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经历统计过程 培养数据意识

2022-05-30尹力郭修瑾

教学月刊·小学数学 2022年8期
关键词:统计理性

尹力 郭修瑾

【摘   要】数据意识作为核心素养的主要表现,旨在培养学生在生活中理性思考的习惯,即面对生活问题,不盲从主观经验,能根据数据思考问题,从数据中挖掘有用信息,做出合理推断。课堂教学是培养学生数据意识的主阵地,教师需引导学生经历收集、整理、描述、分析数据的全过程,把握各阶段的教学要点,有效培养学生的数据意识。

【关键词】统计;统计过程;数据意识;理性

数据意识旨在培养学生在生活中理性思考的习惯,即面对生活问题,不盲从主观经验,能从数据中挖掘有用信息,根据数据思考问题,做出合理推断。教学时,教师要引导学生经历收集、整理、描述、分析数据的全过程,从而获得丰富的统计体验,为培养数据意识奠基。

一、收集数据:激发收集内需,积累收集方法

数据的来源有两种,一种是现成的数据,一种需要自己收集的数据。教学中要让学生有所体验,特别是自己收集的数据。

(一)主动收集数据,体会数据价值

收集数据应成为学生的主动需求。即在问题情境的驱动下,学生意识到有些问题的解决不能凭主观判断,而需借助数据思考,从而感受到收集数据的必要性。因此,教师应设计贴近学生生活的统计活动,以学生能够感同身受的问题情境,驱动他们开展数据收集活动,在解决问题的过程中感受数据价值。

如班级开展联欢活动,教师派学生代表去购买水果、饮料、奖品。那么,到底该买哪些东西呢?教师要组织大家讨论:学生代表能不能只按自己的喜好购买物品?怎么购买才合理?引导大家明确购买东西需要考虑到全班同学的喜好。这就需要开展问卷调查。在实际问题的驱动下,学生收集数据的内需就产生了。调查后,学生将获得的数据进行汇总,从中选出最受欢迎的几种水果、饮料、奖品去购买,通过数据解决问题。反思上述过程,学生体会到收集数据的活动是必要的,收集到的数据也是有价值的,初步体会到统计是一种解决问题的好办法。

(二)多经历多体验,积累收集方法

《义务教育数学课程标准(2022年版)》强调学生要经历收集数据的过程,需要根据问题背景选择适当的方式。实际上,收集数据的方法多种多样,同样的问题可以采用不同的方式加以解决。学生需要在多经历、多体验的过程中积累收集数据的相关经验,有意识地根据问题情境选择合理的收集方法。

如调查对象较少时,学生可选择举手、数数、一一询问等逐一计数的方式,调查对象较多时就需要将他们分成若干小组,先分别在各个组内调查统计,再把所有小组的数据汇总,得到整体的数据。对于静态情境,学生可数数统计;遇到动态情境,数据信息稍纵即逝,学生就需要提前准备,分好类别,采用打钩、画圈等便捷方式记录。总之,教师需设计各种活动,培养学生选择收集方法的意识。

二、整理数据:选择分类标准,问题驱动整理

当学生收集了一堆数据后,这些数据往往看起来比较杂乱,这就需要进行归纳和整理。

(一)根據活动需求,确定分类标准

分类是整理数据的常用方法,能使数据更加系统化与条理化。学生在一年级学过分类,整理数据时需要激活相关经验,理解需根据问题情境或活动要求确定分类标准,体会同样的信息可以有不同的分类整理方法。

如教师呈现学生春游的场景(如图1),引导学生提出问题:(1)学生比老师多多少人?(2)参加哪种活动的人最多?参加哪种活动的人最少?交流中学生发现直接数数获取的数据比较混乱,应在收集数据前先进行分类,再按不同的类别进行有序统计。如在解决问题(1)时,学生需要将画面中的人物按学生与老师进行分类;在解决问题(2)时,学生需要将画面中的人物按活动类别进行分类。在回顾反思时,教师进一步启发学生理解相同的信息可以用不同的分类方法,要根据实际需要灵活选择。

