韋欣
為了解教師對《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》(以下簡稱《課標(biāo)》)對統(tǒng)計(jì)與概率中對數(shù)據(jù)分析觀念相關(guān)內(nèi)容要求的本體性知識把握情況,以及相關(guān)公開課頻率的實(shí)際狀況,筆者就小學(xué)數(shù)學(xué)第一學(xué)段(一至三年級)的統(tǒng)計(jì)教與學(xué)情況進(jìn)行了一個簡單的問卷調(diào)查。于2018年10月起在廣東省內(nèi)10個市區(qū)各抽取部分學(xué)校,包括城區(qū)小學(xué)、城鄉(xiāng)結(jié)合部小學(xué)、鄉(xiāng)村小學(xué),涵蓋6個年級,不同職稱的小學(xué)數(shù)學(xué)教師。該調(diào)查回收有效問卷數(shù)量為1197份。
一、第一學(xué)段統(tǒng)計(jì)教與學(xué)的存在問題
通過對問卷結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)在小學(xué)第一學(xué)段統(tǒng)計(jì)教與學(xué)中存在以下一些問題。
(一)教師對《課標(biāo)》中的統(tǒng)計(jì)本體性知識存在缺失
調(diào)查數(shù)據(jù)顯示,只有60.22%的教師能正確回答《課標(biāo)》中提出的統(tǒng)計(jì)觀念修改為數(shù)據(jù)分析觀念,其余教師錯答為統(tǒng)計(jì)意識和數(shù)據(jù)意識。此外,教師對“通過數(shù)據(jù)分析體驗(yàn)隨機(jī)性”含義的理解也欠全面,《課標(biāo)》中明確指出,它的含義包括“對于同樣的事情每次收集到的數(shù)據(jù)可能不同”和“只要有足夠的數(shù)據(jù)就可能從中發(fā)現(xiàn)規(guī)律”兩個方面。調(diào)查問卷中把此題設(shè)為多選題,并提供4個選項(xiàng),能正確選擇含義一的占75.21%;正確選擇含義二的僅為47.74%。
(二)教師對教材中隱含的統(tǒng)計(jì)價值及要素認(rèn)識不足
問卷中有一道題目是讓教師把在第一學(xué)段的統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)中,需讓學(xué)生掌握或理解的知識點(diǎn)按重要程度依次減輕排序。數(shù)據(jù)顯示,各選項(xiàng)平均綜合得分依次為:認(rèn)識統(tǒng)計(jì)圖表的特點(diǎn)及形成過程(3.44)、收集整理數(shù)據(jù)的方法(3.35)、了解在現(xiàn)實(shí)生活中有許多問題應(yīng)當(dāng)先做調(diào)查研究(3.17)、經(jīng)歷統(tǒng)計(jì)活動的全過程(2.89)、體會數(shù)據(jù)中蘊(yùn)含著信息(2.63)、通過數(shù)據(jù)分析體驗(yàn)隨機(jī)性(2.09)。其中,“體驗(yàn)隨機(jī)性”是一個重要的隱含在教材中的統(tǒng)計(jì)價值,得分最低。
(三)教師對統(tǒng)計(jì)教學(xué)的學(xué)習(xí)與研究熱情不足
從調(diào)查中發(fā)現(xiàn),如果上公開課的課題內(nèi)容可以自主選擇的話,選擇數(shù)與代數(shù)、圖形與幾何內(nèi)容的教師占比高達(dá)83.96%,選擇統(tǒng)計(jì)與概率的僅有108人,占9.02%,不足一成。這反映出教師對不同領(lǐng)域的教學(xué)熟悉度,也從另一角度看出教師對統(tǒng)計(jì)教學(xué)研究熱情不足。
從2018年9月至今,56.22%的教師表示沒有聽過關(guān)于統(tǒng)計(jì)與概率方面的公開課或研討課。聽過的教師則表示:研討課以區(qū)(鎮(zhèn))和學(xué)校的層次為主,高層次的研討課較少,統(tǒng)計(jì)樣本中僅有81人表示聽過國家級的公開課。
(四)學(xué)生數(shù)據(jù)分析能力相對弱化
由于教師在第一學(xué)段統(tǒng)計(jì)教學(xué)上的忽視,導(dǎo)致了學(xué)生數(shù)據(jù)分析能力相對弱化。根據(jù)教育部基礎(chǔ)教育質(zhì)量監(jiān)測中心在2018年7月發(fā)布的《中國義務(wù)教育監(jiān)測報(bào)告》中對四、八年級學(xué)生的監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示(如下圖所示),學(xué)生在數(shù)學(xué)學(xué)業(yè)五項(xiàng)能力上,運(yùn)算能力相對較強(qiáng),數(shù)據(jù)分析能力相對較弱。
二、基于培養(yǎng)數(shù)據(jù)分析觀念的第一學(xué)段統(tǒng)計(jì)教學(xué)啟示
(一)突出“數(shù)據(jù)分析觀念”中的“體驗(yàn)隨機(jī)性”
在第一學(xué)段的統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)中,一年級基本是教材提供數(shù)據(jù)素材,二、三年級則嘗試自己收集數(shù)據(jù),但范圍較小,一般在本班、本年級內(nèi)進(jìn)行。因?yàn)橹挥性谌绱舜_定的統(tǒng)計(jì)對象下,統(tǒng)計(jì)表、圖才有唯一的標(biāo)準(zhǔn)答案。怎樣在數(shù)據(jù)相對確定的情況下讓學(xué)生體會隨機(jī)性呢?
