小学科学探究活动中数据收集分析的探讨

1、参考小学科学探究活动中数据收集分析的探讨小学科学专业发展培训通过网络培训的形式，给我们带来了极大的方便。如谈到如何培养学生的数据分析能力，感受颇 深，仁者见仁，智者见智，诚以为数据收集与分析能力是科学探究技 能中的核心能力，是培养学生科学精神的重要途径。 科学的本质不仅 仅是科学的结论，更重要的是要理解和体验科学探究的过程， 并在此 过程中培养学生严谨、求实、怀疑等科学精神。数据收集及分析在小学科学探究活动中的重要意义在课程目标中指出，通过科学课的学习，逐渐养成科学的行为习 惯和生活习惯，了解科学探究的过程和方法，逐步学会科学地看问题、 想问题，形成大胆想象、尊重证据敢于创新的科学态度。科学课

2、强调 对事物不仅有在质上的认识，更要从量上的分析得出结论。定量分析 会使学生的头脑更精确化、更科学化，只有能用数据来描述事物时， 才算达到了对事物性质的真正了解。随着新课程改革的不断深入，学生的学习范围也由课堂扩展到了 课堂之外的广阔天地。学生接触到的数据也越来越多，这些数据对学 生的影响也越来越多。教师应引领学生学会辨别和选择有用的数据， 来证明自己的观点，自觉运用数据来进行解释相关的问题或现象。 通 过对教科版科学教材的统计发现，小学阶段基于数据收集的科学探究 课占相当大的比重，并且随着学生年级的升高，科学探究能力的增强，此类课型迅速增多，对学生的要求也越来越高，由开始的收集一些单 一的数

3、据，到后来收集对比数据或多组数据，并分类，画出统计图等 等。参考小学科学探究活动中数据收集环节所存在的问题及解决方法科学数据的收集是科学探究的重要一环，是分析、推理得出结论 的关键。而在小学探究实验中，往往由于实验器材的选择、教师的引 导、学生的主观意识等，造成收集的数据不准确，学生很难从中找到 科学的普遍规律。女口：我在教学水结冰了一课时，由于课堂上学生采用的是酒 精温度计，各组测出水刚开始结冰时的温度为一1C或一2C,没有一 个组测得0C。这样的结论是有背于科学结论的，但是，又确确实实 是学生亲身所经历，这种错误的经历直接影响到学生形成正确的科学 概念。后来，在另一个班级的教学时，我把酒精

4、温度计换成了水银温 度计，避免了如此尴尬的事情再次发生。“细节决定成败”，做任何一个探究实验，教师都必须在课前进行亲自操作，做到心中有数。为了得到比较准确可行的数据，教师在引导学生进行实验操作 时，必须让学生明白如何控制好应变量和不变量， 然后再进行规范操 作的重要性。女口：一位教师执教拱形的力量一课时，在学生研究了平桥和 拱桥的承受能力实验后，得到了如下的数据。平桥831102333224拱桥1161012141410661114得到的共识是：拱形承受能力大。但在数据中，发现同样一张平 桥，各组实验中获得的承受力的能力却有很大的悬殊， 一些承重能力 强的甚至是超越了个别组的拱桥的承载能力。

5、出现这样的情况，与教 师活动前的指导有重要的关系。教师对活动的要求不明确，如：这个 实验主要是研究平桥和拱桥的参考承载能力， 作为对比实验，控制的变量 很重要，但教师却没有重点要求。而是演示实验方法。这样的效果就 很差了，之后就导致的情况有：部分学生在做平桥的时候，将平桥两 端在书本上的地方用手拉住按住，不让其变形；部分做拱桥的时候，将拱桥的拱足两端放入书本中间（即用书本抵住了拱足）。如此，这 样实验的学生活动得到的数据与原始数据有了很大的差距。同时也影 响与后来拱形承载更大力的探究活动，有些小组利用了1、2个螺母去抵住拱足的时候，拱承载能力却没有之前实验的能力强。另外，有些错误的数据是由于学

6、生的主观意识造成的，特别是一 些通过感官观察描述的探究数据。这样的无效数据让学生反思是觉察 不出来的，如果讨论又会进入诡辩和争论。遇到这种情况，教师应果 断出击，消除干扰主观意识的因素。通过改进实验、重做实验，引导 学生发现错误的所在。我曾碰到过这样的情况，在上测量摆的快慢一课时，做“改 变摆的幅度”的实验，学生推测：摆的幅度越大摆的速度越快。有1个小组的实验数据是：小于150.厂015大于150第一次222324第二次232425第三次212223学生得出了符合主观推测的错误数据。 在讨论中该组同学坚持认 为自己的数据很准确，与其他小组的同学争持不下。很显然，并不是 因为误差，是由于学生主观

7、意识的影响。我并没有否认他们的数据， 而是要求他们演示给同学们看，并让他们把摆动幅度的调节更为精 确，改为5、1O0、150、2O0、25、参考3O0。由于增加摆幅的改变，有效 地消除了主观意识的影响，学生很容易地发现了自己数据的错误。 那 些由于学生主观意识造成的错误数据， 是最难发现的，需要教师敏锐 的眼光和高超的课堂调控技巧。小学科学探究活动中数据分析环节所存在的问题及解决 方法科学教学中，倡导让学生亲历探究，提出问题只是科学探究的第 一步，更重要的是让学生自己动手实验、观察，收集证据，让学生对 收集的事实证据进行分析，作出合理的解释，以利于学生最终获得正 确的科学认识。但是，在实际教学