有时,分类整理的不仅是一组现成的数据,还可能是蕴含着丰富信息的原始场景。这时的分类整理过程其实已经将数据的收集、记录和整理融为了一体,大大优化了统计的前期工作,值得在教学中重点关注。

(二)利用问题驱动,自主整理数据

为了更好地获得数据中的信息,教师需要引导学生对一组杂乱无章的原始数据进行整理。但整理数据不应是教师的要求,而应是学生的主动需要,即借助实际问题驱动学生主动投入整理数据的活动。

如教学苏教版教材四年级上册“分段整理数据”,若直接呈现教材问题(如图2),不易激发学生“分段整理”的内需,于是教师将例题改编成有实际需求的生活问题。教师引导学生思考:“学校打算为鼓号队定制衣服,以下是各个同学的身高(数据略),我们该如何购买?”在交流中学生发现,每位同学定制一套衣服的成本太高,不合适,可以将学生的身高分成几段,每段定制一套相同尺码的服装,所有同学只需要定制几套即可,节省成本。这样学生就理解了分段整理的前因后果,分段整理的活动成了学生的自主需求。理解要求后,教师再让学生自主活动,讨论如何分段,交流哪种分段更合理,最终过渡到教材中的例题要求。像这样在问题驱动下展开整理数据活动,既能丰富学生对整理数据活动的体验,也有利于学生在解决问题后体会分段整理的价值。

三、描述数据:聚焦统计意义,凸显图表特点

数据整理后需考虑选择什么样的方式呈现,目的是把包含在数据中的有用信息提取出来。一种形式是制作适当的统计表或统计图,以清晰、直观地呈现数据或反映隐含在数据中的一般趋势,另一种形式是计算平均数、众数等统计量,以刻画样本数据某些方面的性质。

(一)突破教学定式,聚焦统计意义

小学阶段学习的统计量主要是平均数。平均数有算法意义与统计意义,常见教学更多侧重于算法意义(移多补少)与其特性(“容易受极端数据影响” “介于最高值与最低值之间”),而对平均数的统计意义(“表示一组数的整体水平”“能表示一组量的集中趋势”)与分析功能(推断、比较)关注较少。这样教学导致学生能熟练计算平均数,但用平均数解决实际问题的意识与能力明显不足。因此,教师需在问题情境中启发学生用平均数解决问题,体会平均数的统计意义与数据意识。

体现统计意义。如苏教版教材四年级上册“统计表和条形统计图(一)”中的例题(如图3),男生4人,女生5人,比较他们谁套得准。该问题教学的重点在于,通过交流与辨析,使学生逐步意识到平均数最能代表男生或女生的整体水平,用各自的平均数进行比较更科学,并由此理解平均数的统计意义。而不是急于从情境中引出平均数,将大量时间花费在如何“移多补少” “用总量÷份数”去计算平均数上。也就是说,教师需要放缓引出平均数的过程,让学生充分思考、辨析,发现“比较最高的个数”“比较男生和女生的总数”等方法的不合理之处,产生寻找新方法的内需。最后意识到可以将所有的个数“匀一匀”,匀成一样多后再进行比较。這个“一样多”的数叫平均数,最能代表男、女生的整体水平,用其进行比较更合理。

(二)凸显图表特点,感知图表价值

小学阶段要学习多种统计图表,教学时需引导学生感知不同图表的特点,体会价值与作用。

如教学折线统计图,为体现折线统计图的特点,教师不应急于呈现折线统计图,而应给出如图4的统计表并提出问题:“张小楠几岁到几岁身高增长最快?”要解决这一问题,学生常见的思路是先算出张小楠每年身高增长几厘米,再比一比获得答案。教师呈现折线统计图,让学生观察。学生发现,折线的陡峭程度就能反映张小楠每年身高的变化趋势,无需计算就能快速发现数据的变化情况,由此体会折线统计图的特点。

