以科学课实验数据促进有效探究

来源 :小学科学·教师版 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zydolphin
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  科学课程标准指出:在让学生获得知识的同时能“形成尊重事实、善于质疑的科学态度”“不迷信权威”,这就要求学生在探究过程中要有证据意识,通过证据来推理和论证。
  数据是科学探究活动的重要证据,但是在课堂教学中,学生在数据方面存在以下问题:
  一、数据获取和记录方面
  1.错误(失当)的操作
  数据来源于操作,错误(失当)的操作带来的是无效的数据。小学生喜欢动手做实验,但却往往是兴致远高于理性,根本不按科学程序和要点来进行规范操作,这样就影响了基础数据的获取,有效性大打折扣,更使后续的分析失去其应有的价值。
  2.受探究结果定向的影响
  由于受认知水平限制,小学生在探究中,往往只指向于结果,而忽视过程的有效性;对于数据有一定的认识和需求,但较为模糊,往往指向于“预先的猜测结果”,期望得到与预测相一致的数据,沉迷于“我们的实验和预测的差不多”“我们的预测真准”一类的得意心境,随意修改真实数据,以使数据“好看一些”,造成数据的失真。
  3.迎合教师的意图
  有些探究中的实验数据多而杂,教师一般会选取几个小组进行汇报和交流,为了得到老师表扬,学生也会在一定程度上揣测老师“想要的结果”,凭空捏造、胡乱填写的事情也时有发生。
  4.盲目从众的心理
  由于受应试教育“标准答案”影响,汇报交流中,当自己的数据与别人有差异时,学生往往不能坚持自己的成果,反而会心生疑虑,甚至为了与他人保持一致而篡改自己的数据,使之变得“好看”“随大流”,从而失去真实有效性。
  5.数据记录错位
  及时、准确地记录实验数据,这是学生应该养成的良好意识和习惯。但很多时候,学生沉浸于实验操作和现象,却忽视了数据记录。而且,在课堂中一般都是由教师提供记录表,但对于表格结构和记录项目,缺少指导学生观察、理解和内化的过程,引起记录错位,使真实数据变成了无效数据。
  二、數据整理和分析方面
  1.对数据无从入手
  对收集到的数据,学生缺乏进行初步甄别和整理的方法,缺少时间进行观察、理解和内化,表现出茫然和束手无措,造成“有米不会炊”的窘况。
  2.数据的流失
  对于全班数据,在交流分析阶段,教师一般也仅取几个小组的典型数据来展开,以点带面,快速解决,其他小组则不再关注,造成了数据资源的流失和浪费。
  数据不是凭空产生的,而是学生通过实验获取结果的真实呈现。有效地收集记录、整理分析数据,能够从中获得事实的真相,培养学生尊重事实的科学精神和缜密的思维能力。
  三、提升学生的数据观
  1.认识数据的作用
  首先,要让学生明确数据的证据作用,没有可靠的证据支持,结论就没有可信度;其次,要让学生明确数据与结论之间的逻辑关系,即结论是在对数据分析、比较、综合的基础上进行科学推理、概括形成的。
  2.正确对待误差
  由于实验器材、操作过程等原因,每个小组的数据不可能是完全一致的,误差是客观存在的,也是允许的,不需追求整齐划一,更不应盲从他人。只要是使用了符合要求的材料、按照科学步骤和方法进行的操作,所获得的数据都应该是真实有效的。
  四、、真实准确地收集数据
  学生参与实验,并非只是为了取得几个呆板的数据,更在于数据是如何获取的,方式是否科学合理,过程是否适当可靠,唯有如此,数据才是有血有肉和真实丰满的。
  1.器材要规范
  完整适用的器材是有效、高效开展实验并获取数据的基础。如“轮轴的作用”实验,可采用“用测力计测量轮上拉力等”的方法,避免教材中实验装置轮轴保持平衡必须使“轮半径为轴半径的整数倍”这样一个限制和弊端,更有利于学生的操作和数据获取。对于一些器材较多、较复杂的实验,更要讲究材料的结构性和呈现方式,通过有结构的材料和有步骤的呈现,引导学生有条理地展开实验,获取数据。
  2.操作要规范
