吳 青
(南通師范學(xué)校第二附屬小學(xué),江蘇 南通 226001)
“平均數(shù)”是四年級上冊統(tǒng)計單元中的內(nèi)容,需要學(xué)生在經(jīng)歷用平均數(shù)反映一組數(shù)據(jù)總體水平的過程中,體會平均數(shù)的意義,掌握求簡單平均數(shù)的方法,并能夠運(yùn)用平均數(shù)解決生活中的簡單實(shí)際問題。
平均數(shù)是刻畫一組數(shù)據(jù)集中趨勢的一個統(tǒng)計量,它能夠比較客觀地反映出一組數(shù)據(jù)的總體水平,因此平均數(shù)在生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用非常多,比如平均成績、平均溫度、平均產(chǎn)量、平均年齡等。學(xué)生以后還將學(xué)習(xí)到中位數(shù)和眾數(shù)這兩個統(tǒng)計量,平均數(shù)是學(xué)生學(xué)到的第一個統(tǒng)計量,也是最為常見、應(yīng)用范圍最廣、內(nèi)涵最為豐富的一個統(tǒng)計量。
所以教師要關(guān)注平均數(shù)的教學(xué),讓學(xué)生深刻認(rèn)識平均數(shù)的特點(diǎn),理解平均數(shù)的內(nèi)涵,掌握平均數(shù)的計算方法,并能夠靈活地運(yùn)用平均數(shù)來解決生活中的實(shí)際問題。
平均數(shù)是怎樣產(chǎn)生的?人們?yōu)槭裁匆闷骄鶖?shù)來表示一組數(shù)據(jù)的總體水平?
我們知道,數(shù)學(xué)知識都來源于生活實(shí)踐,是人們對生活現(xiàn)象的分析和對實(shí)際問題思考的結(jié)晶。統(tǒng)計知識與生活的聯(lián)系尤其緊密,我們在生產(chǎn)生活中經(jīng)常會用到統(tǒng)計的方法來收集、整理、分析和描述數(shù)據(jù),平均數(shù)更是在對兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行比較的過程中產(chǎn)生出來的。所以教師在教學(xué)平均數(shù)的知識時,要創(chuàng)設(shè)優(yōu)化的數(shù)學(xué)情境,讓學(xué)生在情境中分析實(shí)際問題,感悟平均數(shù)的產(chǎn)生,理解平均數(shù)的意義,掌握平均數(shù)的計算方法,體會平均數(shù)的應(yīng)用價值。
教材中安排了這樣的例題:四年級第一小組的男、女生進(jìn)行套圈比賽,每人套15 個圈。隨后用兩張條形統(tǒng)計圖分別給出男、女生套中的個數(shù)(如圖1),接下來讓學(xué)生思考,“男生套得準(zhǔn)一些還是女生套得準(zhǔn)一些?你想怎么比?”
