韋欣
為了解教師對《義務教育數(shù)學課程標準(2011年版)》(以下簡稱《課標》)對統(tǒng)計與概率中對數(shù)據(jù)分析觀念相關內容要求的本體性知識把握情況,以及相關公開課頻率的實際狀況,筆者就小學數(shù)學第一學段(一至三年級)的統(tǒng)計教與學情況進行了一個簡單的問卷調查。于2018年10月起在廣東省內10個市區(qū)各抽取部分學校,包括城區(qū)小學、城鄉(xiāng)結合部小學、鄉(xiāng)村小學,涵蓋6個年級,不同職稱的小學數(shù)學教師。該調查回收有效問卷數(shù)量為1197份。
一、第一學段統(tǒng)計教與學的存在問題
通過對問卷結果數(shù)據(jù)進行分析,發(fā)現(xiàn)在小學第一學段統(tǒng)計教與學中存在以下一些問題。
(一)教師對《課標》中的統(tǒng)計本體性知識存在缺失
調查數(shù)據(jù)顯示,只有60.22%的教師能正確回答《課標》中提出的統(tǒng)計觀念修改為數(shù)據(jù)分析觀念,其余教師錯答為統(tǒng)計意識和數(shù)據(jù)意識。此外,教師對“通過數(shù)據(jù)分析體驗隨機性”含義的理解也欠全面,《課標》中明確指出,它的含義包括“對于同樣的事情每次收集到的數(shù)據(jù)可能不同”和“只要有足夠的數(shù)據(jù)就可能從中發(fā)現(xiàn)規(guī)律”兩個方面。調查問卷中把此題設為多選題,并提供4個選項,能正確選擇含義一的占75.21%;正確選擇含義二的僅為47.74%。
(二)教師對教材中隱含的統(tǒng)計價值及要素認識不足
問卷中有一道題目是讓教師把在第一學段的統(tǒng)計學習中,需讓學生掌握或理解的知識點按重要程度依次減輕排序。數(shù)據(jù)顯示,各選項平均綜合得分依次為:認識統(tǒng)計圖表的特點及形成過程(3.44)、收集整理數(shù)據(jù)的方法(3.35)、了解在現(xiàn)實生活中有許多問題應當先做調查研究(3.17)、經歷統(tǒng)計活動的全過程(2.89)、體會數(shù)據(jù)中蘊含著信息(2.63)、通過數(shù)據(jù)分析體驗隨機性(2.09)。其中,“體驗隨機性”是一個重要的隱含在教材中的統(tǒng)計價值,得分最低。
(三)教師對統(tǒng)計教學的學習與研究熱情不足
從調查中發(fā)現(xiàn),如果上公開課的課題內容可以自主選擇的話,選擇數(shù)與代數(shù)、圖形與幾何內容的教師占比高達83.96%,選擇統(tǒng)計與概率的僅有108人,占9.02%,不足一成。這反映出教師對不同領域的教學熟悉度,也從另一角度看出教師對統(tǒng)計教學研究熱情不足。
從2018年9月至今,56.22%的教師表示沒有聽過關于統(tǒng)計與概率方面的公開課或研討課。聽過的教師則表示:研討課以區(qū)(鎮(zhèn))和學校的層次為主,高層次的研討課較少,統(tǒng)計樣本中僅有81人表示聽過國家級的公開課。
(四)學生數(shù)據(jù)分析能力相對弱化
由于教師在第一學段統(tǒng)計教學上的忽視,導致了學生數(shù)據(jù)分析能力相對弱化。根據(jù)教育部基礎教育質量監(jiān)測中心在2018年7月發(fā)布的《中國義務教育監(jiān)測報告》中對四、八年級學生的監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示(如下圖所示),學生在數(shù)學學業(yè)五項能力上,運算能力相對較強,數(shù)據(jù)分析能力相對較弱。
二、基于培養(yǎng)數(shù)據(jù)分析觀念的第一學段統(tǒng)計教學啟示
(一)突出“數(shù)據(jù)分析觀念”中的“體驗隨機性”
在第一學段的統(tǒng)計學習中,一年級基本是教材提供數(shù)據(jù)素材,二、三年級則嘗試自己收集數(shù)據(jù),但范圍較小,一般在本班、本年級內進行。因為只有在如此確定的統(tǒng)計對象下,統(tǒng)計表、圖才有唯一的標準答案。怎樣在數(shù)據(jù)相對確定的情況下讓學生體會隨機性呢?
