，引导学生发现错误的所在?

我曾碰到过这样的情况，在上《测量摆的快慢》一课时，做“改变摆的幅度”的实验，学生推测：摆的幅度越大摆的速度越快。有1个小组的实验数据是：

学生得出了符合主观推测的错误数据。在讨论中该组同学坚持认为自己的数据很准确，与其他小组的同学争持不下。很显然，并不是因为误差，是由于学生主观意识的影响。我并没有否认他们的数据，而是要求他们演示给同学们看，并让他们把摆动幅度的调节更为精确，改为5⁰、10⁰、15⁰、20⁰、25⁰、30⁰。由于增加摆幅的改变，有效地消除了主观意识的影响，学生很容易地发现了自己数据的错误。

这些由于学生主观意识造成的错误数据，是最难发现的，需要教师敏锐的眼光和高超的课堂调控技巧。

三、分析数据存在的问题及对策

科学教学中，倡导让学生亲历探究，提出问题只是科学探究的第一步，其次是让学生自己动手实验、观察，收集证据，更重要的是让学生对收集的事实证据进行分析，作出合理的解释，以利于学生最终获得正确的科学认识。但是，在实际教学中这一点往往被很多教师所忽视，花了大量时间在实验准备和实验操作阶段，而真正用在分析数据得出结论上的时间很少，只是看见数据的一些表面现象，而隐藏在数据背后的东西往往被我们忽视。作为科学教师的我们必须重视培养学生对数据分析能力的培养，以提高学生科学探究的能力。

首先，运用多种方法呈现探究数据。数据真实有效，就会使解释具有极大的权威性和很强的说服力。但科学探究数据有简单的，也有复杂的。探究数据简单，分析起来轻松自如，解释结果也能使人一目了然；如果数据复杂，呈现时又杂乱无章，不仅分析它会感到困难，还会降低解释的说服力。所以，应该考虑整理这些数据，用合适的方式呈现探究数据。这样，使学生获得更多的有价值的信息，对探究数据作出正确的分析，使解释结果更令人信服。

科学教材中，就有许多呈现探究数据的方式，如：表格、柱状图、饼形图、形象表达等。在引导学生科学分析数据时，应根据不同的数据来选择运用。对于一些说明事实中的绝对数量的，力求统计数字准确的数据，可以选择柱状图的方式呈现分析数据，如：三下《我们的大丰收》一课中，对凤仙花种子数量的统计，使用柱状图的话，可以使枯燥的数据可视化，极大地方便了对数据的解释。对于一些需要比较的数据，就可以采用表格方式呈现，如：《测量摆的快慢》一课，“单摆实验”获得的数据较多，用表格展示，“影响单摆速度的因素”显而易见。还有些是反映某事物局部与整体的比例关系的数据，可采用饼形图，它的特点是中心事物突出，直观感强。

各种呈现数据的形式要灵活运用，教师应适时点拨，随时渗透，善于把其它学科中学过的方法引入科学课。

有时，探究数据的规律和信息是多方面的，很难用一种方式完全展示。这时，不妨让学生用多种方式展示数据。如：四上《天气》单元，《总结我们的天气观察》一课对降雨量的统计就是采用了表格和柱形图相结合的方式。用表格使学生对每一周的降雨量有清晰地了解，通过柱形图可以清楚地知道降雨的分布情况，以及每天的降雨量对比。通过这种方式整理和展示数据，学生对降雨量的分析就容易得多了。

为了充分利用好探究数据，进行合理的科学解释，教师应引导学生灵活运用探究数据展示的方式，使学生的解释更科学更具有说服力。

其次，引导学生辨别探究数据的有效性。科学分析需要以探究数据为依据。只有探究数据的真实有效，才能保证解释的科学合理杂志网。因此，在对探究数据进行分析之前，要引导学生对探究数据进行辨别。一个人、一个小组的探究往往是有限的，通过交流，就可以彼此分享探究过程和探究数据。在交流中，可以增加发现那些无效探究数据的可能性。如果存在问题，要引导学生反思自己的整个探究过程，强调探究过程的可重复性。当学生面对数据时，一定要有严?鞯目蒲态度，养成谨慎审视探究数据的好习惯?

如：“蚯蚓喜欢潮湿的泥土吗”的实验中，有个小组进行了5次实验，得出如下数据：

该组同学通过自己的反思，并没有发现自己的数据有问题，就根据自己的数据得出了“蚯蚓不喜欢潮湿的泥土”结论。然而，通过交流，与其他组的泥土比较，就发现了问题。原来他们把潮湿的泥土弄成了糊状，蚯蚓当然不喜欢生活在糊泥里。

因此，讨论和交流是获得正确的探究结果的重要步骤，也是发现无效探究数据的好方法。

再次，强调解释要从探究数据出发。在现实的科学课堂教学中分析数据，学生有时很难分清探究数据与解释。他们常常在探究的同时进行直觉思维，又把自己的直觉思维所得当作了观察到的现象。

如“搅拌能加快食盐溶解”的对比实验中，有些学生在记录表的“观察到的现象”和“我们的结论”两栏里，都填上了“搅拌能加快食盐溶解”。

可以看出这些学生混淆了证据与解释。忽视了解释是需要依据的，凭着自己的主观意念任意得出了结论。所以，教师要教育学生树立证据意识，分清证据和解释。在让学生作解释时，教师应强调解释应从探究数据出发，而不是依据自己的直觉，也不是依据自己的某种想法。应鼓励学生把自己的证据和解释记录下来，对自己的解释进行整理，三思而后言。对学生的解释，应经常运用 “你的解释依据是什么？”“从哪些数据中得出来的？”这样的问句追问；也可以要求学生在表述自己的解释时，出示探究数据，运用“根据这些数据……”“从以上数据可以看出，……”这样的语句表述。这些问题和语句可以促进学生在做出解释时重视探究数据，知道自己的解释所依据的是什么。经过长期的训练，让学生逐步认识到，科学解释需要依据探究数据，结论与数据之间是有逻辑关系的。

结束语：数据是科学家在科学探究中重要的实证依据之一，它是学生在科学探究中进行实证的重要事实依据。在小学科学的课堂教学活动中，教师要充分发挥数据的作用，正确收集数据，作出合理分析与解释。利用不同的数据创设情境、提出探究问题、引导学生探究，形成新的科学认识，提高学生探究水平。

[参考文献]
1、教育部科学（3~6年级）课程标准北京师范大学出版社2001年7月
2、教育部科学（3~6年级）课程标准及研读湖北教育出版社2002年7月
3、王磊（译）中小学科学教学基于项目的方法与策略高等教育出版社2004年5月
4、韦钰《探究式科学教育教学指导》教育科学出版社2005.1