基于數(shù)據(jù)診斷分析 提升科學思維素養(yǎng)

張阿育

摘 要：小學科學實驗數(shù)據(jù)是定量實驗結(jié)果的重要表現(xiàn)方式，也是體現(xiàn)研究結(jié)果的重要證據(jù)。合理、恰當、有效地運用學生在觀察、實驗等探究活動中，通過搜集、整理、分析得到的數(shù)據(jù)，讓學生自覺運用數(shù)據(jù)來解釋相關(guān)的問題或現(xiàn)象，培養(yǎng)學生實事求是、用事實說話的科學精神和態(tài)度，提升學生科學思維素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù);診斷分析;思維素養(yǎng)

小學科學實驗數(shù)據(jù)是定量實驗結(jié)果的重要表現(xiàn)方式，也是體現(xiàn)研究結(jié)果的重要證據(jù)。強化對科學實驗數(shù)據(jù)診斷、分析、推理論證，可以使科學課堂變得簡練、嚴謹且高效，幫助學生建構(gòu)核心科學概念，促進學生科學思維素養(yǎng)的發(fā)展。

一、精確有效數(shù)據(jù)，發(fā)展科學實證思維

《義務(wù)教育小學科學課程標準（2017版）》指出：科學探究要培養(yǎng)學生的實證意識。俗話說：“巧婦難為無米之炊”，如果學生自身數(shù)據(jù)意識薄弱，一味沉浸在實驗的過程中，未能有效發(fā)揮數(shù)據(jù)作用，“玩”大于探究，那么準備得再好，結(jié)果還是“空頭支票”?！安牧弦鸹顒?，活動引發(fā)思維”。無論是觀察、測量還是調(diào)查，大多數(shù)的實踐性活動開展都需要相關(guān)材料作為支撐。所以科學實驗中應(yīng)重視材料的選擇、操作、綜合運用，注重材料結(jié)構(gòu)性選擇，那么精準有效的數(shù)據(jù)便水到渠成，運用起來會得心應(yīng)手。

如在《熱是怎樣傳遞的》教學中，學生根據(jù)提供的材料（橫放的銅棒裝置、蠟燭、火柴、凡士林、尺子、秒表、廢棄皿、涂好溫變油墨的金屬圓片等）進行實驗操作，親眼見證熱傳遞的過程（教師著重介紹凡士林這一材料的特性是遇熱熔化）。

生：我們采用的是一端加熱的方法，看到火柴棒一根根掉落了，火柴掉落的順序依次是：DCAB

師：熱在銅棒上傳遞的方向是：（熱的部分→冷的部分）

生：我們小組采用的是中間加熱的方法，火柴掉落的順序是： ?ACBD

師：誰來說說熱在銅棒上傳遞的方向是？

生：熱在銅棒上傳遞的方向是（中間→兩邊）

……

生：熱是在銅棒的表面?zhèn)鬟f的，因為粘在銅棒表面的凡士林熔化了。

生：熱也在銅棒的里面?zhèn)鬟f，因為我們組銅棒上有洞，我們發(fā)現(xiàn)洞里面的凡士林熔化了。

……

教學中，提供一些嚴密結(jié)構(gòu)性的材料，引領(lǐng)學生參與材料的準備工作，讓材料滲入學生的學習與生活中，豐富學生的認識，讓學生在探究實踐中體驗，在體驗中實踐，精測科學有效的數(shù)據(jù)，指向科學概念的建構(gòu)，碰撞出思維的火花，從“經(jīng)驗思維”向“實證思維”轉(zhuǎn)變，促進學生科學實證思維的發(fā)展。

二、精準有序數(shù)據(jù)，發(fā)展科學邏輯思維

在進行《導(dǎo)體與絕緣體》一課教學時，老師給每一小組發(fā)下20種材料，讓學生檢測哪些物體是導(dǎo)體哪些是絕緣體，那次我正好坐得離學生比較近，就就近觀察起了一小組，這一小組做得很開心也做得很快，可是我卻發(fā)現(xiàn)他們的記錄表格還是空空的。匯報時，憑著記憶與原先的猜測把表格填滿，通過察顏觀色，發(fā)現(xiàn)別人說得有理，開始跟風，從而放棄自己真實的實驗數(shù)據(jù)?？茖W合理地整理、分析實驗活動中接觸到的數(shù)據(jù)，對推進學生的思維發(fā)展、提高學生的學習效率起著重要的作用。縱觀課堂實驗，常常無序呈現(xiàn)收集到的數(shù)據(jù)，簡單、機械式地進行定性分析，忽視了教學邏輯性，探究實踐活動缺乏邏輯性，科學共識的歸納也不符合邏輯性。教學中要結(jié)合科學學科的特點、學生的認知規(guī)律以及邏輯思維發(fā)展的特征，有序呈現(xiàn)數(shù)據(jù)，從定性分析向定量分析去轉(zhuǎn)變，將內(nèi)隱的思維直觀呈現(xiàn)，促進科學邏輯思維的發(fā)展。

三、精辟有理論證，發(fā)展科學理性思維

小學科學課程以培養(yǎng)學生的理性思維為主，倡導(dǎo)基于“推理和論證“進行數(shù)據(jù)分析、達成共識?？茖W共識的達成是理性思維的結(jié)果，是建立在證據(jù)的基礎(chǔ)之上。理性思維是一種建立在科學數(shù)據(jù)和推理基礎(chǔ)上的思維方式，從分析學生思維建構(gòu)的過程來看，他們正由具體形象思維向抽象邏輯思維過渡，仍然以有關(guān)具體事物的描述性經(jīng)驗為主，缺乏判斷，沒有進行合理的“邏輯性推理”以及遵循“證據(jù)鏈統(tǒng)一”的原則，對于探究活動收集的數(shù)據(jù)，未能展開“基于證據(jù)”的論證，即便展開了也只是“以偏概全”。在《100毫升水能溶解多少食鹽》的科學探究中，教師讓學生動手將實驗器材準備充足，然后將學生分成6個小組，每組的人數(shù)相同，科學知識掌握水平相近。分組實驗時，每個學生都要認真觀察實驗過程，以及實驗中用到的器材，之后每個小組都要將實驗的數(shù)據(jù)進行記錄和匯報。對實驗過程中出現(xiàn)的誤差或意外，分析原因，找出問題，再進行相同的實驗，讓學生再收集數(shù)據(jù)，進行比較。如此反復(fù)的實驗，有利于學生學會如何收集數(shù)據(jù)，在實驗中確保數(shù)據(jù)有理有據(jù)。教學中需要我們引導(dǎo)學生收集真實有理、有效的數(shù)據(jù)，絕對不能更改、捏造實驗數(shù)據(jù)，利用這些數(shù)據(jù)進行分析、綜合、抽象與概括，通過組內(nèi)和組間的證據(jù)交流和評論，形成自己的證據(jù)，檢驗自己的證據(jù)，發(fā)展學生科學的理性思維。

編輯 李 爭