浅谈小学科学实验数据的记录
2016-05-30吴章德
吴章德
摘 要 数据是实验记录中常见的内容。对分析实验现象,得出实验结论有着其它内容不能替代的作用。因此培养学生的数据意识,使学生通过实验寻求有利的数据来证明自己的观点,并且自觉运用数据解释相关的问题或现象,对科学态度的形成,探究能力的提高,科学思维的发展都有着非常积极的作用。
关键词 数据 记录 真实 整理
中图分类号:G424 文献标识码:A DOI:10.16400/j.cnki.kjdkx.2016.06.044
Abstract Data is a common content in the experimental records. On the analysis of experimental results, it is concluded that there is no alternative to the experimental conclusion. Therefore foster students' awareness of data, enable students through experiments seek favorable data to prove their point of view, and consciously use data interpretation problems and phenomena related, formation of scientific attitude, inquiry ability raise, the development of scientific thinking have very positive role.
Key words data; record; real; arrangement
《科学(3~6年级)课程标准》指出,科学探究要培养学生的实证意识。而数据则是实证的重要依据之一。所谓数据,主要指学生在科学探究中通过观察、实验等操作活动所得到的相关数字。数据作为探究实验中常见的记录内容,对分析实验现象,得出实验结论有着其它内容不能替代的作用。因此培养学生的数据意识,使学生用实验寻求有利的数据来证明自己的观点,并且自觉运用数据解释相关的问题或现象,对科学态度的形成,探究能力的提高,科学思维的发展都有着非常积极的作用。
1 实验数据必须真实
真实的实验数据是事实和现象的客观反映,是开展科学探究活动的基础。所以课堂教学中,教师应让学生对数据真实的重要性有充分的认识,让学生养成尊重数据,不随意更改、捏造数据的良好习惯。但是,我们在平常的教学中,有时学生给出的数据却是不真实的,主要有以下几种情况。
(1)盲目从众。有些同学在实验中,非常“关注”其他小组的实验数据。一旦发现自己小组的实验数据不同于大多数小组的实验数据,就马上对数据进行篡改,以便跟大部分同学的数据相接近。如四上《温度与气温》一课中,其中有这一个环节,让学生用温度计测量一下教室里的温度。由于学生在教室中所处的位置不同,导致测量的气温出现了多种数据。其中,门口一组同学发现自己的数据与别组的数据有差异,于是就随意涂改了那些“个性”数据,从而“摆平”了数据,造成了数据失真。
(2)知识干扰。学生潜意识中的知识储备有时会干扰数据采集的真实性。如五上《传热比赛》这课中,同学课前进行了查资料,预习了课的内容。知道铜、铝、铁这三种不同的材料的导热度是不相同的,铜8000最高,铝4000第二,铁1100第三。同学们在心里已经预设好了,铜的导热度是最高的,那它的传热速度也应该是最快的,铁的导热度最低,那么它的传热速度是最慢的。课上,我要求学生对三种材料进行传热比赛的实验中,学生给我的答案出奇地统一,铜的传热速度最快,铝第二,铁第三。然而,我在巡视各小组的实验过程中发现,有一个小组,甚至没有用到我发下去的秒表,不通过秒表怎么得到数据,怎么来比较到底是哪种材料传热的速度快?也有一些小组,虽然很认真地做着实验,但是发现实验的数据与课本上的知识有出入,他们就相信了课本,放弃了自己的观点。当我要求大家一起再次做这一实验时,发现铜棒1.65秒,铝棒1.50秒,铁棒2.35秒,后面我们又多次实验,都发现铝棒的传热速度比铜棒快。难道书本出错了吗?这个时候,我把事先准备好的知识告诉同学们,我们实验中试用的铜片不是纯铜,是一种含有铜的混合金属,所以它的传热速度比不上铝。
