郝旭岚 赵晓伟
关键词:初中数学;综合實践;数学思维
中图分类号:G633.6 文献标识码:B 文章编号:1009-010X(2020)17-0060-05
初中数学综合实践活动课是以学生的兴趣和直接经验为基础,以数学问题为载体,以综合运用已有数学知识解决生活实际问题的各类现实性、综合性、实践性问题为内容,以自主探究和合作交流为主导学习方式,以培养学生的创新精神和实践能力为主要目的,让学生在生活中逐步学会用数学的眼光观察世界,用数学的思维分析世界,用数学的语言表达世界。
《初中数学课程标准(2011版)》指出:数学知识源于生活,又应用于生活。数学实践活动是对这句话最好验证,现在众多教师都认识到了它在教学中的地位与作用,但课本上每学期仅有的实践活动内容,远远满足不了教学实际的需要。教师应带领学生走出教室,接触社会,打开学生的眼界,增加学生的信息量,使他们看到生活之中处处有数学,数学是生活中不可缺少的强大工具。当然,数学教学应该是从学生生活经验和已有的知识背景出发,向他们提供充分的从事数学综合实践活动的机会,帮助他们在自主探索的过程中,真正理解和掌握数学知识技能、数学思维方法,同时获得广泛的数学活动经验。
下面以一节初中数学课例“中学生体质健康状况调查系列——七年级学生近视情况调查”为主题,结合具体的教学简录及点评,展开初中数学综合实践活动课的认识与思考。
一、课前准备
(一)创设情境
前期播放一段清华大学统计学专业的宣传片,让学生们了解到数据如矢,能命中时代的心脏;数据如雨,能滋润社会的躯体;数据如指,能切准国家的脉搏。在这个信息爆炸的大数据时代,过有效的数据分析,可以从大规模数据中,发现知识和规律,让数据成为推动社会进步的强大动力,作为数据科学的重要支柱之一,统计学依然是数据分析的灵魂。
另外,众所周知,中学生近视,已经成为一种现代文明病。而青少年近视患病率高达70%。我国是世界上近视发病率最高的国家之一,预防近视刻不容缓。近视防控不单单是一种能力而是一种习惯,而初中正是养成教育的最佳阶段,七年级学生有21天一个好习惯系列活动,在社会高度重视儿童青少年近视防控工作时,学校有义务和责任来承担起近视防控的使命,使预防近视成为学生的一种生活习惯。
点评:让学生先从清华大学的宣传片中,直观感受统计学的强大,这门源自古希腊的古老学科,伴随着大数据研究的兴起,和现代计算机技术的迅猛发展!它在各个领域都起着极其重要的作用,并推动着社会的发展!让学生产生想尝试数字力量的冲动,不妨从离校园最近的近视情况开始调查,亲身体验一把数据的强大力量。
(二)课前实践
对于七年级的学生,在小学初步了解了数据的收集、整理、描述和分析数据,简单认识了条形统计图、扇形统计图、折线统计图,具备展开统计调查的基本能力。于是引导学生复习并整理小学学过的统计学相关内容,回忆并构思如何展开调查。经过激烈讨论,确定出调查目标:①调查本校七年级学生的近视情况已达到什么程度;②为什么会造成这种现象;③面对此种现象,该采取什么措施去改善或避免呢?
学生再次讨论,确定出调查步骤:①明确调查问题;②设计调查选项;③确定调查范围;④选择调查方式;⑤实施调查;⑥汇总调查数据;⑦表示调查数据;⑧做出合理决策。其中三项内容已经明确,于是班委将全班分成了六个小组,一组负责设计调查选项,二组、三组负责实施调查,四组负责整理数据,五组负责表示数据,六组辅助调查。
点评:让学生体会到,理论要联系实际解决问题,合理的运用知识便可应用于生活之中,服务于生活。同时认识到:没有完美的个人,但可以组成完美的团队,体会团队合作的强大力量,遇到问题积极讨论便可碰撞出智慧的火花,得到解决的办法。
(三)教学目标
①让学生经历收集数据,整理数据,提取信息,构建模型对信息进行分析、推断,获得结论的过程。②通过亲身实践,体会数学来源于生活服务于生活,并培养学生数学建模和数据分析素养。③学会与他人合作交流,共同解决问题,并帮助学生树立正确的世界观,服务社会。
点评:教学目标中不仅仅设立了知识目标,并将学科素养及综合素质目标也融入其中。
二、课堂简录
(一)课堂引入
首先通过一则全国爱眼日的相关新闻及习主席的一段讲话,让学生关注眼健康,并意识到预防近视已经刻不容缓。从国家层面引起学生共鸣,让学生意识到,预防近视如今已不再单单是个人问题,而已经上升到爱祖国、共筑中国梦的政治高度。
点评:弘扬家国情怀,更明确要为健康中国战略的中国梦尽绵薄之力,激起用数据说话,让学生产生想对周边同学调查近视情况,并产生想帮助同学们防控近视的冲动。
(二)课堂活动
将课程分成四部分(1)收集数据;(2)整理数据;(3)表示数据;(4)分析数据,合理决策。
1.收集数据
一组负责设计调查选项。经过他们的交流讨论,最终确定了8个问题,制成调查问卷。
关于中学生近视情况调查问卷
亲爱的同学:
你好!处在这个竞争力十分强的社会,学生的学习压力负担也越来越大重,学习时间也逐渐加大。从而导致大多数学生用眼过度,视力下降,在电脑、手机普及的同时也有越来越多的同学沉迷于网络,长时间上网,也使他们视力进一步恶化。在发现这个问题后,我们小组开展了一次关于中学生近视情况的调查活动,希望您能协助这次调查,根据你的实际情况填写问题卷,感谢你的配合!
