核心素養(yǎng)下的高中生數(shù)據(jù)分析能力培養(yǎng)

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摘要：數(shù)據(jù)分析是數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)體系的重要組成部分，高中數(shù)學(xué)教師要高度重視高中生數(shù)據(jù)分析能力的培養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)行為的優(yōu)化。要巧用信息技術(shù)，提升學(xué)生數(shù)學(xué)理解能力；開展實(shí)踐活動(dòng)，增強(qiáng)學(xué)生數(shù)據(jù)分析能力；創(chuàng)設(shè)合理情境，激發(fā)學(xué)生數(shù)據(jù)探究欲望；樹立統(tǒng)計(jì)意識，培養(yǎng)學(xué)生數(shù)據(jù)分析觀念。

關(guān)鍵詞：高中數(shù)學(xué)；數(shù)據(jù)分析；核心素養(yǎng)；能力培養(yǎng)

實(shí)現(xiàn)高中生核心素養(yǎng)的培育，確保其能夠成長為全面發(fā)展的人，這是新課標(biāo)對高中數(shù)學(xué)教學(xué)的基本訴求。新一輪的高中數(shù)學(xué)教學(xué)改革高度重視學(xué)生核心素養(yǎng)的培育，其中數(shù)學(xué)分析能力就是重要教學(xué)目標(biāo)。在當(dāng)前大數(shù)據(jù)時(shí)代，數(shù)據(jù)能有效地幫助人們發(fā)現(xiàn)規(guī)律，解決問題，因此，培養(yǎng)學(xué)生的統(tǒng)計(jì)意識和數(shù)據(jù)分析能力顯得尤為重要。文章從核心素養(yǎng)培育的視角研究高中生數(shù)據(jù)分析能力提升的問題。

一、巧用信息技術(shù)，提升學(xué)生數(shù)學(xué)理解能力

很多高中數(shù)學(xué)知識比較抽象，概念和定理的掌握需要深入到數(shù)據(jù)的情境中，才能夠確保實(shí)際教學(xué)的有效性。對于高中生而言，在接觸信息技術(shù)或者工具的過程中，自身數(shù)學(xué)知識的理解深度會(huì)得到提升，數(shù)據(jù)分析能力也會(huì)因此得到良好的培育和鍛煉。以高二數(shù)學(xué)“頻率分布直方圖”學(xué)習(xí)為例，教師可結(jié)合實(shí)際教學(xué)目標(biāo)，將常用的統(tǒng)計(jì)軟件SPSS融入到課程中，引導(dǎo)學(xué)生使用SPSS軟件來進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)信息的處理，掌握均值計(jì)算、方差計(jì)算和統(tǒng)計(jì)圖繪制的技巧，由此進(jìn)入更加理想的數(shù)據(jù)分析狀態(tài)。實(shí)際設(shè)定的情境為：在某地區(qū)樹木生長狀況調(diào)研活動(dòng)中，人們隨機(jī)選取100棵樹，對其底部的周長進(jìn)行測量，獲取100個(gè)數(shù)據(jù)信息。上述信息需要使用統(tǒng)計(jì)分析的方法來進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，以頻率分布表和頻率分布圖的方式來呈現(xiàn)。首先，教師可以要求學(xué)生將對應(yīng)的數(shù)據(jù)信息錄入到SPSS中。其次，要求學(xué)生錄入完成之后進(jìn)行頻率分布直方圖的生成，直方圖生成后可以在電腦軟件中看到對應(yīng)的結(jié)果。第三，要求學(xué)生依照實(shí)際數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的歸納和總結(jié)。很明顯，在上述教學(xué)過程中，學(xué)生通過使用統(tǒng)計(jì)軟件SPSS，對頻率分布直方圖知識的理解明顯加深，整個(gè)課堂的教學(xué)效果良好。當(dāng)然，數(shù)據(jù)分析能力的培養(yǎng)除了使用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件之外，還可以適當(dāng)?shù)匾龑?dǎo)學(xué)生使用Excel和SAS軟件，將其作為理解數(shù)學(xué)概念、解決數(shù)學(xué)問題的重要輔助性工具。這樣，高中生數(shù)據(jù)分析能力能夠得到更好的鍛煉。

二、開展實(shí)踐活動(dòng)，增強(qiáng)學(xué)生數(shù)據(jù)分析能力

數(shù)據(jù)分析能力的培養(yǎng)不能僅僅依靠概念和公式的學(xué)習(xí)，還需要為學(xué)生提供各種實(shí)踐探索的機(jī)會(huì)，引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)整理、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)推測的整個(gè)實(shí)踐活動(dòng)，這樣其數(shù)據(jù)分析能力將會(huì)顯著增強(qiáng)。例如，4月23日為世界讀書日，教師可以要求學(xué)生開展閱讀基本情況的調(diào)研活動(dòng)。首先，結(jié)合世界讀書日的主題進(jìn)行調(diào)查問卷設(shè)計(jì)，并通過各種渠道對問卷設(shè)計(jì)的有效性進(jìn)行判定，以不斷優(yōu)化調(diào)查問卷；其次，要求學(xué)生參與到問卷的發(fā)放中去，并做好調(diào)查問卷回收工作。第三，將調(diào)查獲取的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整理匯總，形成調(diào)查報(bào)告，并選派學(xué)生代表講述調(diào)查結(jié)果；第四，要求學(xué)生運(yùn)用百分比、統(tǒng)計(jì)圖、數(shù)據(jù)集中程度、數(shù)據(jù)離散程度等相關(guān)知識，依照實(shí)際調(diào)查結(jié)果回答相應(yīng)的問題，并進(jìn)行綜合歸納和整理，得出結(jié)論。從上述案例可以看出，在數(shù)據(jù)分析實(shí)踐活動(dòng)中，學(xué)生成為數(shù)據(jù)收集、分析、整理的行為主體，此時(shí)再去思考平均數(shù)、中位數(shù)和眾數(shù)的相關(guān)知識，可以很快理解概念的本質(zhì)和內(nèi)涵。通過數(shù)據(jù)分析的體驗(yàn)，學(xué)生的數(shù)據(jù)分析能力將會(huì)朝著更好的方向發(fā)展，學(xué)生也將進(jìn)入更加理想的學(xué)習(xí)狀態(tài)。

