小数据大心得 小学科学探究教学中数据采集与分析重在执行力

小数据大心得 小学科学探究教学中数据采集与分析重在执行力

——从《测定脉搏》一课看小学科学探究教学中数据的采集与分析

姜  玲

在科学课堂教学快速发展的今天，由于过多地强调让学生经历探究的过程，我们常常感觉到探究活动完成后，往往结论的得出还是显得不够“水到渠成”。 特别是：探究数据较为繁多、同时数据间又存在一些不确定的误差时，指导学生采集与分析数据感觉很吃力，很难采集到比较有效的数据，而面对一堆“另类数据”我们该何去何从？《测定脉搏》就是典型的一课，凡是上过课的老师都会指导学生找脉搏、搭脉、数跳动次数，学生也同样找脉搏、搭脉、数次数，可往往采集的数据，千差万别，很难有规律可言。分析此现象，不是老师没有指导，也不是学生没有思维，而是师生都缺少了一份执行力！针对这一现状，笔者在《测定脉搏》的实践教学中进行尝试，旨在通过提高师生每个环节的执行力，来探究小学科学探究教学中数据的采集与分析的有效性策略。

一、让数据说话：（第一次教学）

千差万别的数据带给我们的思考：

（一）教师问题：

笔者认为教师为何没有发现或不敢把那些“另类”的数据拿出来分析，一个很重要的因素就是教师担心这些数据会打乱自己的课堂节奏，或者教师对实验的结果指向性太强烈，只重视实验结论的得出而忽视了支撑这个实验结论的数据，更不敢谈对这些数据进行分析，分析数据背后的故事。其实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）学生问题：

不管是怎样的数据都是学生真实做出来的，都是反应了一定的客观事实。既然采集数据就要让数据说话！回过头来思考，我们会突然醒悟：“是啊，我们的实验过程有问题，那这个结果就不可靠了。怎么办？”数据的问题反应了教师的指导和设计问题，我们不能光把眼睛放在数据上，而忽略了教师细节的指导作用，忽视了学生在活动过程中的执行力问题。

二、教学实践尝试：

本课遇到的最终问题就是会有不协调的数据出现，而分析这些“另类”的最终目的在于尽量避免它的产生，为此我们需要特别关注两个方面，一个是正确地采集数据，一个是客观地分析数据：笔者做了以下尝试：

尝试一：采集数据

（一）精心准备实验器材：

本课教学中，找准脉搏是基础，是采集到有效数据的前提。脉搏不是只在一个点，而是有一个范围，那哪一个点才是我们测量的最佳位置，这就要求我们指导学生能找准脉搏，受张洪鸣老师的启发，我制作了图钉脉搏器，这个小小的工具，可以帮助学生找准脉搏。

我们要很清楚找到和找准是两个不同的层次，这么细致的工作，找准才是关键！我们测量脉搏都是搭脉，这是无形，不可视物，我们没有办法可以判断学生是否找准了，于是我们想到了可以借助可视物一来可以帮助学生缓冲一下难度，反复地找，反复比较判断，哪里是最佳位置，也可以给老师提供一个反馈，学生有没有找到最佳位置！

图钉脉搏器的探究过程：

起初我在图钉上插上了火柴棒子，但火柴棒子容易裂开，也比较重，效果不是很明显！我又尝试用吸管，可吸管在上面会晃动，于是在连接口加入了一点可塑橡皮，还是有点重，效果一般！以前带过模型组，有不少做木质飞机的材料，这些木头松软，轻便，于是，用美工刀，将它们劈开，轻轻地插在了图钉的尖上，效果明显多了！再去反思这个工具，我们主要是要观察图钉脉搏器的顶端晃动情况，如果顶端细一些，效果是不是应该更好些，于是再次加工，效果确实并之前要好，这一个小小的工具，很不起眼，却可以帮助我们攻克这节课的难关！

找准了最佳位置，就不再是一个范围而是一个点，学生再做记号的时候也会出现误差，一种是将脉搏器拿下来后点点，一种是直接用水彩笔推开脉搏器，在脉搏的下方点滴，这些都是细节，都涉及到学生的执行力，故而教师的执行态度会直接影响学生的执行态度！