调查内容如下:
(1)请问你是否近视?
A是 B否
(如果你不近视,直接作答第6题)
(2)你认为近视会影響你的生活吗?
A很影响 B一般 C不影响
(3)请问你近视的度数是多少?
A小于300度
B300度~600度
C600度以上
(4)你的近视底数是否逐年加深呢?
A是 B否
(5)你近视原因是什么?
A经常看电子设备
B用眼不卫生
C先天性遗传
(6)你知道近视的生理原因吗?
A知道 B不知道
(7)你是否认真做眼保健操?
A是 B否 C有时是
(8)每天体育活动时间 ?
A小于1小时
B 1~2小时
C 2小时以上
接下来二组、三组,16人去全年级16个班用调查问卷,实施全员调查。而此时六组作为辅助组,在帮助其他组的同时,他们在思考,能否调查七年级一少部分人,然后估计一下全体呢?于是,他们兵分两路,分成男生组和女生组分别去调查。男生组放学后,去操场进行了调查;女生组是利用课间分别走进16个班,选取每班学号是6、16、26、36、46的五个同学,共调查了80人。
点评:在收集数据时,本着变简单呈现数据结果,为师生参与数据收集过程,将数学活动的起点向前延伸到数据的提取阶段。全班同学齐行动,团结合作,共同完成调查任务。
2.整理数据
六组同学采用画“正”字的方式,分别对数据进行了整理,而二、三组同学采用机读卡方式对数据进行整理。
这样,三个组的同学就得到全校七年级同学近期情况的第一手数据,在课堂上,展示了一下同学们调查结果,哪个数据全面性,准确性呢?
经过同学们的讨论分析,生成了普查,抽样调查的相关概念。当把数据整理到一起时,同学们就发现了问题,调查的数据不一致。笔者引导学生进一步思考:为什么会出现调查数据结果不一致呢?就以下三个问题,小组交流。
①你认为谁的调查,样本对总体的代表性较好,估计的近视率更加准确?
②抽样调查应该注意什么?
③抽样调查和普查的优缺点各是什么?
小组讨论后,得出如下结论:抽取一部分人员进行调查的确省时省力,但调查结果必然不如普查准确,为了取得较为准确的结果,首先调查的个体不能太少,其次要具有广泛性、代表性、随机性。普查和抽样调查各有利弊,我们要根据调查事件的特点,恰当的运用。
点评:在整理数据时,引导学生基于数据的特定背景灵活选择处理方式,让数据处理因境而生,因需而成,培养学生的灵活选择力、判断力。
3.表示数据
调查结果用纯数字呈现,不够直观和形象,五组8名学生将调查的8个问题用小学就学过的统计图表示。
在此过程中,更深刻体会了三种统计图的优点。同学们不仅通过绘制的扇形统计图,条形统计图来表示数据,并且还通过查阅相关资料,借助网络,搜索相关知识链接,在课堂上进行相关知识的普及。另外,同学们还开动脑筋展开猜想,查阅资料或结合自身验证自己的猜想,并且还能多维度的读取数据。
点评:在表示数据时,引导学生利用数据分析问题,获取信息,培养学生的数据读取能力,引导学生多维度地读图,从而点亮学生的数学眼光,提升学生的数学思考力。
4.分析数据,合理决策
通过分析数据,同学们给出了合理决策,如:学生们还通过网络、资料查询,了解到不科学的饮食习惯也会导致近视,以及很火的保护眼球操和穴位按摩。还有同学想到,已经近视了如何治疗呢?当讲到ICL近视植入手术,是目前国际上矫治近视最新最安全的产品之一,在美国已被广泛使用,但在中国使用很少,且价格不菲!教师问道:“我们怎么能落后于美国呢?”引出爱国情怀,激励学生努力学习,将来研发出更好,更安全的治疗近视的技术,也引出国内眼科专业顶尖的大学。
本次活动所经历的,就是初步的统计学,最后以清华大学统计学宣传的片尾呼应开题,再次激起家国情怀,感受数据的强大!清华大学统计学自成立以来,研究中心建立起完整的统计学研究体系,以统计学理论和计算为基础,着重发展生物医药学统计,工业统计,大数据处理等研究方向,以“政府大数据”为突破口,全力推动以数据分析和量化评估为基础的科学决策,同时为包含生物医药,金融、工业等各方面领域提供全方位的技术支持,孵化了一批具有鲜明技术特点,和良好业界声誉的高科技企业,打响清华“数据科学”品牌!
