重视数据采集与数据分析

科学学习中，学生在充分观察的基础上，得到原始数据，再通过归纳、推理等思维活动对数据进行细致分析，尽可能挖掘数据中包含的有用信息，形成一个符合科学的结论。在小学科学课堂上，教师要特别重视数据采集和数据分析。

传统数据采集与分析

人从出生开始，就用观察的方法认识周围五光十色的世界。学生日常生活中的观察主要是定性观察，定性观察给他们提供了对事物的丰满认识。在幼儿园和小学低年级阶段，教师应尽量使每个探究活动都能调动起学生的各种感官共同作用，以此增加他们获取信息的途径。

从体验、感官认知开始到借助测量工具并用数字表述观察结果，这就是定量观察。定量观察，是运用科学方法获得实验数据并分析实验结果，有助于培养学生严谨的科学态度，对数据的采集、分析，能锻炼学生的观察和推理能力。

实验是有趣的，现象是多姿多彩的，数据却是枯燥的。我们常常见到活跃的实验课堂上，孩子们对数据熟视无睹，或者兴趣淡然。教师应该设计符合学生年龄特征的数据采集方法，如图表、图形，提高学生对科学图的预测能力，以及对图呈现信息的理解、解释能力，从而发展学生的高阶思维并促进学生的合作学习。而数据采集以图表、图形的方式呈现，对抽象思维水平较低、年龄较小的学生影响显著。

有没有一种方式，能便捷地采集数据，并以图表、图形的方式呈现？

数字化数据采集与分析

数字化设备能实时、可视化地收集、呈现数据，比传统的数据采集和呈现方式更能使学生集中注意力，能促进他们迅速地建立起实验与图的联系，并以理性思维方式去读懂图，建立思维模型。

例如，在“测量水温变化”内容教学中，温度传感器可根据需要设置为10秒甚至更短的数据采集周期，并同步上传到显示终端，形成变化曲线。这比起用传统温度计、秒表获取数据再绘制折线图来分析，更加快捷、准确。

实现这一转变，数字传感器起到了决定性的作用。数字传感器是数字采集系统的重要组成部分，数字采集系统一般由传感器、数据采集器和探究实验套件等组成。

在科學教育领域，数字采集系统是一种用于数据实时获取、显示和分析的软件和硬件集成系统。基于传感器技术的实验系统如图1所示，该系统主要由用于检测变量的传感器（探头）、用于数据收集和存储的数据采集器以及用于数据管理和分析的配套软件等构成（配套软件一般安装于电脑、平板等）。

在小学科学力学内容的探究实验中，许多实验的数据采集和分析可以借助数字采集系统强大的数据处理功能。通过数字传感器的使用，实验探究过程更清晰，学生的实验操作更精准，实验数据更准确，不仅能有效提高学生数据采集和处理能力，还能让他们把更多精力放在对探究过程的分析和研究上，大大提高科学探究的实效。例如用力传感器代替弹簧测力计，读数更精确，图像显示更直观，可直接得出某一因素影响力的大小变化的规律，并锻炼学生读取各种不同形式数据的能力。

现行小学科学探究由于受教材、器材以及师资等局限性的影响，学生常遇到数据采集偏差大、实验操作烦琐等问题，数字传感器以其精确、智能、易于操作等优势，能大大提高探究的实效。

（本文是广东省教育科学十二五规划课题《基于数字化探究的小学科学素养教育研究》及广州市小学科学雷晓晖名师工作室研究成果。）