（二）采集数据过程，递进式设计，细化式指导，分步式执行：

1、导入，感受脉搏

（1）谈话：同学们，同学们，接着我们就来测定脉搏。我们先来试试，伸出你的左手，用你的食指和中指的指肚，摸一摸耳根下方和下颚骨中间这个区域，你手指肚有什么感觉？（边演示边解说）

（2）谈话：（脉搏、轻微的跳动，一跳一跳的），它，摸上去有什么感觉啦？是一种……有节奏的跳动。你摸到的这种有节奏的跳动就是什么呀？（脉搏）

（3）谈话：除了颈部，你在身体的哪些地方也曾感受到过这样的脉搏跳动？（手腕处、颈部、太阳穴旁边、耳朵旁边、肘关节内侧、……）

（4）谈话：好，我们来看，有的是刚才同学们提到过的，有的是没提到的，这是我们刚才摸过的颈部、大膀子上、手腕处，这是哪里？（太阳穴）就这里，用指肚摸一摸，能感觉到有节奏的跳动吗？还有大腿内侧、脚踝、脚面等，这些地方都比较明显，因为动脉比较贴近皮肤，我们贴着皮肤就可以感受到它们的跳动。那为了测量方便，避免干扰，医生一般会测量哪里脉搏的跳动情况？（手腕处的）

2、寻找桡动脉

第一层次是找到脉搏，找准脉搏！通过可视工具和师生耐心地寻找，教学活动突破了第一个难关！

（1）谈话：对就这里，手腕外侧的这个区域，仔细看看在这个区域内，你能看到脉搏轻微的搏动吗？看，你能看到吗？（看不清楚，很难看到，有一点点）

在学生为难的情况下，为它们提供解决困难的工具，学生很乐于接受，也很欣喜！

（2）谈话：看不清楚是吧，那我借你们一个工具。看，图钉脉搏器，它不仅能帮你找到脉搏，还能帮你找准，知道它怎么用吗？一起看看如何使用这个工具来找准脉搏。

（3）视频：播放，介绍：摆好毛巾，将左手像这样垫稳，手腕外侧稍稍向上，大家刚才所指的是这个区域。把图钉脉搏器，轻轻地放在这个区域内，慢慢地寻找，不太明显，再试试，再试试，你看到了什么？（图钉脉搏器的顶端有明显的有节奏地摆动）这说明了什么？（我们不仅找到了，而且找准了测量脉搏的最佳位置）为了方便后面的测量，用笔在这个测量的最佳位置上做个记号。

通过一段视屏，向学生详细地介绍了工具的使用方法，攻克采集技术问题。

（4）提问：借助它你能找准自己的脉搏吗？要想准确地找到自己的脉搏，你觉得还需要注意些什么？就这么一个小小的工具，放在手腕的这个区域内。（为什么你觉得不能动桌子？）（手要垫稳）（除了身体不能动，还有什么不能动：桌子，手）（有点耐心，慢慢仔细认真寻找）（保持安静）（发材料，学生寻找，教师辅导）（好，下面我发工具）（做好标记的同学，把小毛巾留在桌面上，把图钉脉搏器放回托盘，并放到抽屉里。）

3、搭脉，讨论注意事项

首先我们来看本课的采集任务：测量每一个同学的脉搏跳动次数！所以每一个学生都很重要，作为采集人，他们需要具备两个条件，一是采集技术，一是采集态度。

当找准脉搏后，技术已经不是难题了，只是每个孩子的感觉可能会有误差，所以，有些孩子在测量过程中，需要手指指肚稍稍向下用力！

后面的采集环节中态度则决定了数据采集的有效性，这也是平时我们老遇到问题的头号敌人！那么找准了，是不是就一定测得准了，需要注意些什么？我们需要引导学生考虑到：

采集人： 学生是活生生的个体，每一个人的情况不同，那如何让他们能够一心地完成同一任务，这就要让采集人在思想和行动上都给予足够的重视。

采集过程：避免外界干扰，教师和学生全身心地执行！

（1）谈话：找准脉搏，就可以帮助我们测定脉搏，像刚才一样，将左手垫稳，用右手的食指、中指指肚搭在做记号的脉搏处，能感受到它有节奏地跳动吗？试着数一数，我们一般是测量一分钟脉搏跳动的次数，用这种方法就可以测定自己一分钟脉搏跳动的次数。

