《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)》(以下簡稱“新課標(biāo)”)將“數(shù)據(jù)分析觀念”細化為小學(xué)和初中兩個階段,分為“數(shù)據(jù)意識”和“數(shù)據(jù)觀念”。新課標(biāo)明確指出,數(shù)據(jù)意識主要是指對數(shù)據(jù)的意義和隨機性的感悟。在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中,培養(yǎng)學(xué)生數(shù)據(jù)意識的關(guān)鍵在于引導(dǎo)學(xué)生面對真實問題、產(chǎn)生統(tǒng)計需求,進而經(jīng)歷數(shù)據(jù)的收集、整理、表達、分析與決策的全過程。
蘇教版小學(xué)數(shù)學(xué)四年級上冊第四單元“統(tǒng)計表和條形統(tǒng)計圖(一)”,作為小學(xué)數(shù)據(jù)表達方式教學(xué)的起點,不僅承接了數(shù)據(jù)的收集和整理的教學(xué)內(nèi)容,還進一步探索了更為清楚、直觀的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)方式,為分析數(shù)據(jù)、解決問題、作出決策提供了有力支撐。學(xué)生通過完整地學(xué)習(xí)第四單元,不僅能體驗統(tǒng)計的過程,還能為后續(xù)學(xué)習(xí)各類統(tǒng)計圖表打下堅實的基礎(chǔ)。文章從這一單元的教學(xué)實踐與思考出發(fā),探討了基于數(shù)據(jù)的問題解決結(jié)構(gòu)的整體性設(shè)計的教學(xué)策略,以供參考。
一、引導(dǎo)學(xué)生親身經(jīng)歷數(shù)據(jù)分析活動的全過程
新課標(biāo)強調(diào),教師在開展小學(xué)第二學(xué)段數(shù)據(jù)的收集、整理與表達教學(xué)時,應(yīng)創(chuàng)設(shè)真實情境,引導(dǎo)學(xué)生體驗數(shù)據(jù)收集和整理的過程,用數(shù)學(xué)語言表達數(shù)據(jù)所蘊含的信息,從而幫助學(xué)生形成初步的數(shù)據(jù)意識。教師要以真實問題為驅(qū)動力來培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)意識,因此,在這一單元,教師應(yīng)緊密圍繞實際問題來展開教學(xué)。
(一)設(shè)置具體問題,激發(fā)數(shù)據(jù)收集的需求以下是教學(xué)片段。
教師:“同學(xué)們,我們即將迎來學(xué)校的秋季運動會,咱們班要選擇一個集體項目參加比賽,你們希望選哪一個項目呢?”
(課件展示選項:三人四足跑、無敵風(fēng)火輪、趣味套圈、協(xié)力競走、紙衣接力)
(學(xué)生積極發(fā)表個人觀點)
教師:“看來大家都有各自心儀的項目,那么我們應(yīng)該如何作出決定,最終選出我們班級參與的集體項目呢?”
學(xué)生:“可以收集大家的意見,匯總數(shù)據(jù),然后比較
結(jié)果。”
教師:“非常正確!既然大家各持己見,那么我們就要通過調(diào)查來收集數(shù)據(jù)。沒有現(xiàn)成的數(shù)據(jù),我們就自己動手去收集?!?/p>
數(shù)據(jù)的收集、整理和分析的過程應(yīng)當(dāng)是生動而具體的。在這一教學(xué)實踐中,教師通過調(diào)查問卷的方式讓學(xué)生分工合作,收集了全班學(xué)生的意見,這有助于學(xué)生逐步發(fā)展數(shù)據(jù)意識。通過真實參與數(shù)據(jù)的收集、整理和分析,學(xué)生更深刻地體會到了數(shù)學(xué)中蘊含的信息。同時,為了讓學(xué)生親歷數(shù)據(jù)分析的全過程,教師在該環(huán)節(jié)創(chuàng)設(shè)了問題情境,引導(dǎo)學(xué)生積極參與了調(diào)查活動,幫助學(xué)生獲得了真實的體驗,進一步激發(fā)了研究的興趣。同時,學(xué)生深刻體會到,在這一情境下,數(shù)據(jù)是解決問題的關(guān)鍵支撐,且這些數(shù)據(jù)并不是現(xiàn)成或固定不變的,而是要通過實際收集才能獲得的。
(二)基于現(xiàn)實情境完成數(shù)據(jù)整理,基于問題解決探索數(shù)據(jù)表達方式
以下是教學(xué)片段。
教師:“同學(xué)們請看,這些就是大家收集上來的調(diào)查問卷,那么,接下來我們該怎么做呢?”
