【摘 要】統(tǒng)計(jì)估算是估算思想在小學(xué)統(tǒng)計(jì)教學(xué)中滲透并與之結(jié)合的產(chǎn)物,統(tǒng)計(jì)估算教學(xué)也是培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的實(shí)踐途徑之一。基于數(shù)據(jù)的收集、整理、描述、分析、推斷和決策是小學(xué)統(tǒng)計(jì)估算思想的具體表現(xiàn)這一客觀事實(shí),對(duì)統(tǒng)計(jì)估算的圖形化表征、工具化表達(dá)、情境化運(yùn)用應(yīng)是統(tǒng)計(jì)估算教學(xué)中具有實(shí)質(zhì)意義的切入點(diǎn)。
【關(guān)鍵詞】核心素養(yǎng);統(tǒng)計(jì)估算;圖形化表征;工具化表達(dá);情境化運(yùn)用
【中圖分類(lèi)號(hào)】G623.5? 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? 【文章編號(hào)】1005-6009(2019)89-0022-04
【作者簡(jiǎn)介】劉曉玲,南京市雨花外國(guó)語(yǔ)小學(xué)花神廟分校(南京,210012)大隊(duì)輔導(dǎo)員,南京市雨花臺(tái)區(qū)教壇新秀,南京市雨花臺(tái)區(qū)教學(xué)先進(jìn)個(gè)人。
統(tǒng)計(jì)估算是研究者在獲得一定的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,根據(jù)數(shù)據(jù)反映的某種統(tǒng)計(jì)規(guī)律或特點(diǎn),對(duì)今后一段時(shí)間該情況的發(fā)生做出估計(jì)的過(guò)程,屬于定性數(shù)學(xué)估計(jì)。數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是以數(shù)學(xué)課程教學(xué)為載體,基于數(shù)學(xué)學(xué)科的知識(shí)技能而形成的重要思維品質(zhì)和關(guān)鍵能力。同時(shí),數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)具有超越數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能,指向?qū)W生的一般發(fā)展,反映數(shù)學(xué)學(xué)科本質(zhì)及其賴(lài)以形成與發(fā)展的重要思想,有助于學(xué)生的終身和未來(lái)發(fā)展。統(tǒng)計(jì)估算教學(xué)在有效發(fā)展學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)方面有著不可替代的作用,它有利于培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)分析觀念,提升學(xué)生的問(wèn)題解決能力,發(fā)展學(xué)生的應(yīng)用和創(chuàng)新意識(shí)。
統(tǒng)計(jì)估算具有三個(gè)核心能力——圖形化表征、工具化表達(dá)和情境化運(yùn)用,三者相互關(guān)聯(lián)、逐層遞進(jìn)。學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用圖形整理、表征原始數(shù)據(jù)是統(tǒng)計(jì)估算教學(xué)的基礎(chǔ),然后在此基礎(chǔ)上學(xué)會(huì)選擇合適的工具來(lái)恰當(dāng)?shù)刈x取和分析統(tǒng)計(jì)圖中的數(shù)據(jù),進(jìn)而達(dá)到理性分析、深入理解數(shù)據(jù)的層次,最終學(xué)會(huì)在生活情境中靈活運(yùn)用統(tǒng)計(jì)估算的知識(shí)。下面,筆者將結(jié)合教材實(shí)例,對(duì)上述三個(gè)維度的內(nèi)容的教學(xué)設(shè)計(jì)進(jìn)行闡釋。
一、統(tǒng)計(jì)估算的圖形化表征——“折線統(tǒng)計(jì)圖”的教學(xué)設(shè)計(jì)
