摘要：在小学科学探究活动中，数据的收集、整理、分析与应用，是科学探究能否成功的重要保证。学生在观察、实验等探究活动中，精心整理数据，恰当选择数据，有效的分析数据，让学生自觉从数据出发，进行统计分析，来解释相关的问题，证明假想的结论，从而端正学生实事求是的科学态度，培养他们求真务实的科学精神。
关键词：数据分析 数据问题 策略应对
小学科学课的目标之一就是要培养学生的实证意识，即讲究证据、实事求是。这就告诉我们，科学探究离不开数据，引导学生合理地、科学地分析、处理科学探究活动中接触到的实验数据，可以不断地推动学生思维的发展，培养学生实事求是的科学精神。小学科学实验对于观察、测量、统计、调查等定量研究有着严格的要求，而数据，是实验结果的主要表现形式，亦为研究结果的主要证据。本文结合课堂教学就数据问题与分析策略谈几点自己的想法
一、实验数据问题透视
1.数据收集整理不真实、不准确
如在弹簧测力计使用教学环节中，为了让学生加深“归零”这一操作步骤的印象，故意用没有归零的弹簧测力计去测相同重的钩码，大多数同学获得的数据是0.5 牛，有少部分同学是0.4牛和0.6牛，、但听到其他同学都是0.5牛，有部分同学就修改了自己的数据，根本没有去探究为什么自己的数据会跟别人不一样。又如教学《马铃薯在水中的沉浮》一课时，教师引导学生把相同体积的水和马铃薯分别装入相同的烧杯中来比较轻重，结果教学中却出现了相反的现象——装水烧杯比装马铃薯烧杯还要重，原来是装水的烧杯壁厚，装马铃薯的试壁薄，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。还有一种现象也经常发生，就是实验做了很长时间，但记录单仍然空着，教师要求作汇报了，学生才想起来刚才忙着实验忘了做记录了，于是只好凭着记忆与猜测把表格填满。
2.数据分析肤浅、排斥异样数据
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。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。
3.实验数据分析意识浅薄
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。另外学生在实验时兴趣很高，而到了对数据整理分析时就出现了从众心理，造成课堂上随意修改、估计、揣测数据。
二、实验数据分析的策略应对
（一）精心整理，提高数据分析的效率
科学实验中的数据就如一粒粒珍珠，只有精心整理串联成项链，才能发挥其应有的价值。小学生受年龄特点的影响，往往只关注事物的局部特点而非整体现象，关注的是个别的数字而非一组有内涵联系的数据，因此对数据的整理就显得非常重要。实验中如果数据是一组连续数据或对比数据，特别是应变量随着自变量变化而变化的情况，可以采用列表法、作图法等整理数据，这样更有助于学生观察数据，从数据中发现规律。
1.列表法
如在教学教科版五下《沉与浮》单元，讲到物体在水中受到的浮力的大小和物体排开的水量有关，学生对于这样的概念的建立是有一定的难度的。通过课堂上对学生的调查： “你认为一块泡沫塑料块小部分浸入水中、大部分浸入水中、全部浸入水中的时候，状况下浮力大？”； “大小不同的泡沫塑料块，完全浸入水中，它们受到的浮力大小相同吗？”发现有相当一部分的同学认为是一样大的，也有少数的学生说不知道的，针对于这样的情况，需要通过实验来得以论证。而对实验所得的数据是分散零乱的，教师就可以设计一表格让学生按要求记录，在接下去的的实验数据分析中就应要求学生重点关注一下各组实验所得到的数据，并以一个小组的实验数据为例，进行全班的分析、讨论。
