实验现象和实验数据的搜集整理与分析

实验现象和实验数据的搜集整理与分析

实验现象和实验数据的搜集整理与分析

一．问题阐述

实验现象和数据是定量实验结果的主要表现形式，亦是定量研究结果的主要证据。数据对于实验教学来讲，有着重要的意义和价值。然而在我们的教学中，不尊重事实，漠视实验数据的现象仍经常出现，具体分析，在小学科学实验数据教学中主要存在以下一些问题：

（一）数据收集存在的问题

1.数据收集不真实

如《摆的研究》一课教学中，由于测量的次数多，时间紧，而测同一摆重或同一摆长前后时间又几近相同，于是有小组就根据前面的实验数据，推测了后面的数据。又如教学《热是怎样传递的》一课时，有一小组的火柴掉下来的顺序明明不是有规律地从左往右，但听到其他小组火柴都是从左往右有顺序地掉下来，于是他们也修改了自己的数据。

2.数据收集不准确

如教学《水和食用油的比较》一课时，教师引导学生把水和食用油分别装入相同的试管中来比较，结果教学中却出现了相反的现象——装油的试管比装水的试管还要重，原来是装水的试管壁薄，装油的试管壁厚，实验准备时教师并没有发现这个现象，结果出现了上述问题。

3.数据收集不全面

教师在收集数据过程中，各小组虽然都做了同一个实验，但教师只挑选1-2个组的实验表进行展示汇报，而其他组的实验数据一概不论，就草草作结论，这样的实验过程和结果很难说服所有人，也很容易出错。

（二）数据整理存在的问题

1.整理方式简单

课堂上教师比较重视设计小组或个人填写的实验数据表格，但对全班汇总的实验数据形式容易忽视，呈现方式比较简单。在数据呈现时，要么逐一呈现小组原始记录单，要么按小组顺序呈现数据，平时更少使用统计图来整理。黑板上数据显得杂乱无章，不易发现其中的规律。

2.数据取舍不清

实验结束后，尤其是多次重复实验后，学生对于到底应该取哪一个值有时往往不清。例如在《摆的研究》一课中，让学生对于10秒之内摆摆动的次数进行记录，实验次数为3次。学生完成实验后填表：

第一次第二次第三次

10秒摆动的次数898对于这组数据，到底应该取9还是取8次？还是取其它值？这时如果没有教师明确的指导，学生就不是很清楚。

（三）数据分析存在的问题

1.数据分析肤浅

实验结束后，教师把数据罗列之后直接引出实验结论，对数据中包含的丰富信息没有充分挖掘，浪费了学生辛苦获得的宝贵数据资源，这样简单的处理不利于培养学生数据分析能力。

2.排斥异样数据

所谓“异样”数据指的是不能支持实验结论的数据，它产生的原因较多，课堂上也经常出现。教师不敢把那些“异样”的数据拿出来分析，或者是教师认为没有必要，或者是担心这些数据会打乱自己的课堂节奏，其实有时候这些看似没有规律的数据，无法得出“科学结论”的数据，本应是让学生体验科学本质、培养理性态度的好机会。

二、问题剖析

（一）操作层面

1. 不精良的测量工具

教学中因不精良的测量工具而造成的实验数据出错比比皆是。一些学校，特别是农村小学，实验器材不能及时更新，有些工具“年久失修”，造成了实验数据偏差较大。

2. 不规范的操作技能

实验材料的操作具有一定的规范性，如量筒、温度计、测力计等测量工具的使用，如果不按要求操作，实验数据就很容易出错。

3．不正确的实验方法

不正确的实验方法也是造成数据不准确的一个原因。如在研究“摆锤的重量与摆的快慢是否有关”的实验时，有个小组挂钩码的方法是一个接在另一个的下面，挂成一长条，而别的组都是挂在回形针上，挂成一横排，挂法不同导致了实际摆长发生了变化，摆动次数也就变化了。

（二）意识层面

教师：教师本身的科学态度和素养的高度很大程度上决定了学生的思维高度。有时候教师为了完成了教学任务，忽视了对学生数据意识的培养。教师对数据教学的指导，特别是对一些特殊数据的处理方式欠妥。

