數(shù)據(jù)素養(yǎng)視域下的小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)

施燕

數(shù)據(jù)素養(yǎng)即“解讀、處理、分析和反思數(shù)據(jù)的能力”，是對(duì)統(tǒng)計(jì)素養(yǎng)和信息素養(yǎng)的延伸和擴(kuò)展，其至少包含對(duì)數(shù)據(jù)的敏感性、數(shù)據(jù)的收集能力、數(shù)據(jù)的分析及處理能力、利用數(shù)據(jù)進(jìn)行決策的能力、對(duì)數(shù)據(jù)的批判性思維等五個(gè)方面的維度。無(wú)論是從社會(huì)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，還是從學(xué)生個(gè)體的成長(zhǎng)來(lái)看，擁有良好的數(shù)據(jù)素養(yǎng)對(duì)學(xué)生未來(lái)發(fā)展意義重大。

一、數(shù)據(jù)素養(yǎng)是新時(shí)代公民的基本素養(yǎng)

大數(shù)據(jù)時(shí)代已經(jīng)來(lái)臨，人工智能漸漸步入人類(lèi)生活。數(shù)據(jù)已經(jīng)和水、電一樣成為當(dāng)下重要的產(chǎn)能資源，逐漸成為驅(qū)動(dòng)社會(huì)進(jìn)步發(fā)展的新型生產(chǎn)資料?？梢哉f(shuō)，數(shù)據(jù)素養(yǎng)正成為大數(shù)據(jù)時(shí)代公民的基本素養(yǎng)之一。一個(gè)具備數(shù)據(jù)素養(yǎng)的公民能有意識(shí)地利用各種工具，查詢(xún)工作滿(mǎn)意度排名、就業(yè)機(jī)會(huì)、申請(qǐng)學(xué)校、購(gòu)買(mǎi)商品、網(wǎng)上就診、申請(qǐng)貸款、證券投資、各種評(píng)論等，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)提出問(wèn)題，運(yùn)用恰當(dāng)?shù)姆绞竭M(jìn)行數(shù)據(jù)表述、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)交流。只有擁有良好的數(shù)據(jù)素養(yǎng)，才能更好地適應(yīng)數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代的生活與工作。

二、數(shù)據(jù)素養(yǎng)有利于提升學(xué)生學(xué)習(xí)品質(zhì)

現(xiàn)如今，社會(huì)對(duì)個(gè)人的能力要求越來(lái)越高，不僅需要專(zhuān)一型人才，更需要復(fù)合型人才。數(shù)據(jù)素養(yǎng)是一個(gè)相對(duì)系統(tǒng)化的能力，它涉及不同領(lǐng)域的各個(gè)方面，數(shù)據(jù)素養(yǎng)的形成過(guò)程對(duì)應(yīng)著學(xué)生系統(tǒng)化學(xué)習(xí)能力的提升過(guò)程。小學(xué)生正處于智力發(fā)育和思維養(yǎng)成的關(guān)鍵時(shí)期，從小就讓孩子形成良好的數(shù)據(jù)素養(yǎng)，讓孩子從獲取數(shù)據(jù)源頭開(kāi)始，經(jīng)歷數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、篩選、整理、表述、交流、批判、改進(jìn)的過(guò)程，掌握數(shù)據(jù)工具進(jìn)行有效運(yùn)用，進(jìn)而有意識(shí)地利用數(shù)據(jù)去開(kāi)展其他活動(dòng)，能極大地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)品質(zhì)，實(shí)現(xiàn)思維的拓展。

小學(xué)信息技術(shù)課程一定要做好階段性目標(biāo)，并做出相應(yīng)的計(jì)劃。如低年級(jí)培養(yǎng)獲取數(shù)據(jù)的意識(shí)，中年級(jí)培養(yǎng)分析處理數(shù)據(jù)的能力，高年級(jí)培養(yǎng)數(shù)據(jù)決策能力及數(shù)據(jù)整合思維。信息技術(shù)課堂應(yīng)當(dāng)將培養(yǎng)、提升學(xué)生數(shù)據(jù)素養(yǎng)作為重要目標(biāo)，教師需要深入研究與之對(duì)應(yīng)的教學(xué)策略。

（一）培養(yǎng)數(shù)據(jù)意識(shí)

數(shù)據(jù)意識(shí)是數(shù)據(jù)素養(yǎng)的先決條件，它是指客觀存在的數(shù)據(jù)在人們腦中的能動(dòng)反映。建立數(shù)據(jù)意識(shí)首先要提升數(shù)據(jù)敏感度。數(shù)據(jù)敏感度猶如人體對(duì)溫度的敏感。數(shù)據(jù)敏感高的人，看到數(shù)字，兩眼冒光，早已在腦中盤(pán)算。而對(duì)數(shù)據(jù)不敏感的人看到數(shù)字，則晃晃腦袋，目光發(fā)散，心里嘀咕。數(shù)據(jù)敏感度可以看作是數(shù)據(jù)意識(shí)與數(shù)據(jù)能力兩者的綜合結(jié)果。雖然一定程度上有先天因素存在，但經(jīng)后天訓(xùn)練也會(huì)有所提高。