圖1
這道例題是以男女生套圈比賽為素材,學(xué)生對于套圈游戲都是非常喜歡的,所以例題的素材貼近學(xué)生的生活,能夠引起學(xué)生的共鳴,活躍課堂氣氛,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
在課堂教學(xué)時,教師可以創(chuàng)設(shè)生動有趣的比賽情境,以教材中提供的套圈比賽為素材,選出4 個男生和5 個女生來進(jìn)行套圈比賽。教師可以在課堂上現(xiàn)場開展比賽,記錄數(shù)據(jù),用學(xué)生套圈的實(shí)際數(shù)據(jù)替換教材中例題的數(shù)據(jù),現(xiàn)場生成實(shí)際問題。這樣的情境創(chuàng)設(shè),會讓學(xué)生感覺更有真實(shí)感,更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究欲望,也更能真切地認(rèn)識到平均數(shù)的應(yīng)用價值。但是,現(xiàn)場進(jìn)行套圈比賽,會占用較多的課堂教學(xué)時間,可能會來不及完成教學(xué)任務(wù)。同時,現(xiàn)場生成的套圈數(shù)據(jù),在計算平均數(shù)時可能會出現(xiàn)有余數(shù)的情況,這時課上更改數(shù)據(jù)顯得有些弄虛作假、不真實(shí),違背了統(tǒng)計的真正價值,而不改數(shù)據(jù)又會出現(xiàn)余數(shù),讓教師陷入尷尬的境地。所以,課上現(xiàn)場進(jìn)行套圈比賽的做法,出發(fā)點(diǎn)很好,但是不太現(xiàn)實(shí)。
因此,可以在課前組織學(xué)生開展套圈比賽,記錄數(shù)據(jù),然后課上分析數(shù)據(jù)。由于數(shù)據(jù)是課前記錄的,教師可以對個別數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整,確保在計算時不出現(xiàn)問題。同時可以拍一段套圈比賽的視頻片段,在課堂開始的導(dǎo)入部分播放,引發(fā)學(xué)生對課前比賽場景的回顧,從而創(chuàng)設(shè)出一個比賽的生活情境,讓學(xué)生在優(yōu)化的情境中進(jìn)行探究,從而激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣和探究欲望。
教材中的例題,以條形統(tǒng)計圖的形式分別給出了男生和女生套圈的個數(shù),然后讓學(xué)生思考,“男生套得準(zhǔn)一些還是女生套得準(zhǔn)一些?你想怎么比?”
在教學(xué)中一般都是將男、女生的數(shù)據(jù)全部呈現(xiàn)出來,然后讓學(xué)生進(jìn)行思考、討論,下面是課堂教學(xué)的一個片段:
【片段一】
師:同學(xué)們,現(xiàn)在老師請你們來當(dāng)小裁判,請你判斷一下,在這次比賽中是男生套得準(zhǔn)一些,還是女生套得準(zhǔn)一些?
生1:我覺得是女生套得準(zhǔn)一些,因?yàn)榕械膮恰撂字辛?0 個,套中的個數(shù)最多。
生2:我不同意,套中最多的是女生,最少的也是女生,劉×和沈×都只套中了4 個,所以我覺得不能認(rèn)為女生套得準(zhǔn)一些。
師:我們只比某一個人套中的個數(shù),就來判斷是女生套得準(zhǔn)一些,你們覺得合理嗎?
生:不合理。
師:那么應(yīng)該怎么判斷呢?
生3:男生的幾個人套中的個數(shù)比較接近,水平差不多,而女生套中的個數(shù)相差較大,所以我覺得男生套得準(zhǔn)一些。
生4:我不同意。我算了一下,男生一共套中了28 個,而女生一共套中了30 個,女生套中的個數(shù)比男生多,所以我覺得女生套得準(zhǔn)一些。
師:女生套中的總數(shù)比男生多,所以認(rèn)為女生套得準(zhǔn)一些,你們同意嗎?
生5:不同意,因?yàn)槟猩团娜藬?shù)不相等。男生只有4 個人,而女生有5 個人。
師:這位同學(xué)真會觀察,發(fā)現(xiàn)了男女生人數(shù)不相等,那么比總數(shù)公平嗎?
生:不公平。
師:比某一個人套中的個數(shù)不合理,人數(shù)不相等時比總數(shù)也不公平。那么怎樣比才公平呢?
在這個教學(xué)片段中,學(xué)生通過觀察男、女生的套圈數(shù)據(jù),分別提出了比某一個人套中的個數(shù)、比數(shù)據(jù)之間的差異、比套中的總數(shù)等幾種比較方法,但都被否定掉了,于是他們繼續(xù)討論、研究。
教過這個內(nèi)容的教師都知道,要讓學(xué)生通過自己的研究,得到“比較平均每個人套中的個數(shù)”這種方法,是非常困難的,需要教師給予一定的提示、引導(dǎo)。所以,也有教師把這個難點(diǎn)分散,分成幾次來進(jìn)行比較,逐步得出最終的方法,我們來看下面的教學(xué)片段:
【片段二】
第一場比賽:男生4 人,每人都套中7 個;女生4 人,每人都套中6 個。
讓學(xué)生比較,很顯然是男生套得準(zhǔn)一些。
第二場比賽:男生4 人,套中的個數(shù)分別為6、9、7、6;女生4 人,套中的個數(shù)分別為10、4、7、5。
學(xué)生發(fā)現(xiàn),男生一共套中了28 個,女生一共套中了26 個,男生套得準(zhǔn)一些。
第三場比賽:女生隊又增派了一個同學(xué),套中4 個,這時女生隊能贏嗎?
