浅谈小学科学实验数据的转化策略

吴瑞荧（江苏省苏州市吴中区胥口实验小学 215164）

小学科学课程以探究为核心，而通过实验收集数据、分析数据、归纳数据又是十分重要的环节。这个环节直接影响学生的科学概念建构、分析概括能力以及实事求是的科学探究精神。但是，在真正的科学课堂教学中，学生在数据收集与分析时却面临着较多问题：无法处理大量数据、不明白数据背后所表示的科学知识、对于数据资料毫无概念……下面，笔者将结合《一袋空气的质量是多少》一课谈谈自己的看法。

一、《一袋空气的质量是多少》课例分析

《一袋空气的质量是多少》是教科版小学科学三年级上册第二单元第五课的内容，这是一节典型的探究实验课。

课题直接呈现了本课的问题，而这一袋空气又恰好有100筒。要让学生测量出这100筒空气的质量有一定难度。在他们看来，一袋空气太大，托盘放不下；即使测量了，还包括了袋子和绳子的重量。但是，真正无法准确测量的原因却是这一袋空气也会受到浮力的作用。这时，就有学生想到了可以结合第四课《空气有质量吗》中的操作，把20筒空气打入皮球中再测量。但是，小小的皮球装不下100筒空气，给学生设置了很大的难题。

在测量环节，除了继续使用第四课的测量方法——用绿豆这样小而轻的物体平衡天平之外，教材还要求学生用多种物品恢复天平的平衡，并记录下每一种物品的数量。一开始教师认为这与前一课的操作并无差别，而直接忽略了这一环节，但对学生理解科学概念却设置了一个难题。

拓展部分，教师提供数据，想让学生通过数据感受空气有质量，并且一定量的空气质量还很大。但是，准确却陌生的数据并没有给学生带来很大的震撼，因此，多数学生对于空气的质量还是毫无感知。

本节课的探究活动提升了难度，需要学生利用多种转化的思想方法解决实际问题，这对三年级的学生来说是有一定挑战的。因此，在本课的活动中，教师就不能只关注学生是否完成了目标，更应该关注他们是否真的弄明白了问题。

二、实验数据的转化策略

1.较大数值转化为较小数值，增强实验可操作性

“100筒空气如何装进皮球中？”这是本课的第一个难题。在第四课《空气有质量吗》一课中，学生已经认识并使用了直径约为15厘米的皮球做实验，他们知道将100筒空气全都打入皮球中是无法完成的任务。于是，教师继续引导学生回顾上节课的操作：将20筒空气打入皮球中。那么是否可以多用几个皮球装这100筒空气呢？这时，便有学生想到了可以用5个皮球装100筒空气，分别称一称5个皮球中空气的质量，再加起来就可以了。这大大提高了实验的可操作性。但是这一操作似乎有些烦琐，一节课的时间远远不够。学生继续思考，既然每一个皮球中空气的质量都是一样的，那么就需要测量一组数据，再把这一组数据累加起来，就是所要测量的100筒空气的质量了。

把难以测量的100筒空气转化为方便测量的20筒空气，再进行叠加。这一过程看似简单，但是对于三年级的学生来说，在头脑中要形成这样一个转化的过程有一定的难度。教师引导学生将较大的数据转化为较小的数据，大大提高了学生实验的可操作性。在其他探究活动中，会有更多的学生掌握这种以大化小的转化思想，在解决问题时也就更加游刃有余了。

2.单一物体转化为多种物体，深入理解科学概念

打入20筒空气，开始测量，除了要用到上节课的绿豆之外，教材还建议教师提供回形针、乒乓球、塑料块等多种轻便的物体代替绿豆，平衡这20筒空气。在教学的过程中，教师一开始也并没有重视这一环节，认为与前一课是一样的操作，便继续沿用上节课的材料和数据，但这样却忽视了学生对于科学概念的理解。

选择多种不同的物体替换绿豆，多次平衡天平一方面可以提高学生的动手操作能力，另一方面也是为了让学生明白质量相同的物体，大小却可能不一样，即“体积”不同，由此渗透“密度”的概念。在后面的教学中，重视了这一环节使学生对于知识的掌握有了显著的提高。

在科学探究的课堂中，教师要想学生拥有举一反三的能力，就要让学生在实验过程中慢慢学会将单一物体转化为多种物体这一思想，这样学生的思维也会随着教师的引导不断发展，教师在教给学生知识的同时，更应该注重思维方式的训练。或许一节课无法改变学生的思维，但对多种事物进行多次教学、研究一定会有较大的收获。

3.陌生事物转化为熟悉事物，提高学生认知水平

陶行知先生曾说：“要解放孩子的眼睛、双手、头脑、嘴、空间、时间，使他们充分得到自由的生活，从自由的生活中得到真正的教育。”还说：“咱们要活的书，不好死的书；要真的书，不好假的书；要动的书，不好静的书；要用的书，不好读的书。总起来说，咱们要以生活为中心的教学做指导，不好以文字为中心的教科书。”在最后拓展环节，为了让学生真实感受到空气的质量，教师出示了一组较为精准的数据：①若一个大可乐瓶为1.25升，则装入的空气为1.62克。②胡夫金字塔是古埃及中最大的金字塔，塔高146.59米，底边长230.4米，总重量700万吨。如果金字塔是空心的，里面的空气总重量也有近3400吨。“1.62克”和“3400吨”是相当准确的重量，但是学生却丝毫没有概念，这对于他们来说只是陌生冰冷的数字。那么，这样的拓展也毫无意义。于是，教师把这些数据转化成了学生熟悉的事物：①25升空气的质量相当于27颗绿豆的质量。1.25升空气的质量相当于6个回形针的质量。②3400吨空气相当于136000个50斤学生的重量。当教师再次呈现这些与学生实验、生活、学习息息相关的数据时，教室里发出了阵阵惊叹声。这时，学生才真正感受到了空气的质量。最后拿出电子秤，一方面是让学生了解科学工具的进步和发展，体会到科学技术对人们生活带来的影响；另一方面也是让学生把对空气质量的感性、抽象理解转变为具体理解。

学生的认知是有限的，教师的教学就是一个不断提高学生认知水平的过程。这一过程并不是教师把自己的认知强加给学生，而是要求学生用他们原本的认知来拓展新的领域，从而达到高效学习。

三、结语

数据是学生在观察和实验中最重要的实证之一，是做出解释最重要的依据，是学生形成正确科学认识的有力武器。在教学过程中，教师要充分利用数据，通过一定的策略积极引导学生整理数据、分析数据、转化数据，努力把数据转化为证据，从而推动科学探究活动的顺利进行。