學(xué)生:“應(yīng)該對獲得的數(shù)據(jù)進行整理?!?/p>
教師:“很好!請大家回憶一下,你們之前是如何記錄和整理數(shù)據(jù)的?”
(學(xué)生交流記錄和整理數(shù)據(jù)的方法)
教師帶領(lǐng)學(xué)生回顧:“在一年級,我們學(xué)習(xí)了按不同標(biāo)準(zhǔn)分類;在二年級,我們學(xué)會了用不同方法記錄數(shù)據(jù);到了三年級,我們知道了如何對收集到的雜亂數(shù)據(jù)按照不同標(biāo)準(zhǔn)進行分類整理?!?/p>
(學(xué)生點頭表示贊同)
教師:“那么從這些調(diào)查問卷中,我們能否直接看出哪個項目最受大家歡迎?如果我還想進一步了解選擇其他項目的人數(shù),能不能一眼就看出來?”
學(xué)生:“不能?!?/p>
教師:“那么,我們可以用什么方式更直觀地表達這些數(shù)
據(jù)呢?”
學(xué)生:“可以通過列表或畫圖的方式。”
為了更有效地進行分析,人們必然需要更直接、清晰的表達方式,因此人們產(chǎn)生了對數(shù)據(jù)的表達方式的需求。圖形、表格作為重要的數(shù)學(xué)語言,其價值在于能夠清晰直觀地表達數(shù)據(jù)。教師在這一教學(xué)環(huán)節(jié),從真實問題出發(fā),引導(dǎo)學(xué)生從數(shù)據(jù)收集走向了數(shù)學(xué)化的表達,有效培養(yǎng)了學(xué)生“用數(shù)據(jù)說話”的理性精神。
二、基于學(xué)生已有經(jīng)驗設(shè)計與實施教學(xué)活動,提高學(xué)生的思維分析能力
學(xué)生在現(xiàn)實生活中已廣泛接觸過統(tǒng)計圖表,通過圖形、表格表達的方式積累了一定的生活經(jīng)驗,因此他們能夠明白,數(shù)據(jù)以圖形或表格形式展現(xiàn)會更為清晰、直觀?;诖?,教師在這一單元的教學(xué)中,首先引導(dǎo)學(xué)生探討了表達數(shù)據(jù)的方式,隨后直接對接學(xué)生已有的經(jīng)驗,要求學(xué)生完成統(tǒng)計表的制作并補充條形統(tǒng)計圖,提高了學(xué)生的思維分析能力。
(一)在統(tǒng)計表和條形統(tǒng)計圖的教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的思維分析能力
1.統(tǒng)計表的教學(xué)。以下是教學(xué)片段。
教師:“我們先來探討第一種表達數(shù)據(jù)的方式——統(tǒng)計表。如果現(xiàn)在我給出一張表格,你們能否準(zhǔn)確地填入數(shù)據(jù)呢?”
(學(xué)生獨立填表后,展示并匯報統(tǒng)計表內(nèi)容)
教師:“請分享一下,你們是如何完成這張表格的?在表格中,你們獲取了哪些數(shù)據(jù)?這些數(shù)據(jù)能幫助我們解決哪些問題?現(xiàn)在,請同桌之間互相交流一下?!?/p>
(學(xué)生紛紛與同桌交流)
教師指向統(tǒng)計表中的“合計”欄,提出問題:“這一欄表示什么意義?它的數(shù)值是如何計算出來的?”
接著,教師用電子白板展示錯誤示例,引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn):某一項數(shù)據(jù)的錯誤會導(dǎo)致合計值與實際參與人數(shù)不符。
教師:“你們認(rèn)為‘合計’這一欄有什么作用?”