学生：一是学生实证意识淡薄，任务观念严重，造成课堂上随意修改、估计、揣测数据，从众心理突出；二是学生缺少获取数据的正确方法和手段，没有能力来分析、处理数据。

三．数据收集整理与分析的探索

（一）实验数据有效收集的策略

1.培养正确习惯

（1）培养检查工具的习惯

由于小学生的心理特点，实验时，学生往往会急于实验，对材料是否完整，是否有缺陷一般不太在意，因此教师要经常教育学生，拿到工具后，先观察实验材料有没有破损、工具有没有缺陷、仪器有没有调整到位等，养成检验工具的良好习惯。当然在实验前，教师本身更应该对实验材料和测量工具作一个全面地检查和试验。

（2）培养重复检测的习惯

很多小学科学实验都采用了不完全归纳法，对于不完全归纳，教学中应多举一些事例，多采集一些样本，否则就会犯“以偏概全”的错误。首先要培养学生重复检测的习惯，实验至少达到3次；其次应尽可能多提供一些数据来支撑实验结论，一个有效地策略就是在教学相同的内容时，可以利用同年段不同班级的数据，也可以利用上学年同学积累的数据，教师平时要注意这方面的搜集整理。

（3）培养及时记录的习惯

很多时候学生会忙于实验而忘记记录，因此，教师要培养学生勤于动手的记录习惯，使学生学会记录实验数据。教师可以用表格引导学生记录，把每次测得的数据填在相应的表格中，使原本无序、杂乱的数据，变得有序，便于学生发现其中的规律。

2.优化教学设计

教学设计是数据生成的先决条件，其优劣一定意义上决定了数据的可靠度。如在教学《摆的研究》一课时，教材设计了不同摆重在15秒内摆动次数的比较，而有教师设计的是不同摆重分别摆10次所要的时间，结果得到下表：

第一次（秒）第二次

（秒）

第三次

（秒）

第四次

（秒）

大约时间

原来重量11.8611.6211.8911.9311

重量增加11.9311.3812.2111.9511相比于摆动次数，摆动时间的统计出现了更多的小数，产生了更多的误差，

前后不同摆重所需要的时间几乎没有相同，虽然大约时间相同，但也不利于“摆的快慢与摆锤重量无关”这一概念的形成，笔者认为，这样的设计并不妥当。

3.改精材料准备

实验材料也在很大程度上决定了数据生成的准确性，在选择材料时，其中一个要求便是材料必须具备较强的可测性，便于数据的获取。

如在《浮力》一课教学中，测量一块泡沫塑料块在水中受到的浮力实验，拉动泡沫塑料块容易发生偏转，且因厚度不够，对小部分浸入、大部分浸入难以把握。后把泡沫塑料块的规格更改为6CM×6CM×6CM。每隔1厘米做上记号，在中心处固定棉线，学生实验操作时，统一标准，小部分浸入——浸入2厘米；大部分浸入——浸入5厘米。尝试后，发现效果好多了，避免了一些不必要的麻烦，更便于数据的测量与分析。

当然，改精材料准备最基本的要求还是测量工具的精确性，如量筒、测力计的刻度一定要清晰，测量范围要合理，有时也可根据需要在刻度上再加上一条自己绘制的精细刻度表。有些实验还经常要测量时间，学校又没有足够数量的秒表，这时可以考虑让有电子表的同学作为计时员，平时注意这方面的训练，

让计时更准确、熟练。

（二）实验数据有效整理的策略

1．按数据的特点整理

如果实验数据是一组连续数据或对比对比数据，特别是应变量随着自变量变化而变化的情况，可以采用列表排序法和作图法整理，这样更有助于学生观察数据，从数据中发现规律。

（1）列表排序法整理数据

如在教学《用水测量时间》一课时，学生测量了积聚50毫升、100毫升、150毫升的水量后，把所需的时间列表排序如下：

小

组水量1234

小

组

水量

1234

50毫升30秒29秒30秒29秒第1个50

毫升

30

秒

29

秒

30

秒

29

秒