8、中这一点往往被很多教师所忽视，花了大量时间在实验准备和实验操作阶段， 而真正用在分析数据得出 结论上的时间很少，只是看见数据的一些表面现象，而隐藏在数据背 后的东西往往被我们忽视。我们每位教师都必须重视培养学生对数据 分析能力的培养，提高学生科学探究的能力。首先，强调解释要从探究数据出发。在现实的科学课堂教学中， 学生有时很难分清探究数据与解释。他们常常在探究的同时进行直觉 思维，又把自己的直觉思维所得当作了观察到的现象。如“搅拌能加快食盐溶解”的对比实验中，有些学生在记录表的 “观察到的现象”和“我们的结论”两栏里，都填上了“搅拌能加快 食盐溶解”。可以看出这些学生混淆了数据与解释。忽视了解

9、释是需要依据 的，凭着自己的主观意念任意得出了结论。所以，教师要教育学生树 立证据意识，分清证据和解释。在让学生作解释时，教师应强调解释 应从探究数据出发，而不是依据自己的直觉，也不是依据自己的某种 想法。应鼓励学生把自己的证据和解释记录下来， 对自己的解释进行 整理，三思而后言。对学生的解释，应经常运用“你的解释依据的是 什么？” “从哪些数据中得出来的？ ”这样的问句参考追问；也可以要求 学生在表述自己的解释时，出示探究数据，运用“根据这些数据” “从以上数据可以看出，”这样的语句表述。这些问题和语句可 以促进学生在做出解释时重视探究数据，知道自己的解释所依据的是 什么。经过长期的训练，让

10、学生逐步认识到，科学解释需要依据探究 数据，结论与数据之间是有逻辑关系的。其次，引导学生辨别探究数据的有效性。科学分析需要以探究数 据为依据。只有探究数据的真实有效，才能保证解释的科学合理。因 此，在对探究数据进行分析之前，要引导学生对探究数据进行辨别。 一个人、一个小组的探究往往是有限的，通过交流，就可以彼此分享 探究过程和探究数据。在交流中，可以增加发现那些无效探究数据的 可能性。如果存在问题，要引导学生反思自己的整个探究过程，强调 探究过程的可重复性。当学生面对数据时，一定要有严谨的科学态度， 养成谨慎审视探究数据的好习惯。女口：“蚯蚓喜欢潮湿的泥土吗”的实验中，有个小组进行了5次实验，

11、得出如下数据：次数一二三四五潮湿01001中间00121干燥54433结论不喜欢潮湿的泥土该组同学通过自己的反思，并没有发现自己的数据有问题，就根 据自己的数据得出了“蚯蚓不喜欢潮湿的泥土”结论。然而，通过交 流，与其他组的泥土比较，就发现了问题。原来他们把潮湿的泥土弄 成了糊状，蚯蚓当然不喜参考欢生活在糊泥里。因此，讨论和交流是获得正确的探究结果的重要步骤， 也是发现 无效探究数据的好方法。再次，运用多种方法呈现探究数据。数据真实有效，就会使解释 具有极大的权威性和很强的说服力。 但科学探究数据有简单的，也有 复杂的。探究数据简单，分析起来轻松自如，解释结果也能使人一目 了然；如果数据复杂，

12、呈现时又杂乱无章，不仅分析它会感到困难， 还会降低解释的说服力。所以，应该考虑整理这些数据，用合适的方 式呈现探究数据。这样，使学生获得更多的有价值的信息，对探究数 据作出正确的分析，使解释结果更令人信服。科学教材中，就有许多呈现探究数据的方式，女口：表格、柱状图、 饼形图、形象表达等。在引导学生科学分析数据时，应根据不同的数 据来选择运用。对于一些说明事实中的绝对数量的， 力求统计数字准 确的数据，可以选择柱状图的方式呈现，如：我们的大丰收了一课中， 对凤仙花种子数量的统计，使用柱状图的话，可以使枯燥的数 据可视化，极大地方便了对数据的解释。对于一些需要比较的数据， 就可以采用表格方式呈现，

13、女口：测量摆的快慢一课，“单摆实验” 获得的数据较多，用表格展示，“影响单摆速度的因素”显而易见。 还有些是反映某事物局部与整体的比例关系的数据，可采用饼形图， 它的特点是中心事物突出，直观感强。各种呈现数据的形式要灵活运用，教师应适时点拨，随时渗透， 善于把其它学科中学过的方法引入科学课。有时，探究数据的规律和信息是多方面的，很难用一种方式完全 展示。这时，不妨让学生用多种方式展示数据。如：四上天气单 元，总结我们参考的天气观察一课对降雨量的统计就是采用了表格和 柱形图相结合的方式。用表格使学生对每一周的降雨量有清晰地了 解，通过柱形图可以清楚地知道降雨的分布情况，以及每天的降雨量对比。通过

14、这种方式整理和展示数据，学生对降雨量的分析就容易得 多了。为了充分利用好探究数据，进行合理的科学解释，教师应引导学 生灵活运用探究数据展示的方式，使学生的解释更科学更具有说服 力。数据是科学家在科学探究中重要的实证依据之一，它是学生在科 学探究中进行实证的重要事实依据。在小学科学的课堂教学活动中， 教师要充分发挥数据的作用， 正确收集数据，作出合理分析与解释。利用不同的数据创设情境、提出探究问题、弓I导学生探究，形成新的 科学认识，提高学生探究水平剖析实验数据，为教学把脉问诊热起来了两组实验数据引发的思考丽水市莲都区天宁小学陈建秋摘要实验数据是最有说服力的科学证据之一，它可以帮助学生寻找规律、

15、 得出结论，使科学课堂变得严谨、简练、高效。遗憾的是，实际教学中许多老师 对数据的处理很不到位，忽略了数据中蕴含着的科学教育内涵。有鉴于此，本文 以某课的原始实验数据为例，对“如何面对不符合正确结论的数据”、“如 何面对数据和结论的不一致”、“如何面对缺失的数据和结论”、“如何面对小组综合能力不强”和“如何优化实验设计”等方面展开思考，按实例呈现、原因 推测、教学启示的形式进行剖析，了解学生真实的思维状态，反思教师课堂教学 中存在的问题，从而调整和改进教学策略，让教学更有实效。关键词实验数据 结论 剖析 原因 启示参考浙江省小学科学教学建议第 1717 条明确指出，要让学生及时地把有关的 数据

