創(chuàng)設(shè)認(rèn)知沖突破解體驗(yàn)缺失難題

黃世忠

“中位數(shù)”是人教版小學(xué)五年級(jí)數(shù)學(xué)教科書P105新增的一個(gè)教學(xué)內(nèi)容。其教學(xué)背景是以三年級(jí)所學(xué)平均數(shù)的意義、作用及特點(diǎn)為基礎(chǔ)，通過平均數(shù)不能很好反映數(shù)據(jù)偏差較大的情況，引出并學(xué)習(xí)中位數(shù)的意義、作用、特點(diǎn)及計(jì)算方法。本課的教學(xué)目標(biāo)定位是通過這一內(nèi)容的教學(xué)，使學(xué)生理解中位數(shù)在統(tǒng)計(jì)學(xué)中的意義，會(huì)求中位數(shù)；了解中位數(shù)與平均數(shù)的異同，學(xué)會(huì)根據(jù)數(shù)據(jù)的具體情況合理選擇統(tǒng)計(jì)方法，體會(huì)各自的特點(diǎn)和作用。教學(xué)重點(diǎn)定位在中位數(shù)意義的理解及求法，教學(xué)難點(diǎn)是針對(duì)一組數(shù)據(jù)的具體情況及所要分析的問題，作出對(duì)統(tǒng)計(jì)方法的合理選擇。

這是新增的知識(shí)點(diǎn)，沒有可借鑒的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，加上自身本體性知識(shí)的欠缺，我就只好“摸著石頭過河”實(shí)施第一次教學(xué)。教學(xué)的基本程序是：復(fù)習(xí)平均數(shù)的求法一自學(xué)課本——提出問題——互動(dòng)交流——學(xué)習(xí)新概念——平均數(shù)與中位數(shù)的比較——知識(shí)應(yīng)用——解決問題。教學(xué)過程還算流暢?？蓪W(xué)生臉上的表情以及自己的直覺告訴我，本課教學(xué)遠(yuǎn)沒有達(dá)到“三維目標(biāo)”的要求，而問題出在哪呢?

于是。我詢問學(xué)生。果然不出所料，學(xué)生心存較多的疑惑(高年級(jí)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)或老師講解存在疑惑往往隱藏在心底里，不大愿意當(dāng)眾講出來(lái))，現(xiàn)整理如下：

疑惑一：平均數(shù)為什么“失靈”了?甚至懷疑過去學(xué)習(xí)“平均數(shù)”上當(dāng)受騙了。)

疑惑二：中位數(shù)是干什么的?(有“平均數(shù)”，為什么還要引進(jìn)“中位數(shù)”?)

疑惑三：到底什么時(shí)候使用“平均數(shù)”?什么時(shí)候該用“中位數(shù)”?

面對(duì)學(xué)生的疑惑，我陷入了痛苦的反思，開始自我診治：難道文本(附后)設(shè)計(jì)出了問題，無(wú)法幫助學(xué)生形成新的建陶?還是學(xué)生的理解產(chǎn)生了偏差，導(dǎo)致認(rèn)知障礙?或者是學(xué)生的慣性定勢(shì)在作怪，阻礙了學(xué)生思維遷移?經(jīng)反復(fù)琢磨，我悟出了一點(diǎn)道理：學(xué)生之所以認(rèn)為平均數(shù)“失靈”了，可能是因?yàn)閷W(xué)生對(duì)“平均數(shù)”本身意義的理解就存在缺陷，也就是他們對(duì)怎樣求平均數(shù)是“相當(dāng)熟練的”，但對(duì)平均數(shù)到底是“干什么的”并不明白，或所習(xí)得的“平均數(shù)”被異化成“平均數(shù)的求法”。學(xué)生不接納中位數(shù)是為什么呢?可能是因?yàn)槠綍r(shí)生活中用得最廣泛的是平均數(shù)，對(duì)平均數(shù)的感覺是一種耳熟能詳?shù)闹庇X，讓學(xué)生舍棄平均數(shù)而選用中位數(shù)，在情感上需要一個(gè)過程。因此，學(xué)生對(duì)何時(shí)使用平均數(shù)何時(shí)使用中位數(shù)就摸不著門路?；谏鲜龅姆治?。我擬采用創(chuàng)設(shè)認(rèn)知沖突的策略，強(qiáng)化體驗(yàn)的方法，破解學(xué)生的三大疑惑，實(shí)現(xiàn)三位一體的教學(xué)目標(biāo)：對(duì)平均數(shù)意義的重構(gòu)、認(rèn)識(shí)中位數(shù)的必要以及合理選擇平均數(shù)與中位數(shù)做了新的嘗試。

教學(xué)片段一：營(yíng)造沖突，感知必要，破解“平均數(shù)失靈”

屏幕演示

某次數(shù)學(xué)考試，小芳得到78分。

全班的平均分為77分。

小芳告訴媽媽說(shuō)，自己這次成績(jī)

在班上處于“中上水平”。

師：閱讀了以上信息。你認(rèn)為小芳所言她的成績(jī)處于班級(jí)的“中上水平”一定屬實(shí)嗎?

