摘 要:教師要基于學(xué)生的知識基礎(chǔ)和已有經(jīng)驗,從課時走向單元,從局部走向整體,著眼于單元知識的整體性教學(xué),幫助學(xué)生整體建構(gòu)知識,形成知識結(jié)構(gòu)。信息時代,無論是個人還是企業(yè),都面臨著大量的數(shù)據(jù),對數(shù)據(jù)進行收集、整理、分析與研究,成為學(xué)生必須具備的數(shù)學(xué)素養(yǎng)與能力。這對教學(xué)提出了更高的要求,筆者以“折線統(tǒng)計圖”一課為例,淺談“統(tǒng)計與概率”領(lǐng)域中如何在教學(xué)過程中關(guān)注統(tǒng)計知識的深度建構(gòu),促進學(xué)生統(tǒng)計思想的形成,培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)分析觀念。
關(guān)鍵詞:知識建構(gòu) 統(tǒng)計思想 數(shù)據(jù)分析 預(yù)測
從數(shù)學(xué)教材編排上看,人教版“統(tǒng)計與概率”領(lǐng)域的課時如下:分類與整理(一年級下冊),數(shù)據(jù)收集整理(二年級下冊),復(fù)式統(tǒng)計表(三年級下冊),條形統(tǒng)計表圖(四年級上冊),平均數(shù)與復(fù)式條形統(tǒng)計圖(四年級下冊),折線統(tǒng)計圖(五年級下冊),扇形統(tǒng)計圖(六年級上冊)。本文以“折線統(tǒng)計圖”一課為例,設(shè)定的教學(xué)目標是:認識折線統(tǒng)計圖,會用折線統(tǒng)計圖表達相關(guān)數(shù)據(jù),掌握折線統(tǒng)計圖的特點;能讀懂折線統(tǒng)計圖所反映的數(shù)據(jù)信息和變化趨勢,并能根據(jù)結(jié)果進行簡單的判斷與預(yù)測;逐步感知統(tǒng)計學(xué)基于合理性的價值判斷準則,形成數(shù)據(jù)意識,發(fā)展應(yīng)用意識。
一、關(guān)注統(tǒng)計知識的深度建構(gòu)
深度建構(gòu)概念需要經(jīng)歷“求聯(lián)—求異—對比”這樣幾個過程。為何“求聯(lián)”?運用任務(wù)驅(qū)動的方式,依托舊知進行新知的建構(gòu),有助于知識的正向遷移。為何“求異”?幫助學(xué)生體會新知的價值,引導(dǎo)學(xué)生思考新知的特殊作用,有助于學(xué)生更好地理解新知。為何“對比”?辯證認識新舊知識的聯(lián)系,有助于概念教學(xué)由模糊走向清晰。
為促進統(tǒng)計知識的深度建構(gòu),教師執(zhí)教“折線統(tǒng)計圖”前要引導(dǎo)學(xué)生思考:為什么要學(xué)習(xí)折線統(tǒng)計圖?它和其他統(tǒng)計圖的區(qū)別和聯(lián)系是什么?折線統(tǒng)計圖能發(fā)揮什么統(tǒng)計作用?深度建構(gòu)需要充分觸及折線統(tǒng)計圖的精髓,體會新舊知識的“同”和“異”,并辯證認識新舊知識的關(guān)系。
(一)任務(wù)驅(qū)動,在求聯(lián)中建構(gòu)新知
筆者以海寧4月某一天的真實溫度為學(xué)習(xí)素材,先利用條形統(tǒng)計圖呈現(xiàn)數(shù)據(jù)信息,將新知“嫁接”在學(xué)生已有的知識體系中,讓學(xué)生暢談捕捉到的信息。教師運用問題驅(qū)動的方式,培養(yǎng)啟思氛圍。教師拋出三個問題,學(xué)生自主選擇用哪張統(tǒng)計圖解決,學(xué)生在溝通中關(guān)注兩幅圖的聯(lián)系,促進新知的建構(gòu)。
(1)6:00的溫度是( )℃,10:00的溫度是( )℃。
(2)( )時到( )時溫度上升最快。
(3)14:00溫度可能是( )℃。
教師將“條”變成了“點”,再連點成線,從條形統(tǒng)計圖“變”出折線統(tǒng)計圖。學(xué)生經(jīng)歷動態(tài)生成折線統(tǒng)計圖的過程,直觀感知兩種統(tǒng)計圖的聯(lián)系。三道題目難度由淺至深,前兩題是對點與線進行研究,最后一道是借助特點進行合情推理。
教學(xué)“線——數(shù)量的變化”時,筆者設(shè)計了兩個層次。第一層次:區(qū)分線的方向——上升、下降和水平,學(xué)生體會到三種線分別表示數(shù)量增加、減少和不變。第二層次:理解線的傾斜程度與數(shù)量增減快慢的關(guān)系。從兩張圖分析同一個數(shù)學(xué)問題,有助于基于舊知建構(gòu)新知,便于知識“求聯(lián)”。
(二)因勢利導(dǎo),在求異中完善認知
學(xué)生帶著問題研究條形統(tǒng)計圖和折線統(tǒng)計圖的過程是自主建構(gòu)知識的過程。學(xué)生在解決第三個問題的過程中自然對折線統(tǒng)計圖與條形統(tǒng)計圖進行區(qū)分,關(guān)注新知與舊知的差異,便于建立完整的認知。學(xué)生對“為什么要學(xué)習(xí)折線統(tǒng)計圖”這一問題有了初步的理解。
【片段一】學(xué)生匯報第三題的想法:
生1:14:00溫度可能是 25℃。
生2:我借助折線統(tǒng)計圖,把10:00—12:00的線段延長,可以估計14:00的溫度。
生3:我覺得可能比25℃高,因為后面的三條線段越來越陡,溫度升高越來越快。
師:你們?yōu)槭裁炊歼x擇折線統(tǒng)計圖進行預(yù)測?
