基于数据诊断分析 提升科学思维素养

张阿育

摘 要：小学科学实验数据是定量实验结果的重要表现方式，也是体现研究结果的重要证据。合理、恰当、有效地运用学生在观察、实验等探究活动中，通过搜集、整理、分析得到的数据，让学生自觉运用数据来解释相关的问题或现象，培养学生实事求是、用事实说话的科学精神和态度，提升学生科学思维素养。

关键词：数据;诊断分析;思维素养

小学科学实验数据是定量实验结果的重要表现方式，也是体现研究结果的重要证据。强化对科学实验数据诊断、分析、推理论证，可以使科学课堂变得简练、严谨且高效，帮助学生建构核心科学概念，促进学生科学思维素养的发展。

一、精确有效数据，发展科学实证思维

《义务教育小学科学课程标准（2017版）》指出：科学探究要培养学生的实证意识。俗话说：“巧妇难为无米之炊”，如果学生自身数据意识薄弱，一味沉浸在实验的过程中，未能有效发挥数据作用，“玩”大于探究，那么准备得再好，结果还是“空头支票”。“材料引起活动，活动引发思维”。无论是观察、测量还是调查，大多数的实践性活动开展都需要相关材料作为支撑。所以科学实验中应重视材料的选择、操作、综合运用，注重材料结构性选择，那么精准有效的数据便水到渠成，运用起来会得心应手。

如在《热是怎样传递的》教学中，学生根据提供的材料（横放的铜棒装置、蜡烛、火柴、凡士林、尺子、秒表、废弃皿、涂好温变油墨的金属圆片等）进行实验操作，亲眼见证热传递的过程（教师着重介绍凡士林这一材料的特性是遇热熔化）。

生：我们采用的是一端加热的方法，看到火柴棒一根根掉落了，火柴掉落的顺序依次是：DCAB

师：热在铜棒上传递的方向是：（热的部分→冷的部分）

生：我们小组采用的是中间加热的方法，火柴掉落的顺序是：  ACBD

师：谁来说说热在铜棒上传递的方向是？

生：热在铜棒上传递的方向是（中间→两边）

……

生：热是在铜棒的表面传递的，因为粘在铜棒表面的凡士林熔化了。

生：热也在铜棒的里面传递，因为我们组铜棒上有洞，我们发现洞里面的凡士林熔化了。

……

教学中，提供一些严密结构性的材料，引领学生参与材料的准备工作，让材料渗入学生的学习与生活中，丰富学生的认识，让学生在探究实践中体验，在体验中实践，精测科学有效的数据，指向科学概念的建构，碰撞出思维的火花，从“经验思维”向“实证思维”转变，促进学生科学实证思维的发展。

二、精准有序数据，发展科学逻辑思维

在进行《导体与绝缘体》一课教学时，老师给每一小组发下20种材料，让学生检测哪些物体是导体哪些是绝缘体，那次我正好坐得离学生比较近，就就近观察起了一小组，这一小组做得很开心也做得很快，可是我却发现他们的记录表格还是空空的。汇报时，凭着记憶与原先的猜测把表格填满，通过察颜观色，发现别人说得有理，开始跟风，从而放弃自己真实的实验数据。科学合理地整理、分析实验活动中接触到的数据，对推进学生的思维发展、提高学生的学习效率起着重要的作用。纵观课堂实验，常常无序呈现收集到的数据，简单、机械式地进行定性分析，忽视了教学逻辑性，探究实践活动缺乏逻辑性，科学共识的归纳也不符合逻辑性。教学中要结合科学学科的特点、学生的认知规律以及逻辑思维发展的特征，有序呈现数据，从定性分析向定量分析去转变，将内隐的思维直观呈现，促进科学逻辑思维的发展。

三、精辟有理论证，发展科学理性思维

小学科学课程以培养学生的理性思维为主，倡导基于“推理和论证“进行数据分析、达成共识。科学共识的达成是理性思维的结果，是建立在证据的基础之上。理性思维是一种建立在科学数据和推理基础上的思维方式，从分析学生思维建构的过程来看，他们正由具体形象思维向抽象逻辑思维过渡，仍然以有关具体事物的描述性经验为主，缺乏判断，没有进行合理的“逻辑性推理”以及遵循“证据链统一”的原则，对于探究活动收集的数据，未能展开“基于证据”的论证，即便展开了也只是“以偏概全”。在《100毫升水能溶解多少食盐》的科学探究中，教师让学生动手将实验器材准备充足，然后将学生分成6个小组，每组的人数相同，科学知识掌握水平相近。分组实验时，每个学生都要认真观察实验过程，以及实验中用到的器材，之后每个小组都要将实验的数据进行记录和汇报。对实验过程中出现的误差或意外，分析原因，找出问题，再进行相同的实验，让学生再收集数据，进行比较。如此反复的实验，有利于学生学会如何收集数据，在实验中确保数据有理有据。教学中需要我们引导学生收集真实有理、有效的数据，绝对不能更改、捏造实验数据，利用这些数据进行分析、综合、抽象与概括，通过组内和组间的证据交流和评论，形成自己的证据，检验自己的证据，发展学生科学的理性思维。

编辑 李 争