  对于实验操作,教师要作相应的讲解,做到透彻、易懂;对复杂、规范性高的实验更应给予示范。若有必要,教师应先行“下水实验”,以学生的视点来进行操作,这样才能给学生以更有效的指导。如“哪杯水的温度高”的实验,一是如何混合冷热水,二是要不要搅拌。经过下水实验,相同的热水和冷水量,混合方法对温度的影响不大,关键是安全,所以指导学生采取把冷水倒入热水烧杯的做法,这样就不需直接用手去接触烫手的热水杯,保证了实验安全、快速;由于冷水比重大,混合过程中会自然沉入热水底部,一定程度也就起到了搅拌混合的作用。规范了实验操作,所取得的数据规范性、准确性程度就会大大提高。
  3.方法要科学
  从理论来说,任何一个被测的量,都有一个客观的真实值,即真值,但是,实验获取的,只能是一个近似于真值的数值,称为最佳值,最佳值与真值之间的误差是始终存在的。为尽可能获取到最佳数据,可采用取平均数、中位数或众数的方法。如在“不同坡度斜面的省力作用”实验中,以“取平均数”的方法获取在不同坡度斜面上的拉力数据。
  4.记录要及时
  以严谨的科学态度来说,每一次实验都是唯一和不可复制的,因此,每次操作所取得的数据也是唯一的,不可能、更不应该由另外的操作进行递补和替换,所以及时地记录数据尤为重要。在操作时,小组成员要有明确分工,实验过程中,各司其职,特别是负责记录的同学更要尽心尽责,与小组成员密切配合,认真及时记录好数据。
  五、适当有序地整理数据
  实验所取得的原始数据,在未加识别、理解和整理的情况下是零碎、无序、无意的,所以需要对数据进行甄别、归类及一定程度地编码,从而提炼其有效性。
  1.审视和甄别
  实验获取的系列数据,在完备的器材、规范的操作之下,取得的合规数据总是会围绕真值产生正负小范围的波动,如果数据有较大、甚至是突兀的变化,应及时予以分析、解决。如在《摆的研究》中,测试同一个摆在30秒内的摆动次数,一个小组的数据如下:   第四次的数据与前三次相差较大,引起了学生重视,通过观察实验装置,学生发现是摆绳上端松动了,导致摆绳变长了,于是便意识到这个摆不再是原来的摆了,所以第四次的数据是不符合要求的。
  2.列表法整理数据
  这是最常用的整理数据的方法,在数据记录的同时,就预先有目的地运用表格,同步对数据进行初步整理,从而使数据变得规范、有序。
  在现行情况下,学生的记录表格一般都是教师事先设计和打印好的,分发给实验小组,只需在实验时,把数据填人对应的表格内即可。但是,教师应注意在实验记录前,要引导学生观察和理解表格结构,以使数据记录准确、到位。若学生已有一定的设计能力,教师不妨引导学生一起参与到实验和表格的设计,确定表格结构及记录项目,逐步出示和完成,把实验探究转化为自身的学习需求和学习过程。“轮轴的作用”记录表,设计步骤如下:
  3.图表法呈现数据
  运用图表法呈现数据更有利于学生直观地观察和对比数据,获得更为丰富的感性认识,从而也更有利于学生开展数据分析。
  如“纸梁厚度与承重能力”研究实验,数据如下:
  运用Excel的数据转换功能,把数据即刻转换成如下图表,学生通过观察,不仅可以对比出数据的差距,更能直观地观察到数据的变动幅度和趋势,从而更深刻地认识和体会到“增加纸梁厚度能大幅提高其承重能力”。
  4.全班数据汇总
  统计学理论告诉我们,数据样本越多,结论精度和可靠性也就越高。所以,教师应秉持大数据意识,尽可能地把全班数据汇总到一起来进行分析、归纳、概括和推理,以使数据全面地发挥其应有的功能和作用。
  六、科学地分析数据
  1.数据意义化
  单纯的数字是无意义的,只有赋以其意义,才能焕发其功能。因此,应引导学生主动地理解各数据的含义,把抽象的数据内化为具体的鲜活内涵,寻找数据间的关联性,形成数据链,展开数据分析。
  2.数据的分析
  寻找数据的特点或联系,发现规律,从而转化成能支持相关观点的证据,实现观点与事实的对接。主要有以下几种:
  数据大小对比分析。通过关联数据的大小比较,从而发现隐藏在数据背后的相关规律。如上述“轮轴的作用”研究。
  数据分布区域分析。如“摆的研究”,每个小组按自己的意愿,任意选择做一个摆线长15cm/20cm/30cm的摆,并测量这个摆在20秒内的摆动次数,重复3次。教师根据全班数据,转换成了一个全班的汇总图表,如下图:
