实验数据分析的策略.doc

实验数据分析的策略 司徒敏 数据分析是科学探究活动中的一个重要环节，数据分析有助于学生寻找规律、得出结论。科学地分析数据能使课堂探究变得更真实、准确，能提高科学探究的效率，对于培养学生的实证意识以及科学概念的形成具有重要的意义。下面以形状与抗弯曲能力一课为例，谈谈如何引导学生进行数据分析。 本课主要通过实验来探究纸的形状与其抗弯曲能力的关系，实验的方法是把纸折成不同的形状，然后在纸上放螺母，直到纸弯曲接触到桌面。这是一个变量控制实验，实验除了纸的形状外，其他条件需要保持不变，如“桥墩”两边距离、纸梁的架空高度、纸的长度、纸的厚度等。学生在实验后得到以下实验数据： 在引导学生进行数据分析时，我采取了三看实验数据的策略。 一看可疑数据 学生在实验过程中往往会出现偏差或者错误，对错误的、不具有科学性的数据进行分析，有可能会得出南辕北辙的结论，甚至使学生形成不科学的概念。因此，在对数据进行分析前，要引导学生对数据进行辨别，思考这些数据是否有效，排除可疑数据。 学生实验得出的数据我们都需要去关注，不能仅关注部分数据。如果实验数据本身有问题，我们依靠数据得出的结论就可能不正确。所以，在让学生分析数据前先要让他们思考“我们得出来的数据都能使用吗？”在排除可疑数据的过程中培养学生思维的严谨性，让学生对实验有更充分的认识。 怎样知道哪些是可疑数据呢？要先引导学生对数据进行分类，把相近和差别较大的的数据分成两类，然后分析差别大的数据。这时可以先让学生对得出数据的实验设计、实验材料的选择、实验过程的操作等方面进行反思。如果学生还是不清楚问题所在，可以采用实验重现的方法，让学生在全班重新做一次，由其他学生帮助他们找出问题。在这个过程中，除了这个小组能正确认识到自己问题外，其他同学也会反思自己实验有没有按要求操作，为什么要按要求操作。 二看过滤后的数据 当我们把全班的数据展示出来时，往往有几十个数据，分析时就显得很复杂。为了把数据化繁为简，可以把数据分类归纳，然后做纵向比较，也可以让学生把每类数据输入excel表，计算出这么多个小组这类数据的平均数再作比较，这样就能把数据从复杂变简单，学生分析起来就轻松多了，更容易发现规律，建构科学概念。 很多老师在让学生分析数据时通常会问“通过这些数据，你有什么发现？”这个问题太空泛了，学生要么不知道怎么回答，要么简单复述数据。所以，老师要把问题分解，通过有逻辑的问题串来引导学生分析数据，在引导学生分析数据时不能只是为了得到正确结论而匆匆作出分析。深挖数据的内涵，学生的思考就会更深，收获也会更多。 在分析过滤后的数据时，为了更直观地看出数据的分布，可以让学生把数据制成柱状图、折线图等，这样更有利于学生发现数据的变化规律。在引导学生做数据分析时，应根据不同的数据来选择不同的数据呈现方式。 三看特殊数据和误差数据 除了纵看数据，还应该引导学生对数据进行横向分析。横向分析自己组的3次数据，自己组的数据和别人的数据，以此分析自己的实验过程有没有出现问题。 除此以外，学生发现很少有一组3次的数据都是一致的，为什么在同样条件下进行实验，数据还是会有误差呢？我让学生围绕误差的产生开展讨论，学生说有可能是放螺母的时候用力没有做到一样，有时放螺母用的力大些，纸的抗弯曲能力就会受到影响。也有些小组提到可能是放螺母的时候有些集中放在中间，有些螺母散开放，得出的数据就不一样了。怎样才能减少误差呢？我继续让学生思考，学生提出可以用镊子夹着螺母轻轻放在纸上，这样就可以避免用手放用力过大的问题，还有学生提出可以用小杯子装着螺母，这样螺母就不会散开。学生提出的这些建议非常好，在下一个班上课时，我让学生用改进的方法进行实验，数据误差就小很多了。 学生在动手之前对实验要控制的变量有了一定的认识，但实际中还是会出现这样或那样的问题，导致数据出现误差，及时引导学生对自己的探究活动进行反思就显得尤为重要。比如，可以这样引导学生反思：我们组3次的实验数据一样吗？我们组的实验数据和其他组的数据一样吗？问题可能出在哪里？实验怎样才能做得更好？通过这样的反思、交流，学生就会有新的发现、新的问题，对实验的操作和误差的产生也会有新的认识。虽然分析数据误差花了时间，但这些时间花得是很有价值的，学生在这个过程中能认识到实验操作不规范、不严谨就会影响实验的数据，他们以后做实验就会更认真。 通过三看实验数据，学生经历了对自己探究过程的、分析和反思过程，深刻地感受到科学研究应该持严谨的态度。这样的数据分析过程，不但