實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的收集與處理

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1、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的收集與處理-科學(xué)論文實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的收集與處理編者按：韋鈺院士在她的《探究式科學(xué)教育教學(xué)指導(dǎo)》一書中指出：小學(xué)科學(xué)的本質(zhì)是模擬科學(xué)知識(shí)的發(fā)現(xiàn)過程，是在實(shí)驗(yàn)之后實(shí)事求是地收集科學(xué)數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行深入的思考分析，運(yùn)用理性的思維形成科學(xué)概念，建立模型，并對(duì)假設(shè)作出解釋?？茖W(xué)課教學(xué)要重視探究過程的科學(xué)性，要注重收集、整理數(shù)據(jù)，實(shí)事求是。數(shù)據(jù)是驗(yàn)證假說的依據(jù)，數(shù)據(jù)的正確程度決定探究的有效程度。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)要經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)得出，要求具有準(zhǔn)確性，不能隨意修改。要實(shí)事求是地分析數(shù)據(jù)，在各種可能的解釋中選擇最合理的數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為證據(jù)。可見

2、，收集有效數(shù)據(jù)、理性分析數(shù)據(jù)對(duì)于實(shí)證性的科學(xué)探究是至關(guān)重要的。學(xué)生在科學(xué)探究活動(dòng)中利用各種方法得到的大量數(shù)據(jù)，還需要通過整理和分析，才能發(fā)現(xiàn)彼此之間的聯(lián)系與蘊(yùn)含其中的規(guī)律。有時(shí)數(shù)據(jù)可能不可靠，還需要不斷地進(jìn)行重復(fù)研究，以期得到可靠的且具有一定可信度的數(shù)據(jù)，不斷提升數(shù)據(jù)的應(yīng)用價(jià)值。良好的數(shù)據(jù)意識(shí)，能使學(xué)生努力通過實(shí)驗(yàn)尋求有利的數(shù)據(jù)來證明自己的觀點(diǎn)，自覺運(yùn)用數(shù)據(jù)來解釋相關(guān)的問題或現(xiàn)象。對(duì)于科學(xué)教師來說，不懂得數(shù)據(jù)在科學(xué)教學(xué)中的重要性，就不能充分理解科學(xué)的本質(zhì)，就不能引領(lǐng)學(xué)生理解什么是證據(jù)，怎樣獲得可靠的證據(jù)去解釋世界，就不可能在

3、課堂上引領(lǐng)孩子們開展真實(shí)的科學(xué)探究活動(dòng)。教師數(shù)據(jù)意識(shí)的高低直接影響著學(xué)生數(shù)據(jù)意識(shí)和科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)。本期專題策劃，我們圍繞“數(shù)據(jù)的收集、整理與分析”這個(gè)話題組織了一組文章，希望能給老師們一些啟示。姜紅方一、磨刀不誤砍柴工——為收集有效數(shù)據(jù)做準(zhǔn)備1．材料科學(xué)——收集有效數(shù)據(jù)的前提“巧婦難為無米之炊”，若沒有科學(xué)的材料，學(xué)生就無法進(jìn)行有效的科學(xué)探究，收集有效數(shù)據(jù)更無從談起。因此，我們?cè)谏险n前要充分研究教學(xué)中需要的實(shí)驗(yàn)材料，想方設(shè)法尋找最科學(xué)、最適于學(xué)生探究的材料。只有在材料上做足了功夫，學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)才有可能收集到有效的數(shù)據(jù)。如《橡皮

4、泥在水中的沉浮》一課，實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)是測(cè)量不同形狀的橡皮泥排開的水量。實(shí)驗(yàn)難度不大，可實(shí)驗(yàn)材料的準(zhǔn)備卻不容易：選用燒杯做實(shí)驗(yàn)，儀器室燒杯的刻度不夠精細(xì)（兩刻度之間相差25毫升甚至50毫升），小小的橡皮泥排開水量的變化根本無法用燒杯來測(cè)量。用量杯做實(shí)驗(yàn)，雖然解決了刻度問題，卻因?yàn)椴僮鞑环奖?，學(xué)生的手很難伸進(jìn)去。怎么辦？只能自己制作教具試一試，用量杯、水、筆、小紙條、雙面膠、圓桶形大杯子制作一個(gè)有精細(xì)刻度的測(cè)量排水量的杯子。辦法可行，但是太花時(shí)間，全班14個(gè)小組，工作量太大，在有限的時(shí)間內(nèi)根本來不及完成教具的制作，只有放棄了。最后，決