16、收集起来，要求学生实事求是地分析数据，并把数据转化为证据。目前，大 家对此已有了足够的认识，在小学科学教学中十分注重定量研究， 让学生运用测 量、调查、统计等实验方法，收集实验数据，并对数据进行分析，得出科学概念 和实验结论。遗憾的是，实际教学中许多老师对数据的处理很不到位。学生辛辛苦苦收集 的实验数据，没有给予充足的时间进行交流分析， 往往是从中挑选一两个数据轻 易地推导出结论，对那些不符合“正确结论”的数据肆意否决，忽略了数据中蕴 含着的科学教育内涵。前些时候，我参加区小学科学教研活动，听了一位老师执教热起来了一 课。课堂上，老师组织学生开展了两个探究活动，分别是“衣服能给身体增加热 量吗

17、”和“衣服能保温吗”。课后，我把各小组的实验记录单都收集在一起，将 所有的实验数据输入汇总表。实验一：衣服能给身体增加热量吗组别衣外温度衣内30秒衣内1分钟衣内2分钟我们的发现113C13C14C15C能210C10.5C11C10.5C不能316C16C16C16C不能413C13C15C15C不能51仁 C11C11C11C不能610C12C13C14C能716C15C15C15C不能812C12C14C不能911C13C14C15C能1013C13C13C12C不能实验二：衣服能保温吗（第一行：包毛巾烧瓶里的热水温度；第二行：不包毛巾烧瓶里的热水温度。）组别起始温度1分钟后温度2分钟后温

18、度3分钟后温度我们的发现140C40C38C37C40C39C37C36C260C58C57C55.5C能参考60C55C54C51.5C349C46C45C44.5C能48C45C44C43.5C462C59C58C57C能62C54C53C50C543C43C43C43C能40C4仁 C40C39C656C55C54C53C不能56C55C54C53C749C46C44C43C能48C47C45C44C866C62C61C60C不能70C62C60C946C44C43C43C46C44C43C43C1073C66C64.5C64C不能73C66C65C64C对这两个实验的数据进行分析、比较

19、和统计，我们会发现有许多值得关注的的问题，比如：学生的结论和“正确结论”不一致，学生的结论和自己的实验数 据不符合，学生的实验数据不能清晰地推导出科学概念剖析这些问题，可以让我们了解学生真实的思维状态，还可以反思教师课堂教学中存在的问题， 从而 调整和改进教学策略，让教学更有实效。思考一：如何面对不符合“正确结论”的数据两个实验中，得出结论为“衣服能给身体增加热量”和“衣服不能保温”的各有 3 3 个小组，相关组别和具体数据如下：结论为“衣服能给身体增加热量”的3个实验小组数据组别衣外温度衣内30秒衣内1分钟衣内2分钟我们的发现113C13C14C15C能610C12C13C14C能参考911

20、C13C14C15C能结论为“衣服不能保温”的3个实验小组数据（第一行：包毛巾烧瓶里的热水温度；第二行：不包毛巾烧瓶里的热水温度。）组别起始温度1分钟后温度2分钟后温度3分钟后温度我们的发现656C55C54C53C不能56C55C54C53C866C62C61C60C不能70C62C60C1073C66C64.5C64C不能73C66C65C64C让我们来分析这些数据。随着时间的推移，第一个实验中的1 1、6 6、9 9 小组衣内温度确实有所增加，每次测量的温度增加值大约是 1 1C。第二个实验中的 6 6、8 8、 1 10 0小组包毛巾和不包毛巾的烧瓶水温的降低情况基本上同步，可见有没有

21、衣服 包裹对烧瓶水温的变化影响不大。当然，这样的结论和我们的“正确结论”是相 违背的。原因推测：1 1 .实验器材的问题说实话，我们教学中所用的温度计一般是玻棒温度计， 其测量的精密程度往 往很不理想。比如，同一时刻同一地点的气温，用不同的温度计测出的数值往往 是不一样的。温度变化时，不同温度计的变化数值也往往会有差别。2 2.实验操作不规范做第一个实验时，有些组的衣服是原来穿在身上的外套， 虽然提前几分钟脱 下，但多少残留了一些身体的热量，所以测量时衣内温度时出现了温度下降的趋 势。另外，在用衣服包裹温度计时，有些同学把手按在温度计的液泡处，虽然隔 了层衣服，但还是会对实验结果产生一定的影响

22、。教学启示：1 1.做好实验器材的准备实验器材是影响实验成功与否的重要因素，本课中的温度计教师应该要进行 挑选，事先把所有的温度计放在热水中观察它们的温度变化情况，然后再把比较接近的温度计提供给同一小组。学生实验用的热水，不仅要控制容器里水量的一 致性，参考还要保持初始温度尽可能相同。2 2 教师“下水”做实验要让学生做的实验，课前教师要先去做一做，不是一遍，而是反复多遍尝试， 发现实验中较难控制的无关变量， 分析难以控制的原因所在，一一寻求对策。比 如,用怎样的衣服做实验效果比较明显，用衣服包温度计时采用怎样的方式比较 合理，烧瓶的水量多少更有利于观察和测量3 3引导学生寻求解决对策当违背“

23、正确结论”的数据出现时，我们要勇于引领孩子去思考、去发现： 重视事实根据，合理怀疑；倾听和考虑他人的不同观念或解释； 避免在证据不充 分的情况下作出判断；避免或将某结论不恰当地进行推广； 注意考察任一数据来 源的可靠性及重现性；多次实验，根据新的证据，怀疑、修改自己的意见。直到 找到问题的结症所在，再进行重复实验，看看实验的结果有否变化。思考二：如何面对数据和结论的不一致实验一有七个小组得出“衣服不能增加热量”的结论，实验二有五个小组得 出“衣服能保温”的结论，但两个实验都有几例数据和结论不一致的情况：实验一：衣服能给身体增加热量吗组别衣外温度衣内30秒衣内1分钟衣内2分钟我们的发现210C1