（2）谈话：那你们说，找准了脉搏，是不是就一定测得准呢？为了让我们的测量更加科学和准确，你觉得还要注意些什么？（1）要全身心投入，排除外界干扰；（2）事实求是，跳一下，数一下，对自己的数据负责；（3）2只手都要垫稳，坚持1分钟不要乱动，（除了身体，还有桌子，手都不能乱动，在刚才寻找脉搏活动时，就有同学提醒过大家了）；（4）如果出现不清楚，手可以稍稍向下用力。（好的，请大家注意，她提醒我们）

4、测量活动，关注采集过程

（1）做好预备姿势：垫稳左手，用食指、中指指肚搭好脉。（学生准备）今天我们会场的人比较多，大家可要全身心投入，认真数数，别分心。预备，开始。请同学们先记录自己的数据，不相互交流，记录纸在抽屉里。评价：刚才同学们都十分投入，一点声音都没有，就连会场的老师也很投入，一点声音都没有，十分配合。（刚才同学们都十分投入，没有受到会场声音的干扰）

（2）提问：数据测量1次，是不是就可以了。

（3）谈话：为了减小误差，保证数据的准确性，科学上一般需要至少测量3次以上，求平均数，我们再来测2次。做好预备姿势：垫手，搭脉，同时做好心态和认真程度的准备。预备，开始，记录自己的数据。第3 次测量，做好预备姿势，再坚持1分钟，别放松，当然也用不着紧张。预备，开始，记录数据。

（4）提问：接下来，该干什么呢？（求平均数）别急，先看看自己的数据，算之前，你有没有什么疑问？测量中没有出现过明显失误的，请举手，一会你可以补测1次。发现有疑问的，（向全班出示数据）对于这样的差距你有什么想法？（先问本人，需要再问全班）测的不准，那是你自己补测1次，还是请老师或同学帮你补测1次，测好后，取3次接近的数据，求平均数，其他同学计算自己的平均数，取整数。会算吧，3次加起来除以3，五年级了，30秒够吧？

（5）谈话：算好的同学请看汇总表，我报序号，请大家把自己的数据报给我，（1号……）

通过上面的努力，大部分同学的数据，都是有效数据，但总还是会出现一些另类的数据。

尝试二：分析数据

（1）谈话：看全班数据，你能看出什么？

(70~90之间比较多，60以下，100以上较少。如果你长期在规范测量情况下都是这个值，那么我就要建议你去看医生，当然，我们今天的测量，受很多条件的影响，但我们可以看出70~90之间是属于正常范围值内)

（我们班，大部分同学脉搏跳动的次数都是在70~90之间，少于或多于的只有*，但也很接近*，从这些数据中，我们可以看出70~90之间是脉搏跳动的正常范围值）

（2）谈话：我们来看全班数据，我们每个人的脉搏跳动的次数是不完全一样的，但都是在70~90这个范围值内。那你们有没有想过，对于我们一个人来说脉搏跳动的次数会不会发生变化啦？什么样情况下会影响自己的脉搏跳动次数发生变化呢？

（3）板书：健康、运动（平静）、紧张……，你们想到的这些因素到底会不会影响你自己脉搏跳动次数的变化呢，这些问题，一会再接着研究，这个片段就上到这里。用小毛巾把记录纸压在桌面上，一会我们还需要用到它们。

面对这些数据，教师要关注学生的采集过程，从过程中分析数据是如何产生的，这时候学生的原始数据和原始过程就显得十分地重要，教师不能只看最后的结果，比如，结果相同，而原始数据并不相同，求平均数是为了减小误差，而不是综合错误，所以在看平均数据的同时，我们更需要去关注学生的原始数据。

把问题抛给孩子自己去分析，小组去分析，全班去分析，是我们实验过程出了问题，才导致我们的数据出了问题，所以问题并不在于数据，而是在探究的过程！