生1:現(xiàn)在女生一共套中了30 個,比男生多,所以女生隊贏了。
生2:不同意,男生只有4 個人,而女生有5個人,人數(shù)不相等,所以這樣比較總數(shù)不公平。
師:對啊,現(xiàn)在男女生人數(shù)不相等,比總數(shù)就不公平了,那應(yīng)該怎么比較呢?
生3:我們可以讓男生隊也再增派一個同學(xué),這樣大家都是5 個人,就可以比較總數(shù)了。
師:這是一個辦法,不過,現(xiàn)在男生就是4個人,不能增加人數(shù),怎么辦呢?
生4:我想,能不能像第一場比賽那樣,把男生4 個人套中的個數(shù)都變得一樣多,把女生5 個人套中的個數(shù)也都變得一樣多,這樣就可以比較了。
師:你想得真好!把男生4 個人套中的個數(shù)都變得一樣多,這時候的個數(shù)就是男生平均每人套中的個數(shù)。
在這個教學(xué)片段中,教師把學(xué)生思考的難點(diǎn)進(jìn)行了分解,先后進(jìn)行了三場比賽,學(xué)生逐漸意識到,當(dāng)人數(shù)不相等時,可以把每個人套中的個數(shù)變得一樣多,這樣就可以比較了。此時,平均數(shù)的概念已經(jīng)呼之欲出,接下來再引出“平均數(shù)”的概念也就水到渠成了,學(xué)生對平均數(shù)也會有更加深刻的認(rèn)識。
上面這兩種不同的教學(xué)方法,有著各自的特點(diǎn)。對于片段一的教學(xué)方法來說,教師幾乎完全放手讓學(xué)生進(jìn)行討論、研究,教師要做的工作就是及時引導(dǎo)學(xué)生對提出的比較方法進(jìn)行深入反思、質(zhì)疑,從而不斷的否定,最終逐步得出正確的比較平均數(shù)的方法。在這個教學(xué)過程中,學(xué)生是課堂的主人,是學(xué)習(xí)的主體,學(xué)生的積極能動性得到了充分地展示。但是,研究的難度很大,所以中間需要經(jīng)過比較長時間的討論、糾結(jié),才能慢慢得出正確的方法。
而對于片段二的教學(xué)方法來說,學(xué)生在這三場比賽的指引下,能夠比較輕松的得出用平均數(shù)來比較的方法,但是,教師所安排的這三場比賽,帶有非常明顯的暗示性,學(xué)生獨(dú)立思考的成分不高,學(xué)生的主體性沒有得到充分體現(xiàn)。
在教學(xué)中,我們可以兼顧以上兩種方法,既保證學(xué)生的學(xué)習(xí)主體性地位,又能有效的縮短學(xué)生思考的時間,讓學(xué)生少走彎路,節(jié)省寶貴的課堂教學(xué)時間,達(dá)到最佳的教學(xué)效果。
平均數(shù)是把一組數(shù)據(jù)變得一樣多之后得到的數(shù)據(jù),要想把一組數(shù)據(jù)變得一樣多,我們用的最多的方法就是移多補(bǔ)少,即把較大的數(shù)據(jù)移一部分給較小的數(shù)據(jù),最終使得它們同樣多;同時,我們也可以把所有的數(shù)據(jù)全都合并起來,再進(jìn)行平均分,從而確保所有的數(shù)據(jù)都一樣多。因此,我們求一組數(shù)據(jù)的平均數(shù),也就有移多補(bǔ)少和先合后分這兩種不同的方法,教材中的例題,也在引導(dǎo)學(xué)生分析的基礎(chǔ)上,給出了這兩種解答方法。
移多補(bǔ)少法,就是把一組數(shù)據(jù)中較大的數(shù)據(jù)移一部分給較小的數(shù)據(jù),經(jīng)過這樣的幾輪操作之后,最終使得它們?nèi)甲兊猛瑯佣?,這個同樣多的數(shù)據(jù)就是這組數(shù)據(jù)的平均數(shù)。這種方法和平均數(shù)的內(nèi)涵是完全一致的,是平均數(shù)內(nèi)涵的直接體現(xiàn)。在教學(xué)時,我們要始終抓住平均數(shù)的內(nèi)涵,幫助學(xué)生深刻理解移多補(bǔ)少,加深對平均數(shù)內(nèi)涵的認(rèn)識。
