簡(jiǎn) 藝
(廣東茂名幼兒師范專(zhuān)科學(xué)校 理學(xué)院,廣東 茂名 525200)
隨著信息社會(huì)的發(fā)展,數(shù)據(jù)日益成為一種重要信息,如何收集數(shù)據(jù)、整理數(shù)據(jù)和分析數(shù)據(jù)成為每個(gè)公民的基本素養(yǎng).為此,數(shù)學(xué)教育中對(duì)統(tǒng)計(jì)觀念的認(rèn)識(shí)越來(lái)越重視.在課程標(biāo)準(zhǔn)的制定中,首次把統(tǒng)計(jì)與概率列為小學(xué)數(shù)學(xué)內(nèi)容的四大領(lǐng)域之一,把概率思想方法內(nèi)容滲透于小學(xué)階段,既體現(xiàn)了統(tǒng)計(jì)思想方法的低齡化,又體現(xiàn)了統(tǒng)計(jì)概率知識(shí)的系統(tǒng)化.隨著對(duì)課程標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)一步修訂,“數(shù)據(jù)分析觀念”替代了“統(tǒng)計(jì)觀念”成為核心詞.這是基于兩個(gè)原因:一是內(nèi)容變革,由單純的統(tǒng)計(jì)知識(shí)擴(kuò)展到統(tǒng)計(jì)與概率并存,成為四大領(lǐng)域內(nèi)容之一,這一領(lǐng)域內(nèi)容不是“統(tǒng)計(jì)觀念”所能涵蓋的;二是強(qiáng)調(diào)“數(shù)據(jù)分析”的重要性,只有對(duì)數(shù)據(jù)輔以正確的分析才能從中提取相關(guān)的信息.那么“數(shù)據(jù)分析觀念”的內(nèi)涵是什么?課程標(biāo)準(zhǔn)指出,數(shù)據(jù)分析包括:了解在現(xiàn)實(shí)生活中有許多問(wèn)題應(yīng)該先做調(diào)查研究、收集數(shù)據(jù),通過(guò)分析作出判斷,體會(huì)數(shù)據(jù)中蘊(yùn)涵著信息;體驗(yàn)數(shù)據(jù)是隨機(jī)的有規(guī)律的.一方面對(duì)于做同樣的事情每次收集到的數(shù)據(jù)可能不盡相同,另一方面只要有足夠的數(shù)據(jù)就可能從中發(fā)現(xiàn)規(guī)律;對(duì)于同樣數(shù)據(jù)可以有多種不同的分析方法,需要根據(jù)問(wèn)題的背景選擇合適的方法等.基于上述內(nèi)涵,如何將數(shù)據(jù)分析觀念的培養(yǎng)與小學(xué)統(tǒng)計(jì)與概率教學(xué)有效結(jié)合?筆者作了一些簡(jiǎn)單的探討,旨在拋磚引玉.
所謂觀念即思想意識(shí),沒(méi)有意識(shí)就沒(méi)有思維,也就無(wú)法形成觀念,故培養(yǎng)觀念應(yīng)首先培養(yǎng)意識(shí),數(shù)據(jù)分析觀念亦應(yīng)如此.
課程標(biāo)準(zhǔn)修訂組組長(zhǎng)史寧中教授說(shuō):“義務(wù)教育階段統(tǒng)計(jì)教學(xué)的關(guān)鍵是發(fā)展學(xué)生的數(shù)據(jù)分析觀念,使他們想到用數(shù)據(jù),愿意用數(shù)據(jù),能從數(shù)據(jù)中提取一些信息”.可見(jiàn)數(shù)據(jù)在統(tǒng)計(jì)與概率中的重要性.