師：可以把你的想法與同伴交流，也可以對(duì)你的想法自行驗(yàn)證。

(學(xué)生活動(dòng)，爭(zhēng)論激烈。觀點(diǎn)碰撞頻發(fā)。)

生1：我認(rèn)為，既然小芳的成績(jī)78分比全班的平均分77分還多出1分，就說(shuō)明她的成績(jī)確實(shí)是班里的“中上水平”。

師：你們同意這位同學(xué)的意見嗎?

(小部分學(xué)生表示同意，一部分學(xué)生表示不贊同，多數(shù)學(xué)生尚未思考清楚沒有表態(tài)。)

師：看來(lái)大家意見不太一致。(在老師的預(yù)設(shè)之中)

生(齊)：是的。

師：我們就先來(lái)說(shuō)說(shuō)你們所理解的平均分(77分)在班里相當(dāng)于什么水平。

生(眾)：中等水平。

師：按你們的理解，高于平均分就應(yīng)屬于中上水平，低于平均分就應(yīng)屬于中下水平。

生：應(yīng)該是這樣。(學(xué)生認(rèn)為“平均分”與“中等水平”是等值的，連持反對(duì)意見或保持沉默的學(xué)生也轉(zhuǎn)變了態(tài)度。)

師：果真是這樣嗎?想不想知道小芳班里考試成績(jī)的真實(shí)情況?

生：當(dāng)然想!(急于驗(yàn)證自己的猜想是否正確)

師：那么，就請(qǐng)看吧!(屏幕演示)全班共30人，其他同學(xué)的成績(jī)?yōu)椋?/p>

1個(gè)100分，

4個(gè)90分，

22個(gè)80分。

1個(gè)lO分

1個(gè)2分。

師：有什么想法?小芳的成績(jī)?cè)诎嗌蠈?shí)際排列第幾?(營(yíng)造的情景帶給學(xué)生巨大的認(rèn)知沖突。)

生：倒數(shù)第四。

師：以你們剛才的觀點(diǎn)，就等于你們認(rèn)可了一個(gè)倒數(shù)第四位的成績(jī)處于班上的“中上水平”?

生：決不同意。

師：高于平均分卻不算中上水平，這不矛盾嗎?

生：是這樣的，一般情況下，高于平均分就應(yīng)屬于中上水平，可是沒想到這里出現(xiàn)了兩個(gè)低到極端的分?jǐn)?shù)，把班里的平均分一下子就拉下來(lái)了。(學(xué)生加重了帶著重號(hào)詞語(yǔ)的讀音)

師：你所說(shuō)的“一般情況”是指什么?

生：我?guī)退忉?，“一般情況”就是指一組數(shù)據(jù)中不能出現(xiàn)特別大或特別小的數(shù)據(jù)，數(shù)與數(shù)之間差距不能太大。

生：小芳班有一個(gè)人只得2分，暫且不說(shuō)他與最高分100分相差太大，就是與大多數(shù)人的80分也有不小的距離。這個(gè)2分，對(duì)全班的平均分影響太大了。

師：怎樣影響?

生：把平均分拉低了很多很多。所以讓小芳成績(jī)高于平均分。這個(gè)平均分低于班上大多數(shù)同學(xué)的成績(jī)，不能代表班上成績(jī)的中等水平。

(同學(xué)們紛紛點(diǎn)頭表示贊同。)

師：確實(shí)像你們分析的這樣，平均數(shù)也有“失靈”的時(shí)候。當(dāng)一組數(shù)據(jù)中的數(shù)值比較集中，差異不大時(shí)，平均數(shù)能較好地反映該組數(shù)據(jù)情況的中等水平。當(dāng)一組數(shù)據(jù)中出現(xiàn)極端數(shù)據(jù)時(shí)，平均數(shù)往往就不能代表一組數(shù)據(jù)的“中等水平”(統(tǒng)計(jì)學(xué)稱之為“一般水平”)。平均數(shù)“失靈”，我們用什么樣的“數(shù)”衡量小芳的成績(jī)?cè)诎嗌咸幱谠鯓拥乃侥?