學(xué)會(huì)用統(tǒng)計(jì)圖表征原始數(shù)據(jù)是統(tǒng)計(jì)估算教學(xué)的基礎(chǔ),小學(xué)階段以條形統(tǒng)計(jì)圖、扇形統(tǒng)計(jì)圖和折線統(tǒng)計(jì)圖的學(xué)習(xí)為主。不同類(lèi)型的統(tǒng)計(jì)圖的教學(xué)設(shè)計(jì)有其共性,此處主要以折線統(tǒng)計(jì)圖的教學(xué)設(shè)計(jì)為例進(jìn)行探討。折線統(tǒng)計(jì)圖的使用體現(xiàn)出統(tǒng)計(jì)估算中的一個(gè)核心概念——對(duì)事物發(fā)展性的預(yù)測(cè),正是這種由已知數(shù)據(jù)對(duì)未知數(shù)據(jù)的估算,決定了教學(xué)折線統(tǒng)計(jì)圖時(shí)讓學(xué)生“感受數(shù)據(jù)變化趨勢(shì)”是重中之重。
1.在情境中整理數(shù)據(jù)。
教師播放記錄著張小楠身高變化的生日視頻,并引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察張小楠6—12歲身高的變化情況。隨后,引導(dǎo)學(xué)生利用統(tǒng)計(jì)表、條形統(tǒng)計(jì)圖整理數(shù)據(jù)。然后,利用多媒體課件動(dòng)態(tài)呈現(xiàn)折線圖是如何通過(guò)條形統(tǒng)計(jì)圖演變而來(lái)的。
教師緊緊圍繞張小楠過(guò)生日這一貼近學(xué)生生活實(shí)際的情境,引導(dǎo)學(xué)生觀察張小楠身高的變化,直觀感受數(shù)據(jù)的零散無(wú)序,進(jìn)而讓學(xué)生產(chǎn)生整理數(shù)據(jù)的需求,激活學(xué)生已有的統(tǒng)計(jì)表和條形統(tǒng)計(jì)圖的知識(shí)經(jīng)驗(yàn),并在此基礎(chǔ)上引出折線統(tǒng)計(jì)圖。
2.在對(duì)比中領(lǐng)悟圖形特點(diǎn)。
在學(xué)生認(rèn)識(shí)了折線統(tǒng)計(jì)圖后,將條形統(tǒng)計(jì)圖和折線統(tǒng)計(jì)圖放在同一屏幕,引導(dǎo)學(xué)生觀察兩種圖形的異同。在學(xué)生討論交流的基礎(chǔ)上,總結(jié)出兩種圖形在表征數(shù)據(jù)方面的優(yōu)缺點(diǎn),并引導(dǎo)學(xué)生重點(diǎn)感知折線統(tǒng)計(jì)圖相較于條形統(tǒng)計(jì)圖而言,有“能夠直觀看出數(shù)據(jù)增減變化”這一優(yōu)勢(shì)。
教師將兩種圖形一起呈現(xiàn)在屏幕上,通過(guò)直觀形象的對(duì)比,激活學(xué)生對(duì)條形統(tǒng)計(jì)圖特點(diǎn)的已有認(rèn)知,使他們更加牢固地掌握了折線統(tǒng)計(jì)圖的特點(diǎn)。此環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)能進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生對(duì)兩種圖形特點(diǎn)的認(rèn)識(shí),為他們?cè)诮窈蟮膶W(xué)習(xí)中合理選擇統(tǒng)計(jì)圖奠定基礎(chǔ)。
3.在推理中預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)走向。
教師出示張小楠6—12歲身高折線統(tǒng)計(jì)圖,并引導(dǎo)學(xué)生猜測(cè)張小楠13歲時(shí)可能多高,同時(shí)讓學(xué)生說(shuō)一說(shuō)理由。隨后,教師總結(jié):可以根據(jù)折線統(tǒng)計(jì)圖中每一年張小楠身高的變化規(guī)律來(lái)預(yù)測(cè)他未來(lái)的可能身高。最后,指導(dǎo)學(xué)生利用張小楠身高的變化趨勢(shì)預(yù)測(cè)他15歲和18歲時(shí)的可能身高。
教師通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生觀察張小楠6—12歲之間每一年身高增長(zhǎng)的情況,讓學(xué)生學(xué)會(huì)在讀圖的同時(shí)感受折線統(tǒng)計(jì)圖中呈現(xiàn)出來(lái)的變化趨勢(shì),引發(fā)學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)中蘊(yùn)含的信息的思考,并根據(jù)圖中的變化趨勢(shì)合理地預(yù)測(cè)張小楠未來(lái)的身高,體會(huì)折線統(tǒng)計(jì)圖的應(yīng)用價(jià)值。
二、統(tǒng)計(jì)估算的工具化表達(dá)——“平均數(shù)”的教學(xué)設(shè)計(jì)