標(biāo)準(zhǔn)在第一學(xué)段指出:“能根據(jù)簡(jiǎn)單的問(wèn)題使用適當(dāng)?shù)姆椒ㄊ占瘮?shù)據(jù),并將數(shù)據(jù)記錄在統(tǒng)計(jì)表中”.即要求學(xué)生在遇到問(wèn)題時(shí),首先能想到收集相應(yīng)的數(shù)據(jù).那么在課堂教學(xué)中如何創(chuàng)設(shè)一個(gè)貼近學(xué)生生活的情境,以培養(yǎng)學(xué)生收集數(shù)據(jù)的意識(shí)?下面是筆者曾經(jīng)觀摩的“最喜歡的兒童節(jié)目調(diào)查”[1]教學(xué)片段.
案例一:
師:同學(xué)們喜歡看電視嗎?喜歡看什么節(jié)目?現(xiàn)在老師播放幾段兒童節(jié)目主題曲,看誰(shuí)能猜出兒童節(jié)目的名稱(chēng).(教師播放“七巧板”、“動(dòng)畫(huà)城”、“大風(fēng)車(chē)”、“智慧樹(shù)”的片頭主題曲,學(xué)生猜.)
師:大家猜得真準(zhǔn)!看來(lái)同學(xué)們經(jīng)??催@些電視節(jié)目,請(qǐng)把你覺(jué)得最有趣的內(nèi)容和增長(zhǎng)了哪些知識(shí)介紹給大家,好嗎?(師生交流后,教師談話.)
師:通過(guò)同學(xué)們的介紹,我們知道看電視也可以學(xué)到許多知識(shí).現(xiàn)在,我有一個(gè)問(wèn)題:如果要從這4個(gè)節(jié)目中選一個(gè)組織大家看,應(yīng)選哪個(gè)節(jié)目呢?(學(xué)生表達(dá)不同的意見(jiàn))
師:現(xiàn)在大家的意見(jiàn)不一致,怎么辦?
生:我們可以數(shù)一數(shù)每個(gè)節(jié)目有多少同學(xué)喜歡看,選擇最多同學(xué)喜歡看的節(jié)目播放就行.
師:大家覺(jué)得這個(gè)方法可行嗎?現(xiàn)在我們做一次最喜歡的兒童節(jié)目調(diào)查吧.
評(píng)析:老師以學(xué)生經(jīng)常看的電視節(jié)目為素材,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī),提出“如果要從這4個(gè)節(jié)目中選一個(gè)組織大家看,應(yīng)選哪個(gè)節(jié)目呢?”交給學(xué)生討論,由于意見(jiàn)不一而導(dǎo)致統(tǒng)計(jì)的必要.
數(shù)據(jù)的來(lái)源有兩種:一是現(xiàn)成的,二是自己收集的.學(xué)生數(shù)據(jù)意識(shí)的培養(yǎng)不是在課堂上所能完成的,更多的是來(lái)自日常生活經(jīng)驗(yàn).作為老師,應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生收集數(shù)據(jù)的方法和培養(yǎng)學(xué)生收集數(shù)據(jù)的良好習(xí)慣.如生活方面,可鼓勵(lì)學(xué)生收集發(fā)生在他們身上的各種數(shù)據(jù).如每月測(cè)量一次自己的身高和體重,并記錄下來(lái),以了解自身發(fā)育情況.記錄每天休息時(shí)間,每天看電視時(shí)間等;學(xué)習(xí)方面,記錄各科每次測(cè)驗(yàn)成績(jī),記錄數(shù)學(xué)每次考試由于粗心所丟失的分?jǐn)?shù),記錄每天做家庭作業(yè)的時(shí)間等.
對(duì)于一些原始數(shù)據(jù),往往難以直接發(fā)現(xiàn)其蘊(yùn)涵的信息,只有對(duì)其進(jìn)行整理和描述,信息才能被挖掘出來(lái).可見(jiàn),要提取數(shù)據(jù)信息,首先要掌握對(duì)數(shù)據(jù)的整理和描述方法.小學(xué)階段對(duì)數(shù)據(jù)的描述方法有:統(tǒng)計(jì)表、條形統(tǒng)計(jì)圖、折線統(tǒng)計(jì)圖、扇形統(tǒng)計(jì)圖、平均數(shù)、中位數(shù)、眾數(shù)等.課程標(biāo)準(zhǔn)修訂意見(jiàn)稿指出:第一學(xué)段鼓勵(lì)學(xué)生運(yùn)用自己的方式(包括文字、圖畫(huà)、表格)呈現(xiàn)整理數(shù)據(jù)的結(jié)果.
