科学例谈实验数据中隐藏的问题及干预策略论文.docx

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1、例谈实验数据中隐藏的问题及干预策略摘要：六年级开展实验活动时，发现学生对实验数据的收集、整理、分析存在问题，于是采取了一定的措施进行干预，有效调整了学生的学习态度，提升了思维能力。关键词：实验数据问题引言：在教学教科版六年级上册的相关实验课时，发现学生的实验数据中有随意填写、涂改等不正常现象，从中折射出学生在科学探究过程的一些问题。本文从教师的角度出发，寻找相应的对策，引导学生科学、细致地对待实验数据，提高科学素养。小学科学课是一门实践性课程，探究活动是学生学习科学的重要方式。而科学探究包括：提出问题、做出假设、制订与实施研究方案、收集和分析数据、得出结论、表达交流、反思评价等要素。每个要素都

2、会涉及多个科学思维方法。对于数据的处理，贯穿在每个年级的科学课中，尤其是高年级。学生对实验数据经过一系列的整理、分析、归纳、概括，有效地促进了他们思维的广度、深度，提升了类比、概括能力。新学期，我接手了六年级四个班的科学课教学，六上的教材中前三个单元几乎每一课都有实验，都要进行数据收集整理。在第一单元简单机械的实验中，我发现小组汇报环节很少出现问题数据（与实验规律不符的数据），结论归纳得也比较顺利，我暗自庆幸：虽然以前的课因为多方面原因，上得不太正规，但学生的水平还是不错的。上了第一单元第七课斜面的作用后，我把一部分学生的书收来，仔细翻看了每一个实验记录，隐隐感觉太平盛世只是表面。我又特意找部

3、分学生聊了一下，才发现：原来实验数据背后隐藏着不少问题。有的问题如果不加以重视、解决，就与树立科学思想、崇尚科学精神的培养目标是相悖的，会影响学生的一生的发展。一、问题及产生原因：1 .随便填写课本上的实验记录表已经注明要求：用1、2、3、4表示坡度由小到大，实验前老师也提醒同学按书上表格要求记录数据。而该记录明显是随便写的，四次数据毫无规律可循。事后我和该生谈了一次，请他分析从图1的数据中怎样得到我们的发现的，他回答不出来，才承认那节课对实验没当一回事，为了应付老师检查，就随便写了几个数字。等到归纳结论时，就把大家总结出来的写进记录。而与他同组的另外三个同学的实验记录也是胡乱写的，整个小组就

4、没好好进行实验活动。这是学习态度不端正造成的。如果没发现，他们可能就会一直滥竽充数下去。虽然这样的情况在一个班级中出现得极少，但对他们的成长是不利的。教师应用慈眼及时捕获这个苗头，及时遏制住。（同城应制MHI3的实启此水衣:I11.2.J.4人一丁一。小大）战震：*属廿的第的力2 .数据缺失、修改和图2记录的学生聊了一下，针对4次实验只有3次数据，给出的解释是时间来不及，只完成了前3次。但是对于前两次数据的涂改，学生纠结了半天，才说出实情：因为前三次实验中小组成员有分歧。争执之后，她们悄悄看了旁边小组的记录，发现自己的数据跟那组出入比较大，于是一商量，就改成“有规律的数字了。时间上耽误了不少，

5、也就导致第四次实验没有做。对于这个问题，我认为有两方面因素导致学生修改数据；一是该组几个同学比较爱面子，害怕在汇报时出现特别的数据惹得其他同学笑话，从众心理让她们觉得不能有特殊的地方。二是该组中有个别学生可能储存了相关的前概念，比如：看过课外书中提到斜面的原理。前概念让她感觉数据就应该体现斜面的坡度越平缓就越省力的，哪怕她们是按要求进行实验，出现了特别的数字，那些数字在她意识中就有问题，不能填到记录表里。图23 .数据完全相同图3和图4分属两个不同实验小组的记录，但是出现高度一致的数据，显然是有问题的。在和这两个组的学生交流后，发现其中一组学生担心自己的数据测得不准确，于是就看了另外一组改了原