在教學(xué)例題時,當(dāng)學(xué)生說出要把4 個男生套中的個數(shù)都變得一樣多,也就是要得到男生平均每人套中的個數(shù),可以讓學(xué)生想一想,怎么才能把每個男生套中的個數(shù)變得一樣多?學(xué)生通過思考和討論交流之后發(fā)現(xiàn),把多的移給少的,這樣就可以變得一樣多了,這就是移多補(bǔ)少的實(shí)質(zhì)。我們一定要讓學(xué)生自己動手操作,經(jīng)歷移多補(bǔ)少的過程,加深對移多補(bǔ)少方法的理解,同時能更加深刻地認(rèn)識平均數(shù)的內(nèi)涵。
課堂上,筆者給學(xué)生提供可操作的學(xué)具,在男生套圈統(tǒng)計圖上用棋子表示數(shù)量的多少,棋子可以隨意移動,學(xué)生通過親手移一移,并最終把男生套中的數(shù)據(jù)變得一樣多,感受平均數(shù)的涵義。同時,棋子移動之后,統(tǒng)計圖上會留下棋子初始位置的痕跡,也就是原始數(shù)據(jù),通過這些初始痕跡,幫助學(xué)生理解剛才的移動并不是把這些棋子真正拿走,而僅僅是采用“移多補(bǔ)少”的方式得到平均數(shù),移多補(bǔ)少的過程是一個虛擬的過程,每個男生套中的個數(shù)仍然是原來那么多,并沒有變多,也沒有變少,我們只是假想著把他們變得一樣多而已,從而認(rèn)識到平均數(shù)與真實(shí)數(shù)據(jù)的區(qū)別。
通過移多補(bǔ)少的操作過程學(xué)生發(fā)現(xiàn),把最多的移給最少的,經(jīng)過幾次操作之后才變得一樣多,得到平均數(shù),所以平均數(shù)一定比最多的數(shù)據(jù)要小,比最少的數(shù)據(jù)要大,平均數(shù)在最大數(shù)與最小數(shù)之間。而且原始數(shù)據(jù)中一定有一部分?jǐn)?shù)據(jù)比平均數(shù)大,還有一部分?jǐn)?shù)據(jù)比平均數(shù)小,平均數(shù)處于原始數(shù)據(jù)靠近中間的位置,這才是“平均”的真正涵義。
此外,把超出平均數(shù)的那部分棋子移到比平均數(shù)少的數(shù)據(jù)上去,因此在一組數(shù)據(jù)中,比平均數(shù)多的部分和比平均數(shù)少的部分應(yīng)該正好相等。這個規(guī)律,在有些思考題中有著獨(dú)特的作用。比如這道題目:“兩組學(xué)生進(jìn)行跳繩比賽,平均每人每分鐘跳152 次。甲組有學(xué)生6 人,平均每人每分鐘跳140 次。如果乙組學(xué)生平均每人每分鐘跳160 次,那么乙組有學(xué)生多少人?”用常規(guī)的思路,這道題目需要用方程來解答,而且方程比較復(fù)雜,解方程的過程也很麻煩。如果從平均數(shù)“移多補(bǔ)少”的內(nèi)涵來分析這道題,就簡單多了。甲組學(xué)生的平均數(shù)比兩組的總平均數(shù)要少,那么甲組一共比平均數(shù)少跳的次數(shù),應(yīng)該就正好等于乙組一共比平均數(shù)多跳的次數(shù),因此列式為(152-140)×6÷(160-152),從而可以方便的求出乙組有學(xué)生9 人。
抓住平均數(shù)的內(nèi)涵來理解移多補(bǔ)少法,不僅可以直觀的得到平均數(shù),而且還能讓學(xué)生更深刻的理解平均數(shù)的內(nèi)涵,認(rèn)識平均數(shù)的特點(diǎn)。
