大數(shù)據(jù)時代如何培養(yǎng)小學(xué)生的數(shù)據(jù)素養(yǎng)

李遠(yuǎn)韶

【摘 要】大數(shù)據(jù)的涌現(xiàn)影響著人們生活和工作的方方面面，因此，培養(yǎng)小學(xué)生的數(shù)據(jù)素養(yǎng)，以促使其適應(yīng)時代發(fā)展顯得尤為重要。文章從大數(shù)據(jù)的特征、學(xué)生的思維方式等提出培養(yǎng)小學(xué)生數(shù)據(jù)素養(yǎng)的3個層次及關(guān)系，結(jié)合案例深入探討在小學(xué)生數(shù)據(jù)素養(yǎng)的培養(yǎng)過程中，如何充分挖掘數(shù)學(xué)課本中的數(shù)據(jù)資源，巧妙、自然地融入大數(shù)據(jù)思維，以實(shí)現(xiàn)學(xué)生數(shù)據(jù)素養(yǎng)的逐層提高。

【關(guān)鍵詞】大數(shù)據(jù)；思維；小學(xué)數(shù)學(xué)；課本；數(shù)據(jù)素養(yǎng)

中圖分類號：G623.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-0568（2017）15-0006-02

近年來，隨著信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展，大數(shù)據(jù)的涌現(xiàn)，不僅影響著人們的生活方式、工作習(xí)慣及思考模式，還給各行各業(yè)帶來了巨大的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。由此，可以說當(dāng)前社會已經(jīng)進(jìn)入大數(shù)據(jù)時代。一般而言，網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)是指“人、機(jī)、物”三元世界在網(wǎng)絡(luò)空間中進(jìn)行交互融合所產(chǎn)生并在互聯(lián)網(wǎng)上可獲得的大數(shù)據(jù)，簡稱網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)。目前，人們普遍認(rèn)為大數(shù)據(jù)有4個基本特征：數(shù)據(jù)規(guī)模大（Volume），數(shù)據(jù)種類多（Variety），數(shù)據(jù)要求處理速度快（Velocity），數(shù)據(jù)價(jià)值密度低（Value），即所謂的四V特性。這些特性使得大數(shù)據(jù)有別于傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)。

大數(shù)據(jù)本身及其巨大的功能和價(jià)值都對傳統(tǒng)思維方式造成了猛烈的沖擊，因此，全新的、與之相適應(yīng)的“大數(shù)據(jù)思維”出現(xiàn)了。數(shù)據(jù)科學(xué)的技術(shù)權(quán)威舍恩伯格認(rèn)為，“所謂大數(shù)據(jù)思維，是指一種意識，認(rèn)為公開的數(shù)據(jù)一旦處理得當(dāng)就能為千百萬人急需解決的問題提供答案?！庇纱丝闯龃髷?shù)據(jù)時代的思維方式包含：總體思維，容錯思維，相關(guān)思維，開放思維，敏捷思維、預(yù)測思維、智能思維。

《全日制義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》明確指出，在數(shù)學(xué)課程中，要注重發(fā)展學(xué)生的數(shù)據(jù)分析觀念。因此，在數(shù)學(xué)課程中，如何結(jié)合大數(shù)據(jù)思維對小學(xué)生開展數(shù)據(jù)素養(yǎng)培養(yǎng)是廣大數(shù)學(xué)教師應(yīng)該認(rèn)真思考的問題。

“數(shù)據(jù)素養(yǎng)”又叫“數(shù)據(jù)信息素養(yǎng)”，是指研究者在數(shù)據(jù)的感知和采集、組織和管理、處理和分析、共享與協(xié)同創(chuàng)新利用等方面的能力，以及研究者在數(shù)據(jù)的生產(chǎn)、管理和發(fā)布過程中的道德與行為規(guī)范。根據(jù)小學(xué)生的能力水平和身心特點(diǎn)，小學(xué)生的數(shù)據(jù)素養(yǎng)應(yīng)該包括獲取數(shù)據(jù)的意識、分析數(shù)據(jù)的能力和整合數(shù)據(jù)的思維，這三種素養(yǎng)的培養(yǎng)難度是逐級遞增的，獲取數(shù)據(jù)的意識的培養(yǎng)難度小，分析數(shù)據(jù)的能力的培養(yǎng)難度居中，整合數(shù)據(jù)的思維難度最大。因此，應(yīng)該從培養(yǎng)獲取數(shù)據(jù)的意識開始，對學(xué)生循序漸進(jìn)地進(jìn)行引導(dǎo)，最后才上升到整合數(shù)據(jù)思維的培養(yǎng)。三者之間的關(guān)系如下圖：