通过这2个实验，让学生认真观察思考实验的表格数据，先是分析小泡沫塑料块的实验数据，再是大泡沫塑料块的实验数据，也就是引导学生先纵向的观察，再引导学生横向的观察计算，可以有效地得出实验的结果：“物体在水中受到的浮力大小是和物体排开的水量有关的，物体排开的水量越多，受到的浮力越大”。
在学习《沉与浮》单元“下沉的物体会受到水的的浮力吗？”的内容时候，全班几乎是90%的学生认为“下沉的物体是不会受到水的浮力的”，教师在课堂教学中还是可以通过学生实验的数据以表格的形式呈现在学生面前，让学生一目了然。
下沉的物体在水中受到的浮力大小记录表
2.作图法
实验数据应变量随自变量变化而变化的情况，将实验数据按一定规律用直观图表的方式表达出来是记录和处理实验数据最常用的方法。图表设计要求对应关系清楚、简单明了、有利于发现相关数据之间的关系。对于一般比较简单的探究问题，学生通过对统计得到的数据进行分析就可以发现事物内在规律，而一些稍复杂的内容，光看数据就不那么容易了，通过统计图、分布图等图表的运用，能直观反映出数据之间的联系，有利于学生发现数据背后蕴含的规律。如教学光的强弱与温度关系这一内容时，教师可以用统计图或折线图进行统计。实验结束后，通过观察，在相同时间里，五面镜上升的温度最多，不用镜子的温度最小，简单分析后，学生可以很清楚地看出事物之间变化的规律和趋势，如果用表格记录，是达不到这一视觉效果。
光的强弱与温度关系统计图
有时画简图可能比较方便，直观，高效，一目了然。当学生对实验数据不知如何下手、何去何从时，教师也可以告诉学生用画简图的方式，减少干扰因素，从而析出观点。如研究《阳光下的影子》，学生有一定的生活经验，但部分学生的前概念存在一定的问题，课堂上听着都明白理解，可一到解决问题时就束手无策，针对这一现状，将记录单转变成简图，分别画出学校旗杆在不同时刻阳光下的影子，从而发现其中的秘密：相同时间间隔内，阳光下同一物体产生影子偏转的角度相同。
（二）恰当选择，提高数据分析的准确度
有些实验数据收集肯定存在误差，如何对待这些误差，从技术层面讲，可以运用平均数、中位数或者保留整数等方式来处理，在精确与模糊之间建立联系，从而提高数据分析的准确性。
1.平均数的选择
平均数作为一组数据的代表，比较可靠和稳定，且它与这组数据中的每一个数据都有关系，能够充分地反映出这组数据所包含的信息。教学中，多数情况下教师都会采用平均数来分析。如在教学教科版六上《能量》单元《电磁铁的磁力》一课，关于电磁铁磁力大小与线圈圈数关系的实验时，某小组得到了这样一组数据，见表：
通过平均数的计算，得到了磁力大小的先后顺序，比较准确地反映了电磁铁线圈圈数越多，磁力越大的特点。
2.中位数、众数的选择
中位数在一组数据的数值中处于中间的位置，反映一个团体的整体水平，而众数着眼于对各数据出现的频数的考察。如在教学五下《时间的测量》单元《摆的研究》一课时，某小组研究了摆的快慢与摆锤关系的实验后，得到了一组数据：
15秒内摆动次数的观察示录
从数据看，最后的平均值不相等，跟摆的快慢与摆锤无关这一结论相驳，如果这样处理，无疑会对教学造成不必要的干扰。这里可以先取众数，再来分析产生不同数据的原因，并通过重复实验来论证。当然在教学中，一般情况下多采用平均数来分析，但平均数计算比较麻烦，而且容易受极端数值的影响，有时也可适当考虑运用中位数、众数等方式来分析。
（三）深入比较，提高数据分析的价值
在科学课堂教学中，有部分实验得到的数据是具有高度明晰、数据内在高度规律化的，此时学生很容易从数据上轻而易举地解释现象，并从现象中概括结论。有的教师此时往往就此满足，未能开展学生数据分析方法的提炼，学生因此失去形成数据分析方法的理性思考机会，以后在遇到较为复杂的数据时就表现为茫然失措，不知从何入手。如果教师有心，可以引领学生对实验得到的数据进行比较，很容易就会发现实验数据之间的变化规律，建立不同实验数据之间的联系，提升实验数据分析的价值。教师在引领学生进行数据分析比较，可以采用差异、比较纵横向比较等等，学生自然就会对数据分析具有了一定的分析策略，数据分析价值将会有较大的提高。
