培养学生数据意识，提高科学课堂实效-------《用气球驱动小车》案例分析

培养学生数据意识，提高科学课堂实效-------《用气球驱动小车》案例分析

李洁

陕西省安康市汉滨区汉滨小学 (陕西 安康) 725000

摘  要：在日常教学过程中从学生数据意识存在的常见问题入手，积极探索培养学生数据意识的方法和途径，有利于落实新课程的科学素养的培养，为促进教师转变教育观念、提高科学课教学的实效性探索方法和途径。

关键词：数据；收集；分析；课堂；实效

【背景分析】

2022年版课标在课程目标的总目标中提出：掌握基本的思维方法，具有初步的科学思维能力。要让学生“能合理分析与综合判断各种信息、事实和证据，运用证据与推理对研究的问题进行描述、解释和预测，具有初步的推理与论证能力”。科学课强调对事物不仅有在质上的认识，更要从量上的分析得出结论。定量分析会使学生的头脑更精确化、更科学化，只有能用数据来描述事物时，才算达到了对事物性质的真正了解。

在日常教学过程中从学生数据意识存在的常见问题入手，积极探索培养学生数据意识的方法和途径，有利于落实新课程的科学思维目标的培养，为促进教师转变教育观念、提高科学课教学的有效性和科学课的教学质量提供了有力的支持，达到师生共同促进和共同成长的目标！

【案例描述】

《用气球驱动小车》是新教科版四年级上册第三单元《运动和力》的第二课。本课的主要任务是以气球小车实验为载体，让学生经历观察-猜想-实验-分析-推理的思维活动过程，感受反冲力是如何推动物体运动的，以及哪些因素可能会影响到反冲力的大小。并把实验现象转化为数据，最后通过对实验现象的理性分析和思考建构“力可以改变物体的运动状态”的理解。

本课教材围绕本单元 “运动和力”的核心概念，设计了2个活动，先是感受气球喷气时所产生的力和小车运动的力，体会力产生的方向和小车运动的方向的关系，试着作出解释，认识“反冲力”；第二个活动是探究气球大小、喷嘴大小与小车行驶远近的关系，测量气球小车能行驶多远，用什么办法使小车行驶得更远，进一步认识运动与力的关系。

片断一：

【案例扫描】

   在学生体会到力产生的方向和小车运动的方向的关系 ，认识、理解了“反冲力”的基础上提出新的挑战。

师：“你能控制小车在“跑道上”笔直的行驶吗？”

生：分小组将气球小车放在“跑道上”上，尝试用气球驱动小车按照预想的方向行驶。

生：分小组采集数据。

师：组织小组汇报交流数据。

生：从数据冲突中发现问题并思考，影响小车行驶距离的因素。

【案例分析】

对小学生来说，最乐于做，也最适合他们做的是收集资料或获取观察、实验数据这一环节。这是本课教学中学生第一次收集数据，在活动中教师要加强实验操作方法指导，保证学生数据采集的准确性。

通过小组的汇报交流，也使学生意识到数据采集的必要性和重要性。通过各小组不同数据的冲突对比，引发学生对新的问题进行思考。

因此，教学过程中要引导学生对数据的敏感性，对数据的重要性要给予充分的重视，教师要关注学生数据意识的培养，使学生尊重数据，保留原始数据，不捏造或涂改数据。这对培养学生严谨细致、实事求是的科学态度是十分必要的。

片断二：

【案例扫描】

（1）打气量对小车行驶远近的影响

师提问引导：“为什么各小组小车行驶的距离不同？”

生：“气球的大小不同，小车行驶的远近不同”

师：“气球的大小是如何影响小车行驶距离的”

生：“气球大，小车行驶的远，气球小，小车行驶的近”

师：“我们用打气的筒数来控制气球的大小，先打3筒气，再打9筒气，比较小车行驶的距离”