根據(jù)小學(xué)生數(shù)據(jù)素養(yǎng)3個層次的關(guān)系，教師需要深入研究與之相對應(yīng)的教學(xué)策略。

一、培養(yǎng)學(xué)生獲取數(shù)據(jù)的意識

教師可充分利用課本中統(tǒng)計(jì)的學(xué)習(xí)和活動，幫助學(xué)生感受數(shù)據(jù)的來源，讓他們尋找來自實(shí)際問題的原始、真實(shí)數(shù)據(jù)，并在腦海中建立實(shí)際問題與數(shù)據(jù)分析之間的聯(lián)系，從而理解分析數(shù)據(jù)的意義和價(jià)值。不單在統(tǒng)計(jì)的教學(xué)中，在很多數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中都有數(shù)據(jù)，且都可以利用。例如，教學(xué)三年級上冊“數(shù)字編碼”，就可引導(dǎo)學(xué)生思考如何用數(shù)字表示身份證、郵編、學(xué)號，等等，讓他們繼續(xù)進(jìn)行發(fā)散思維，自己動腦編碼表示身邊的事物，從而明白數(shù)據(jù)的重要性，并學(xué)會用數(shù)據(jù)具體描述物質(zhì)世界。

此外，還可以充分利用數(shù)據(jù)收集的機(jī)會，使學(xué)生體會到很多看似與數(shù)字無關(guān)的事物實(shí)際上也可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字化。例如，二年級下冊“數(shù)據(jù)收集整理”中的“做一做”，調(diào)查本班同學(xué)最喜歡去哪里春游。題目給出了5個春游地點(diǎn)，如果用1～5的數(shù)字代替，學(xué)生很快就能發(fā)現(xiàn)數(shù)字化的優(yōu)勢——簡單、快捷、清晰。而數(shù)字化最重要的一點(diǎn)，是制定明確的規(guī)則，因?yàn)闆]有規(guī)則，就無法準(zhǔn)確解讀數(shù)據(jù)的含義，更是妄談預(yù)測。體會了文字?jǐn)?shù)字化的過程和優(yōu)勢，再來進(jìn)行圖形數(shù)字化、音頻數(shù)字化、視頻數(shù)字化等都成為自然之舉，大大提高了學(xué)生數(shù)據(jù)思維的敏捷性。

二、培養(yǎng)學(xué)生分析數(shù)據(jù)的能力

數(shù)據(jù)分析能力是數(shù)據(jù)素養(yǎng)的核心，不會分析數(shù)據(jù)就無法掌握事物的發(fā)展方向。如三年級上冊“時、分、秒”部分練習(xí)一第11題，給出藍(lán)天小學(xué)作息時間表（上午），要求學(xué)生從表中發(fā)現(xiàn)上課規(guī)律并計(jì)算上課時間，其實(shí)就是對數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測。如下表：

如何從這些數(shù)據(jù)中找到有用數(shù)據(jù)并分析計(jì)算就顯得非常重要。上表中，到校時間、早操時間和眼保健操時間都是無用信息，列出這些信息，目的是讓學(xué)生理解數(shù)據(jù)的混雜性。而要發(fā)現(xiàn)上課規(guī)律，計(jì)算下課時間是關(guān)鍵。首先，要找出相鄰兩節(jié)課下課時刻和下節(jié)課的上課時刻，再相減，如：9︰10-9︰00=10（分鐘）；其次，下課時間+第三節(jié)課的下課時刻=第四節(jié)課的上課時間，10︰45+10（分鐘）=10︰55。同理，算出上課時間?？梢?，如果不能理解數(shù)據(jù)的含義，不能分析數(shù)據(jù)，就無法進(jìn)行預(yù)測，即使再有用的大數(shù)據(jù)也一文不值。對于這種難度較大的數(shù)據(jù)教學(xué)，可將數(shù)據(jù)離散地逐一展示，幫助學(xué)生體會數(shù)據(jù)的整體性和時序性。如下表：