5、定用小量杯和無刻度的大杯子一起來做實(shí)驗(yàn)：取一定量的水于大杯中，在水位處做記號(hào)1，放入沉的橡皮泥，水位上升后在水位處做記號(hào)2，把記號(hào)1到記號(hào)2這一段水位的水倒入量杯測(cè)量，測(cè)得的數(shù)據(jù)即為橡皮泥的排水量。辦法雖然簡(jiǎn)單，學(xué)生也能理解，但是在操作上相對(duì)復(fù)雜，水倒進(jìn)倒出，反復(fù)測(cè)量，加上倒水過程中水的損耗，五年級(jí)學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)來不及完成教材中規(guī)定的5次不同形狀物體排水量的準(zhǔn)確測(cè)量。直到下課，全班能收集到完整數(shù)據(jù)的組只有一兩個(gè)。由于時(shí)間的限制，教師只能匆匆地用一兩個(gè)組的數(shù)據(jù)來代替全班的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出結(jié)論。如此貧乏的數(shù)據(jù)怎能推理出讓人

6、信服的結(jié)論？更重要的是，這會(huì)給學(xué)生造成錯(cuò)覺：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不重要，缺乏數(shù)據(jù)照樣能得出結(jié)論。假如教師在課前充分認(rèn)識(shí)到材料的重要性，為本課的材料早做準(zhǔn)備：到其他學(xué)校去借有比較精細(xì)刻度的燒杯或適合做實(shí)驗(yàn)的量筒，或及早在課外用足夠的時(shí)間自制教具，學(xué)生在課堂上就能用科學(xué)的材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，收集有效的數(shù)據(jù)，就不會(huì)出現(xiàn)上述情況了。2．下水實(shí)驗(yàn)——收集有效數(shù)據(jù)的保證“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行?！睂?duì)于教材中的每個(gè)實(shí)驗(yàn)，我們都要站在學(xué)生的角度做一遍，及時(shí)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中的問題和注意點(diǎn)，以便在課中給學(xué)生以有效的指導(dǎo)。如《橡皮泥在水中的沉浮》一課要測(cè)橡皮泥的

7、排水量。學(xué)生用學(xué)具袋里大小差不多的橡皮泥做實(shí)驗(yàn)，有些組測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)明顯不符合科學(xué)規(guī)律，且與其他組測(cè)得的排水量差別很大。其中有個(gè)小組的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：沉的形狀排水量為零，顯然不可能。浮的形狀和沉的形狀排水量差不多也不符合客觀事實(shí)。為什么會(huì)出現(xiàn)如此大的誤差呢？原來，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)一開始就把200毫升填進(jìn)了表格里“量杯里的水量”這一列。剛開始實(shí)驗(yàn)時(shí)量杯里的水量確實(shí)是200毫升，但是在測(cè)了實(shí)心團(tuán)的排水量后，學(xué)生將沉在量杯底的橡皮泥撈出，這個(gè)過程損耗了大約5毫升的水，學(xué)生卻沒發(fā)現(xiàn)。他們既沒往量杯里加水，也沒有重測(cè)水量修改數(shù)據(jù)，而是想當(dāng)然地

8、把量杯里的水量看做200毫升。在測(cè)浮的形狀時(shí)，量杯里的初始水量差不多只剩190毫升了，可學(xué)生依舊把它看作200毫升來算排水量。同樣的操作失誤也導(dǎo)致了后面的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。如果教師課前做過下水實(shí)驗(yàn)，就能發(fā)現(xiàn)橡皮泥從量杯里拿出來時(shí)會(huì)導(dǎo)致水量損耗，這樣的損耗是不能忽略不計(jì)的。這樣，就能在實(shí)驗(yàn)前給