生:折線統(tǒng)計圖能清楚地看出變化的趨勢,但條形統(tǒng)計圖卻不能。
師:“可能”兩字能不能不寫?
生:不能,我們是根據(jù)折線統(tǒng)計圖的變化來推測的,不是真實存在的數(shù)據(jù)。
這是一道開放題,學(xué)生根據(jù)自己對統(tǒng)計圖的理解,進行合情推理。基于折線統(tǒng)計圖中“線”的教學(xué),學(xué)生發(fā)現(xiàn)折線統(tǒng)計圖比條形統(tǒng)計圖更能反映數(shù)據(jù)之間的關(guān)系,便于我們整體觀察數(shù)據(jù)的特點,做出合理預(yù)測,這也是折線統(tǒng)計圖的價值。
(三)深度思考,在對比中加深概念
將舊知作為拐杖,引導(dǎo)學(xué)生自主建構(gòu)新知。學(xué)生在學(xué)習(xí)新知識的過程中,會普遍覺得新知識肯定比舊知識更好,往往錯誤地認為“無論什么統(tǒng)計數(shù)據(jù)都最好用折線統(tǒng)計圖”。顯然,這樣的概念建立并不全面。課堂上筆者同時呈現(xiàn)以下兩張統(tǒng)計表,讓學(xué)生選擇用什么統(tǒng)計圖表示比較好。
統(tǒng)計教學(xué)需要培養(yǎng)學(xué)習(xí)者根據(jù)數(shù)據(jù)的特點和需要來選擇合適的統(tǒng)計圖表。學(xué)生在課堂的學(xué)習(xí)中會覺得折線統(tǒng)計圖簡潔清晰,便于觀察。借助辨析,教師要引導(dǎo)學(xué)生建立較為全面的認知。雖然折線統(tǒng)計圖有很多優(yōu)點,但它不能完全取代條形統(tǒng)計圖。這樣的思辨過程也讓學(xué)生重新審視了條形統(tǒng)計圖,避免產(chǎn)生“后攝抑制”。
二、關(guān)注統(tǒng)計思想的形成過程
統(tǒng)計與概率領(lǐng)域的課堂不能單純滿足于認識和繪制統(tǒng)計圖表與解決既定的數(shù)學(xué)問題,更需要關(guān)注數(shù)據(jù)的收集、整理和描述的過程。統(tǒng)計圖表是統(tǒng)計的手段與基礎(chǔ),有張力的統(tǒng)計課堂教學(xué)需要滲透統(tǒng)計的思想,關(guān)注統(tǒng)計數(shù)據(jù)的價值,引導(dǎo)學(xué)生觀察與分析統(tǒng)計數(shù)據(jù),運用統(tǒng)計數(shù)據(jù)得出初步的結(jié)論或進行適當(dāng)?shù)念A(yù)測,培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)分析意識。
(一)體會統(tǒng)計樣本的代表性和變異性
統(tǒng)計推理的焦點是樣本的代表性和變異性。關(guān)注樣本的代表性能夠發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)變化的規(guī)律,關(guān)注樣本的變異性可以引導(dǎo)學(xué)生用發(fā)展的眼光進行觀察。本節(jié)課中,在畫圖策略的教學(xué)與實踐后,學(xué)生可以獲得完整的一天溫度折線統(tǒng)計圖。
【片段二】
師:你能預(yù)測一下第二天的溫度變化情況嗎?
(學(xué)生預(yù)測第二天的溫度變化趨勢,教師呈現(xiàn)第二天、第三天、第四天的實際溫度情況)
師:觀察這四天的溫度變化折線統(tǒng)計圖,你有什么想說的?
