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1、小学科学论文科学处理实验数据的探索象山西周小学 曹炳达据笔者统计，小学科学中的实验绝大部分涉及到数据，其中有半数以上的实验主要以数据的方式向我们呈现结论。可以说掌握了数据就如同掌握了科学真理的密码。可问题是，在日常教学中，我们常常被数据所困，为数据所累，无法真正从数据中揭示科学的真谛，常常让伪科学在真理的眼皮底下放任肆虐。如何突破这个教学的瓶颈，科学地处理实验中的数据，让枯燥乏味的数字在课堂上散发出诱人的光芒，引领孩子们的学习呢？为此，笔者做了深入的研究尝试，体会颇深。第一、把握核心拨开数据之迷雾阿基米德曾说：“给我一个支点，我可以撬起整个地球！”是的，面对纷繁杂乱的实验数据，我们无需紧张，不
2、必烦躁，只需把握数据中能够引发学生思考的核心所在，便可游刃有余。1、在层层追问中前行教学中，我们的提问常常是，“发现了什么？”， “想说些什么？”。的确，这样的提问是开放的，是能够激活学生思维的，但仅限于实验素养较高的个别学生。例如，笔者在教学抵抗弯曲一课时，有一个小组对纸的宽度与抗弯曲能力的研究做了如下记录（图1）：纸的宽度1倍宽2倍宽3倍宽承受的垫圈数预测023实测025 “同学们，从记录单上你发现了什么？”老师兴致勃勃地提问。教室里鸦雀无声，只有少数几名学生举手回答，而且答案各异。有人说：“我发现了表格中有两个0，两个2，一个3，一个5。”有人说：“我发现了预测的数据要比实际的数据小一些
3、。”还有人说：“我发现了二倍宽对下的数字正好是两个2。”怎么办啊？！笔者顿时感到一头雾水，不知如何是好。在焦急和烦躁中，笔者只能让学生生硬地回答下面的问题，“纸的宽度与抗弯曲能力到底有什么关系呢？”学生沉默无语，回答者寥寥无几。相反，笔者在另一个班级则采用了不同的方法。“请同学们仔细观察记录表中的数据，看看这些数据的大小与抗弯曲能力有怎样的关系？”经过短暂的思考，学生纷纷举手回答，“纸张越宽数据越大。”“这些数据表示什么呢？”笔者追问。“表示纸张承受的垫圈数。”学生很快地做出了回答。“那么你能说纸张的宽度与抗弯曲能力的关系吗？”“纸张越宽抗弯曲能力就越强。”看，他们的思路是如此的清晰，他们的思
4、维是如此的活跃，是什么点燃了他们的激情，这便是对整体数据的思考与把握。2、在分类比较中思考在科学记录中，有些实验的数据显得相当复杂，特别是全班同学共同参与的记录，往往有几十个数据。对于这样的数据，我们在整体把握上就相对不容易了。如何让这些复杂、呆板的数据活跃起来呢？那么就让我们首先给它们分分类吧，接着把每一类的数据看做一个小的整体，归纳出它们的范围。然后让各个范围之间做纵向的比较。最后，在此过程中，加以适时的归纳总结、思索推理，逐步激活学生的思维，得出科学的结论。例如，笔者在教学形状与抗弯曲能力一课时，通过全班同学的研究，得出如下的科学数据（图2）：纸的形状与抗弯曲能力的测试记录单纸的形状承受
5、的垫圈数第1小组03491818第2小组0860721第3小组06371118第4小组0735820第5小组0826646第6小组01148720第7小组06411325第8小组0448635第9小组09551411第10小组0634830笔者首先让学生将每一个竖排的数字看成一个小小的整体，归纳出它们的范围。学生很快得出了结果：平铺的纸张不能承受一个垫圈；折成凹槽形的纸张能承受39个垫圈；折成三角凹槽形的纸张能承受2660个垫圈；折成长方体的纸张能承受618个垫圈；折成圆柱体的纸张能承受1146个垫圈。紧接着，笔者让学生按照各个范围数字间作横向比较并排出了顺序：三角凹槽形的纸张（2660）；圆
6、柱体的纸张（1146）；长方体的纸张（618）；凹槽形的纸张（39）；平铺的纸张（0）。然后，笔者据此提问，“对这样的发现，你还想知道些什么？”孩子们纷纷举手，他们很想知道为什么同样的纸张折成的不同形状会有不同的承受能力，其中的秘密是什么。一个小小的方法让学生的思维顿时活跃了起来。他们认真地思考，大胆地猜想，不停地质疑反思。科学素养得到了深入的发展。第二、变换形式凸显数据之精华自然界中的事物常常以各种形式存在。比如“水有三态”；昆虫的生长发育有三种或四种区别巨大的阶段。如果我们用冰块来研究水的流动性或者用蛆来研究苍蝇的飞行能力，那必然会一无所获。许多实验中的数据也如同多变的事物，用隐藏的表现形