案例二:“最喜歡的兒童節(jié)目調(diào)查”[1]教學(xué)片段.
師:現(xiàn)在,老師給每人發(fā)一張調(diào)查表,請(qǐng)?jiān)谀阕钕矚g的兒童節(jié)目下面的空格里畫(huà)“√”.
表1 最喜歡的兒童節(jié)目調(diào)查一
表2 最喜歡的兒童節(jié)目調(diào)查二
師:現(xiàn)在發(fā)放調(diào)查表二,請(qǐng)兩位同學(xué)上講臺(tái)讀調(diào)查表,其他同學(xué)用自己喜歡的方式在表2上記錄.注意,不要漏掉,不要重復(fù)記錄.
(一同學(xué)讀調(diào)查表,另一同學(xué)監(jiān)督,其他學(xué)生開(kāi)始記錄,教師用“正”方法記錄)
師:誰(shuí)能把你記錄的方法和統(tǒng)計(jì)結(jié)果匯報(bào)一下.
生1:我采用畫(huà)“√”的方法進(jìn)行記錄,……
生2:我采用畫(huà)“○”的方法進(jìn)行記錄,……
生3:我采用畫(huà)“正”的方法進(jìn)行記錄,……
師:對(duì)于畫(huà)“正”字的方法,你們明白嗎?我看個(gè)別同學(xué)還不是很清楚,誰(shuí)能給他們說(shuō)說(shuō)?
接著是師生交流、評(píng)價(jià),通過(guò)比較體會(huì)畫(huà)“正”字記錄數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì),最后要求全班學(xué)生把正確的統(tǒng)計(jì)結(jié)果填入手中的表2上……
評(píng)析:讓學(xué)生學(xué)會(huì)唱票,選擇自己喜愛(ài)的方式記錄數(shù)據(jù),既尊重了學(xué)生的個(gè)性學(xué)習(xí),又使他們經(jīng)歷了數(shù)據(jù)的收集、整理等過(guò)程,通過(guò)多種形式呈現(xiàn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果,學(xué)生體驗(yàn)了解決問(wèn)題方法的多樣性.
數(shù)據(jù)蘊(yùn)涵著信息,信息是可以通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的分析獲取的.那么課堂教學(xué)中如何引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的描述分析獲取數(shù)據(jù)所蘊(yùn)涵的信息?下面是筆者曾經(jīng)觀摩的“折線統(tǒng)計(jì)圖”的教學(xué)片段.
案例三:“折線統(tǒng)計(jì)圖”[2]教學(xué)片段.
(1)師:請(qǐng)觀察圖1第23~29屆奧運(yùn)會(huì)中國(guó)金牌數(shù)統(tǒng)計(jì)圖,你發(fā)現(xiàn)了什么?與同桌交流.
生1:我發(fā)現(xiàn)第24屆中國(guó)得的金牌數(shù)最少,第29屆最多.
生2:我發(fā)現(xiàn)第25屆和第26屆中國(guó)得的金牌數(shù)持平.
師:你們看出來(lái)了嗎?你是怎么看出來(lái)的?
生3:我是看線的走向,從第25屆到第26屆,這條線是水平的.(師板書(shū):平——不變)
生4:我還發(fā)現(xiàn)從第26屆以后,中國(guó)隊(duì)獲得的金牌數(shù)一屆比一屆多.
師:每屆都在增加,增加的情況怎樣?哪一屆增加最快?你是怎樣看出來(lái)的.
生5:第29屆,因?yàn)檫@條線最長(zhǎng).
師:你的意思是這條線最陡吧.(板書(shū):陡——變化快)
(2)預(yù)測(cè):4年后,第30屆奧運(yùn)會(huì)將在倫敦舉行.你能預(yù)測(cè)一下從第29屆到第30屆這條線怎樣走嗎?