通過觀察這些數(shù)據(jù)，學(xué)生就會明白數(shù)據(jù)分析的前提是要有完整的幾組數(shù)據(jù)。如何得到這些缺失的數(shù)據(jù)？學(xué)生討論后提出，可問藍(lán)天小學(xué)的老師，可查他們的課程表，可記錄他們打鈴系統(tǒng)的時間，等等，從而理解對于同樣的數(shù)據(jù)可有多種收集方法。所以，發(fā)現(xiàn)上課規(guī)律并計(jì)算出上課時間就是對同一數(shù)據(jù)進(jìn)行不同的分析，并得出不同的結(jié)論。

三、培養(yǎng)學(xué)生整合數(shù)據(jù)的思維

大數(shù)據(jù)的價(jià)值是其解釋性和預(yù)測性，因此，數(shù)據(jù)分析的方向都應(yīng)該指向這兩個目的。培養(yǎng)小學(xué)生整合數(shù)據(jù)的思維要充分利用課本中的數(shù)據(jù)拓展學(xué)生的思維深度，引導(dǎo)他們?nèi)轿坏乩斫鈹?shù)據(jù)背后的真實(shí)含義及價(jià)值。例如，六年級上冊“位置與方向二”中的例3要求學(xué)生用自己的語言說說臺風(fēng)的移動路線。教學(xué)中，教師可引導(dǎo)學(xué)生思考當(dāng)臺風(fēng)移動到B市時，B市天氣將如何變化？此時，臺風(fēng)生成地的天氣又如何？為什么兩地天氣不同？這樣，一來使學(xué)生感受到這些數(shù)據(jù)不再是冷冰冰、無意義的簡單數(shù)字，二來又增強(qiáng)了學(xué)生對數(shù)據(jù)價(jià)值的深刻理解，提高了他們的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)其相關(guān)思維和預(yù)測思維。又如，題目要求學(xué)生首先用小動物卡片設(shè)計(jì)一個“小小動物園”，畫出示意圖，并描述各個館的位置；再設(shè)計(jì)一條參觀路線，說一說怎么走；接著，要求學(xué)生在統(tǒng)一規(guī)格的透明膜上完成示意圖并用油性筆標(biāo)出參觀路線；最后，教師收集透明膜，放在實(shí)物展示儀上逐一疊加投影，這就模擬了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流的產(chǎn)生過程。此外，還可引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深度思考：如果你是園區(qū)經(jīng)理，你會如何安排表演活動、商鋪位置甚至是消防設(shè)施的數(shù)量？

通過這一過程，學(xué)生就可以直觀理解數(shù)據(jù)的實(shí)時產(chǎn)生過程，也明白數(shù)據(jù)復(fù)雜性的根本原因是人們的不同操作。然后，教師再引導(dǎo)學(xué)生理解數(shù)據(jù)的價(jià)值，即除去冗余、錯誤的無用數(shù)據(jù)外，大多數(shù)數(shù)據(jù)流的集中區(qū)域就具有重要的價(jià)值。實(shí)踐證明，這些活動能幫助學(xué)生快速自然地融入大數(shù)據(jù)時代，影響著他們在生活中的決策，為其日后的生活、生產(chǎn)、教育及科研活動奠定良好的基礎(chǔ)。

對生活在大數(shù)據(jù)迅猛發(fā)展時代的公民而言，數(shù)據(jù)是最重要的資源。小學(xué)是公民教育的起點(diǎn)，因此，為了培養(yǎng)適應(yīng)大數(shù)據(jù)時代的公民，在小學(xué)各科教育尤其是數(shù)學(xué)教育中培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)素養(yǎng)非常重要且必要，它將對學(xué)生未來的個人發(fā)展產(chǎn)生良好而深遠(yuǎn)的影響，進(jìn)而影響著社會及國家的發(fā)展。

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（編輯：朱澤玲）