原创《提高科学实验教学效率有效实验数据的收集》
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对小学生而言,科学概念的形成、过程与方法的体验都离不开实验数据的收集.可见,收集数据是学生科学实验中的一个重要环节,也是有效科学实验教学的前提.因此,提高学生收集数据的能力,增强学生对数据的敏感性,养成尊重数据、实事求是、认真负责的科学态度,具有深远的意义.现结合教学实践就如何培养学生有效收集实验数据进行分析.
一、实验前充分准备,为数据的收集打下基础
1.精选材料,凸显实验现象.教师实验材料的选择要便于学生有效地开展探究活动,精心选择典型的、有针对性、实验效果明显的探究材料是进行有效实验的基本保障.[1]只有这些典型的、有针对性的材料才能凸显事物的本质特征,学生才能从中捕捉客观的实验数据,得出结论.如在五年级上册《岩石会改变模样吗》一课“流水对岩石风化作用”中,教师对实验材料的选择非常关键,如果选择花岗岩做实验,学生基本不能观察到花岗岩“风化”的现象,而选择石灰岩现象就非常明显.因此,教师在实验前,应为学生精心挑选典型的、有针对性的材料,努力创造条件让学生收集到有效数据,保证实验有效进行,提高实验教学效率.
2.反复做预实验,保证实验有效进行.教师在每次实验前,还应反复先做预实验,发现实验中可能出现的问题,了解实验中需要注意的事项,为学生实验顺利的进行,做好充分准备.如：《骨骼、关节和肌肉》这一课时,用到一个手臂模型.笔者试着用水管模拟骨骼、螺丝模拟关节、气球装水模拟肌肉,但实验中发现学生容易把气球弄破,水流得到处都是,不仅实验效果不好,还影响课堂纪律.经修改后,笔者用装棉花模拟肌肉,实验现象非常明显,能大大提高课堂教学质量.
3.制订实验方案,提高实验效率.实验方案的设计是得到有效数据的前提和保障.学生在设计实验方案时,只有对实验的目的有明确的认识,才能对实验过程进行全面的考虑.因此,在实验前,教师要指导学生设计和制订周密的实验方案,站在学生的角度,与学生一起思考实验中可能出现的突发情况,使学生对即将开展的实验了然于心,从而避免错误数据和无效数据的产生,保证实验有效进行.如《电磁铁的磁力（一）》一课中,探究电磁铁磁力的大小与什么有关时,先由学生假设,并在全班讨论的基础上,教师先提供一个实验研究方案的框架,让学生思考框架中的问题,如下表：
在这个方案中,教师充分把握了实验细节,让学生思考、讨论后交流各自的见解,有利于攻破实验中的一个个难点.这样,学生就能在有限的时间内顺利收集数据,少走弯路,保证每一个数据有效,成功完成实验任务,揭示规律.可以说,统计数据来源于实验方案,有了好的方案才有真实的数据,才能保障得出的结论是正确的、科学的.
二、实验中的有效指导,提高数据收集的有效性1.仪器使用的正确性.实验数据的收集依赖于温度计、量简、测力计、天平等测量仪器.仪器的精度越高越需要正确和严谨的操作技能,学生只有较熟练地掌握了使用方法和规范操作,才能取得准确、可靠的数据.如果实验过程中,学生对某种仪器使用不当或观察方法不正确,就会使实验数据失真,这就直接影响学生对数据的处理与分析,从而容易得出错误的实验结论.
2.实验步骤的明确性.正确的实验步骤在数据的收集过程中起着非常重要的作用.而学生对实验步骤的了解,能按实验步骤有条不紊地操作,并及时把握时机收集有效的数据,都离不开教师的有效指导.如果实验步骤出错,实验现象会不明显,严重的会导致观察不到实验现象、实验数据失真,这就严重影响了数据的有效收集.
3.反复实验的重要性.科学家们很少依赖一次或两次实验就得出结论,而是通过几十次、几百次,甚至上千次的实验才得出结论.虽然在有限的课堂教学时间里,我们无法像科学家那样反反复复做实验,但我们可以反复实验,提高数据的准确性.如在《改变生态瓶》一课“减少生态瓶里的水”中,记录生态瓶里的小鱼在水多时和水少时一分钟内浮到水面上来的次数.笔者在课堂实验中将学生分组,先做了一次水多时的实验,有的小组鱼浮出水面2次,有的小组是0次.三、实验后的有序整理,保证数据收集的准确性1.数据记录方式多样化.小学生对科学概念的建构还处于直观形象阶段,必须借助形象直观的证据,才能得出准确的结论.因此,帮助学生设计形象直观、形式多样的记录方式,显得尤其重要.如：在《种子的萌发》一课中,对于种子的萌发需要水分这个内容,笔者起初的设计是课前让学生浸泡种子,课上粗浅的观察浸泡后水的变化,学生会说,“水变少了”、“水的颜色变了”、“水发霉了”等,但对于水到底减少了多少并没有观察记录.经过修改后,笔者设计成表格的形式,效果就完全不一样了.在四年级上册《骨骼、关节和肌肉》中,笔者让学生把“上面的肌肉和下面的肌肉是怎样连接在骨骼里,才使骨骼、关节和肌肉协调运动”的想法记下来.对四年级的学生来说,这有一定的难度,弄不好会影响课堂教学的质量,但又不能没有记录,怎么办？笔者在思考之后修改方案：事先给学生一个骨骼图,让学生在A、B、C、D四个点中连线,采取图文结合的方法记录,学生很快就明白：手臂弯曲时,上面的肌肉收缩,下面的肌肉舒张；手臂伸直时,则相反,这样既省时又高效.总而言之,实验离不开记录,形式多样且切实有效的记录方式,为学生铺设了一条道路,使原本杂乱、无序的数据变得有序,更利于学生找寻、分析事物的规律.
2.数据记录及时性.对小学生而言,就是在实验中“玩”,如果实验后不及时记录数据,他们很容易忘记.为了避免实验数据失真,教师应指导学生在第一时间记录收集到的数据.如在《种子的萌发》一课“观察蚕豆、绿豆的生长变化”中,笔者先发给学生记录表格,让学生观察浸泡第2天,第3、6、9、12天小种子的生长变化,记录种子的生长高度.在这个观察实验中,教师就要指导学生对观察到的现象及时记录,否则学生很难描述种子的生长变化过程.
综上所述,数据是学生观察和实验的重要实证之一,更是学生做出数据分析、解释的重要的依据.在小学科学实验教学中,我们要充分利用数据,用事实说话,提高科学实验教学的有效性.这就要求学生在数据收集中尽量的避免“另类”实验数据的产生,提高有效实验数据的收集.因为,有效实验数据将直接影响学生对数据的整理和分析以及运用数据进行解释的实效性,进而影响科学实验教学的效率.因此,教师一定要把收集有效数据的指导放在首要位置.
教学效率论文参考资料：
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