实验现象和实验数据的搜集整理与分析报告

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

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

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；

通过对表格数据的观察，特别是对右表的整理排序，可以清楚地看出：滴完相同水量所需的时间不同，第1个50毫升流水速度最快，第3个50毫升流水

从表格中可以看出，数据是学生无意识记录下来，学生很难看出其中的规律。因此，教师在学生收集好数据后，应及时引导学生对数据进行重新整理，变无序为有序。如可以再提供一张数据表，把数据按省力、费力和不省力也不费力三种情况分类整理，然后横向比较在这三种情况下，阻力点到支点的距离与用力点到支点的距离的关系。通过比较，可以清楚看出省力杠杆用力点到支点的距离比阻力点到支点的格数要多，即力臂较长，反之较短，从而明白省力杠杆与费力杠杆

通过平均数的计算，得到了磁力大小的先后顺序，比较准确的反映了电磁铁线圈圈数越多，磁力越大的特点。但同时也发现，“40圈”的第二次数据为19个，比“60圈”的一些数据都要大，就这个数据而言，又违背了上面的结论，而且这个数据使“40圈”的平均数变大，可以说在“科学”中又包含着“不科学”。教学中，教师也注意到了这个现象，通过交流，发现问题出在对于“吸附”的理解，学生的操作是把铁钉的一端插入曲别针中，再抬起，而正确的操作是把铁钉的一端靠近曲别针，靠磁力来吸引。通过再次操作，学生得出了较为准确的数据。因此，采用平均数整理分析时，教师应注意一些极端数据的影响，必要时，

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

实验结束后，通过计算，在相同时间里，黑色上升的温度最多，白色上升的温度最少，简单分析后，学生都能发现：物体颜色越深，吸热能力越强。但如果只得出这个结论，那是远远不够的。教师还应该继续引导学生讨论：颜色相近的

红色蜡光纸与粉色纸，为什么红色蜡光纸比粉色纸吸热能力要弱？铝箔纸和白纸有什么主要区别，吸热能力有何不同?这些颜色温度变化总的有什么特点？（先

实验结束后，不少同学认为磁铁的中间没有磁性，得出结论：磁铁的磁性两边强、中间无。“磁铁中间真的没有磁性吗？”在教师的启发下，有学生提出了自己的想法：虽然磁铁中间吸不住回形针，但手上还是能感受到磁铁对回形针的

吸力。这时，教师拿出比回形针更轻的小别针，经过演示，证明磁铁中间确实是有磁性的。教师强调：这里的数据零指的是不能吸回形针，但并不意味着不能吸起其它物体。实验中，我们应充分利用感官，全面细致地观察，不能盲目相信数

其中8.5次这个数据明显区别于其他2个数据。这时，教师应提倡学生对数据质疑。引导学生思考操作是否规范？提倡学生再规范地做1-2次实验。经

实验做完后，学生可以判断出10秒钟摆动次数大概为6次左右，并分析了产生8.5次的原因。实验中，这些因不规范的操作技能或不正确的实验方法而出

从表中发现：最多的小组可以溶解36克，而最少只有24克，这时，应及时让学生回忆实验过程，反思为什么结果会相差这么大？讨论后形成比较合理的

操作方法。如先在100毫升水里溶解20克的食盐，然后再每次加2克或1克，这样可以大大提高数据的准确性。

B．“冷”处理

对一些个别小组因操作而导致数据偏差的，或者由于材料精度而影响的数据，因其产生的面比较小，原因又比较明确，教师可根据情况，对这些数据作冷处理，即先放置一边，等常态数据讨论后专门提出问题进行分析，这样既照顾了全局，又让所有学生都经历了一次反思、修正的机会，还不会影响课堂秩序。

如在《电磁铁的磁力（二）》中的电磁铁磁力与电池数量关系的实验时，有小组得出相反的结论，经过观察，发现原来是三节电池的电流强度不同而造成的，是由于材料缺陷而造成的错误，像这样的情况，可以先讨论常态数据，等得出结论后再来分析不同的情况。