例如在教學(xué)PPT圖表時(shí)，可以以《本地的天氣》為主題，在課前安排學(xué)生去收集各種類(lèi)型的數(shù)據(jù)，如每天的溫度、濕度，每月的晴好天氣數(shù)量、pm2.5數(shù)值等，然后將這些數(shù)據(jù)以表格對(duì)比、條形統(tǒng)計(jì)圖等方式展現(xiàn)在PPT中?？赐杲y(tǒng)計(jì)圖后，教師提出以下問(wèn)題：1.今天和昨天有何變化，這周與上周相比有何變化？2.這個(gè)變化說(shuō)明了什么？為什么會(huì)產(chǎn)生變化？通過(guò)這樣的形式，有意識(shí)地讓學(xué)生感知數(shù)據(jù)，并且用身體感受進(jìn)行比對(duì)，加深對(duì)數(shù)據(jù)的理解和體會(huì)，提升數(shù)據(jù)思維的敏捷性。

其次是能隨時(shí)建立數(shù)據(jù)與現(xiàn)實(shí)之間的聯(lián)系。以《超聲波傳感器的使用》為例，教師引入生活中常見(jiàn)的倒車(chē)?yán)走_(dá)，揭示超聲波的工作原理。學(xué)生在XDing軟件中，拖動(dòng)相應(yīng)的程序控件，就可以在串口輸出窗口中讀出超聲波傳感器的值，同時(shí)使用測(cè)量工具將傳感器與障礙物的真實(shí)距離與傳感器值進(jìn)行對(duì)比并記錄，學(xué)生很快就發(fā)現(xiàn)這些數(shù)據(jù)可以通過(guò)映射進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換。整個(gè)過(guò)程中，數(shù)據(jù)是連接虛擬世界和現(xiàn)實(shí)世界的唯一橋梁。

（二）培養(yǎng)數(shù)據(jù)分析能力

數(shù)據(jù)分析能力是數(shù)據(jù)素養(yǎng)的核心，不會(huì)分析數(shù)據(jù)就無(wú)法掌握事物的發(fā)展方向。教師要善于開(kāi)展活動(dòng)，通過(guò)活動(dòng)的引導(dǎo)，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生分析數(shù)據(jù)的興趣。

教學(xué)案例：在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)了《有趣的統(tǒng)計(jì)》一課后，針對(duì)數(shù)學(xué)課堂中因統(tǒng)計(jì)次數(shù)不夠多而產(chǎn)生的數(shù)據(jù)不足現(xiàn)象，教師可以在Scratch編程教學(xué)中用程序?qū)崿F(xiàn)統(tǒng)計(jì)的大數(shù)據(jù)，進(jìn)而幫助學(xué)生更好地理解“硬幣拋擲中正反面出現(xiàn)概率相等”這一規(guī)律。教學(xué)過(guò)程如下：首先讓學(xué)生以常規(guī)拋硬幣的方式統(tǒng)計(jì)硬幣正反面出現(xiàn)的次數(shù)并記錄在學(xué)習(xí)單上，并對(duì)拋擲的過(guò)程進(jìn)行計(jì)時(shí)。學(xué)生發(fā)現(xiàn)：在2分鐘內(nèi)拋擲的次數(shù)不會(huì)超過(guò)30次，離數(shù)學(xué)家們拋擲了幾千次得出結(jié)果相比，課堂的時(shí)間容量有限，無(wú)法在40分鐘內(nèi)完成數(shù)千次的投擲實(shí)驗(yàn)。教師可引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)思考，得出“課堂時(shí)間過(guò)短，無(wú)法在課堂上完成數(shù)千次拋擲實(shí)驗(yàn)”這一矛盾后，自然而然地提出了問(wèn)題：能否借助程序模擬實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)短時(shí)間內(nèi)拋擲的次數(shù)足夠多，正反面次數(shù)越接近這一規(guī)律。接著通過(guò)小組合作，自助探究以及教師引導(dǎo)，學(xué)生提出解決問(wèn)題的關(guān)鍵，即通過(guò)創(chuàng)建兩個(gè)變量計(jì)數(shù)器記錄正反面出現(xiàn)的次數(shù)、引入隨機(jī)數(shù)語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)正反面隨機(jī)出現(xiàn)的效果、通過(guò)判斷語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)正反面次數(shù)各加1，以及通過(guò)有限循環(huán)指定拋擲次數(shù)等方式解決問(wèn)題。在教學(xué)活動(dòng)中，教師通過(guò)建立狀態(tài)的對(duì)應(yīng)（0/1）、模擬數(shù)值的產(chǎn)生、狀態(tài)的判斷與統(tǒng)計(jì)這三個(gè)步驟，幫助學(xué)生分析程序運(yùn)行的全過(guò)程。通過(guò)觀察程序運(yùn)行結(jié)果，學(xué)生發(fā)現(xiàn)只需幾秒鐘的時(shí)間，就可以實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)家們的實(shí)踐數(shù)據(jù)，通過(guò)加入等待時(shí)間，可以更加真實(shí)地模擬拋擲過(guò)程。整個(gè)課堂教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行解讀、分析，學(xué)生對(duì)于概率問(wèn)題有了更深入的理解。

