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核心素养导向下小学数学主题解读——统计与概率

2024/9/4 17:45:03  阅读:77 发布者:

《义务教育数学课程标准(2022年版)》(以下简称“课标2022年版”)将“统计与概率”领域的内容分为“数据分类”“数据的收集、整理与表达”“随机现象发生的可能性”三个主题,同时对学习内容及学业质量提出了新的要求。如何理解这些变化?如何在教学中更好地实现统计学习的育人价值?本文力求把握这一领域所链接的核心素养表现,搭建学习内容与素养表现之间的桥梁,明确各学段的重点关注,以便在教学实践中更好地落实核心素养。

一、主题概述

(一)学习主题链接的素养表现

“统计与概率”领域所包括的三个主题相互联系,共同发展学生的数据意识和应用意识。

“数据分类”的本质是根据信息对事物进行分类。学生经历从事物分类到数据分类的过程,感悟如何根据事物的不同属性确定标准,依据标准区分事物,形成不同的类[1]。学生将在分类活动中感受数据中蕴含着信息,形成初步的数据意识。

“数据的收集、整理与表达”包括数据的收集,用统计图表、平均数、百分数表达数据。在学习过程中,让学生初步感受现实生活中存在大量数据,其中蕴含着有价值的信息,利用统计图表和统计量可以呈现和刻画这些信息[2]。

“随机现象发生的可能性”是通过试验、游戏等活动,让学生了解简单的随机现象,感受并定性描述随机现象发生可能性的大小,感悟数据的随机性[3]。

(二)学习内容与素养表现之间的桥梁

如何架起学习内容与核心素养表现之间的桥梁?这个过程中需要把握的核心概念是什么?不妨走进“课标2022年版”寻找答案。

数据意识主要是指对数据的意义和随机性的感悟。知道在现实生活中,有许多问题应当先做调查研究,收集数据,感悟数据蕴含的信息;知道同样的事情每次收集到的数据可能不同,而只要有足够的数据就可能从中发现规律;知道同一组数据可以用不同方式表达,需要根据问题的背景选择合适的方式[4]。由此不难看出,对数据意识内涵的理解要将“从数据中提取信息”放在首位;根据背景选择合适的方式提取信息、通过数据体会随机性是重要特征。而数据意识的形成依托经历真实问题解决的全过程,发现和提出有价值的统计问题、获得数据分析的方法并运用数据解决问题,在此过程中帮助学生体会数据的随机性。

基于以上分析,根据“课标2022年版”内容要求、学业要求、教学提示及相关文献[5-7],研究团队提炼这一领域的核心概念如下:

1. 现实生活中有许多问题需要做调查研究,通过数据收集和整理、描述和分析获取信息,来为人们作出判断、决策和预测提供依据。

2. 需要根据问题选择收集什么样的数据、收集数据的具体方法,以及整理、描述和分析数据的方法。

3. 排序、分类是整理数据的重要方法。数据分类的本质是根据需要获得的信息对事物进行分类。

4. 制作统计图以及获取平均数、百分数是表达和分析数据的重要方法。平均数刻画一组数据的集中趋势;百分数刻画数据取值的比例,表达数据的分布。

5. 不确定现象中同样的事情每次收集到的数据可能不同,如果有足够的数据就可以从中发现规律,为人们对随机事件作出判断和决策提供依据。

二、学段分析

(一)整体学习进程

纵观整个小学阶段“统计与概率”领域的学习,不同学段的学习内容都始终聚焦现实问题,鼓励学生经历问题解决的全过程。在这样的学习过程中不断感悟和体验,促进学生学会思考问题、尝试解决问题,发展数据意识和应用意识。同时,各个阶段在一致性的基础上又体现了阶段性。具体分析如下。

第一学段的一个变化是将“分类”调整为“数据分类”,“课标2022年版”指出“数据分类”的本质是根据信息对事物进行分类[8]。为此,学生可以经历“根据标准对事物分类—从分类中获取信息—根据要获取的信息制订标准以对事物进行分类”的过程,不断丰富对分类的认识。在依据标准对事物进行分类的基础上,教师可提出类似“分类以后我们都知道了什么”等问题,鼓励学生从分类中获取信息,还可以鼓励学生对每一类的结果进行统计。比如,学生在整理书包时,对分类的结果进行统计,可以得到课本有多少本、练习本有多少本,课本比练习本多多少本等信息。在此基础上,鼓励学生体会分类标准与分类结果之间的关联。比如,“把班里的同学分成两组”,教师可以鼓励学生自己制订分类标准,按照性别分类可以知道班级里男女同学的数量,按照出生年月分类可以知道全班同学的年龄状况等。接着,引导学生根据要获取的信息制订标准进行分类。比如,教师可以创设两个家庭去游乐场游玩的情境。如果购买成人票和儿童票,就要按照年龄分类;如果想玩“水上乐园”项目,换泳衣时就要按照性别分类。在这样的实际情境中,让学生初步感悟分类标准与要获取的数据信息密切相关,逐步养成根据信息制订标准、再按标准做事的习惯。