筆者在此環(huán)節(jié)設(shè)計了兩個層次的合情推理。第一層次,關(guān)注統(tǒng)計樣本的代表性,用這一天的溫度變化情況作為代表,預(yù)測第二天的溫度變化情況;第二層次,根據(jù)連續(xù)四天的溫度變化情況預(yù)測溫度變化的總體趨勢,體現(xiàn)統(tǒng)計樣本的變異性。兩次預(yù)測更貼近學(xué)生的生活實際,多角度分析讓統(tǒng)計更加全面,培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)分析觀念。
(二)體會統(tǒng)計對決策的作用,感悟數(shù)據(jù)分析的意義
讓數(shù)據(jù)說話,發(fā)揮統(tǒng)計的作用,便于人們做出決策,也為后續(xù)運用統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行分析奠定基礎(chǔ)。折線統(tǒng)計圖可以清晰地看出數(shù)據(jù)的變化規(guī)律,課堂上教師應(yīng)鼓勵學(xué)生大膽預(yù)測,培養(yǎng)學(xué)生用發(fā)展的眼光看待數(shù)據(jù),培養(yǎng)數(shù)據(jù)分析的意識。
提供豐富的素材,設(shè)計開放性的題目,讓學(xué)生基于數(shù)據(jù),結(jié)合問題情境提出建議。鼓勵學(xué)生多角度地回答問題,關(guān)注分析的過程與思路,讓解決問題的答案從單一封閉走向多元開放。筆者呈現(xiàn)如下兩幅折線統(tǒng)計圖,讓學(xué)生解決這樣的問題:你建議老板多采購哪種雨傘?如何更好地比較兩種雨傘的銷量?
學(xué)生在辯論中產(chǎn)生認知沖突,并逐漸關(guān)注到縱軸的刻度差異。若課堂上給出的素材或統(tǒng)計圖表,學(xué)生能一眼看出答案,那這樣的教學(xué)環(huán)節(jié)顯然不能到達學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)。我們盡可能減少無意義的假問題,引導(dǎo)學(xué)生在思辨中進一步體會統(tǒng)計的意義,感悟統(tǒng)計數(shù)據(jù)對于決策的作用,促進學(xué)生數(shù)據(jù)分析觀念的提升。
三、關(guān)注統(tǒng)計思想,辨析現(xiàn)實問題
教師可以將統(tǒng)計素材再造,強化知識建構(gòu),充分挖掘統(tǒng)計內(nèi)涵,溝通知識與生活的聯(lián)系。筆者打破傳統(tǒng)的根據(jù)統(tǒng)計圖提取信息的思路,將“A品牌的雨傘銷量折線統(tǒng)計圖”隱去橫軸與縱軸的信息,讓學(xué)生借助一張圖比較四種生活情境,并思考生活中還有什么情境與之類似。在應(yīng)用統(tǒng)計圖解決問題的過程中,學(xué)生發(fā)現(xiàn)了數(shù)據(jù)隱藏的信息和規(guī)律,并能運用信息和規(guī)律做出合理的預(yù)測和判斷,知道了統(tǒng)計圖的選擇沒有對錯之分。教師引導(dǎo)學(xué)生分析數(shù)據(jù),讀懂?dāng)?shù)據(jù)后再根據(jù)趨勢做出合理的預(yù)測與判斷,最后通過預(yù)測感受數(shù)據(jù)的隨機性,體會折線統(tǒng)計圖的特點,從三個維度提升學(xué)生的數(shù)據(jù)分析意識,發(fā)展學(xué)生的統(tǒng)計素養(yǎng)。深度學(xué)習(xí),聚焦特點,可以讓學(xué)生對折線統(tǒng)計圖的意義理解得更加到位。
統(tǒng)計教學(xué)課時有限,教師除了合理利用有限的課堂時間,盡可能拓寬學(xué)生對于新舊知識的理解,培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)分析觀念外,還需要盡可能溝通課堂與生活的聯(lián)系,促進學(xué)生自主探索課外素材。辨析哪些事物具有相似的數(shù)據(jù)變化規(guī)律,嘗試用自己的語言去描述其他事物的數(shù)據(jù)變化規(guī)律。這樣的教學(xué)更有助于培養(yǎng)學(xué)生運用統(tǒng)計思想解決現(xiàn)實問題。
綜上所述,“統(tǒng)計與概率”教學(xué)應(yīng)放眼長遠,關(guān)注學(xué)生數(shù)據(jù)分析觀念的發(fā)展。課堂中需要辯證對待新舊知識的關(guān)系,在“求聯(lián)”中借助舊知建構(gòu)新知;在“求異”中體會新知的價值,讓學(xué)生的認知從模糊走向清晰;在“對比”中,將新舊知識有機整合。為促進學(xué)習(xí)真實地發(fā)生,促進思維的碰撞,教師在課堂上要減少不必要的假問題,挖掘更多深層次的數(shù)學(xué)問題,讓統(tǒng)計教學(xué)“一波三折”,讓學(xué)生在課堂上深度思考,引導(dǎo)學(xué)生觸及更加深層的統(tǒng)計知識,將有助于培養(yǎng)學(xué)生的統(tǒng)計分析觀念。
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