24、0.5C11C10.5C不能413C13 C15C15C不能812C12C14C不能实验二：衣服能保温吗（第一行：包毛巾烧瓶里的热水温度；第二行：不包毛巾烧瓶里的热水温度。）组别起始温度1分钟后温度2分钟后温度3分钟后温度我们的发现349C46C45C44.5C冃能48C45C44C43.5C749C46C44C43C能48C47C45C44C实验一中的 2 2、4 4、8 8 三个小组测量的衣服内温度是逐渐上升的， 若根据这些 数据应该是指向“衣服能给身体增加热量”的结论，与“衣服不能给身体增加热 量”的结论显然是不相符合的。实验二的 3 3、7 7 两个小组也存在着数据和结论不 一致的问题

25、，不参考过这些数据比较隐性，需要细心辨析才能发现。让我们先来分析 第 3 3 小组的数据，排除两个烧瓶里的初始水温存在着 1 1C温差这一因素，无论是 在烧瓶外包裹毛巾还是不包裹毛巾， 其温度下降变化出现惊人的一致，故只能说 “衣服不能保温”。而第 7 7 小组则出现更戏剧的现象，包裹毛巾的烧瓶里水温下 降比不包裹毛巾的更快，也许后面的结论说“衣服能降温”可能更合适。原因推测：1 1 用已知概念代替结论在现实的科学课堂教学中，学生常常在探究的同时进行直觉思维， 凭着自己 的主观意念任意得出结论。在本课学习中，有些学生早就有了 “衣服不能给身体 增加热量，但可以防止热量的流失”的前概念，故他们没

26、有真正把实验数据当回 事，填上与实验数据相违背但符合常理的结论。2 2.缺乏数据分析能力在科学记录中，有些实验的数据显得相当复杂， 对于这样的数据，学生就不 容易把握了。比如第二个实验中的数据，不仅要考虑到初始温度的不同，还要考 虑变量控制下的两个烧瓶水温变化， 若学生不进行纵向对比和横向比较， 就很难 发现其中隐含的内在联系，自然无法得出科学的结论。教学启示：1 1.培养学生实事求是的科学态度良好的科学态度是造就栋梁的重要条件，而科学态度的核心是实事求是。在 日常的教学中，我们要注重培养学生尊重数据、实事求是的科学态度。比如，让 学生作结论时，教师应强调结论应从探究数据出发， 而不是依据自己

27、的直觉，也 不是依据自己的某种想法。应鼓励学生把自己的证据和结论记录下来， 对自己的 结论进行整理，三思而后言。经过长期的训练，让学生逐步认识到，科学结论需 要依据探究数据，结论与数据之间是有逻辑关系的。2 2.培养学生逻辑推理能力科学的结论是理性思维的结果，结论是建立在证据的基础之上：实验获得充 分的事实证据，逻辑推理获得理论上的证据。整理数据，是一个审视收集的资料 是否观察事实、选择相关数据、排除不可靠信息的过程，是一个运用批判性和逻 辑性思维分析证据与解释之间关系的过程。学生应学习如何分析、总结从简单实 验中得到的数据，参考并正确运用逻辑思维，对结果作出解释，同时考虑如何选择相 关的证据

28、及解释奇异数据。思考三：如何面对缺失的数据和结论第一个实验中，第 8 8 小组没有记录衣外温度，也就是我们所说的室温。在第 二个实验中，第 8 8 小组没有记录一分钟后的不包裹毛巾的烧瓶水温， 1 1、9 9 组没 有写出实验结论，如下表：实验一：衣服能给身体增加热量吗组别衣外温度衣内30秒衣内1分钟衣内2分钟我们的发现812 C12C14C不能实验二：衣服能保温吗（第一行：包毛巾烧瓶里的热水温度；第二行：不包毛巾烧瓶里的热水温度。）组别起始温度1分钟后温度2分钟后温度3分钟后温度我们的发现140C40C38C37C40C39C37C36C866C62C61C60C不能70C62C60C946

29、C44C43C43C46C44C43C43C原因推测：1 1 没有及时采集原始数据在进行定量实验研究时，学生常常会出现顾此失彼的毛病，不是没有按规范 进行实验操作，就是忘记了相关数据的测量，有时干脆胡乱写个数据充数。从这 点上看，该组学生还是比较诚实的，不过实验数据的缺失对实验结论会造成一定 的影响。2 2.缺乏概括能力或时间不够1 1、 9 9 小组没有实验结论，原因就比较复杂，也许是学生无法分析数据，也 许是时间不够不能及时进行概括。若按照常理去分析，第 1 1 小组的结论是衣服能 保温，第 9 9小组的结论是衣服不能保温。教学启示：1 1 提高数据重要性的认识参考从现象到分析比较、推导得

30、出结论，是一个从具体到抽象的思维过程， 是思 维从感性到理性的质的飞跃，只有完成了这个飞跃，才算真正获得了知识。在这 个过程中，要提高学生对数据重要性的认识具体要求如下：（1 1）认真记录每一个信息和数据，不随意修改；（2 2）不在观察测量数据中挑选符合自己想法的内 容，不随意丢失资料；（3 3）重视测量工具的准确性和使用工具的正确性，以确 保数据来源的可靠；（4 4）明确数据越充分、样本越大，与越多的事实相一致， 越令人信服；（5 5）可以采用多种方式，多人或多次重复实验，以寻求尽可能多 的支撑自己假说的证据。2.2. 给予学生充足的探究时间时间是保证科学探究有效性的一个重要指标。 在课堂中