  通过观察直观平台中数据的分布状态,很容易发现:不同长度摆线的摆,摆动次数是不一样的;相同长度摆线的摆,摆动次数基本是接近的;摆线长,摆动次数少,摆线短,摆动次数多。
  数据变化趋势分析。还是以上面“纸梁的厚度与抗弯曲能力”图表为例,通过观察,学生发现增加纸梁的厚度,能增强它的抗弯曲能力,而且增强的幅度是远远超出自己的预料,因此带给学生的印象也是非常深刻的。
  数据的获取、整理、分析,是培养学生严谨的科学态度、正确的科学方法、缜密的科学思维的过程,教师的指导应贯穿于每一堂课、每一个环节,从而使學生的科学探究活动更有效、高效,更好地培养学生的科学品质,全面提升学生的科学素养。
其他文献
“以天下之心思虑者,则无不知”,在信息封闭的古代,这仅仅是一个梦想。如今梦想逐渐成为现实。
在当前的教育理念中要把生活放到中心地位上,这样才可以把教育的作用体现出来。信息技术这门学科是这几年刚刚兴起的一门知识,所以要重视它与生活的连接,但是在实际教学中,往往有很多的老师忽略了这一重要层次,老师在进行授课的过程中,基本上都是按照过去的照本宣科式进行教学,不但没有提高这门学科的成绩,反而使这门学科变得更加枯燥无味,甚至使一些学生产生厌恶的心态,大大的打击的学习主动性和兴趣。所以在进行信息技术
嗜好是一把双刃剑。客观辨证地看待嗜好,坚定地给自己的不良嗜好戴上“笼头”,自觉地将嗜好升华为对崇高目标的不懈追求,理智地把握住了嗜好,也就扼住了自己命运的咽喉。
略论中国市场经济发展的制约因素刘进喜改革开放17年来,中国在建立社会主义市场经济方面取得了“举世震惊的成就”:80年代年均增长9.2%,仅低于韩国的9.7%,居世界第二位;进入90年代,继1992年经济增长12.8%之
从算盘的响声到计算机的奥妙,从烽火传送信号到网络传递的加速,从竹筒文字到电脑打印……历史发展到今天,瞬息千里的技术奇迹已渗透到人们生活的线一个角度。伴随着全球科技与经
小学生的科学素养主要是指小学生对于科学所应该了解的程度,包括提升科学的态度、掌握科学的方法以及形成科学的行为和思维方式。提高小学生的科学素养是我国小学《科学》课程标准的主要标准之一,也是我国实施素质教育的基本要求。小学生作为我国人才培养的前沿阵地,提高他们的科学素养是我国人才培养的重要目标,也是提高全民科学素养的重要方面。如何培养和提高小学生的科学素养应注重以下几方面的工作。  一、改进教学模式 
傳统的语文课堂一般只注重字词或者是段篇章的讲解,僵硬的课堂模式缺乏教学策略很难激发学习兴趣,从而无法全面提高学习成绩。微课的出现打破这一局面,突破时空与地域的界限,创造出更加生动真实的情景,让语文课堂充满生机与活力,激发学生好奇心与强烈的求知欲,开启智力发展,是实施素质教育全面发展的有效途径。本文针对微课在小学语文教学中的应用从以下五个方面展开讨论。  传统的教学模式大多是以教师为中心,教师占据课
秦川牛因原产于陕西八百里秦川而得名,具有体躯高大、遗传稳定、适应性强、肉用性能好等特点,是我国著名的地方品种和国家级资源保护品种,是肉牛新品种培育和产业化发展的基
通过观察直观平台中数据的分布状态,很容易发现:不同长度摆线的摆,摆动次数是不一样的;相同长度摆线的摆,摆动次数基本是接近的;摆线长,摆动次数少,摆线短,摆动次数多。  数据变化趋势分析。还是以上面“纸梁的厚度与抗弯曲能力”图表为例,通过观察,学生发现增加纸梁的厚度,能增强它的抗弯曲能力,而且增强的幅度是远远超出自己的预料,因此带给学生的印象也是非常深刻的。  数据的获取、整理、分析,是培养学生严谨
在通信系统的完善化的今天,来自互联网的QQ、微信、Wi-Fi,朋友圈、微信群、网络学习都给我们的教师成长拓宽了学习的空间、扩大交流的平台,实现了教师网络学习的互联网化。  但是,网络成熟,不代表呈现的内容就是对我们有益、受用的,网络世界也因为虚拟化、不确定性,导致很多的内容并不适合我们,如何让老师在复杂的网络中寻找到真正适合我们教师需要的内容,促进教师真正的专业成长,网络培训的出现就非常有必要。而