(3)迎合教师。在教学过程开展之前,教师们心中往往预设好了答案,只要有同学答到“点子”上,就马上借此展开下一个教学环节。这样以个别同学的答案代替全班同学的回答。“聪明”学生为了得到教师的肯定,他们会在实验过程中,努力猜测教师的意图,据此来填写实验数据,而不是花时间去分析自己的数据,造成实验数据的失真。对于这种情况,教师要关注全体学生的信息反馈,让更多的学生说出自己的答案。
(4)不良习惯。学生喜欢做实验,这点毋庸置疑,但是却又把实验当作游戏,实验不专心。主要表现在记录数据时不能准确、及时地记录,不能全面、有效地记录,这样造成了实验数据的失真。对于这种情况,教师可以要求学生有统一的实验报告本,用表格,画圈等方式及时、准确记录实验数据。日积月累,学生也就掌握了如何正确记录数据的方法。
2 实验数据需要及时整理
实验过程中得出的一个个数据,就像一颗颗珍珠。单个的实验数据没有可比性,价值不大,而当我们把大量的数据放在一起时,就有如串在一起的珍珠项链,他们的价值才能得到真正的发辉。
(1)实验数据需要比较。通过比较,同学们能够更加清晰地了解数据所代表的意义。如五下《下沉的物体会受到水的浮边吗》一课,大家都知道石块放入水中是下沉的,那石块在水中有没有受到浮力的作用呢?通过实验,同学们测到的相关数据,填写到教师设计好的表格中,让数据经过整理呈现在同学们面前(表1):
学生面对这样经过整理的数据,通过比较,就可以一目了然地得到相关的结论。
(2)实验数据需要综合。在《点亮小灯泡》一课的教学时,当我把点亮小灯泡所需要的材料电珠、导线和电池发给学生后,就让它们进行自主尝试,并且每尝试一种方法,不管成功与否,都把这种方法的线路图画出来。最后让全班同学把点不亮的线路图贴在黑板上的某一指定位置,把能点亮的线路图也在黑板上的某一指定位置贴在一起。由于点不亮的线路图都贴在一起,能学生比较容易找到它们的共同点。点亮的线路图也都贴在一起,学生通过比较观察也能找出它们之间的共同点。最终通过整理这些线路图,从而就比较容易发现两者之间的区别和联系,从而找到小灯泡能够点亮的原因是因为里面的电路是通路。
(3)实验数据需要及时甄别。实验过程中得到的大量数据,有些是有效的,有些是无效的,这就需要我们对数据进行及时甄别,有所取舍。如《测量摆的快慢》一课,探究摆锤的重量对摆动的速度有没有影响这一环节,表2是实验过程中记录下的数据。
经过分析,我们发现除第三小组的误差在1秒91以外,其余的都在0.3秒以内,由此我们认为,摆锤的重量对摆速的影响是很小的,这些微小的差距是我们误差的允许范围内。这样让学生自己来分析数据,学习一些科学的统计分析方法,并从分析的过程中反思自己的实验过程,培养严谨的科学思维能力,让学生的科学态度在相互质疑、相互评价过程中向前发展。
3 实验数据需要合理运用
数据的分析整理为学生提供了一个充分交流自己分析数据的机会,展开学生分析整理数据的思维过程。在这个过程中,学生也能够在对数据的描述中发现问题,及时矫正探究过程中出现的问题。从而培养他们尊重事实、注重证据、实事求是、不迷信权威的科学态度。因为经历数据信息的分析整理的过程,学生能主动形成科学概念、深刻理解科学概念,并且能应用概念解释或解决实际问题。
科学课堂上,我们经常可以听到学生的争辩,“是的”,“不是”争辩声此起彼伏,大家试图凭借大嗓门来压倒对方。五上《热起来了》这一课中,其中有个问题:衣服能不能给我们增加热量?这个问题刚一问完,教室里就炸开锅了,有的说能,有的说不能,他们都互不相让。此时,我拿出温度计,说让数据为我们说话。经过测量,我们发现把先捂热的温度计(用手捂到32℃),放进衣服里,一开始温度下降较快,但随着时间的流逝,温度下降却越来越慢,而同样的温度在空气中一直快速下降。由此可见,衣服是不能产生热量的,但衣服能起保温的作用。
上述例子是学生充分利用数据来说明问题的实例。在这个过程中学生的分析、综合能力得到充分发展。学生迅速从繁杂的数据中发现规律,提高思维的敏捷度。通过简单的因果推理,语言和表达能力方面得到发展。因为经历数据信息的分析整理以及运用的过程,学生能主动形成科学概念,深刻理解科学概念,并且能应用概念解释或解决实际问题。
学生的数据意识和实证意识不是与生俱来的,要在探究活动中不断培养和发展,在教学中,要鼓励学生在提出自己的见解和解释自己的结论过程中,要提供相应证据来支持,使学生言而有理,言而有据。通过数据意识的培养,使学生从被动记录数据到主动分析数据,能自觉运用数据来解决问题,提高学生科学探究的能力,培养学生科学的思维。
参考文献
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