31、，要减少不必要的讲 解时间，把课堂时间的支配权给学生，给学生以充足的时间沉浸在科学活动中。 学生的猜想一定要在课堂内进行分析和正确的引导归类，不能为了完成教学任 务，只按照教师的意图去验证规定的猜想轻易地否定学生的猜想，这样不仅扼杀了学生的积极性，还让学生暴露的问题得不到及时的解决。思考四：如何面对小组综合能力不强细心的朋友也许已经发现，在前面的几个思考中，第 8 8 小组经常被提及，这 到底是怎么回事呢？现在让我们对第 8 8 小组的实验记录单进行个案分析。实验一：衣服能给身体增加热量吗组别衣外温度衣内30秒衣内1分钟衣内2分钟我们的发现812 C12C14C不能实验二：衣服能保温吗（第一行

32、：包毛巾烧瓶里的热水温度；第二行：不包毛巾烧瓶里的热水温度。）组别起始温度1分钟后温度2分钟后温度3分钟后温度我们的发现866C62C61C60C不能70C62 C60C从上表可以看出，第 8 8 小组的实验记录单存在着诸多问题，比如缺失部分原 始数据，实验结论和实验数据不符合，实验数据之间的变化有些不合常理等。原因推测：和学生个体之间存在差异的道理一样，在“小组合作学习”过程中，各小组 的参与程度是不均衡的。有些小组成员的学习基础薄弱， 参与性主动性欠缺，思 维的敏捷性稍逊，很难完成共同的学习任务，也达不到共同发展的要求。参考教学启示：处理好小组间的差异性问题不同的探究实验需要的时间是不同的

33、。 参与同一个实验，每一个实验小组所 需的时间又不尽相同，所以教师要处理好小组间的差异性问题。 多关注进度慢的 小组，引导速度快的小组进行整理实验结果， 否则的话必然有些小组在完成任务 后注意力分散，关注一些与探究内容相去甚远的信息， 这对研究过程的体验和结 果起到了削弱的现象。思考五：如何优化实验设计本课实验中，学生的实验数据出现了如此之多的问题， 我觉得很大原因就是教师的实验设计存在着问题，让我们来看一下两个表格的第一行：实验一：衣服能给身体增加热量吗组别衣外温度衣内30秒衣内1分钟衣内2分钟我们的发现实验二：衣服能保温吗（第一行：包毛巾烧瓶里的热水温度；第二行：不包毛巾烧瓶里的热水温度。

34、）组别起始温度1分钟后温度2分钟后温度3分钟后温度我们的发现我们都知道，温度计是根据液体的热胀冷缩原理制成的，要测量水温的变化， 需要把温度计放入其中并有一定的时间， 如果仅仅是一两分钟，测量出的数据往 往是不准确的。原因推测：我区的科学教师大多数是普通师范毕业，没有经过专业知识学习和技能培 训，教师的科学素养和教学能力都急需提升。即使有个别新教师是相关专业毕业， 但因缺乏实践经验，对教材的钻研理解不到位，无法有效开展教学活动。教学启示：提高教师自身的科学素养教师的素质直接影响着学生科学素养的形成和发展。只有一个真正具有科学 素养的教师，才有可能指导学生通过各种活动和学习形成自己的科学素养。教

35、师应努力使自己从专业型教师走向综合型教师， 能用一种广阔的视野来审视课程和 教学，通过学习和研究不断扩充自身的知识体系， 提升教育教学能力，并在自己 的教育教学工作中运用科学的方法来促进学生科学素养的发展。参考亲历 躬行一一科学教师“下水实验”策略之我见作者：黎作民朱颂伟【内容摘要】小学科学课和学生实验探究总是密不可分的。要使学生有效地采用“实验 探究”的形式进行科学学习，教师课前的“下水实验”就必不可少。本文结合 平时教学上的点滴实例，从甄别实验材料的科学性；精准完善实验操作方案； 预测实验中出现的问题；估量实验操作时间四个方面谈谈让“下水实验”成为 科学教师的一种习惯的重要性。让一线的科学

36、教师认识到“下水实验”不仅仅 是我们对待事物“亲历躬行”的科学态度，更是我们科学教师的必修课。【关键词】下水实验有效【正文】小学学科教学建议？科学中建议：“教材上的观察、实验活动，教师在 上课前要亲自做一遍，保证课堂教学顺利实施。”言下之意，就是鼓励教师多 做“下水实验”。所谓“下水实验”就是教师在进行上课指导学生实验前，自己在器材室进行对课堂上要进行的实验多次预演或试验，从而有效指导学生科 学探究的行为。它包括这个探究活动需要什么材料，需要多少时间，有些什么 现象，可能会遇到什么问题，可以获得哪些数据或证据，可以推断出什么结论 等等，从而对课堂教学了然于胸，游刃有余。当下小学科学还处于起步的

37、初级阶段，整个教学环境左右了很多一线教师 的观念，导致对“下水实验“的重视程度还不够，往往是拿了实验材料就去上 课，故保证不了学生在课堂上的探究活动。如何“促进教师教学方式和学生学 习方式的转变” 一直是笔者所思考研究的。本文结合平时教学上点滴成败的实 例，从甄别实验材料的科学性；精准完善实验操作方案；预测实验中出现的问 题；估量实验操作时间四个方面谈谈让“下水实验”成为科学教师的一种习惯 的重要性。让一线的科学教师认识到“下水实验”不仅仅是我们对待事物“亲 历躬行”的科学态度，更是我们科学教师的必修课。一、教学材料的选择，需要教者在“下水实验”中甄别“材料引起学习，材料引起活动。”小学科学课

38、离不开观察与实验，观察与 实验又离不开师生共同准备的有结构的材料。教师为学生的探究活动提供有结 构的材料，让学生与材料亲密的接触，是科学活动中重要的环节，是提高课堂 效率的一个重要途径。但在日常教学中，也会出现材料影响教学活动有效进行 的场面，这就需要科学教师在参考课前的 “下水实验”中甄别。（一）甄别实验材料的科学性实验器材是否科学直接影响探究活动的顺利进行，间接影响学生对科学概 念的理解。教师如果选择的材料本身有问题，因材料引起过多的无关现象，这 将不利于学生的认识，反而出现误导学生的现象发生，继而保证不了实验探究 的有效性。如在一次公开课上，听取了五年级下册第二单元液体的热胀冷缩一课。