通過移多補(bǔ)少的操作來得到平均數(shù)的方法,比較適合于數(shù)據(jù)比較少,并且數(shù)據(jù)之間相差不大的情況,如果一組數(shù)據(jù)比較多,或者數(shù)據(jù)之間相差較大,這時移多補(bǔ)少法就比較麻煩了,所以需要采用計算的方法。
課堂教學(xué)時,在學(xué)生采用移多補(bǔ)少的方法得到男生套中的平均數(shù)之后,讓學(xué)生繼續(xù)思考,有沒有其它方法可以得到男生的平均數(shù)了?除了移多補(bǔ)少之外,還有什么方法可以使得男生套中的個數(shù)都變得一樣多?對了,在平均分的時候,分得的每一個數(shù)量全都一樣多。因此我們可以把男生套中的個數(shù)全都合并在一起,然后再平均分,這樣就會變得一樣多。這就是先合后分的計算方法,是計算平均數(shù)時最常用的方法。
計算之后,引導(dǎo)學(xué)生回顧反思先合后分的計算過程,理解平均分得到的數(shù)量一樣多,也就符合平均數(shù)的內(nèi)涵要求,體會平均數(shù)概念中的“平均”二字,與平均分中的“平均”之間的聯(lián)系,從而加深對平均數(shù)內(nèi)涵的理解,進(jìn)一步掌握先合后分的計算方法。
移多補(bǔ)少和先合后分這兩種方法都可以得到一組數(shù)據(jù)的平均數(shù),但是它們的側(cè)重點(diǎn)各不相同,在學(xué)生掌握了兩種方法之后,我們需要對這兩種方法進(jìn)行對比分析,從而幫助學(xué)生加深對平均數(shù)內(nèi)涵的認(rèn)識,更加熟練地掌握這兩種方法。
移多補(bǔ)少是用操作的方法得到一組數(shù)據(jù)的平均數(shù),它適用于數(shù)據(jù)的個數(shù)比較少且數(shù)據(jù)之間相差不大的情況,如果數(shù)據(jù)比較多或者數(shù)據(jù)之間相差較大時,移多補(bǔ)少的過程就會比較麻煩,但是先合后分的計算方法對于任何情形都是適用的,只不過當(dāng)數(shù)據(jù)較大時,計算會稍微麻煩一些。所以在遇到實(shí)際問題時,我們要根據(jù)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)靈活選擇合適的方法,在分析課堂練習(xí)題時,一定要讓學(xué)生掌握判斷的方法,選擇最簡便的方法來得到平均數(shù)。
既然先合后分的計算方法能夠適用于任何情形,而移多補(bǔ)少法有較多的局限性,那么以后是不是就可以全都采用先合后分法來計算平均數(shù),甚至在教學(xué)時也沒有必要再分析移多補(bǔ)少法了,這樣不是能夠節(jié)省一些教學(xué)時間?其實(shí)不然,在有些情況下,采用移多補(bǔ)少的方法還是比先合后分法要簡便一些。同時先合后分法重在結(jié)果,而移多補(bǔ)少法重在過程,在移多補(bǔ)少的操作過程中,學(xué)生能夠直觀地看出一組數(shù)據(jù)的平均數(shù)一定在最大數(shù)與最小數(shù)之間,一組數(shù)據(jù)中一定有一些數(shù)據(jù)比平均數(shù)大,也有一些數(shù)據(jù)比平均數(shù)小,而且比平均數(shù)多的部分與比平均數(shù)少的部分恰好同樣多。對于平均數(shù)的這些特點(diǎn),先合后分的計算方法無法直觀地發(fā)現(xiàn),只有在移多補(bǔ)少的過程中才能直觀地看出,所以在教學(xué)時,我們應(yīng)該要兩種方法并重,而在解決實(shí)際問題時,要靈活選擇合適的方法來得到平均數(shù)。