當(dāng)學(xué)生有了一定的用圖形表征數(shù)據(jù)的知識(shí)基礎(chǔ),就可以繼續(xù)學(xué)習(xí)用較為抽象的數(shù)據(jù)特征表達(dá)工具去處理數(shù)據(jù)。義務(wù)教育階段數(shù)據(jù)特征的表達(dá)工具主要有平均數(shù)、中位數(shù)、眾數(shù)、方差等,小學(xué)階段只涉及算術(shù)平均數(shù)。平均數(shù)是統(tǒng)計(jì)估算中對(duì)數(shù)據(jù)特征的反映,具有較高的抽象性。因?yàn)槠渚哂羞@種工具性的本質(zhì),所以學(xué)習(xí)時(shí)應(yīng)遵循思維的抽象化過(guò)程原則,即在教學(xué)中要從直觀中抽象出平均數(shù)的概念特征和功能。
1.創(chuàng)設(shè)情境,培養(yǎng)問(wèn)題意識(shí)。
在平均數(shù)的教學(xué)中,教師先出示套圈比賽情境圖,并引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)圖中的信息提出一些數(shù)學(xué)問(wèn)題。
通過(guò)給學(xué)生提供貼近其生活實(shí)際的情境,引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)觀察找出其中蘊(yùn)含的一些數(shù)學(xué)信息,并合理組織、運(yùn)用這些信息提出相應(yīng)的數(shù)學(xué)問(wèn)題。
2.依托問(wèn)題,引發(fā)學(xué)習(xí)內(nèi)需。
出示男、女生套圈條形統(tǒng)計(jì)圖,并引導(dǎo)學(xué)生思考“如何判斷誰(shuí)套得準(zhǔn)一些”。
學(xué)生以小組的形式討論“如何判斷誰(shuí)套得準(zhǔn)一些”,并在全班交流。在充分收集不同觀點(diǎn)的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步明確:比較男、女生平均每人套中的個(gè)數(shù)比較合理。在此基礎(chǔ)上,引出平均數(shù)的概念,讓學(xué)生感受求取平均數(shù)在實(shí)際生活中的必要性。
讓學(xué)生圍繞“如何判斷誰(shuí)套得準(zhǔn)一些”這一核心問(wèn)題進(jìn)行小組討論,使學(xué)生在與同伴的互動(dòng)交流中,思維得到碰撞,內(nèi)在學(xué)習(xí)需求得到進(jìn)一步激發(fā),最終認(rèn)知得到不斷更新。
3.合作探究,積累活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)。
讓學(xué)生進(jìn)行小組合作,嘗試用多種方法求出男生套圈成績(jī)的平均數(shù),并給予充足的時(shí)間讓學(xué)生在全班進(jìn)行交流。
引導(dǎo)學(xué)生充分經(jīng)歷與同伴合作探究用不同方法求平均數(shù)的過(guò)程,使其進(jìn)一步積累用平均數(shù)解決實(shí)際問(wèn)題的活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)。
4.鞏固拓展,促進(jìn)新知遷移。
出示學(xué)?;@球隊(duì)5名隊(duì)員身高情況條形統(tǒng)計(jì)圖,引導(dǎo)學(xué)生用自己喜歡的方法算一算這五名隊(duì)員的平均身高。隨后,提問(wèn):如果姚明加入籃球隊(duì),隊(duì)員們的平均身高會(huì)發(fā)生什么變化?并出示姚明的身高,讓學(xué)生嘗試計(jì)算姚明加入后籃球隊(duì)隊(duì)員的平均身高。最后,引導(dǎo)學(xué)生思考平均數(shù)的特征。
通過(guò)姚明加入籃球隊(duì)這一假設(shè),讓學(xué)生真切地感受“平均數(shù)易受極端數(shù)據(jù)影響”這一特點(diǎn),進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)平均數(shù)的認(rèn)識(shí)。
三、統(tǒng)計(jì)估算的情境化運(yùn)用——“可能性”的教學(xué)設(shè)計(jì)
情境性是建構(gòu)主義的核心詞匯,同時(shí)也為統(tǒng)計(jì)估算教學(xué)提供了價(jià)值參考。估算本身就是非數(shù)學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)性表征,是一種生活中追求相似性運(yùn)用的思想。情境能夠促進(jìn)學(xué)生數(shù)學(xué)傾向的發(fā)展,能夠很好地促進(jìn)一般遷移能力的深化。統(tǒng)計(jì)估算的情境教學(xué)應(yīng)該帶有互動(dòng)性和引導(dǎo)性,使學(xué)生能夠?qū)⒔y(tǒng)計(jì)估算中的數(shù)據(jù)處理流程與生活實(shí)際場(chǎng)景進(jìn)行非人為、實(shí)質(zhì)性的意義建構(gòu)。可能性是小學(xué)階段統(tǒng)計(jì)估算內(nèi)容的重要體現(xiàn),并與學(xué)生的實(shí)際生活有著緊密的聯(lián)系。