39、实验室中一般是采用圆底烧瓶来演示液体热胀冷缩实验。通常做法是让学生在 装满液体的圆底烧瓶口塞一个软木塞，再钻孔接上一个细的吸管（见图一）。 由于实验室器材有限，该上课教师动脑动手自己制作了 1515 套器材来替代实验室 中圆底烧瓶的器材。（见图二）。（图一）（图二）课开始了，在学生顺利讨论后，终于把理想中的实验方案搬上了黑板，这 时，教师顺势拿出自己的这套装置，讲解操作注意点后，学生欢天喜地的领取 器材，做起了水遇热膨胀的实验。在约 5 5 分钟后，有了以下的对话交流：师：往放置塑料瓶的容器里加入热水后，你观察到了哪些现象？（学生兴致勃勃，个个手举得很高。）生 1 1:老师，我看见，吸管里有水

40、在上升。生 2 2:水在吸管里快速上升，最后，吸管不够长，水都跑到外面来了。（嗯, 嗯，嗯。我看到很多同学在点头。看来很赞成这位同学的发现。）生 3 3:我在实验前，给原来水在吸管里的水位做了一个记号， 放入热水后， 水位上升了，我量了下，大约上升 7 7 厘米。（这时，还有同学在举手，于是老师又请了几位同学。）生 4 4:老师，我们也先做了记号的，在加入热水后，我们发现水位先是下 降的，过了几秒后，水位开始上升，最后上升到比原先还高的位置。（这时， 我看见有小部分同学在点头，说明他们也有这个发现。）师：大家都亲眼看到了水位在上升，是水在变多么？（不是）那你说说是 什么原因呢？生：水量没有变化

41、，是水受热体积后发生膨胀，所以看见水位上升了。师：很好。看来，水遇热后体积会发生膨胀。（板书）这个教学环节就这样过去了。的确，基本上所有的同学最终都亲眼看见了 液体受热后体积膨胀的现象。但是，仔细回想刚刚的师生对话，觉得还是有地 方需要斟酌的。参考第一，教师在学生提出观察到液面先下降后上升的这个现象后，教师并没有继续追问；第二，这个现象是个例还是普遍存在？（根据观察，应该是共性 问题，因为全班三分之一的同学都关注到这个现象的发生。）按照理解，如果 遇热后，水体积会发生膨胀，应该一开始就会慢慢出现这个现象，而实际学生 观察到的却是先水位先下降。难道，水遇热膨胀前先有个体积缩小的过程？当 然，作为

42、教师，这个假设肯定会被推翻。但这个问题肯定会困扰一部分发现这 个现象的同学。课后，借用实验器材，亲自做了一次下水实验。现象很明显，水位先下降， 后上升。反思结果是该装置缺乏科学性。根据查阅，制作这套器材的塑料瓶材 料是 PETPET 聚对苯二甲酸乙二醇脂。这类塑料只能耐热至 7070C，适合装暖饮或 冻饮，装高温液体或加热则易变形。而实验操作中，为了让实验现象更明显， 则是采用了高于 7070E的热水。于是就出现了塑料瓶先遇热瞬间的膨胀现象， 于是瓶内水位会先出现下降的现象。接着水位会上升，一方面原因是，瓶内的 水遇热开始了膨胀，另一个因素也是因为，塑料瓶被热水烫之后，虽然瞬间出 现了肉眼看不

43、见的膨胀，但是随机也会发生体积缩小的情形。看来，这套自制装置很不科学，是不适合用来做液体的热胀冷缩实验的。 如果，能在课前就对这套装置进行“下水实验”，并仔细观察，就不会出现这类的尴尬了和误导了（二）甄别实验材料的精确性科学教师平时应时刻保持对实验材料的不盲目信任的态度上。因为有时， 过于信任材料，也会出现意料不到的后果。如我在执教六年级上册的 电和磁一课时，为节省学生组装电路的时间， 特意在淘宝上购一批鳄鱼夹导线。上课时，学生猜测导线本身能使磁针发生偏 转的假设。为了将这种可能性排出，教师通常采用未通电的导线靠近小磁针， 来观察现象。可当使用这批淘宝上的导线时，令人意想不到的事情发生了。导

44、线靠近磁针时，磁针竟然发生了偏转。课后，我通过研究这批导线，发现这批 导线时并没有用纯铜的材料，而是一种合金，的确是能够被磁针吸引的。吃一 堑，长一智，类似的错误是应该早就被拒绝在课堂之外的。材料是实验的基础，材料质量的高低直接关系实验的成败。以上两例提醒 我们，如果课前没有“下水实验”，按照自己的生活经验去准备器材，很有可 能会让实验失败。因此，在实验材料准备上，我们不仅要明确实验所需的材料， 更要关注材料本身是否有效，还可以考虑有没有更好的替代品等问题细节，从而提高实验成功率。二、实验操作方案的完善，需要教者在“下水实验”中精准科学实验课中实验操作方案科学合理直接影响研究结果，为了使教学过

45、程更加合理，我们须研读教材，准确把握教材内涵。继而在“下水实验”中，根 据实际参考情况对教材进行加工处理。这样做的目的是让我们的实验方案更符合实 际，更好地落实教学目标，提高教学效率。在六年级上册第三单元电磁铁 P53P53 课中的线圈圈数是否影响电磁铁 磁力大（见图三）。小实验中，有老师对书本上线圈的缠绕方法提出自己的质疑（图三）该实验改变条件是线圈圈数，可仔细观察图中的第三种情况， 不仅改变了 圈数，也同时改变了缠绕方式。这样的对比实验应该是不严密的。基于这类问 题，曾今也有学生发表过自己的疑问，认为第三个图在改变两个量。于是，我 按照改变一个变量的方式，自己动手做了三个不同线圈圈数的电磁

