基于数据收集的科学探究课型探讨
数据收集与分析能力是科学探究技能中的核心能力。科学探究技能由多种能力组成,其中主要有提出问题的能力、做出假设的能力、计划能力、观察能力、数据收集和分析能力、合作与交流能力等等,这些能力在数据收集型探究课中都能得到培养。与一般的科学探究相比,培养学生数据收集与分析能力更是本课型的强项。本课型最重要的一个环节就是要收集和分析数据,来形成对问题的解释。在此过程中,计划、观察、分析能力都在围绕数据收集过程得到培养的。如,在《抵抗弯曲》一课中,为了让学生能够收集到准确的数据,让学生在试误的基础上讨论影响纸张承载力的因素。学生讨论后认为,放垫片的位置、纸张的长度、厚度,放垫片的力度等等都会影响纸级的承载力,最后学生在标准统一的情况下,设计出承载实验,测出同样厚度,8厘米长的纸片2张,能承载的垫片约为2个,3张纸约为11个,4倍纸约为30个。再把这些数据画在统计表上,看出,纸张的厚度增加,它的承载能力急剧增长。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(见附件一),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。由此,可以说,学生如果不会收集和分析数据,他们的科学探究能力还处于最低层次。
2. 数据收集和分析过程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。而数据收集与分析过程正是培养这些科学精神的最佳途径。数据收集的过程必须严谨,才可能得到最精确的数据,因此学生必须事前周密计划,达到精益求精。比如,在求证热水和冷水的混合温度时,为了得出更精确的数据,不仅热水和冷水的体积要相同,两杯水测量出温度后还必须马上混合。此时,还有学生提出为了减慢热量的散失,应该关掉教室里的冷气,此时教师尊重学生的意见,关掉冷气,以求结果的精确。最后,大部分学生测出的接近两杯水温的平均值,而有一个小组则明显高出平均数据。教师首先表扬了这个小组的求实精神,然后再和同学们一起分析这组数据偏差的原因,最后学生认为可能是热水的体积多于冷水的体积,并建议再进行一次测试,第二次在众多变量得到很好控制的情况下,该组得到了精确的数据。
三、 基于数据收集型的科学探究课的教学流程
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