再如教学复式条形统计图,复式条形统计图是将多组数据集中到一张统计图中,方便学生比较与分析。为了体现这一特点,教师需要以问题为驱动,引导学生先观察多张单式统计表,分析与解决问题,再观察复式统计表,重新思考问题。通过前后比较,学生便能体会复式条形统计图的独特价值。

四、分析数据:主动分析问题,基于数据推断

分析数据并根据数据推断与预测是统计的根本目的,在收集、整理、描述数据的相关教学中,教师都需有意识地结合问题背景启发学生分析数据、作出决策,体会统计的作用。学生在经历活动、反复体验中养成主动分析数据的意识,学会根据数据进行推断。

(一)主动分析数据,解读数据信息

教材中汇集了很多实际问题与相关数据,在完成练习的基础上,教师要重视引导学生对接生活经验,分析数据,获取信息。这意味着在统计教学中,教师要有数据意识,不只关心如何解决具体问题,更要关注如何思考与透视数据,提炼数据蕴含的有用信息,由此培养学生主动分析数据的意识。

如苏教版教材六年级下册《扇形统计图》中有一则练习(如图5),学生不难算出四大海域的面积。教师还可以进一步挖掘统计图中蕴含的信息,提问:“观察扇形统计图,比较四大海域的面积,你有什么发现?”学生由此了解到“南海面积比渤海大得多,东海面积是黄海的两倍左右,黄海约有5个渤海那么大”等信息。

新闻报纸中有丰富的图表信息,将这些资源加以呈现一方面能锻炼学生识图与分析数据的能力,巩固所学知识;另一方面也能让学生从图表中看到国家、社会的发展与变化,培养学生积极的情感认识,渗透德育教育。如新闻中有一张2021年10月26日至2021年12月20日“全国新冠疫情治愈率/病死率趋势统计图”(如图6),教师让学生观察这幅图,说说有什么发现。学生了解到全国新冠疫情治愈率很高,接近100%,而病死率很低。在分析数据的过程中,学生发现全国人民共同抗疫取得了巨大成果。

(二)以数据为基础,进行有根据推断

实践发现,在分析推断环节,学生会踊跃表达想法,但大多数学生难以判断想法是否合理,教师左右为难,分析推断的环节只能草草收场。就分析数据而言,学生未获得实质性的认知发展。实质上,统计中的推断与预测属于归纳推理,推理的依据是统计数据或图表信息。对那些脱离数据、纯粹以主观经验进行臆断的分析,教师应明确指出,引导学生以数据为基础,进行有根据地推断。

如对于图7中的复式条形统计图,教师可引导学生进行以下三个层次的数据分析:①数据本身的读取(从统计图中直接观察出的信息),如两支篮球队单场最高得分各是多少?单场最低得分呢?②数据之间的读取(经过简单计算或整体分析),如两支篮球队五场比赛的平均得分是多少?两支篮球队整体变化趋势怎么样?③超越数据的读取(基于数据推断与预测):如你怎么评价这两支篮球队?如果从中选一支篮球队参加比赛,你觉得选哪支篮球队合适?诸如此类的思考才是基于数据的统计推断。

参考文献:

[1]史宁中,张丹,赵迪.“数据分析观念”的内涵及教学建议:数学教育热点问题系列访谈之五”[J].课程·教材·教法,2008(6):40-44.

[2]朱宇,吴兴坤.再“进”一步   更“实”一些:对小学生数学数据分析观念培养的思考[J].教学月刊·小学版(数学),2013(9):38-39.

[3]曹培英.小学数学统计与概率教学研究(三)[J].小学数学教育,2019(9):4-9.

[4]曹培英.小学数学统计与概率教学研究(二)[J].小学数学教育,2019(5):4-9.

(江苏省扬州市高邮外国语学校小学部   225600)

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