46、铁（见图参考四）。考虑到该铁钉的最大圈数缠绕量时 5151 圈，所以改变线圈的数量分别为 1717 圈、3434 圈、5151 圈。操作方法（见图五）。按这种操作得到以下实验数据。（图五）电磁铁磁力与线圈圈数关系实验记录表线圈圈数吸引大头针数量（枚）磁力大小排序1717 圈第 1 1次第 2 2次第 3 3次第 4 4次第 5 5 次平均数5 56 66 66 67 76 63 33434 圈1717161615151717181816.516.52 25151 圈2323252524242727252524.824.81 1实验发现线圈圈数越多，电磁铁磁力越大。从以上实验中，可以顺利发现线圈

47、圈数跟电磁铁磁力大小的关系。接着， 我们又思考，都是 5151 圈，如果按照书本上的缠绕方式，磁力大小情况又会有 所不同么？于是有了以下的实验。圈数都采用 5151 圈，但缠绕方法不一致的实 验（见图六）。得到以下实验数据。（图六）电磁铁磁力跟线圈缠绕方式关系实验记录表线圈圈数吸引大头针数量（枚）5151 圈（叠加缠绕）第 1 1 次第 2 2 次第 3 3 次第 4 4 次第 5 5 次平均数3636313137374141363634.234.2（图四）参考5151 圈（不叠加缠绕）2323252524242727252524.824.8实验发现线圈叠加缠绕时，产生的磁力大从这个例子中，启

48、示我们，对于教材内容，我们需要审视去筛选、整合、 扬弃和创造，目的是选择和创造最科学的方法来进行教学实验。 教材固然重要， 它系统全面地展现着教学的内容，但这绝不是不可怀疑的，我们始终需要拥有 一份质疑的精神，抱着“或许另一种方案更合适”的态度，加强对实验相关变 量的控制，多做下水实验，使我们的实验方案更精准，更完善。三、实验中可能出现的问题，需要教者在“下水实验”中预测通常在课堂实验前，教师要充分预测学生在实验过程中可能出现的影响实 验结果的不当操作或是实验材料可能会出现的偏差， 并能对实验操作作适当的 调整，使学生按照正常的操作方法开展实验， 提高实验的成功率。而这种预测， 只有在多次下水

49、之后，才会逐渐丰富。（一）预测影响实验数据的外界因素影响实验成功的因素有很多，有时是来自无法预料的外界影响。如在教学抵 抗弯曲一课时，需要探究不同宽度和厚度纸的承载力实验。在材料准备上，我 隔夜就将准备好的纸条放进了学生的实验盘中。 可在第二天的实验中，纸片连最 轻的一个重物都无法承载。课后反思其原因，原来罪魁祸首是当夜一场连夜的倾 盆大雨。潮湿的空气使得纸片也严重受潮，当然不能在承载稍微偏重的物体。这 次看似不起眼的经历给自己深深的上了一课，那就是在准备器材时，要尽可能的预设到一切影响因素，不可过于“放心”材料。（二）预测影响实验数据的内在因素如果说，有时外界的影响因素不会被我们第一时间发现

50、，那影响实验的内在因素则可以通过多次“下水实验”避免。如在白醋和小苏打的变化一课中，要说明白醋和小苏打变化后产生的剩余物还是不是白醋时，学生提出继续将小苏打放入透明液体中去检测。假如继续出现气泡，则说明还是有醋的成分，假如没有出现上述现象，则可以说明 是另一种物质。听取学生的建议后，我随意拿起学生反应后的透明液体，加入 了一勺小苏打。接着，学生看见的现象是仍有大量的气泡逸出。这时，学生的 第一反应就是，透明液体仍是白醋。而事实上，这时的液体已经不完全是白醋 了。出现了这种误导后，我马上意识到该学生的操作没有按照一定的比例让白 醋和小苏打完全反应。当我意识到这种情形后，下课的铃声也已经响起。遗憾

51、 之余，只得告诉学生这个透明液体已经不是原来的白醋了。并让学生课后再去参考验证。这是我的一次惨痛教训，而由于事先的“下水实验”过少，没有将这么 关键的操作考虑透彻，轻易作出了容易让学生产生错误概念的动作。由此可见，关注实验的每个细节，将预设工作做到位，是提高课堂效率的关键。多做“下水实验”，将更多的问题提前暴露，以便对课堂实验的每个操 作都做到心中有数，才能确保顺利完成教学任务。四、合理安排实验操作时间，需要教者在“下水实验”中把握充足合理的实验时间是保障实验顺利开展的基本条件。教师只有对学生学 习所需的时间了解清楚，才能合理安排教学时间，也才能合理调控课堂节奏。在五年级上册第二单元 阳光下的

52、影子一课中，第一个活动需要观察影 子变化特点。在这个活动中，书本建议 1010 分钟观察一次，并记录影子的长短变 化和方向。如果按照书本的方式，一节课也只有 4040 分钟，几乎全部用来记录影 长，也只能记录 4 4 个数据。在实际操作中，我通过自己多次下水实验，总结得 出一般选择上午第二节课或下午第二节课来观察记录，影长和方向变化比较明 显，而且一般间隔 5 5 分钟记录一次就能采集到能说明事实的数据。（如遇到不 是第二节课的时候，可以跟其他老师商量调整）。4040 分钟课堂上带出教室和带进教室用 5 5 分钟，观察记录 2020 分钟，5 5 分钟记录一次，就能得到 4 4 个数据。另 外