(學(xué)生深入思考后回答)
教師:“統(tǒng)計表是整理與表達數(shù)據(jù)的一種有效方式,通過有序填寫統(tǒng)計結(jié)果,我們得到了一張統(tǒng)計表。通過分析統(tǒng)計表,我們能獲取大量有價值的信息?!?/p>
2.條形統(tǒng)計圖的教學(xué)。以下是教學(xué)片段。
教師:“除了統(tǒng)計表,你們還知道其他表達數(shù)據(jù)的方式嗎?”
學(xué)生:“用圖形?!?/p>
教師:“非常正確,除了用統(tǒng)計表,我們還可以用圖形來表達數(shù)據(jù),圖形同樣是數(shù)學(xué)的一種語言?!?/p>
(教師用課件展示條形統(tǒng)計圖直觀表達數(shù)據(jù)的實例,并詳細講解條形統(tǒng)計圖的相關(guān)知識)教師:“我們把橫向的軸稱為橫軸,它標(biāo)示了具體的項目;而縱向的軸則稱為縱軸,它標(biāo)示了數(shù)量。這種用直條的高度來表示數(shù)量多少的統(tǒng)計圖,就是條形統(tǒng)計圖。在畫圖時,我們要將橫軸和縱軸相結(jié)合,才能準(zhǔn)確表示數(shù)據(jù)。”
(學(xué)生認(rèn)真聽講)
教師(用課件展示一張未完成的條形統(tǒng)計圖):“你們能否根據(jù)已有數(shù)據(jù),將這張條形統(tǒng)計圖補充完整呢?”
(學(xué)生獨立繪圖后,展示并匯報條形統(tǒng)計圖)
教師:“你是如何畫出表示‘喜歡趣味套圈’人數(shù)的直條的?”
學(xué)生(上臺闡釋):“我首先找到對應(yīng)的項目,然后根據(jù)具體的人數(shù)來確定直條的高度?!?/p>
教師:“很好。未來我們會接觸更多不同類型的統(tǒng)計圖,不管是統(tǒng)計表還是統(tǒng)計圖,都能清晰準(zhǔn)確地呈現(xiàn)統(tǒng)計結(jié)果,數(shù)學(xué)的語言就是這么簡潔、清晰?!?/p>
(二)引導(dǎo)學(xué)生思考辨析圖表價值,培養(yǎng)思維分析能力
以下是教學(xué)片段。
教師:“你們覺得相比之下,哪種數(shù)據(jù)表達方式更直觀呢?”
學(xué)生:“條形統(tǒng)計圖更直觀?!?/p>
教師:“那是不是就意味著統(tǒng)計表就一定不如條形統(tǒng)計圖呢?請和你的同桌討論一下,并說說你的理由?!?/p>
(學(xué)生熱烈討論)
學(xué)生:“統(tǒng)計表和條形統(tǒng)計圖各有優(yōu)勢?!?/p>
教師:“是的,統(tǒng)計表和條形統(tǒng)計圖各有特點,正如我們每個同學(xué)都有自己擅長的領(lǐng)域一樣。我們應(yīng)該根據(jù)實際需要來選擇合適的表達方式?!?/p>
(三)教學(xué)總結(jié)
相較于單純知識的講授,這一環(huán)節(jié)的教學(xué)側(cè)重于培養(yǎng)學(xué)生有效觀察圖表、解讀數(shù)據(jù)的能力。這主要體現(xiàn)在三個方面:一是對統(tǒng)計表中“合計”欄意義的深入探討,通過交流辨析,學(xué)生能夠認(rèn)識到“合計”欄不僅能顯示參與調(diào)查的總?cè)藬?shù),還能作為校驗統(tǒng)計結(jié)果準(zhǔn)確性的基準(zhǔn);二是強化條形統(tǒng)計圖的讀圖能力訓(xùn)練,在學(xué)生完成繪圖后,即時邀請他們描述繪圖過程,教師結(jié)合肢體語言生動講解橫軸、縱軸的概念,幫助他們掌握繪圖技巧,同時提高讀圖能力;三是重視圖表分析過程,通過分析與交流,讓學(xué)生體會數(shù)據(jù)中蘊含的信息,理解解決問題要用數(shù)據(jù)“說話”,從而發(fā)展學(xué)生的數(shù)據(jù)意識與分析觀念。