師：數(shù)學(xué)是一門工具學(xué)科。今天，我們就來(lái)學(xué)習(xí)一個(gè)新的數(shù)學(xué)概念“中位數(shù)”，以幫助我們解決這個(gè)問題。

(點(diǎn)評(píng)：中位數(shù)是表示數(shù)據(jù)組一般水平的數(shù)據(jù)。為了讓學(xué)生在認(rèn)識(shí)平均數(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)而認(rèn)識(shí)中位數(shù)的內(nèi)涵，教師沒有直接呈現(xiàn)中位數(shù)概念，而是創(chuàng)設(shè)情境，讓學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知“沖突”，以“平均數(shù)”為參照物，引出“中位數(shù)”的概念，體會(huì)“中位數(shù)”的意義。體會(huì)到學(xué)習(xí)中位數(shù)的必要性。)

教學(xué)片段二：情景體驗(yàn)。動(dòng)態(tài)生成。破解“何為中位數(shù)?”

師：從字面意義來(lái)理解，你認(rèn)為“中位數(shù)”是怎樣的數(shù)?

生：處在中間位置的數(shù)，叫做“中位數(shù)”。

師：從定義的角度來(lái)理解，你的說(shuō)法是正確的；從統(tǒng)計(jì)學(xué)的角度來(lái)理解，你的說(shuō)法還需要補(bǔ)充條件。

(屏幕演示：把一組數(shù)據(jù)按順序排列后。處在最中間位置的數(shù)叫做中位數(shù)。)

師：為什么要添加“把數(shù)據(jù)按順序排列”這個(gè)前提條件呢?

(沒有學(xué)生回答)

師：這樣吧，我們現(xiàn)場(chǎng)做一個(gè)演示，請(qǐng)五位同學(xué)協(xié)助完成。(教師選擇5位同學(xué)到臺(tái)前站成一排，用A4紙標(biāo)明各自的

身高。)

師：請(qǐng)認(rèn)為自己身高數(shù)是中位數(shù)的同學(xué)往前移一步。

(B和C都前移了一步)

師：C，你出來(lái)的理由是……?

C：因?yàn)槲艺驹谶@五個(gè)人的最中間。所以我是“中位數(shù)”。

(教師沒有表態(tài)，把C和D調(diào)換了一個(gè)位置，并讓D向前移了一步，大聲宣布D是中位數(shù)。)

師：看出問題了嗎?

(學(xué)生沒有表態(tài)，若有所思。教師又把A和c調(diào)換了一個(gè)位置，并讓A前移了一步，大聲宣布A是中位數(shù)。)

生：不對(duì)。這么說(shuō)，誰(shuí)(的身高數(shù))都可以是中位數(shù)。

生：我明白了，把他們的身高按從高到低或者從低到高的順序排列起來(lái)，最中間的數(shù)才是中位數(shù)。

師：你們真聰明!中位數(shù)是一組數(shù)據(jù)中間確定的、唯一的數(shù)。

(說(shuō)著，老師站到五人隊(duì)伍的一端。)

師：這時(shí)的中位數(shù)是誰(shuí)?(學(xué)生誰(shuí)也沒有往前移動(dòng)一步，面面相覷。)

生(自言自語(yǔ))：6個(gè)人不好找中間數(shù)。

師：對(duì)照中位數(shù)的定義，誰(shuí)最不可能是中位數(shù)?請(qǐng)退后一步。

(師、C、E和A在眾學(xué)生的指揮下相繼退后，剩下D和B。)

師：D和B你們?yōu)槭裁床煌撕竽?

生(搶著說(shuō))：他們兩個(gè)是最靠近中間的數(shù)。誰(shuí)退去都不能。

師：可是中位數(shù)只有一個(gè)。

生：那么就只好取他們兩個(gè)的身高平均數(shù)了。

小結(jié)：當(dāng)一組數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)是單數(shù)時(shí)，正中間的數(shù)是中位數(shù)，當(dāng)數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)是雙數(shù)時(shí)，正中間的兩個(gè)數(shù)的平均數(shù)是中位數(shù)。

(點(diǎn)評(píng)：從字面上理解中位數(shù)的意義及求法并不困難，難的是如何幫助學(xué)生從本質(zhì)上認(rèn)識(shí)、理解中位數(shù)的產(chǎn)生、形成與發(fā)展變化。教師提供適度的活動(dòng)時(shí)間和空間。讓學(xué)生在具體的操作活動(dòng)中體會(huì)中位數(shù)。)

教學(xué)片段三：整合挖掘，促進(jìn)內(nèi)化，破解“究竟該選誰(shuí)?”

(教師請(qǐng)剛才的五位同學(xué)按順序排好。)

師：這五位同學(xué)身高的中位數(shù)，我們剛才已經(jīng)知道它是138厘米，能快速計(jì)算出他們身高的平均數(shù)嗎?

生：平均身高是138.4厘米。

師：比較這組數(shù)據(jù)的平均數(shù)和中位數(shù)，你發(fā)現(xiàn)了什么?

生：它們非常接近，不分上下。

師：為什么兩者能這么接近?你認(rèn)為其中的原因是什么?