三、創(chuàng)設(shè)合理情境，激發(fā)學(xué)生數(shù)據(jù)探究欲望

數(shù)據(jù)只有在特定情境中，才能夠體現(xiàn)出其價(jià)值。在合理的數(shù)據(jù)情境中找到有價(jià)值的信息，是實(shí)現(xiàn)高中生數(shù)據(jù)分析能力提高的重要基礎(chǔ)。以高中數(shù)學(xué)“用樣本估計(jì)總體”學(xué)習(xí)為例，教師為了讓學(xué)生更深刻地理解對應(yīng)的知識點(diǎn)，可以精心創(chuàng)設(shè)問題情境，以激發(fā)學(xué)生數(shù)據(jù)探究欲望。實(shí)際設(shè)定的情境為：農(nóng)場種植了甲、乙兩種水稻，兩種水稻的種植環(huán)境和面積是一樣的，并給出了連續(xù)六年的年平均產(chǎn)量數(shù)據(jù)信息。教師可以要求學(xué)生使用已掌握的數(shù)學(xué)知識詮釋上述數(shù)據(jù)信息是否能反饋水稻的總體情況，如果可以的話，請用所學(xué)知識對上述數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理，然后回答哪種水稻的產(chǎn)量是比較穩(wěn)定的。在這樣具體的問題情境中，學(xué)生可以很快理解樣本與總體之間的關(guān)系，基于這樣的關(guān)系判定，學(xué)生能夠運(yùn)用所學(xué)的數(shù)據(jù)知識對水稻產(chǎn)量的穩(wěn)定性進(jìn)行分析，而得出的分析結(jié)果將會(huì)成為制定水稻生產(chǎn)任務(wù)的依據(jù)。當(dāng)學(xué)生意識到實(shí)際獲得的數(shù)據(jù)結(jié)果有很高的實(shí)踐價(jià)值的時(shí)候，對數(shù)據(jù)分析的欲望會(huì)更強(qiáng)。這種從數(shù)據(jù)表象到數(shù)據(jù)本質(zhì)的理解過程，會(huì)使得學(xué)生對數(shù)據(jù)分析活動(dòng)產(chǎn)生更加濃厚的興趣，繼而使得相關(guān)知識的學(xué)習(xí)達(dá)到更加深入的狀態(tài)。

四、樹立統(tǒng)計(jì)意識，培養(yǎng)學(xué)生數(shù)據(jù)分析觀念

在高中數(shù)學(xué)知識架構(gòu)中，數(shù)據(jù)對象需要進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和研究，其核心是數(shù)據(jù)分析。因此，教師必須引導(dǎo)高中生樹立統(tǒng)計(jì)意識，培養(yǎng)數(shù)據(jù)分析觀念。以高中數(shù)學(xué)“概率”的學(xué)習(xí)為例，教師可以將生活中關(guān)于概率知識的應(yīng)用案例作為重點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入現(xiàn)實(shí)生活情境中，站在實(shí)踐的角度去看待統(tǒng)計(jì)問題，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)意識的培養(yǎng)，讓學(xué)生樹立數(shù)據(jù)分析觀念。以某商家抽獎(jiǎng)活動(dòng)為例，其作為刺激消費(fèi)的重要營銷手段，可以給商家?guī)砀嗟睦麧櫋＝處熆梢砸髮W(xué)生站在統(tǒng)計(jì)概率的角度去理解抽獎(jiǎng)概率的問題，對各種抽獎(jiǎng)活動(dòng)的概率進(jìn)行分析，由此對生活中常見的問題形成理性的認(rèn)知。商家可以使用自己的方式來介紹對應(yīng)的抽獎(jiǎng)規(guī)則，而對于高中生而言可以運(yùn)用概率知識深刻地理解抽獎(jiǎng)的規(guī)則。實(shí)踐證明，將數(shù)學(xué)知識生活化的應(yīng)用案例融入到教學(xué)中，會(huì)使高中生樹立正確的統(tǒng)計(jì)意識，在遇到各種優(yōu)惠活動(dòng)的時(shí)候，會(huì)不由自主地使用數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)理論來進(jìn)行分析，并將得到的結(jié)果作為自己消費(fèi)決策的重要依據(jù)，使其樹立理性消費(fèi)的觀念，這對于核心素養(yǎng)的全面培育而言也是至關(guān)重要的。綜上所述，核心素養(yǎng)的培育要求高中數(shù)學(xué)教學(xué)高度關(guān)注學(xué)生數(shù)據(jù)分析能力的培養(yǎng)。高中數(shù)學(xué)教師需要結(jié)合學(xué)生的訴求，以實(shí)踐探索的方式、信息化教學(xué)的方式、情境教學(xué)的方式、合作探索的方式，積極培育學(xué)生的數(shù)據(jù)分析意識，提升學(xué)生的數(shù)據(jù)分析能力，確保其能夠成長為全面發(fā)展的人。

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作者：董逸民 單位：福建省泉州市馬甲中學(xué)