在教學(xué)過程中,教師通過加強數(shù)據(jù)分析活動,引導(dǎo)學(xué)生在思考與分析中獲得了信息,了解了這些信息可以解決什么問題,幫助學(xué)生培養(yǎng)了數(shù)據(jù)意識。觀察、比較、交流和評價,是這一單元的重要活動方式。學(xué)生通過觀察與比較,分享了個人觀點,與他人進行了交流,并在互動交流中逐漸形成了較為統(tǒng)一的意見與決策,這有效提高了學(xué)生的思維分析能力??紤]到小學(xué)生的年齡和經(jīng)驗,教師給出的數(shù)據(jù)復(fù)雜性不宜太高,所得結(jié)論和決策也應(yīng)相對直接明了。這樣的教學(xué)方式,為基于數(shù)據(jù)的問題解決結(jié)構(gòu)的課程整體教學(xué)設(shè)計提供了有力支撐。
三、課程回顧與感悟:重構(gòu)基于數(shù)據(jù)的問題解決結(jié)構(gòu),培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)意識
通過第四單元的教學(xué),學(xué)生將進一步學(xué)習(xí)統(tǒng)計量(如平均數(shù)),豐富數(shù)據(jù)分析的過程。學(xué)生能掌握統(tǒng)計知識在生活中的應(yīng)用,從而深化數(shù)據(jù)意識。同時,學(xué)生能體會到利用統(tǒng)計方法解決具體問題、輔助決策的價值。該單元教學(xué)經(jīng)過整體設(shè)計、分步實施,促進了學(xué)生數(shù)據(jù)意識的形成與發(fā)展。
圍繞單元整體設(shè)計,該單元從實際問題切入,構(gòu)建了基于數(shù)據(jù)解決問題的完整框架:從問題出發(fā),明確數(shù)據(jù)收集是解決問題的關(guān)鍵,經(jīng)歷數(shù)據(jù)的收集、整理、表達、分析與決策的全過程,形成個人見解與解決方案,最終在平等對話、理性分析、合理取舍中圓滿解決問題。以下是部分教學(xué)片段的回顧。
教師:“我們通過對數(shù)據(jù)的深入分析,成功解決了哪個項目最受歡迎、每個項目的具體受歡迎程度的問題,并據(jù)此作出了恰當(dāng)?shù)臎Q策?!?/p>
(課件展示回顧整個整理與分析過程)
教師:“統(tǒng)計在我們的生活中扮演著重要角色。那么,針對這一問題,我們最初遇到了什么挑戰(zhàn)呢?”
學(xué)生:“每個人對項目的喜好不同,要確定班級中最受歡迎的項目,卻沒有現(xiàn)成的數(shù)據(jù)可以參考?!?/p>
教師:“那么,我們是如何利用數(shù)據(jù),一步步克服這個難題的呢?”
學(xué)生:“首先,我們收集和整理了數(shù)據(jù);接著,對數(shù)據(jù)進行了表達和分析;最后,基于分析結(jié)果,我們進行了判斷和決策?!?/p>
這一環(huán)節(jié)通過辨析,學(xué)生理解了同一組數(shù)據(jù)可以有多種表達方式,每種方式并無絕對優(yōu)劣之分,關(guān)鍵在于是否適合具體情境。在回顧與感悟中,學(xué)生認(rèn)識到了面對生活中的某些問題,要對其進行調(diào)查研究、收集數(shù)據(jù),理解數(shù)據(jù)背后蘊含的信息。教師培養(yǎng)了學(xué)生以數(shù)據(jù)為依據(jù)進行思考和表達的習(xí)慣,幫助學(xué)生學(xué)會了用數(shù)學(xué)語言精準(zhǔn)描述現(xiàn)實世界。
(作者單位:昆山市玉山鎮(zhèn)同心小學(xué))