先合后分法只是純粹的機(jī)械計算,而移多補(bǔ)少法則注重過程的技巧性。如果實(shí)際問題中遇到5623、5625 和5618 這三個數(shù)時,移多補(bǔ)少法只關(guān)注三個數(shù)據(jù)之間的差,而無需理會這三個數(shù)有多大,采用移多補(bǔ)少法的過程與23、25和18 這三個數(shù)是一樣的,但是采用先合后分法時,在計算方面就會稍微麻煩一些。
所以許多時候,我們會把兩種方法結(jié)合起來,兼顧兩種方法的優(yōu)點(diǎn),采用更加靈活方便的計算方法。比如上面的三個數(shù),我們發(fā)現(xiàn)它們都超過5600,因此可以把超過5600 的部分截取出來,為23、25 和18,用先合后分法先計算這三個數(shù)的平均數(shù)是22,然后再加上5600,就可以得到原來三個數(shù)的平均數(shù)是5622。這種方法類似于移多補(bǔ)少法那樣只關(guān)注條形統(tǒng)計圖中數(shù)據(jù)直條頂端的差異,而暫時舍棄同樣長的直條部分,同時又采用了先合后分的計算,把兩種方法完美的融合在一起,使得我們的計算更加簡便,更加靈活。
在四年級上冊,學(xué)生認(rèn)識了平均數(shù),知道可以用平均數(shù)來刻畫一組數(shù)據(jù)的集中趨勢,反映一組數(shù)據(jù)的總體水平。以后學(xué)生還會再認(rèn)識中位數(shù)和眾數(shù)。平均數(shù)、中位數(shù)和眾數(shù)是比較常見的三個統(tǒng)計量,它們有各自的特點(diǎn),在實(shí)際應(yīng)用中有各自的使用場合。
對于四年級學(xué)生來說雖然還沒有學(xué)到中位數(shù)和眾數(shù)的知識。但是作為教師,我們需要對平均數(shù)、中位數(shù)和眾數(shù)這三個統(tǒng)計量的各自特點(diǎn)以及它們之間的區(qū)別非常熟悉,這樣才能在教學(xué)平均數(shù)時,引導(dǎo)學(xué)生正確認(rèn)識平均數(shù)的特點(diǎn),深刻理解平均數(shù)的內(nèi)涵,從而為以后能夠比較輕松的將中位數(shù)和眾數(shù)融入到自己的知識體系中,對這三個統(tǒng)計量有更加深刻地認(rèn)識。
根據(jù)以上的對比分析,在平均數(shù)教學(xué)時,我們要讓學(xué)生認(rèn)識到平均數(shù)的特點(diǎn),知道平均數(shù)的存在性、唯一性、虛擬性與易變性,知道平均數(shù)和每一個數(shù)據(jù)都有關(guān)系,能夠反映一組數(shù)據(jù)的整體水平。同時也要引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識到,盡管每個數(shù)據(jù)的變動都會引起平均數(shù)的變動,但是當(dāng)個別數(shù)據(jù)變動較大時,平均到每個數(shù)據(jù)上之后,平均數(shù)的變動相對比較小,因此平均數(shù)可以弱化個別數(shù)據(jù)的影響,這也是生產(chǎn)、生活中廣泛運(yùn)用平均數(shù)的一個原因。
平均數(shù)在生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用非常廣泛,在課堂教學(xué)中,我們通過創(chuàng)設(shè)優(yōu)化的生活情境,引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷用平均數(shù)描述數(shù)據(jù)特征的過程,逐步掌握平均數(shù)概念的內(nèi)涵、熟悉平均數(shù)的特點(diǎn),能夠熟練計算一組數(shù)據(jù)的平均數(shù),從而更好的解決生活中的實(shí)際問題。