第二学段主要学习“数据的收集、整理与表达”主题的相关内容,通过对数据的简单分析,感受数据蕴含着信息,体会运用数据进行表达与交流的作用[9]。首先要围绕教师或学生自己提出的统计问题,让学生意识到这类问题的解决不能“以自我为中心”,需要“用数据说话”,进而产生收集数据的需求,在亲身经历调查研究并得到数据的过程中,发现数据中所蕴含的信息。随着问题背景的不断丰富,学生不仅意识到需要调查,还能认识到为了更好地解决问题,需要先制订计划,围绕问题背景思考需要收集哪些数据,怎么收集,得到数据后可以怎么整理和呈现,等等。结合条形统计图、平均数等内容的学习,不断丰富整理数据的方法和依据数据提取信息的角度。结合数据的现实意义,从关注单一数据本身到关注数据整体,通过比较或计算等获得更多信息,再依据获得的信息进行推理和决策。

在此基础上,第三学段继续学习“数据的收集、整理与表达”主题的相关内容,围绕具体的问题背景,体会不同统计图功能上的差异,经历选择合适的统计图、统计量整理和表达数据的过程。相比第二学段,学生再次通过调查研究、运用数据分析来解决统计问题,在数据意识方面会更突出地表现为能够根据实际问题背景的需要,经历不同方法的比较和选择的过程。除此之外,第三学段还会学习“随机现象发生的可能性”主题的内容,通过实例,让学生知道在现实世界中随机现象普遍存在;感知随机现象的基本特征,即可能发生也可能不发生,可能以这样的程度发生也可能以那样的程度发生,许多随机现象发生可能性的大小是可以预测的[10]。对数据的随机性的体验,可以加深对随机现象发生可能性的认识,促进学生数据意识的形成。

“百分数”从“数与代数”领域调整到“统计与概率”领域,是“课标2022年版”中“统计与概率”领域在小学阶段的另一个主要变化,明确提出百分数是两个数量倍数关系的表达,既可以表达确定数据,也可以表达随机数据[11]。在原有探索百分数的意义,解决与百分数有关的简单实际问题的基础上,强调基于真实问题的解决过程,凸显百分数的统计意义,关注育人价值。在教学中,引导学生对数据进行分析,了解百分数可以对随机数据进行刻画和表达,认识到百分数可以帮助人们作出判断和预测。在此基础上,鼓励学生尝试制订标准。比如,参考“课标2022年版”的例4612],确定学校五年级学生跳绳达标线,通过将收集到的数据进行整理、表达和分析,确定比较合理的达标线,从而感悟百分数的统计意义,体会百分数对于决策所起到的作用。学生制订的标准可能不一致,但都应建立在利用真实数据有理有据地分析这一基础上。例46进一步提到,“在一般情况下,可以考虑百分数,就是把这100名学生的跳绳次数从少到多排列。例如,选择第25名学生所对应的跳绳次数作为达标线”,这实际上是根据数据所处的相对位置制订标准,这样就能使得大多数(大于或等于75%)学生达标。当然,取75%还是取其他标准并不是固定的,重要的是帮助学生感悟这一方法。

(二)各学段重点关注

结合前面提炼的核心概念以及各学段的侧重点,为了建立学习内容与核心素养表现之间的关联,切实落实核心素养,研究团队提出了不同学段教学中的重点关注,包括学生需要经历的重要过程,不同学段需要感悟、理解和迁移的核心概念,并最终归于需要发展的核心素养表现。具体如表1所示。

总之,“统计与概率”领域各主题教学要立足真实问题解决的全过程,关注这一领域不同主题内涵和素养表现,努力体现目标的进阶与发展,不断提升学生的数据意识和问题解决能力,促进核心素养的逐步形成。

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