生1:因?yàn)槲沂侵袊?guó)人,所以我預(yù)測(cè)這條線應(yīng)該繼續(xù)向上走.
生2:我也認(rèn)為是向上走的,因?yàn)閺牡?7屆開(kāi)始,這條折線一直向上走.
生3:我不同意,我預(yù)測(cè)可能要往下走了,不可能一直上升的.
生4:我認(rèn)為也要往下走了,因?yàn)榈?9屆奧運(yùn)會(huì)在北京舉行,我國(guó)運(yùn)動(dòng)員有天時(shí)地利人和的優(yōu)勢(shì).下一屆在倫敦舉行,運(yùn)動(dòng)員從北京飛到倫敦一定很累,會(huì)影響成績(jī)的……
評(píng)析:通過(guò)“你發(fā)現(xiàn)了什么?”讓學(xué)生從不同角度分析解讀統(tǒng)計(jì)圖,多渠道分析數(shù)據(jù)獲取信息.教師歸納出變化規(guī)律:平——不變,陡——變化快;通過(guò)“預(yù)測(cè)從第29到30屆這條折線會(huì)怎么走?”激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,極大地豐富了學(xué)生的想象力,同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力.
圖1 第23~29屆奧運(yùn)會(huì)中國(guó)金牌數(shù)統(tǒng)計(jì)圖
所謂隨機(jī)性就是不確定現(xiàn)象.北師大版教材首先在二年級(jí)結(jié)合“拋硬幣”游戲活動(dòng)體會(huì)“正面朝上”或“反面朝上”是事先不能確定的.進(jìn)而通過(guò)“摸球”試驗(yàn),體會(huì)“一定”、“不可能”和“可能”.其次在三年級(jí)通過(guò)摸球游戲讓學(xué)生感受事件發(fā)生的可能性是有大小的.教學(xué)時(shí)應(yīng)讓學(xué)生經(jīng)歷“問(wèn)題——猜測(cè)——試驗(yàn)——推測(cè)”過(guò)程,逐步體驗(yàn)數(shù)據(jù)的隨機(jī)性.
所謂數(shù)據(jù)的規(guī)律性就是對(duì)于一個(gè)隨機(jī)事件來(lái)說(shuō),它發(fā)生的可能性大小是由它自身的性質(zhì)決定的,是客觀存在的.這種可能性的大小叫做隨機(jī)事件的概率,在小學(xué)階段,只能借助概率統(tǒng)計(jì)定義,即通過(guò)大量試驗(yàn),如果事件發(fā)生的頻率穩(wěn)定在某一常數(shù),則這一常數(shù)就是這隨機(jī)事件的概率.那么這種以頻率估計(jì)概率的方法是不是“瞎猜”?要試驗(yàn)多少次才能保證這種估計(jì)的合理性?在教學(xué)設(shè)計(jì)與課堂教學(xué)中又如何體現(xiàn)規(guī)律性呢?下面是筆者曾經(jīng)觀摩的教學(xué)案例,以餐讀者.
案例四:“可能性大小”[3]教學(xué)片段.
(1)提出問(wèn)題,討論方法
師:袋子里有大小、重量完全相同的黃色和藍(lán)色球共10個(gè),猜猜這兩種球各有幾個(gè)?
生:黃9個(gè),藍(lán)1個(gè);黃8個(gè),藍(lán)2個(gè);黃7個(gè),藍(lán)3個(gè);……
師:能不能想個(gè)法子,讓我們猜得有把握一些?……
(2)摸球試驗(yàn),確定多少
把全班學(xué)生分成15個(gè)小組,每個(gè)小組袋里黃球的個(gè)數(shù)是一樣的,藍(lán)球數(shù)也是一樣的.小組成員輪流摸球,共摸20次.屏幕顯示摸球步驟:①摸出一個(gè)球,記錄后放回;②搖勻重復(fù)①;③統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),猜兩種顏色的球各多少?④教師把統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)輸入電腦.