1.在情境中感知可能性。
教師呈現(xiàn)某超市正在搞抽獎(jiǎng)活動(dòng)的轉(zhuǎn)盤(pán)模型,并創(chuàng)設(shè)抽獎(jiǎng)的情境,引導(dǎo)學(xué)生說(shuō)一說(shuō)抽到每一項(xiàng)獎(jiǎng)項(xiàng)的概率大小,并說(shuō)明理由。
此環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)激活了可能性在學(xué)生生活中的實(shí)際經(jīng)驗(yàn),并引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)始思考可能性的大小在生活中的應(yīng)用。
2.在實(shí)踐中體會(huì)可能性。
教師準(zhǔn)備可轉(zhuǎn)動(dòng)的抽獎(jiǎng)圓盤(pán)教具,學(xué)生帶著對(duì)可能性的猜想進(jìn)行抽獎(jiǎng)實(shí)踐,并記錄每次抽獎(jiǎng)的結(jié)果,驗(yàn)證猜想。最后小結(jié):在轉(zhuǎn)盤(pán)上,所占面積越小,轉(zhuǎn)到的可能性就越小;所占面積越大,轉(zhuǎn)到的可能性就越大。
通過(guò)具身實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生體會(huì)可能性大小的存在,并通過(guò)猜想、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的方式歸納出可能性大小在轉(zhuǎn)盤(pán)中的具體體現(xiàn),學(xué)會(huì)根據(jù)一定的標(biāo)準(zhǔn)去判斷可能性的大小。
3.在問(wèn)題解決中應(yīng)用可能性。
以下述問(wèn)題為例:甲、乙擲骰子決定誰(shuí)先下棋,甲用1、6、8點(diǎn)各兩面的藍(lán)色骰子,乙用3、5、7點(diǎn)各兩面的黃色骰子,每擲一次,誰(shuí)大誰(shuí)先走。這個(gè)游戲規(guī)則公平嗎?為什么?引導(dǎo)學(xué)生將每人的投擲情況用表格記錄下來(lái),再分析數(shù)據(jù),判斷可能性的大小。
給學(xué)生提供真實(shí)的問(wèn)題情境,讓學(xué)生親身參與實(shí)踐操作,充分運(yùn)用可能性解決問(wèn)題,體會(huì)可能性大小在生活中的實(shí)踐應(yīng)用。
統(tǒng)計(jì)估算的圖形化表征、工具化表達(dá)、情境化運(yùn)用這三個(gè)維度的教學(xué)設(shè)計(jì)均是統(tǒng)計(jì)估算教學(xué)的某一個(gè)側(cè)面體現(xiàn)。統(tǒng)計(jì)圖形尤其是折線圖是基于數(shù)據(jù)發(fā)展預(yù)測(cè)的估算,平均數(shù)是基于數(shù)據(jù)特征統(tǒng)計(jì)分析的估算,情境化運(yùn)用是基于統(tǒng)計(jì)情形對(duì)估算思想的實(shí)踐。此三者同時(shí)也相互滲透,在圖形統(tǒng)計(jì)估算中會(huì)用到平均數(shù)等數(shù)據(jù)特征工具,平均數(shù)也要借助統(tǒng)計(jì)圖才能實(shí)現(xiàn)直觀,二者最終又要通過(guò)情境運(yùn)用得以意義化。
總之,統(tǒng)計(jì)估算是培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的重要途徑,是數(shù)學(xué)思想和實(shí)踐的統(tǒng)一、過(guò)程性與操作性的統(tǒng)一、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與估算的統(tǒng)一、知識(shí)性與技能性的統(tǒng)一。在統(tǒng)計(jì)素養(yǎng)的基礎(chǔ)上滲透估算的思想,其本身就是指向數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)對(duì)“數(shù)據(jù)分析”定義的重新建構(gòu)和提升。
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