生：小组实验，并采集数据。

师：“打气量的多少对小车行驶远近的影响是什么？有数据可以说明我们的猜想吗？

生1：3筒2格，9筒15格

生2: 3筒1格，9筒10格

生2: 3筒2格，9筒11格

……

学生思考并用实验数据验证打气量越大，小车行驶越远。

（2）喷嘴粗细对小车行驶远近的影响

教师提问引导：如果换一个细一点的喷嘴，和粗喷嘴打同样多的气，哪个会让小车跑的更远？说说你的理由。

生1：细一点的喷嘴能让小车行驶越远。因为细一点的喷嘴会使气体喷出的时间长一些，对小车的作用力的时间长，小车行驶的就远。

生2：粗一点的喷嘴能让小车行驶越远。因为喷嘴粗，反冲力就大，小车行驶的就远。

生3：喷嘴的粗细不能影响小车行驶的距离。因为气球大小一样，反冲力的大小就是一样的。

生：小组实验，并采集数据。

师：“喷嘴粗细对小车行驶的远近有什么影响吗？有数据可以证明我们的猜想吗？

生：小喷嘴36格，大喷嘴12格。

生：小喷嘴32格，大喷嘴10格。

生：小喷嘴45格，大喷嘴16格。

……

用实验搜集数据，通过数据分析，喷嘴粗细造成的结果异同是如何发生的。

【案例分析】

通过量化打气的筒数来区别气球的大小，控制实验中的变量，使学生在实验中采集数据的比较更有依据，更有比较的意义。让学生的思考方向不受其它外在因素的干扰。

在这两个实验中，学生收集数据、通过数据的对比发现问题，利用数据来证明或修证猜测，统计数据发现科学规律。在活动中学生充分意识到了数据采集的重要意义，学生感受到数据在科学探究中的重要性，培养了学生对数据的敏感性，提高了学生的数据意识。使学生知道数据在求证过程中的运用，初步学会从量上分析得出结论，能用简单的数据来描述事物或解释一些现象，使学生的头脑更精确化、更科学化，养成严谨细致、实事求是的科学学习态度。

【收获反思】

本课的主要教学目标是以气球小车实验为载体，让学生经历观察-猜想-实验-分析-推理的思维过程，感受反冲力是如何推动物体运动的，以及哪些因素可能会影响到反冲力的大小，从而影响小车运动的距离。并把实验现象转化为证据，最后通过对实验现象的理性思考建构“力可以改变物体的运动状态”的理解。

本课的第一个活动以“气球小车”的动力原理为切入，以学生的前概念为基础，通过实验的方法提炼出“反冲力”的科学词汇，并针对反冲力的产生，作用方向，达成初步共识。在一个熟悉的情境里，提炼出一个确定的科学观念，在此基础上，逐步衍生出新问题。这个活动对学生来说难度并不大，学生很容易就能认识到小车运动的方向与“反冲力”之间的关系。

第二个活动是“探究气球大小、喷嘴大小与小车行驶远近的关系”这个探究任务要高效的完成，学生首先要能熟练的掌握用气球驱动小车的方法。因此，在第一个活动中教师就用演示操作方法和图片呈现操作步骤的方法帮助学生了解操作要领，并利用第一个活动“认识反冲力”让学生初步练习操作方法，为后续的实践活动扫清障碍。

在进行了方法指导后，学生在活动中仍然出现了因为操作不熟练而产生的失误。可见，现有的气球小车在结构上还是需要再改进，尽量让学生操作更加方便，避免对学生实践过程造成不必要的干扰。也能够使提升学生的实验效率，同时数据的收集也更加准确。

数据的采集需要进行记录，数据的分析也都是建立在数据记录的基础之上的。因此，简便、直观、易统计的记录方法也是培养学生数据意识，提升教学素养的关键！本节课的数据记录采用了两种方式，学生的数据采集和记录使用“数格子”的方式。学生的气球小车测试都是在老师提前喷绘好的带有数字格的“跑道”上进行的。这样学生的数据采集就更直观、简洁、便利。各小组数据的汇总，采用磁扣来记录距离，使各组数据的汇集即时、清晰，提升了课堂教学的实效性！

对数据进行加工、整理、分析，学生能够从收集的数据中发现问题，通过分析数据的方式来解释实验现象，从而认识到反冲力的大小影响小车运动的速度和距离。科学观念在数据分析中自然生成，科学思维在数据记录与分析中得到提升，教学探究能力得到了培养，课堂教学的实效性也得到提高！

参考文献：1、刘进贤；《重视实验数据的记录与分析提高科学探究有效性》；《小学科学（教师版）》；2013，2，5

          2、科学学科义务教育课程标准（2022年版）