7、式来迷惑我们的眼睛。我们一定要懂得变换数据的表现形式，用最合理的方式来求得科学的真知。1、多用组合表，让个体变整体笔者教学“光和热”一课，遇到了一个相对棘手的问题。整理数据资料时，得到了如下两张表格。小组名：第2小组镜子数0123测得温度1315.515.517.5我们的发现镜子数变化，温度不一定变化。小组名：第8小组镜子数0123测得温度12151818我们的发现镜子数增加到两块以后，温度就不再上升了。怎么解决这个问题？直接否定他们的结论？不行，他们是根据测得的数据获得的。坚决否定他们的数据？也不行，他们是在真实的实验中记录的。马上当作特例深入剖析？还是不行，会影响学生的思维。在否定了多种办
8、法之后，笔者采取了“化零为整”的办法，先将所有小组的数据结合起来，得到了如下一张大表格：温度镜子数小组012311314172921315.515.517.5312.5151719412.515.5182051315.516.519612.51516177131517198121518189131618.520.51012.5141618仔细比较表格，我们不难发现：当不采用镜子时，平均温度在12.5左右；采用1面镜子时，平均温度在15左右；采用2面镜子时，平均温度在17左右；采用3面镜子时，平均温度在19左右；在整体的对比中，我们可以轻松地收获到初步的结论：光照越强，温度越高。2、巧用统计图，
9、让抽象变形象例如，有一个实验小组在学习抵抗弯曲一课，研究纸梁的宽度和抗弯曲能力之间的关系以及纸梁的厚度和抗弯曲能力之间的关系时，获得了如下两组两组实验数据。纸的宽度一倍宽两倍宽四倍宽抗弯曲能力的大小（放垫圈的个数）预测024实测123纸的厚度一张纸的厚度两张纸的厚度四张纸的厚度抗弯曲能力的大小（放垫圈的个数）预测048实测1426根据数据，学生很快得出“增加横梁的宽度可以增强抗弯曲能力”，“ 增加横梁的厚度可以增强抗弯曲能力”。但是绝大都数的学生不回去关心宽度与厚度到底谁对抗弯曲能力的影响更大？但只要我们让学生把这两张表格中“实测”的数据转化成折线统计图，问题便可迎刃而解。参照表格，对照曲线图
10、，学生可以轻松的理解：增加宽度对抗弯曲能力的影响比较小，而增加厚度可以大大增加抗弯曲能力。第三、关注特例识别数据之玄机1、细小处着眼，思考隐藏的科学当我们强调从大环节上看待实验数据时，千万别忽视对细节处的观察，特别是一些与众不同的特例，很容易被人忽视，它的背后同样蕴藏着科学的价值。例如，同样是形状与抵抗弯曲一课的记录表（见图2）。其中，有一个小组的记录与众不同：折成三角凹槽形的纸张能承受26个垫圈，而折成圆柱体的纸张却能承受46个垫圈。这个发现与其他小组大相径庭，有同学敏锐地指出了这个问题。如果教师一笑而过，便会失去一个探究发现的一个良好时机。通过交流讨论，以及实验者的重复验证，大家终于明白：
11、折成三角凹槽形的纸张承受的垫圈数少是因为这个小组在实验制作的时候比其他小组少折了几次，也就是组成三角凹槽形纸张的三角形结构少了，所以承受力相对较差。学生也明白了折成三角凹槽形的纸张的承受力强弱与组成这个结构的三角形多少有关系。而他们小组折成圆柱体的纸张承受力强，是因为他们整齐地将垫圈排放在圆柱体的上面，使圆柱体受力均匀，没有发生折皱，充分使用了拱形的力量。这让学生提前一步了解了三角形和拱形的强大承受力，为后续的学习做了一个良好的铺垫。2、争辩中着手，追寻意外的发现苏格兰科学家亚历山大弗莱明在培养“葡萄状球菌”时忘了盖盖子，意外的发现了青霉素；德国物理学家伦琴在一次放射实验中不小心不小心放了一张
12、照相底片，意外的发现了X射线；丹麦科学家法拉第在研究“闭合回路”的实验中，偶然让让通电的导线靠近小磁针，意外的发现了电磁感应现象我们在平常的实验中，也会有许多不经意的举动及发现，切不可置之不理，而应严肃对待。比如，在研究“斜面作用”的实验时，有一个小组发现了一个与众不同的现象：将一个小物体直接提升的力为0.3牛，而借助斜面提升却需要0.9牛。其他学生大获不解，甚至有人对斜面的省力提出了怀疑。当集体探讨、重现实验之后，大家才发现，他们提升的重物是一个用橡胶制成的福娃。这个小东西放在斜面上会吸附住，因此很难拉动。在这个实验中，学生又深入了解了摩擦力的知识。在我们的科学实验中，会有很多惊奇的现象。这些现象有时让实验者很难发现。但是，当实验者用精确的数字将它们真实地记录在本子上时。如果我们再运用合理的教学方法，那么我们便会在研究探讨中逐渐明了。而这个过程，恰恰是科学课倡导的过程。孩子们的观察、思考、质疑、探讨、倾听、交流便会因此而变得精彩纷呈。参考文献1 张红霞.科学究竟是什么M.北京:教育科学出版社,20032 袁运开等.科学课程与教学论M.杭州:浙江教育出版社,20063 韦钰.探究式科学教育教学指导M.北京:教育科学出版社,20054 喻伯军.小学科学教学案例专题研究M.杭州:浙江大学出版社,2005