1. 學(xué)生選擇中體驗(yàn)隨機(jī)性
第一學(xué)段學(xué)生在學(xué)習(xí)統(tǒng)計(jì)知識時,由于年齡小,缺乏收集數(shù)據(jù)的經(jīng)驗(yàn)。教師一般要求學(xué)生認(rèn)真對待統(tǒng)計(jì),尤其強(qiáng)調(diào)不能隨意改變自己的選擇。例如對于人教版教材二年級下冊第6頁第6題“統(tǒng)計(jì)最愛吃的水果”,教師讓學(xué)生用舉手的方法來統(tǒng)計(jì),并要求每人只舉一次手,但經(jīng)常會出現(xiàn)合計(jì)人數(shù)與實(shí)際人數(shù)不相符的現(xiàn)象。若讓學(xué)生重新舉一遍手,再統(tǒng)計(jì)一次,就會發(fā)現(xiàn)前后統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)不一致。其實(shí),有些學(xué)生對兩種水果都喜歡,出現(xiàn)搖擺不定是正常的?,F(xiàn)在是多元選擇的社會,人們會根據(jù)現(xiàn)實(shí)情況隨時改變選擇。若允許學(xué)生在第二次舉手時改變選擇,學(xué)生就能真實(shí)體會到“同樣的事情,相同的調(diào)查對象,每次收集到的數(shù)據(jù)可能不同”,在改變選擇中感受數(shù)據(jù)的隨機(jī)性。
2. 素材對比中體驗(yàn)隨機(jī)性
以二年級下冊“數(shù)據(jù)收集整理”例1為例,學(xué)生收集自己班同學(xué)最喜歡校服顏色的數(shù)據(jù),如果教師采取全班分組統(tǒng)計(jì)后累加,再用本班的數(shù)據(jù)與書上統(tǒng)計(jì)表上預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)比較,或?qū)⒈景嗟臄?shù)據(jù)與其他教學(xué)班的數(shù)據(jù)比較。在此過程中,學(xué)生就可以發(fā)現(xiàn)各班最喜歡某種顏色的人數(shù)有所不同,并思考為什么會不同。學(xué)生也自然感受到“同樣的事情,在不同的調(diào)查對象中,收集到的數(shù)據(jù)可能不同”,在素材對比中感受數(shù)據(jù)的隨機(jī)性。
3. 活動實(shí)踐中體驗(yàn)隨機(jī)性
在第一學(xué)段的統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)中,學(xué)生可根據(jù)統(tǒng)計(jì)的結(jié)果進(jìn)行簡單預(yù)測的活動。如二年級下冊教材第5頁第4題的實(shí)踐活動,要求學(xué)生實(shí)際調(diào)查10分鐘內(nèi)一個路口所通過的各種交通工具的數(shù)量。
如果讓學(xué)生在家長帶領(lǐng)下分組在同一時段不同地點(diǎn),或者在不同時段同一地點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。由于交通工具隨機(jī)通過的特點(diǎn),當(dāng)學(xué)生交流收集數(shù)據(jù)時,必定能發(fā)現(xiàn)不同的人在不同的時段和不同的地點(diǎn)收集到的數(shù)據(jù)是不同的。這樣,不需要教師介紹隨機(jī)性這一詞語,學(xué)生在收集數(shù)據(jù)的過程中,就能切身體會感受到身邊完全隨機(jī)的統(tǒng)計(jì)現(xiàn)象,在實(shí)踐活動中感受數(shù)據(jù)的隨機(jī)性。