点评:统计学功能异常强大,通过本次活动学生们更是深有体会,它还能服务于各行各业,再次引出统计学专业很出色的大学,给出学生们生涯规划,当听到清华大学统计学在国际上享有盛名,并要继续打响清华“数据科学”品牌时,家国情怀油然而生。
(三)课堂延伸
首先,学生们用数据说话,通过召开动员大会,并制作护眼手抄报,来唤醒全校同学保护眼睛的意识,养成护眼爱眼的良好习惯。学生还将保护视力的方法和习惯带到家庭,进入社区,来带动更多的人爱眼护眼。
其次,本次活动经历数据收集,学会了创造;灵活处理数据,学会了选择;多维读取数据,学会了思考;体验数据的随机,学会了发现。而这些正是大数据时代的利用统计学建立模型及数据分析,正是我们数学核心素养的重要方面。
借着这高涨的热情,教师还布置了作业:你还想调查什么问题呢?请你设计出你的调查方案。再次,通过本次活动学生克服了内心的恐惧,变得更自信阳光,更懂得了团队合作的力量。
点评:一方面,防控近视是生活的一角,校园是社会的一角,最终实现全民爱眼护眼共行动;另一方面,呼吁所有同学们,保护心灵之窗,从现在开始,更希望同学们继续用数学眼光去观察现实世界,用数学思维去分析现实世界,用数学语言去表达现实世界,服务祖国,实现健康中国战略,共筑中国梦。
三、教学启示
(一)趣味性与实用性相结合
通过学习使学生在知识和能力上确实有所收获,有所提高。趣味性是实现知识学习和能力提升的途径,而不是目的。如果趣味有余,实用不足,那么就是降低了对学生的要求,流于平庸甚至会有哗众取宠之嫌。本节课注重初中数学综合实践活动的实用性,以本校七年级学生近视情况调查为主题,可操作性很强。其实质就是要增强活动的数学思维含量,充分利用综合实践活动的问题资源,为学生创设数学问题情境,促进学生数学思维的发展。
(二)引导性与参与性相结合
初中数学综合实践活动,要注重学生主体的积极参与,要让学生自己发现问题、提出问题、解决问题。特别是要让学生面对生活的各种现实问题,综合运用所学知识,主动地去探索、发现、体验,获得解决现实问题的真实体验中培养实践能力。本节课大胆放手让学生走进每个班级,走进校园及社区的每个角落,实地调查操作,培养了学生主动参与的创新与合作精神。
(三)校内活动与校外活动相结合
初中數学综合实践活动要根据时空条件灵活选择活动空间。有些数学活动可以在课内或校内开展。其实,校内或课内有着许多可以利用的数学综合实践活动资源,教师要以积极的态度和敏锐的眼光充分开发和利用这些活动资源。学生最为熟悉的是校园生活,在校园生活中,同样有着丰富的数学综合实践活动资源,教师要善于开发和利用校园生活资源,为数学综合实践活动服务。本次统计活动调查,不仅有利于促进和提高学生的数学应用能力,而且是数学课中开展人文教育的很好教育资源。
另外,初中数学综合实践活动课在条件允许又有必要的情况下,要把数学活动引向校外,让学生在更加广阔的空间中亲身参与、主动实践,在社会生活实践的大舞台中,综合运用所学知识解决各种实际问题,提高解决实际问题的能力。于是笔者带领学生走进社区,走进公园去进行宣传。总之,要让学生在轻松愉快的气氛中,学习兴趣与数学知识自然而然地同步增长。
(四)努力培养学生数学核心素养,激发家国情怀
努力培养学生数学核心素养,辅之以其它智能,则学生在数学学科的学习上就有更大的广泛性和灵活性,所以数学课堂承载了学生太多的发展可能,努力培养学生的数据分析、数学建模等核心素养意义重大。课堂上及课下,很多孩子惊讶于统计学的强大,并对统计应用专业兴趣浓厚,立志要努力学习,考上清华或其他优秀大学,更憧憬着自己未来能够也用数据说话,为祖国做出自己的贡献,造福他人,它在潜移默化地影响着学生。
总之,在综合实践活动中,教师不仅仅是传授者,还是促进者,作为促进者的关键是促进学生自主学习,促使学生自己去感知体验、实验观察、探究研讨。教师成为学生最可信赖的心理支持源。在综合实践活动中学生不再是一个被动的接受者,而是一个充满主动精神的探索的主体,一个提出问题并尝试解决问题的研究者。师生之间是合作的关系,共同投身于问题的研究过程,共同享受成功的喜悦。