表3 全班實(shí)驗(yàn)結(jié)果
讓學(xué)生根據(jù)本組匯報(bào)數(shù)據(jù)猜想結(jié)果:黃、藍(lán)球數(shù)分別為8,2;7,3;5,5;6,4;……
(3)大量試驗(yàn),確定比例
通過(guò)師生談話、探討,決定把15組數(shù)據(jù)相加,相當(dāng)于一共摸球300次,然后求得黃球與藍(lán)球之比為0.66∶0.34,據(jù)此學(xué)生猜想黃球與藍(lán)球數(shù)分別為7,3或6,4.
通過(guò)教師的課件清晰顯示隨摸球進(jìn)程畫(huà)出的頻率變化曲線圖.再通過(guò)設(shè)定摸球次數(shù)分別為300、800、2 000、5 000時(shí),讓學(xué)生觀察歸納曲線變化的規(guī)律:次數(shù)越多波動(dòng)越小,黃球出現(xiàn)次數(shù)與總次數(shù)之比越來(lái)越接近7/10,由此學(xué)生猜測(cè):黃7個(gè),藍(lán)3個(gè).
(4)反思體驗(yàn),深化理解
讓學(xué)生打開(kāi)袋子,數(shù)球驗(yàn)證.結(jié)果是黃球7個(gè),藍(lán)球3個(gè),得到驗(yàn)證.
評(píng)析:此案以學(xué)生的4次猜測(cè)為主線,讓學(xué)生經(jīng)歷了隨著試驗(yàn)次數(shù)的增加,猜測(cè)范圍逐漸縮小,規(guī)律越來(lái)越明顯的過(guò)程.特別是通過(guò)電腦模擬摸球的設(shè)計(jì),直觀高效,有利于學(xué)生更好地認(rèn)識(shí)統(tǒng)計(jì)規(guī)律,使學(xué)生在愉悅的情境中學(xué)會(huì)知識(shí),找到方法,興趣盎然,讓人心悅誠(chéng)服.
一是讓學(xué)生學(xué)會(huì)根據(jù)實(shí)際問(wèn)題設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的調(diào)查表,學(xué)會(huì)選擇適當(dāng)?shù)姆椒ǎㄈ缯{(diào)查、試驗(yàn)、測(cè)量)收集數(shù)據(jù).如要了解某班學(xué)生雙休日時(shí)間的安排,具體調(diào)查的內(nèi)容包括學(xué)生做作業(yè)的時(shí)間,看電視的時(shí)間,玩手機(jī)的時(shí)間,和同伴玩的時(shí)間,和家長(zhǎng)玩的時(shí)間以及休息的時(shí)間等.調(diào)查的方法可以采取逐一填寫(xiě)調(diào)查表的方法,通過(guò)對(duì)這些問(wèn)題的調(diào)查,從中得出某班學(xué)生雙休日時(shí)間的基本情況.
二是讓學(xué)生學(xué)會(huì)根據(jù)問(wèn)題的背景選擇合適的方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行描述、分析和推斷.如為了解小明出生半年來(lái)每月體重變化的情況,調(diào)查到小明出生時(shí)的體重為3.8 kg,出生至6個(gè)月的體重如表4所示.
表4 小明出生至6月的體重
從表4中可直接看出小明出生1~6個(gè)月的體重,但不能發(fā)現(xiàn)變化的規(guī)律.這時(shí)自然想到用條形統(tǒng)計(jì)圖的方式呈現(xiàn),如圖2所示,條形統(tǒng)計(jì)圖比統(tǒng)計(jì)表更直觀,可以看出每月的體重都有所增加,但增速難以體現(xiàn).為更好地體現(xiàn)體重變化的規(guī)律,這時(shí)不難想到用折線圖,如圖3所示,不但可看出小明前6個(gè)月,每月體重都在增加,而且還明顯看到第1個(gè)月生長(zhǎng)最快,第2個(gè)月次之,然后增速逐漸減小,由此還可以預(yù)測(cè)小明出生后7月和8月的體重.
