例谈实验数据中隐藏的问题及干预策略 科学论文

例谈实验数据中隐藏的问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 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 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 、收集和分析数据、得出结论、表达交流、反思 评价 LEC评价法下载LEC评价法下载评价量规免费下载学院评价表文档下载学院评价表文档下载 等要素。每个要素都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 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 ，隐隐感觉“太平盛世”只是表面。我又特意找部分学生聊了一下，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。—'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。教师应用慧眼及时捕获这个苗头，及时遏制住。不同坡度斜面n川的实骑记录去（用1、2、3、由小刿大）直拄奖卄物体妁方（N）日不网歼而提升物体的力（N）我们的发现■■34图12.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，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。一1、同坡咬斜而仲川的实验记奇戊（IHL2,3,4A市城由小刃大）沿不(NI我们的*尼的力（N）i厂4叫图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。4.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。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。2.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 关于失联党员情况说明岗位说明总经理岗位说明书会计岗位说明书行政主管岗位说明书 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0.5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0.5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。壅梁的叩度与抗弯的能力的测试2議（以粘起的半代计算）14齒浏•ii晝或带.勺的士小r「号"”丄抗弯曲能力的关系是,t曾加厦慮、次方汶图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，这样的结论更严谨。3.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）。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。横梁平着放好.还是立着放好图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就逐渐形成了。在学生对某些数据争执不下的时候，教师的引导作用就要体现出来。教师可以做''下水实验”，把某个环节中的实验按规范要求重新演示，得到的数据和学生的数据放在一起，再次分析。偶尔，教师来一点“失误”，如：在研究纸梁宽度与抗弯曲能力的实验演示中，教师有意把1、2、4倍宽三次实验的纸梁间的跨度悄悄增大，数据就出现了差异。细心观察的学生，很快就能发现问题：这是对比实验，每次只能改变一个条件，改变了纸梁宽度，跨度就不能变，否则测出来的数据无法得出科学的结论。制造一个小焦点，给课堂增加点气氛，激发学生思维的活跃性，让他们意识到科学、规范的实验才会得到准确的数据。学生掌握了一定的数据分析能力后，在适当的时候还可以给一些数据分析的题目，让他们学以致用，检验自己的能力。例如：期末复习时，我给学生这样一道习题（图11）有了前面多次实验数据分析的训练，在练习时很快就发现最后一排的“2.1牛”有问题，不符合斜面实验中观察到的规律。学生学会了观察、分析，对特别数据有了思考,并且能学以致用，这才是学习的真正目的。张红霞教授在其专著《科学究竟是什么》中，谈到了关于实验数据的问题：''收集资料环节上，让孩子们知道获得客观事实是科学的核心，懂得什么是可靠的数据资料，怎样进行观察才能获得客观的、可靠的数据资料。”“在客观的原始记录基础上学习整理资料的方法，从而有利于发现其中的规律。”从这几段话中，体现出''客观、事实”是我们面对数据时的底线，不能为了课堂表面的完美而突破底线。做一个求真务实的科学教师，我们任重而道远。参考文献：中华人民共和国教育部：义务教育小学科学课程标准（2017版）[M].北京师范大学出版社2017年版，第2页，第3页，第12页。喻伯军：2017版小学科学课程标准的特点及其教学建议，教科版科学公众号[3]张红霞：科学究竟是什么[M].教育科学出版社2003年版，第29页——第33页。