基于科学素养的学生数据分析能力培养

◇刘 丹

【作者单位：扬州育才实验学校江苏】

小学科学课程以培养学生科学素养为宗旨，提出了在科学探究过程中发展科学探究能力的要求。对于中高年级的学生而言，在体验实际操作的基础上，应更加侧重实验数据的收集、分析、反思的过程。本文结合具体教学实例，从数据收集意识、数据分析方式、分析误差数据这三个方面，针对不同层次的学生数据分析能力的培养，从教学手段与方法方面阐释自己的思考和看法。

《小学科学课程标准》指出，小学科学课程以培养学生科学素养为宗旨，涵盖科学知识、科学探究、科学态度、科学技术、社会与环境诸方面；并提出在体验中发展科学探究能力。对于中高年级段的学生而言，基于学生的年龄特征与认知规律，应侧重培养其解释和结论、反思与评价能力。这些能力均建立于数据分析能力基础之上。因此，教师在教学中应有针对性地创设引导情境，让学生能够从中悟出统计数据的价值，在交流讨论中逐步增强数据分析能力。

一、创设情境，培养学生收集数据的意识

数据分析能力是一种需要在亲身经历的过程中培养出来的能力。学生先要对数据有亲近感，才能体会到数据分析问题的有效性，继而激发学习的主动性和自觉性。因此，要培养学生处理数据的能力，首先要培养他们有意识地在实验中去收集、分析数据。教师要以丰富的现实情境作为载体，让学生体会数据在解决实际问题中的作用。

四年级下册《物体的运动》一课教材要求安排学生测量走路的速度。教师设置测量相同时间所走距离和相同距离所用时间，这两种测量的方式，可以让学生自主选择不同的测量活动，培养不同层次学生记录数据的意识；同时以异质合作的形式，在潜移默化中培养了学生收集、分析数据的能力。这既让学生初步体会到了统计数据是一种解决问题的好办法，又培养了学生学习科学的兴趣。

活动情境创设应直接与动机的激活相关。好的活动情境既要有科学味，也要贴近学生的实际需求。教师不能将收集数据作为任务直接布置，而应让各个层次的学生都能体会到在实际活动中自发的需要。

二、灵活变换，选择合适的数据分析方法

面对实验中收集到的错综复杂的数据，小学生很难直观地通过数据之间的比较得出结论，对数据的分类和整理更是难上加难。因此，收集数据后，教师可以让学生将实验结果以表格、图形等不同的形式呈现，帮助学生理解和分析。

四年级上册《冷和热》一课，需要学生分析一杯热水变冷的规律。学生收集到的数据，直观地观察，只能发现温度在下降；大部分学生难以通过数据差发现数字变小的变化规律。而通过画折线图的形式，学生就能在画图的过程中逐渐明晰温度的下降规律是先快后慢。

五年级上册《研究磁铁》一课，学生围绕“磁铁各部分的磁力都一样吗？”展开了实验，探究磁铁的磁力大小。学生会收集到磁铁各个部位的小勾的数量，通过数字以及在教师引导下，学生才能得出磁力两端大、中间小的结论；而通过柱状图的形式（如下图），学生则可以较简单地得出结论。

条形、折线、扇形统计图等各类图表形式，可以很好地帮助对数据分析有一定困难的学生整理数据，在此基础上的数据分析将变得相对简单明了。教师应根据各种统计图表的特点选择合适的图表来展示数据，简化数据分析的难度。

三、分析数据，大胆而合理地猜测

教学设计中一方面要让学生感受到数据在陈述事实过程中的重要性；另一方面要鼓励学生根据自己的理解大胆归纳、总结和猜测。

五年级上册《怎么移动重物》一课，学生通过实验可以直观地发现距支点越远越省力。在此基础上，教师问学生：“还有别的发现吗？”学生通过表格的形式整理数据，发现当杠杆平衡时，支点两边的数据相乘的积相同。这个猜测是否正确呢？学生再次实验，不经尝试，直接挂钩码，观察现象。这个结论是学生在仔细分析数据的基础上大胆猜测得出的，再次实验的成功，既增强了学生学习的信心，也培养了学生敢于探究的意识。

推断和预测是归纳推理的过程，更强调由具体的实例推断出一般特征，或由局部推断出整体。在数据分析能力中，最重要的就是能以数据作为依据进行推理和预测，形成通过数据来解决问题的意识和习惯。

四、理智思考，合理分析误差数据

小学生的年龄特点决定了他们实验的严谨性不够，收集的数据有时会有较大的误差。教师不能简单将这些数据忽略，而应有意识地引导学生分析产生误差的原因。这样的处理方式可以引导他们透过数据抓住事物的本质。

五年级下册《国旗怎样升上去》一课中，通过实验，学生初步认识了滑轮；通过数据分析，发现两种滑轮的特点。但是收集数据时，有的小组动滑轮实验数据省力不够明显，对此学生提出质疑。教师可将两组动滑轮放置在讲台上，再次实验，让学生仔细观察，发现问题。通过观察，学生发现绳子的重量、摩擦力等都会对滑轮实验产生影响。

这种对数据合理质疑的过程，培养了学生理智选择和分析数据的意识。因此，在教学中，教师应鼓励学生多角度分析数据，学会思考、判断；在这样的过程中，从不同角度挖掘了数据的用处，培养处理数据的能力。

总之，数据分析能力的培养，是一个漫长的过程。在教学中，从直观感悟到理性分析、推断，有时还需要借助不同的统计形式，及时反思误差的过程，逐步帮助学生形成和发展数据分析能力，不断提升数据分析的意识，形成独特的数据观念。