如果教師把各小組同地點(diǎn)不同時段或同時段不同地點(diǎn),收集到的數(shù)據(jù)都同時展示出來,并算出數(shù)據(jù)總量,學(xué)生可以利用統(tǒng)計(jì)的結(jié)果來推斷出:在同一地區(qū)再觀察10分鐘,哪種車通過的數(shù)量最多,或者不同地區(qū)數(shù)量最多的是不同車型的結(jié)果。這既為學(xué)生進(jìn)入三年級后學(xué)習(xí)復(fù)式統(tǒng)計(jì)表做好了鋪墊,也讓他們感悟到隨機(jī)性的另一方面:只要有足夠的數(shù)據(jù),就可能從中發(fā)現(xiàn)規(guī)律,從中體會偶然與必然的關(guān)系。
(二)初步體會統(tǒng)計(jì)及抽樣統(tǒng)計(jì)的必要性
在統(tǒng)計(jì)中,收集數(shù)據(jù)的目的是希望通過樣本的分析做出總體推斷。但在第一學(xué)段的統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)中,學(xué)生通常只注意他們搜集的實(shí)際數(shù)據(jù),而不明白這些數(shù)據(jù)的作用。因此,在第一學(xué)段的統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)中要有意識地滲透樣本的概念。
如二年級下冊“數(shù)據(jù)收集整理”的例1:“學(xué)校要給同學(xué)們定做新的校服,有紅、黃、藍(lán)、白四種顏色,選哪種顏色合適?”教師可以先把“做校服”改為“做班服”的情境,縮小統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)收集范圍。接著,教師可利用鴿巢原理,先聽取5個女生的意見,然后征詢其他學(xué)生的意見:這5個女同學(xué)有2個是喜歡紅色的,那班服是否可以就選紅色?接著讓學(xué)生自由發(fā)表看法并說出理由,促使學(xué)生思考。如此,學(xué)生可在真實(shí)情境、樸素思考中自主產(chǎn)生統(tǒng)計(jì)的需要,萌發(fā)樣本意識,初步體會到要通過統(tǒng)計(jì)決定班服顏色,少數(shù)女生的想法不能代表全班同學(xué)的意見,要知道多數(shù)同學(xué)的意見才行,也就是統(tǒng)計(jì)的樣本不能過少。
在此基礎(chǔ)上,再來解決選校服顏色的問題,并體會一個班的數(shù)據(jù)雖有幾十個,但對于全校來說,“樣本”數(shù)量還是少了些,不能代表全校同學(xué)的意見。
繼續(xù)追問:如何調(diào)查全校同學(xué)最喜歡的校服顏色?讓學(xué)生暢所欲言以后,教師提供三種調(diào)查方法選擇:①逐一調(diào)查全校同學(xué);②只調(diào)查高年級的同學(xué);③每個年級調(diào)查一個班。學(xué)生能憑借經(jīng)驗(yàn)直覺從樣本的代表性和操作的難易程度來考慮,選擇每個年級抽取一個班的方法,從中滲透抽樣的思想,體會統(tǒng)計(jì)及抽樣統(tǒng)計(jì)的必要性。
誠然,一節(jié)課不能承擔(dān)太多的任務(wù),必須有所取舍。如果教師能加強(qiáng)統(tǒng)計(jì)知識學(xué)習(xí),建立清晰的隨機(jī)觀,進(jìn)一步研究第一學(xué)段的統(tǒng)計(jì)教學(xué),就會把以往認(rèn)為的統(tǒng)計(jì)教學(xué)中的不可調(diào)控因素,看作是培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)分析觀念,落實(shí)體驗(yàn)隨機(jī)性不可多得的契機(jī)。這樣學(xué)生的數(shù)據(jù)分析觀念就能順利初步形成,數(shù)據(jù)分析能力也會得到提高,更有利于后繼統(tǒng)計(jì)內(nèi)容的學(xué)習(xí)。
注:本文系廣東省教育科研“十三五”規(guī)劃2019年度教育科研重點(diǎn)項(xiàng)目“基于激發(fā)學(xué)生參與的小學(xué)數(shù)學(xué)課堂學(xué)習(xí)質(zhì)量提升途徑探索”(2019ZQJK066)的階段性研究成果。
責(zé)任編輯 羅 峰