[注重培养学生的数据意识] 四个意识

注重培养学生的数据意识

一、实验设计要严谨、周密 科学课上严谨、周密的实验设计，需要严格控制各个条 件，尽量减少实验产生的误差，尽可能保证数据的可靠性。

“横梁的宽度与抗弯曲能力关系”的实验操作相对比较容易， 如何引导学生控制好实验条件是非常重要的。教师要引导学 生分组讨论实验中的控制条件，组织全班同学进行汇报交流， 让学生实验前充分动脑，设计严谨科学的实验方案，为后面 收集有效的实验数据作铺垫。

以下是实验前进行实验方案设计的教学片段：
师：接下来我们先研究“横梁的宽度与抗弯曲能力的关 系”，大家猜测它们之间会有怎样的关系？ 生：我认为横梁宽，抗弯曲能力高，横梁窄，抗弯曲能 力低。

师：还有没有不同的猜测？ （学生沉默。） 师：那到底猜的对不对呢？我们要通过对比实验来验证 猜想。大家看，老师为你们准备的实验材料有木块、卡纸、 垫圈、尺子等，这些材料在对比实验中做什么用呢？ 生：木块当柱子，卡纸当横梁。师：是的，卡纸当横梁，今天我们称它们为纸梁。那垫 圈做什么用呢? 生：垫圈衡量抗弯曲能力的大小，尺子用来测量柱子之 间的距离。

师：用垫圈个数的多少表示抗弯曲能力的大小。

就这些材料，怎么研究？实验前还有几个问题需要大家 考虑，请看大屏幕，小组讨论一下。

（课件出示：实验中应该控制哪些条件不变？怎样控制 这些条件不变？实验中需要改变什么条件？实验中要注意 些什么？如何放垫圈？放最后一个垫圈后纸梁倒塌，那么这 一个算不算？之后学生分组讨论。） 师：哪个组把你们讨论的结果跟大家分享一下？ 生：我们觉得不改变的条件是纸梁的厚度和长度。

生：还有柱子的高度、柱子之间的距离。

师：柱子间的距离我们也可以叫跨度。

生：垫圈的数量也不能变。

生：垫圈数量不必限制，要不怎么知道抗弯曲能力的大 小。

师：你很细心。弯曲程度也要统一表示，我们统一弯曲 程度为以接触桌面为准，这些是我们在实验中要控制好的实 验条件。为了容易看出抗弯曲能力的变化，纸梁的宽度要怎 么增加？ 生：1倍1倍地增加。生：2倍2倍地增加。

师：我们就选用2 倍2 倍地增加，这样增加的幅度大一 些，抗弯曲能力变化可能更明显一些。（出示记录单）我们 以最窄的那块为1 倍宽，成倍地增加宽度，看抗弯曲能力会 发生什么变化。请各小组先猜测每种宽度可以承载多少垫圈， 再实验、记录。

我们发现，纸梁的宽度与抗弯曲能力的关系是：
_________________。

二、同时关注个别数据和整体数据 课堂上，有的教师比较重视小组、个人的实验数据，但 对全班汇总的实验数据容易忽视，呈现方式也比较简单。分 析数据时，教师既要关注点，也要关注面，这样有利于学生 对数据进行分析，发现数据背后的规律，得出科学概念。以 下是“拉力大小与小缆车运动快慢关系”实验汇总后师生交 流的片段，教师先让两个小组汇报数据和发现，再观察其他 小组的数据：
师：我们先来看看第7 组和第2 组的实验数据和发现， 其他组同学交流时只汇报每次实验用的垫圈数、平均秒数和 发现。

生：我们小组挂4 个垫圈是2.49 秒，8 个垫圈是1.61 秒， 12 个垫圈是0.91 秒。4 个垫圈时小缆车最慢，12 个垫圈 时小缆车最快。我们发现垫圈数量越多，小缆车速度越快。

师：垫圈数越多也就是什么越大？生：拉力越大。

师：那你们用拉力大小来描述一下与小车运动的关系。

生：垫圈数越多，拉力越大，小车运动的越快。

生：我们组挂3 个垫圈是4.43 秒，6 个垫圈是1.30秒， 9 个是0.93 秒。3 个垫圈时小缆车最慢，9 个垫圈时小缆 车最快。我们的发现是拉力越大，小车运动越快。师：我们 来看看第2 组同学的第一次实验，他们做了4次，为什么？ 你们能跟大家说说吗？ 生：我们发现第一次跟其他几次时间差太多了，所以就 重新做了。

师：他们很细心，能够在实验中及时发现问题并进行分 析、处理。这是这两个小组的实验数据和实验发现，我们再 看看小助手帮老师汇总的其他小组的实验数据。我们先从横 的方向看每个小组的数据，看他们发现拉力大小与小车运动 快慢的关系是怎样的？ 生：拉力越大，小车运动越快。

师：所有小组都发现拉力越大，小车运动越快。

课堂上，教师要尽量关注全体学生，不要让没汇报的孩 子感觉到自己小组的数据可有可无，要让学生意识到每个数 据都很重要。在没办法把全班各组的数据都一一呈现时，教 师也要鼓励孩子大胆提出与已经汇报的小组不同的数据。

三、关注实验中的特殊数据 在课堂上，不一定每个小组的实验都能够成功，并顺利得出科学结论，课堂中常常会出现与实验预期不一致的特殊 数据。特殊数据产生的原因较多，很多时候教师不愿意把那 些特殊数据拿出来分析，担心分析这些数据会打乱自己的课 堂节奏，甚至导致无法得出结论。其实，这些特殊数据不是 凭空产生的，也是学生通过实验得到的，是学生实验结果的 真实呈现。教师不能漠视这些数据的存在，而应该对这些数 据妥善应对，激起学生解除困惑、再次得到常态数据的学习 欲望，培养他们的质疑精神、实证意识。

“摆的研究”实验中，学生很容易在实验中得到特殊数 据，原因有多种，如多倍重的摆锤挂的位置不同、一定时间 内摆摆动次数的计数不准确、摆线长短条件的控制不严格等。

碰到这样的情况时，教师要敢于直面这些特殊数据，引导学 生关注这些数据产生的原因，促进他们不断思考，不断注重 实验细节，让他们意识到实事求是的重要性，意识到科学探 究不是能随便马虎的事情。另一方面，课堂上出现特殊数据 的现象，也会促进教师更多关注课前准备，自觉进行实验前 的下水实验，研究在实验操作和材料中可能存在的问题，尽 量避免实验中因为材料的问题或教师引导不到位产生数据 差错。