1. 學生選擇中體驗隨機性
第一學段學生在學習統(tǒng)計知識時,由于年齡小,缺乏收集數(shù)據(jù)的經驗。教師一般要求學生認真對待統(tǒng)計,尤其強調不能隨意改變自己的選擇。例如對于人教版教材二年級下冊第6頁第6題“統(tǒng)計最愛吃的水果”,教師讓學生用舉手的方法來統(tǒng)計,并要求每人只舉一次手,但經常會出現(xiàn)合計人數(shù)與實際人數(shù)不相符的現(xiàn)象。若讓學生重新舉一遍手,再統(tǒng)計一次,就會發(fā)現(xiàn)前后統(tǒng)計的數(shù)據(jù)不一致。其實,有些學生對兩種水果都喜歡,出現(xiàn)搖擺不定是正常的?,F(xiàn)在是多元選擇的社會,人們會根據(jù)現(xiàn)實情況隨時改變選擇。若允許學生在第二次舉手時改變選擇,學生就能真實體會到“同樣的事情,相同的調查對象,每次收集到的數(shù)據(jù)可能不同”,在改變選擇中感受數(shù)據(jù)的隨機性。
2. 素材對比中體驗隨機性
以二年級下冊“數(shù)據(jù)收集整理”例1為例,學生收集自己班同學最喜歡校服顏色的數(shù)據(jù),如果教師采取全班分組統(tǒng)計后累加,再用本班的數(shù)據(jù)與書上統(tǒng)計表上預設的數(shù)據(jù)比較,或將本班的數(shù)據(jù)與其他教學班的數(shù)據(jù)比較。在此過程中,學生就可以發(fā)現(xiàn)各班最喜歡某種顏色的人數(shù)有所不同,并思考為什么會不同。學生也自然感受到“同樣的事情,在不同的調查對象中,收集到的數(shù)據(jù)可能不同”,在素材對比中感受數(shù)據(jù)的隨機性。
3. 活動實踐中體驗隨機性
在第一學段的統(tǒng)計學習中,學生可根據(jù)統(tǒng)計的結果進行簡單預測的活動。如二年級下冊教材第5頁第4題的實踐活動,要求學生實際調查10分鐘內一個路口所通過的各種交通工具的數(shù)量。
如果讓學生在家長帶領下分組在同一時段不同地點,或者在不同時段同一地點進行統(tǒng)計。由于交通工具隨機通過的特點,當學生交流收集數(shù)據(jù)時,必定能發(fā)現(xiàn)不同的人在不同的時段和不同的地點收集到的數(shù)據(jù)是不同的。這樣,不需要教師介紹隨機性這一詞語,學生在收集數(shù)據(jù)的過程中,就能切身體會感受到身邊完全隨機的統(tǒng)計現(xiàn)象,在實踐活動中感受數(shù)據(jù)的隨機性。
如果教師把各小組同地點不同時段或同時段不同地點,收集到的數(shù)據(jù)都同時展示出來,并算出數(shù)據(jù)總量,學生可以利用統(tǒng)計的結果來推斷出:在同一地區(qū)再觀察10分鐘,哪種車通過的數(shù)量最多,或者不同地區(qū)數(shù)量最多的是不同車型的結果。這既為學生進入三年級后學習復式統(tǒng)計表做好了鋪墊,也讓他們感悟到隨機性的另一方面:只要有足夠的數(shù)據(jù),就可能從中發(fā)現(xiàn)規(guī)律,從中體會偶然與必然的關系。
(二)初步體會統(tǒng)計及抽樣統(tǒng)計的必要性
在統(tǒng)計中,收集數(shù)據(jù)的目的是希望通過樣本的分析做出總體推斷。但在第一學段的統(tǒng)計學習中,學生通常只注意他們搜集的實際數(shù)據(jù),而不明白這些數(shù)據(jù)的作用。因此,在第一學段的統(tǒng)計學習中要有意識地滲透樣本的概念。
如二年級下冊“數(shù)據(jù)收集整理”的例1:“學校要給同學們定做新的校服,有紅、黃、藍、白四種顏色,選哪種顏色合適?”教師可以先把“做校服”改為“做班服”的情境,縮小統(tǒng)計的數(shù)據(jù)收集范圍。接著,教師可利用鴿巢原理,先聽取5個女生的意見,然后征詢其他學生的意見:這5個女同學有2個是喜歡紅色的,那班服是否可以就選紅色?接著讓學生自由發(fā)表看法并說出理由,促使學生思考。如此,學生可在真實情境、樸素思考中自主產生統(tǒng)計的需要,萌發(fā)樣本意識,初步體會到要通過統(tǒng)計決定班服顏色,少數(shù)女生的想法不能代表全班同學的意見,要知道多數(shù)同學的意見才行,也就是統(tǒng)計的樣本不能過少。
在此基礎上,再來解決選校服顏色的問題,并體會一個班的數(shù)據(jù)雖有幾十個,但對于全校來說,“樣本”數(shù)量還是少了些,不能代表全校同學的意見。
繼續(xù)追問:如何調查全校同學最喜歡的校服顏色?讓學生暢所欲言以后,教師提供三種調查方法選擇:①逐一調查全校同學;②只調查高年級的同學;③每個年級調查一個班。學生能憑借經驗直覺從樣本的代表性和操作的難易程度來考慮,選擇每個年級抽取一個班的方法,從中滲透抽樣的思想,體會統(tǒng)計及抽樣統(tǒng)計的必要性。
誠然,一節(jié)課不能承擔太多的任務,必須有所取舍。如果教師能加強統(tǒng)計知識學習,建立清晰的隨機觀,進一步研究第一學段的統(tǒng)計教學,就會把以往認為的統(tǒng)計教學中的不可調控因素,看作是培養(yǎng)學生的數(shù)據(jù)分析觀念,落實體驗隨機性不可多得的契機。這樣學生的數(shù)據(jù)分析觀念就能順利初步形成,數(shù)據(jù)分析能力也會得到提高,更有利于后繼統(tǒng)計內容的學習。
注:本文系廣東省教育科研“十三五”規(guī)劃2019年度教育科研重點項目“基于激發(fā)學生參與的小學數(shù)學課堂學習質量提升途徑探索”(2019ZQJK066)的階段性研究成果。
責任編輯 羅 峰