生：可能是因?yàn)檫@組數(shù)據(jù)中沒有出現(xiàn)特別偏大或偏小的數(shù)據(jù)。

師：你們的猜想完全正確。在這種情況下，用平均數(shù)或者用中位數(shù)都能很好地反映一組數(shù)據(jù)的一般水平。

師：大家認(rèn)識(shí)身高226厘米的籃球明星姚明嗎?今天他來(lái)了。(把C的身高數(shù)換成226厘米，對(duì)C說(shuō)：“你現(xiàn)在就是姚明了。”學(xué)生被逗樂了。)與剛才相比，這五個(gè)人身高的平均數(shù)變化了嗎?變大了還是變小了?中位數(shù)呢?(如此演示兩至三次)

小結(jié)：平均數(shù)與每個(gè)數(shù)據(jù)大小變化有關(guān)。與排列位置無(wú)關(guān)；中位數(shù)與數(shù)據(jù)的排列位置有關(guān)，與每個(gè)數(shù)據(jù)大小變化不一定有關(guān)。

(點(diǎn)評(píng)：學(xué)生的“痛苦”往往來(lái)源于比較，尤其是對(duì)相近概念的比較，如在具體情境下，到底應(yīng)該選擇平均數(shù)還是選擇中位數(shù)來(lái)表示一組數(shù)據(jù)的一般水平，是讓學(xué)生感到十分棘手的問題。為此。必須統(tǒng)整這兩個(gè)概念，讓學(xué)生在問題情境中，在現(xiàn)實(shí)素材中，在自主探究中，在討論交流中，感悟中位數(shù)的統(tǒng)計(jì)意義，建構(gòu)知識(shí)，主動(dòng)發(fā)展。)

回顧中位數(shù)“三疑”、“三破”的教學(xué)歷程，我頗有感觸。之所以前后施教會(huì)產(chǎn)生這么大的反差，我認(rèn)為主要在以下幾個(gè)方面存在區(qū)別：

直面問題且及時(shí)跟蹤診治，用行為改進(jìn)的方式去解決問題，是我們提高課堂教學(xué)效能的努力方向。中位數(shù)教學(xué)的“三疑”與“三破”給了我如下啟示：

一、準(zhǔn)確定位新知識(shí)教學(xué)的支點(diǎn)。中位數(shù)的教學(xué)必須以“平均數(shù)”為參照物，讓學(xué)生在沒有排斥、否定平均數(shù)的統(tǒng)計(jì)意義的認(rèn)知沖突中。站在另一個(gè)層次分析數(shù)據(jù)，尋找到這個(gè)“合適”的數(shù)一中位數(shù)，從而體會(huì)中位數(shù)的合理性。

二、體驗(yàn)缺失影響學(xué)生自主建構(gòu)。要提供適度的活動(dòng)時(shí)間和空間，引領(lǐng)學(xué)生體驗(yàn)，讓學(xué)生經(jīng)歷知識(shí)的形成過程。課堂上通過“意義數(shù)據(jù)”的演示和變換，讓學(xué)生直觀有關(guān)實(shí)例，在現(xiàn)實(shí)素材中自主探究。討論交流，自己嘗試找中位數(shù)，體驗(yàn)中位數(shù)的意義和求法，并在比較中感知平均數(shù)與中位數(shù)的聯(lián)系和區(qū)別，讓學(xué)生在問題情境中建構(gòu)知識(shí)，主動(dòng)發(fā)展。

三、夯實(shí)本體性知識(shí)防止誤教。由于數(shù)學(xué)素養(yǎng)的缺乏，不能準(zhǔn)確理解教材，對(duì)課堂上出現(xiàn)的“偏離預(yù)設(shè)”、學(xué)生的奇思妙想難以恰當(dāng)把握，對(duì)學(xué)生自然生成的教學(xué)資源不能有效利用，就不能為學(xué)生創(chuàng)設(shè)更多的數(shù)學(xué)交流以及進(jìn)行猜想、解釋、推理和證明自己數(shù)學(xué)想法的機(jī)會(huì)。就本課教學(xué)而言，既要加強(qiáng)統(tǒng)計(jì)知識(shí)的學(xué)習(xí)，也要彌補(bǔ)邏輯知識(shí)的缺漏。

四、切實(shí)尊重學(xué)生的課堂權(quán)益。學(xué)生有自己的看法和意見，教師不要一味地否定學(xué)生，而要把關(guān)注的重心放在學(xué)生質(zhì)疑、思考問題的過程，千萬(wàn)不要代替學(xué)生觀察、思考和表達(dá)，更不可強(qiáng)加給學(xué)生固定的思維模式。

(點(diǎn)評(píng)者：王敏享受國(guó)務(wù)院特殊津貼專家，榮獲“全國(guó)人民教師獎(jiǎng)?wù)隆?，廣西優(yōu)秀專家、特級(jí)教師。)