圖2 小明出生至6個(gè)月體重條形統(tǒng)計(jì)圖
圖3 小明出生至6個(gè)月體重折線統(tǒng)計(jì)圖
是否具有質(zhì)疑和評(píng)價(jià)意識(shí)是衡量學(xué)生數(shù)據(jù)分析觀念強(qiáng)弱的重要標(biāo)志.日常生活中,濫用和誤用統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的情形隨處可見(jiàn),但大多數(shù)人對(duì)此并沒(méi)有引起足夠的警覺(jué)和質(zhì)疑.因此,結(jié)合學(xué)生的生活實(shí)際,從小加強(qiáng)他們對(duì)于不恰當(dāng)使用統(tǒng)計(jì)信息現(xiàn)象的批判意識(shí)非常重要.
現(xiàn)在是信息時(shí)代,報(bào)紙、雜志、手機(jī)、廣播、互聯(lián)網(wǎng)等每天都發(fā)布大量的數(shù)據(jù)信息,以及由此所做出的一系列解釋?zhuān)@些數(shù)據(jù)和解釋未必都是可信的.這就需要我們做出理智的分析和選擇,養(yǎng)成對(duì)不合理現(xiàn)象進(jìn)行質(zhì)疑的良好習(xí)慣.
如學(xué)校門(mén)口有一游戲機(jī),由兩個(gè)轉(zhuǎn)盤(pán)組成(如圖4示).游戲規(guī)則是:分別旋轉(zhuǎn)兩個(gè)轉(zhuǎn)盤(pán),當(dāng)兩個(gè)轉(zhuǎn)盤(pán)所轉(zhuǎn)到的數(shù)字之積為奇數(shù)時(shí),參賭者贏;當(dāng)兩個(gè)轉(zhuǎn)盤(pán)所轉(zhuǎn)到的數(shù)字之積為偶數(shù)時(shí),莊家贏.對(duì)此老師可組織學(xué)生討論:你認(rèn)為這游戲公平嗎?為什么?如不公平,你能改變某個(gè)數(shù)據(jù)使游戲公平嗎?
運(yùn)用部分推斷總體是統(tǒng)計(jì)的基本思想,推斷結(jié)果的準(zhǔn)確度有賴(lài)于樣本數(shù)據(jù)和推斷方法.如果個(gè)體數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確或推斷方法不科學(xué),那么推斷結(jié)果會(huì)出現(xiàn)偏差甚至是錯(cuò)誤的,所以應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)結(jié)論進(jìn)行評(píng)價(jià).
如某公司聲稱(chēng)其產(chǎn)品的合格率為99.9%,可信嗎?怎樣評(píng)價(jià)?
對(duì)此可組織學(xué)生討論:(1)產(chǎn)品的合格率為99.9%是什么意思?(2)若產(chǎn)品的合格率真是99.9%,那么正常情況下,要隨機(jī)抽取多少個(gè)產(chǎn)品才會(huì)出現(xiàn)一個(gè)次品?(3)假如現(xiàn)在我們隨機(jī)抽取了10個(gè)產(chǎn)品就出現(xiàn)了一個(gè)次品,你認(rèn)為該產(chǎn)品的合格率可信嗎?
總之,在“統(tǒng)計(jì)與概率”教學(xué)中,培養(yǎng)學(xué)生數(shù)據(jù)觀念是非常重要的.基于“統(tǒng)計(jì)與概率”的內(nèi)容與現(xiàn)實(shí)生活的密切聯(lián)系,一方面,要?jiǎng)?chuàng)設(shè)學(xué)生熟悉的生活情境,讓學(xué)生經(jīng)歷數(shù)據(jù)的收集、整理、描述和分析過(guò)程;另一方面,要結(jié)合具體問(wèn)題情境,讓學(xué)生經(jīng)歷問(wèn)題、猜想、試驗(yàn)、推測(cè)過(guò)程,同時(shí)要結(jié)合具體案例進(jìn)行分析,注重學(xué)生對(duì)知識(shí)的體驗(yàn)過(guò)程.
圖4 游戲機(jī)轉(zhuǎn)盤(pán)
韶關(guān)學(xué)院學(xué)報(bào)2020年9期