6、来的数据。为什么不相信自己的实验结果呢？他们觉得另外一组的同学在科学课上发言积极、实验做得好，经常受到表扬，形成了一个定势：他们的数据肯定是最准的，是老师最想看到的。这个问题学生有责任，但反过来想教师没有责任吗？肯定有。教师平时教学中常常会考虑时间因素，担心一些意外干扰课堂节奏，导致课上不完，不知不觉在语言、动作等方面形成对实验结果的强烈指向性，对能充分反映实验结果的数据格外青睐，对在科学课学习中优秀的学生更多的关注。种种行为给了大家一定的暗示，学习能力稍弱的学生从众心理会有所增加，能力强的学生可能会察言观色，寻找老师“最想看到的数据。在一些公开课中，也常会出现类似的情况，为了达到圆满的课堂效

7、果，教师不断暗示学生按他设定的路线走。结果看起来很完美，但长期下去，形成了弄虚作假的作风，对学生人格发展是有害的。图3,图44 .汇报时无“特别数据这个特别数据排除学生乱写的，其实有一些数据是有研究价值的，值得全班同学一起从特别中发现很多问题（实验操作是否规范、观察是否到位、是否有外因影响等）。如果有了前面几种问题，在汇报交流时特别数据就很难出现，即使有，学生也不愿说。二、干预的策略:义务教育小学科学课程标准中关于科学态度培养目标有这样几点：“具有基于证据和推理发表自己见解的意识、“实事求是“在科学学习中运用批判性思维大胆质疑。可见，运用实证推理判断是科学素养的一个重要方面。对于学生在收集、整

8、理、分析实验数据中产生的多方面问题，教师应从哪些地方入手，去逐一解决问题呢？1.宽严相济，实事求是科学是以事实为基础的，严格尊重事实，形成实事求是的学习态度是科学探究的保障，必须严要求。教师首先要反省自己的教学准备、流程、实验等方面是否严谨、科学，不随便减少也不任意添加，用自己的言行去熏陶学生。经常用正能量（教材中科学家严谨钻研的故事、身边同学细致探究的例子）去激励大家。但对于学生出现胡乱写个数字充数的敷衍态度，不能因为科学课是技能学科就放松管理，反而得当回事处理，在班级树立严谨的学风。学生不相信自己收集到的数据甚至篡改数据，其实就和不敢在课堂上主动回答问题相似，他们怕暴露自己可能不完美的想法

9、。特别是到了高年级，不少学生自我意识增强，觉得在大庭广众下有失误是伤自尊的表现。因此，教师还要创设相对宽的环境，让学生放心大胆地进行交流，不怕“出丑。保证实验时间的充分，哪怕多花点时间也可以。保证实验材料的充足，即使有的材料是学生自备，教师自己也要提前预备一点,可以在学生短缺时及时补充。保证交流、思考的时间，既要有自己的分析思考，也要有集体思维的碰撞。鼓励抬杠，有时个别学生针对自己小组实验中的数据，会提出与其他成员不同的想法；有时会对其他组交流中的某些数据提出不同意见，甚至会争得面红耳赤。这样的“抬杠其实就是课标中提到的批判性思维的火花，保护这样的火苗并鼓励他们去质疑，花这样的时间是值得的。教

10、师还要注意教学语言的宽松，能引导学生深入的思考，而不是“对错“是不是这样结论性的评价。我发现如果教师适当深入到个别小组，作为成员参与某个实验操作，一方面可以暗中监督、提醒学生实验的规范，另一方消除了师生间的隔阂，制造一个宽松的氛围，学生是很欢迎的。5 .特别数据，特殊对待有了前面的铺垫，还是出现了特别的数据，怎么办？其实一两个特别数据有时就像在平静的湖面扔进一颗石子，能激起美丽的水花。这样的水花能激起科学课的活力，提升合作探究的有效性。当我们把这个特别数据从一堆常规数据中拎出来，学生自然就发现了数据中的矛盾。这时，鼓励学生思考：为什么这个数据在这里显得那么特别？可能是什么原因造成的？再进一步引

11、导学生反思：是实验操作不正确引起的？是实验器材不规范引起的？是哪一步实验步骤有问题？是观察得不仔细？在实验中周围环境是不是有影响？这个思考过程非常重要，能发现一点影响的因素，他们的科学思维就前进了一小步。当学生懂得对特别数据背后的产生原因进行思考时，那数据就不单是某一课结论的有力支撑，更是学生实证意识增强的体现。例如：第二单元第一课抵抗弯曲的实验中，我没有要求学生都按书上的材料去准备，尤其是承重物（书上用的是垫圈，实验室的垫圈数量少，不够用），鼓励他们从身边找材料，但是每个承重物必须重量相同。学生的能量不可小看，带来了象棋、围棋、燕尾夹等，用自己熟悉的材料做实验，感觉很轻松。实验后，我鼓励学生