1.差异比较
学生在科学实验探究活动中会得到大量的数据。这些数据间的差异是客观存在的，有时是不可靠的，甚至是错误的。科学教师不应该回避这些差异，而应积极面对，正确对待学生实验数据的差异。教学上必要时应引领学生重复实验，以期待得到可靠的且具有一定信度的数据，增强学生对数据的敏感性，培养学生严谨细致、认真负责的科学态度，使学生的数据意识在处理这些数据时得以培养，能自觉地学会用数据来描述事物或对一些现象进行解释。学生数据分析能力虽然可以从高度明晰化的数据分析中逐渐得到提升，但是更大的提升来源于对于数据差异的分析，而且在数据差异处把数据分析引向深刻，促使学生返回去审视自己实验操作的科学性和正确性、审视实验器材的合理性与科学性、审视实验进程先后顺序的科学性等等，对于提高学生今后实验开展的严谨性、自我审视能力等都会起到很大的作用。
如在教学六上《形状与结构》单元的《抵抗弯曲》一课时，研究纸的宽度与抵抗弯曲的能力之间的关系时，统计学生的实验数据如下：
教师指导学生通过比较，先观察比较第1组学生的数据，发现：随着纸的宽度增加，抵抗弯曲的能力也随着增加。教师引领学生比较这4组的数据，发现第4组的4 倍宽的纸承重76个垫圈的重量，远远超过了其他三个小组的数据。教师没有放弃这个差异，而是引领学生共同探讨这一组为什么出现了这么大的差异。下面是这一环节的教学：
师：请第4组的同学把这张纸拿到前面来。展示给大家看看。
学生把这张4倍宽的纸展示给大家。
师：为什么他们的纸能承受的垫圈数比你们的多这么多？他这组的纸和你们小组的有什么区别？
生：他们的纸有折痕。
生：他们的纸有点像半圆形，我们的纸是平的。
生：他们纸的边都折起来，有点像工字形。我觉得纸的形状也能增强抵抗弯曲的能力。
……
师： 纸的形状与抵抗弯曲的能力到底有没有关系？我们下节课再研究。
对于这个与其他组相比差异很大的实验数据，教师没有回避，没有放弃，而是组织学生进行研讨。学生通过研讨，发现了纸的形状也与抵抗弯曲的能力有关这一值得研究的问题，恰恰是下一课需要研究的问题。本节课虽然没有研究，却给学生下一阶段的学习埋下了伏笔，使学生产生了进一步探究的欲望，这不正是我们科学课所期待的吗？
2.纵横比较
如同样执教教科版六年级上册《形状与结构》单元的《抵抗弯曲》一课时，教材引领学生用对比实验的方法研究梁的抗弯曲能力与其宽度、厚度之间的关系。学生得到的实验数据如下：
纸的宽度与抗弯曲能力的实验记录表
在两个实验中，改变宽度和厚度都要成倍地改变，很容易看出实验数据变化的规律。学生可以发现：纸的宽度增加，抗弯曲能力会增强；纸的厚度增加，抗弯曲能力会大大增强。此时教师应引领学生对“增加纸的宽度和厚度所收集的实验数据”进行纵横比较，把两个实验进行沟通，架构了两个实验之间的联系，很容易发现实验数据之间的规律。学生会发现：要增强抗弯曲的能力，增加厚度比增加宽度更加有效。这样提升了学生的实验数据分析能力，促进了学生思维的延展性。
总之，数据的整理、分析是科学实验中极为重要的一个环节。提高学生分析实验数据的能力并非一朝一夕之事，寻找培养学生处理分析数据能力的方法仍需努力，仅靠一周二至三节科学课来培养学生的处理分析能力有点难度，比如科学与数学两学科性质类似，思维方式相同。今后可以朝着整合科学与数学，扩大锻炼空间，拓展训练平台，多渠道，多途径，或画图，或演示，或表演等等，全方位提高学生处理分析实验数据的能力，从而培养学生的实验技能，提高学生的科学素养。