（三）培養(yǎng)數(shù)據(jù)整合思維

隨著數(shù)據(jù)的多樣化，學(xué)生要學(xué)會(huì)通過(guò)數(shù)據(jù)整合進(jìn)一步提升數(shù)據(jù)的價(jià)值，在此過(guò)程中將數(shù)據(jù)整合、內(nèi)化為自有的思維能力。

以教學(xué)《機(jī)器人的行走》為例，教材配套的是后兩輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)、前輪為萬(wàn)向輪的三角形機(jī)器人。通過(guò)觀看月球車(chē)視頻，學(xué)生能初步了解行走的距離和驅(qū)動(dòng)輪的速度與時(shí)間有關(guān)，于是學(xué)生很自然地解決了機(jī)器人直走的問(wèn)題。但在解決機(jī)器人轉(zhuǎn)彎行走的過(guò)程中，學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)在轉(zhuǎn)彎的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)多種轉(zhuǎn)彎情況，比如半徑不等的轉(zhuǎn)彎、原地轉(zhuǎn)彎、倒退轉(zhuǎn)彎等，對(duì)其進(jìn)行歸納可發(fā)現(xiàn)，左轉(zhuǎn)包括“左慢右快、左停右轉(zhuǎn)、左倒右停、左停右進(jìn)”，右轉(zhuǎn)包括“右慢左快、右停左轉(zhuǎn)、右倒左停、右停左進(jìn)”。顯然這8種情況對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)理解較為困難，這時(shí)可以設(shè)計(jì)8種不同的轉(zhuǎn)彎策略，再用“機(jī)器人行走模擬演示工具”在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)這些策略，從而把實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中不易留存的轉(zhuǎn)彎軌跡在屏幕上繪制成相應(yīng)的轉(zhuǎn)彎狀態(tài)，進(jìn)而歸類(lèi)整合成圖，具有較強(qiáng)的可視性。學(xué)生通過(guò)整合數(shù)據(jù)，得出結(jié)論：不論是哪種轉(zhuǎn)彎策略，本質(zhì)上都是利用左右輪的輪速差來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)彎效果。

（四）培養(yǎng)數(shù)據(jù)批判思維

“批判”并不是單一地對(duì)錯(cuò)誤思想、言論的懷疑和抨擊，更多的是一種“去偽存真”，培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力，避免人云亦云?，F(xiàn)實(shí)生活中的數(shù)據(jù)多數(shù)是無(wú)序、雜亂的，要學(xué)會(huì)除去冗余、錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)，能對(duì)錯(cuò)誤數(shù)據(jù)進(jìn)行批判，作出正確的決策，以快速自然地融入大數(shù)據(jù)時(shí)代。尤其是當(dāng)下網(wǎng)絡(luò)世界的信息泥沙俱下，紛繁復(fù)雜，更應(yīng)通過(guò)數(shù)據(jù)批判思維的培養(yǎng)，讓學(xué)生擁有良好的網(wǎng)絡(luò)道德以及堅(jiān)實(shí)的網(wǎng)絡(luò)防護(hù)能力。例如《網(wǎng)絡(luò)文明小公民》一課中，教師組織開(kāi)展虛擬買(mǎi)賣(mài)。部分學(xué)生作為賣(mài)家，其余學(xué)生作為買(mǎi)家。當(dāng)賣(mài)家們展示同一件物品后，學(xué)生通過(guò)價(jià)格比較，看到某賣(mài)家報(bào)出的價(jià)格大大低于其余賣(mài)家，于是學(xué)生紛紛選擇最低價(jià)的商品。接著，教師又展示了每家店鋪的好評(píng)率和差評(píng)率。當(dāng)學(xué)生看到之前選擇的最低價(jià)商品是所有商品中差評(píng)率最高后，紛紛放棄先前的選擇，并表示就算再便宜也不會(huì)購(gòu)買(mǎi)價(jià)低質(zhì)次的產(chǎn)品。

三、結(jié)語(yǔ)

大數(shù)據(jù)時(shí)代，數(shù)據(jù)素養(yǎng)教育作為科學(xué)素養(yǎng)的一部分，是每一個(gè)公民的必備素養(yǎng)。青少年作為未來(lái)人工智能創(chuàng)新時(shí)代的生力軍和主力軍，除具備必要知識(shí)能力外，更應(yīng)養(yǎng)成良好的思維力和創(chuàng)造力，以適應(yīng)將來(lái)的社會(huì)工作環(huán)境。數(shù)據(jù)素養(yǎng)的養(yǎng)成過(guò)程是一個(gè)系統(tǒng)化、螺旋式的上升過(guò)程，在信息技術(shù)課堂中，教師應(yīng)當(dāng)向?qū)W生多滲透數(shù)據(jù)分析的思想，提供數(shù)據(jù)解決的工具，最終形成數(shù)據(jù)批判與決策的能力，為其日后的生活、生產(chǎn)、教育及活動(dòng)奠定了良好的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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