12、大胆地交流实验数据，每个实验组都派了代表发言。看到大半个黑板的数据,我肯定了同学们的成果，随后提示学生观察数据：虽然承重物不同，纸梁的材质略有差别，但有没有规律可循呢？给学生充足的时间思考，交流的气氛热烈起来。在研究纸梁的厚度与抗弯曲能力的实验中，有学生指出一个组的数据有问题（如图5）：实验中承重物是一个一个放得，怎么会有承重0.5的？肯定是乱写的。发现了这个数字，有的人拿出了“打假气势。很惊喜孩子们求实的态度，但这个数字背后肯定也是有缘由的。于是，我请0.5这个特别数字小组的代表给大家说明一下，他还蛮有底气的我们用的是这种圆形笑脸的橡皮做承重物。他边说边举起几个一样的小橡皮“预测一张纸厚度能

13、承重一个,实测时放了一块橡皮，当时纸梁没有塌，计时10秒钟的最后一秒竟然塌下去了。可我们组同学不服气，觉得一张纸不可能抗弯曲能力为0。于是，我就用小刀把橡皮平均分两份，每份不就是05个吗？用0.5个橡皮重新做实验，10秒没有塌，20秒也没塌，这不就说明一张纸的抗弯曲能力是05吗？我们没有乱写！听了他的解释，有的学生似乎觉得有点道理，有的小声嘀咕觉得还是有问题。我没有评判他的说法,而是把问题丢给学生们，让他们判断这个数字到底有没有问题。在短暂的无声思考后，有学生提出了自己的想法：“如果按这组的方法，他们的橡皮都应该切两半，把那0.5个橡皮当成一个承重物，每次增加0.5个，不然的话他们第二、三次实

14、验和第一次承重的标准不同，是不太科学的。这位同学的发言让我们眼前一亮，说到点上了。一个特别数据，引发了一场小小讨论，实际上反映出学生思维能力的发展：能发现数据背后的问题一一实验的规范性。双梁的中电。执号前能力的潮试记承1.Nl泮，度JHA曲能的关系足I图5如果数据出现有偶然性，通过反复多次实验就可以解决。如果是器材问题，换用更规范的材料再实验。在重复实验中，克服了原来一些不利因素，学生原本出现的问题都能迎刃而解。虽然可能要花上一定的时间，甚至会导致一些教学内容顺延到下节课，但一次次的排除、对比、分析、归纳，从另一个角度来看这样的实验更真实，这样的数据更有说服力，这样的探究更有助于学生寻找规律，

15、这样的结论更严谨。.方法指导，提升能力教师引导学生观察实验数据，不仅看自己组的，更要学会观察多个组的数据，寻找其中的规律。指导学生用横向比较、纵向比较、同类型比较、不同类别比较的方法，挖掘其中的内涵。一般来说，小学科学课的实验数据大多高度清晰，内在高度规律化，教师稍加点拨学生很容易解释现象、归纳原理。但是不能就此而满足，遇到一些较复杂的数据，也要带着他们尝试分析，这样他们才能得到锻炼，能力才会有提高。例如：抵抗弯曲一课的结尾有个思考的问题（如图6）,解决这个问题其实需要结合本课前面的两个模拟实验：纸梁宽度与抗弯曲能力的关系？纸梁厚度与抗弯曲能力的关系？把两个实验的数据放在一起比较，才能发现：对

16、于同样材料做得横梁，增加厚度比增加宽度的抗弯曲能力要强些。但是这两个实验记录表在书的不同页，做完宽度实验归纳了规律后再做厚度实验，学生不太容易发现两个实验之间的关联。对于图6的问题，感觉比较突兀。有了以前的经验，我在上课时特意把两个实验数据在黑板上整理在一起，纵向是不同小组宽度、厚度实验的数据，横向的是本小组两个不同实验的数据（图7、8、9.10）o有了这个铺垫，到了最后问题的解决，提示学生看看大家汇报的数据，学生从原来纵向比较转向横向比较，由同类比转向了不同类比，逐步发现了其中的规律，问题也就迎刃而解了。横家平着放好.还是立着放好图6图7,图8,图9,图10带领学生在这样不断地训练中掌握分析的方法，逐步由教师“扶到“半扶再到自己摸索，学生对数据的理性思考