53、 1515 分钟用作师生交流和总结。一节户外课，不能始终在户外，一定要留有时 间让学生静下来交流自己的发现。不然，只是看见热闹的场面，而实际上学生 没有任何的思考。流于形式的课堂不是我们科学课所要追求的。诚然，“下水实验”的实质就是一种精心备课，教师以学习者的角色，设 身处地的去实践，以探知水之深浅。这种探究所获取的第一手资料，首先有利 于教师洞察学生的发展需要，从而制定出恰当的教学目标；其次，有利于教师 关注学生原有经验，设计便于学生进行建构学习的情境；再次，可以为实时、 动态的教学生成预留空间，成就精彩瞬间。因为以学生为主体的科学探究学习， 并不是以教师的主观预设为基础的，他们的情感思维常

54、常会脱离教师预设的轨 道。通过下水实验的途径，可以促使教师转移教学焦点，由从自身出发，从自 身的教出发，变为从学生出发，从学生的学出发，立足于如何让学生探究得主 动、探究得精彩、探究得有效。为此，科学课中，“下水实验”应该成为我们 科学教师的职业习惯。用“下水实验”来沉下我们的心， 用“下水实验”来精 确我们的课堂， 用“下水实验”来提高课堂效率，用“下水实验”来升我们对 科学课的新理解！【参考资料】1 1 注重“下水”实验陈芬红，科学课 20102010 年 9 9 月。2 2 .如何对待实验数据误差谢小立，科学课20102010 年 9 9 月。3 3合理选择材料，提高实验的有效性任存宝，

55、科学课20102010 年 7 7月。参考4 4 教材内容的舍弃与创造姚爱祥，科学课20102010 年 8 8 月5 5 .灵活处理教材宋红兵，科学课 20102010 年 6 6 月6 6全日制小学科学课程标准。7.7.小学学科教学建议科学小学科学“下水实验”的实践与运用作者：普陀区沈家门第一小学 陈佩红 来源： 点击数：86更新时间：2013年01月16日实验是学生科学探究的重要手段，培养学生的探究能力和操作能力关键在教师。作为小学科学教师，不仅要具有指导学生实验探究的能力，自身还要具备科学实验探究的技巧与能力，而且还要像语文老师上习作课写下水作文那样，课前必须先做“下水实验”。 教师“

56、下水实验”的实质就是一种实验操作备课，就是从学生的角度去思考问题，体验探究活动，进行课堂实验的预演和操作，这样，才能感知、预测学生探究过程中可能出现的问题和困惑，并做出针对性地调整。经过多年的教学实践与探索， 笔者认为“下水实验”体现了 “以学定教”的教育思想，是科学教师一项必做的课前准备，是实验教学中不可忽视的一个环节，它可以避免教师在课堂教学中少走弯路，从而去实现科学探究的有效性。本文试从以下几方面进行阐述。一、了解实验过程，预见实验现象教师设身处地去做“下水实验”，能体会以学生的角度去经历探究活动的全过程，对需要什么材料，哪些材料需要作改进，需要多少时间，有些什么现象，可以获得哪些数据或

57、证据，可以推断出什么结论，可能会遇到什么问题，什么时候教师介入等，做到了然于心，授课时才能游刃有余。比如生活中的静电现象是四年级下册第一单元电的第一课，我考虑到学生的知识经验，他们都经历过生活中的静电现象，只是他们大多数没有对静电现象进行深入的探参考究。因此，在设计本课时，我首先用几个生活中常见的静电现象，引导学生对静电现象的关注，激发他们学习的兴趣。 然后通过摩擦起电等一系列的探究活动，使学生认识到有些物体在受到外力作用时会产生静电，进一步认识静电产生的原因。下面是我的几点体会：1 利于了解静电实验实验材料有两种，一种是橡胶棒和毛皮，一种是玻璃棒和丝绸。通过下水实验”发现，用橡胶棒和毛皮摩擦

58、吸附纸屑不是很明显，而有机玻璃棒经过丝绸的摩擦在靠近纸屑时吸附现象非常明显，有的纸屑甚至飞舞了起来，于是选择了后者作为学生实验的材料。如遇天气干燥，我们还可用手掌吸引反复摩擦过的气球来导入新课。这些明显的实验现象使学生在惊叹的同时，都跃跃欲试，探究热情高涨。2 预见实验现象，便于实验改进教材中对于电荷的认识，是用气球来进行实验的。通过“下水实验”发现此实验在实际的操作中比较困难：首先，气球软，学生在摩擦时用力很难把握；其次，两个气球悬挂，易受外界的影响，互相碰撞，影响实验效果；还有老师的课前准备也比较费时费力。在不改变教材的教学要求的前提下，我对认识电荷的实验进行了改进：用两根吸管代替气球，其

59、中一根吸管用大头针固定在橡皮上，并使之能够灵活地转动。实验 1:用布同时摩擦两根吸管，用蓝色吸管去靠近红色吸管，出现排斥现象。实验 2 :分别用布和塑料纸摩擦两根吸管，当他们互相靠近时，出现吸引现象。这个实验改进的优点：可操作性强，学生操作方便；实验现象明显；材料准备便捷。这个实验还可以更换材料，如用摩擦过的玻璃棒去靠近吸管，会出现相同的排斥或吸引的效果。让学生能够更加深刻地认识和理解电荷及其作用。教师课前的“下水实验”所获取的第一手资料，有利于教师制定恰当的教学目标，选择适宜的教学内容，采取有效的指导手段，以学的方法确定教的方法。二、发现材料缺陷，弥补材料不足教师的“教”要立足于学生的学，服务于学生的学。从学生的角度去思考问题、进行参考课堂实验的预演和操作，能及时发现实验中材料的缺陷和不足，为实验教学排除了障碍。如热是怎样传递的一课，研究热在金属条中的传递。教材的实验中：在一段铁丝上每隔一定距离用蜡油粘上一根火柴，将铁丝固定在铁架台上，火柴都向下悬挂，用酒精灯给铁丝的一端加热，观察哪端的火柴先掉下来。课前我根据原实验装置做了“下水实验”， 由于装置准备时，出现蜡油粘得不够均匀，前一根粘的蜡油比后一根少一些，在加热时会出现