摘" 要:本文旨在探讨大概念教学法在小学数学统计图表单元的应用.笔者通过文献分析和教学实践,构建了以“数据”为核心的大概念框架,并设计了基于真实情境的教学活动.结果表明,该方法有效提升了学生的数据分析能力和应用意识,这表明大概念教学能促进学生形成统计思维,建议在小学数学教学中推广应用.
关键词:大概念教学;统计图表;数据素养
在信息化时代,培养学生的数据素养日益重要.统计图表作为数学课程的重要内容,是发展学生数据分析能力的关键.然而,传统教学往往局限于技能训练,忽视了统计思维的培养.大概念教学法为改变这一现状提供了新思路.该方法强调以核心概念为引领,通过真实情境激发学生的学习兴趣,促进知识迁移与应用.本文将探讨如何在人教版小学数学教材的统计图表单元中实施大概念教学,以期为相关教学实践提供参考.
1" 数据视角下的统计图表教学
1.1" “数据”大概念的内涵与外延
“数据”作为统计图表教学的核心大概念,其内涵涵盖了信息的收集、组织、表示和分析等多个维度.[1]在小学数学教学中,数据不仅指各种数字信息,还包括学生日常生活中接触到的各类定性和定量资料.这一概念的外延可以延伸至数据的来源、类型、特征以及处理方法,强调数据在解决实际问题中的应用价值.通过培养学生识别、收集和处理数据的能力,帮助他们理解数据与现实世界的联系,为后续深入学习统计学奠定基础.在教学实践中,“数据”大概念的引入有助于学生形成数据意识,提升信息素养,为适应信息化社会做好准备.
1.2" 统计图表在数据素养培养中的作用
统计图表在培养学生数据素养中扮演着关键角色,是数据可视化的重要工具,能够将抽象的数字信息转化为直观的图形表示.通过学习和运用统计图表,学生能够更好地理解和解释复杂的数据集,发现数据中隐藏的模式和趋势.[2]在实际应用中,统计图表帮助学生有效组织和呈现信息,提高数据分析和决策能力.此外,统计图表的学习还能培养学生的批判性思维,使他们能够辨识误导性的数据表达,提高对媒体信息的辨别能力.在跨学科学习中,统计图表的应用促进了数学与其他学科的融合,增强了学生将数学知识迁移到实际问题解决中的能力,为他们未来参与社会决策和科学研究奠定基础.
2" 大概念引领的教学设计框架
2.1" 核心问题的提炼与设置
在大概念引领的统计图表教学中,核心问题的提炼与设置是构建有效学习体验的关键环节.这些问题应源自学生的生活经验,同时又能引导他们深入思考数据的本质和应用.例如,“如何判断一种表达方式是否恰当地呈现了数据”或“我们如何利用统计图表来解决校园环境问题”,这类问题激发学生的好奇心,引导他们主动探索数据收集、分析和表达的方法.在设置核心问题时,教师需考虑问题的开放性和挑战性,确保它们能够连接多个知识点,促进学生的高阶思维发展.[3]同时,这些问题应具有实践意义,使学生能够将所学知识应用于解决现实生活中的问题,从而增强学习的意义感和价值感.
2.2 "基于真实情境的任务设计
基于真实情境的任务设计是大概念教学法的核心要素.教师可以选取学生日常生活中的实际问题作为任务背景,如“调查班级同学的课外阅读情况”或“分析学校食堂的餐饮偏好”.这些任务要求学生运用统计图表知识收集、整理和分析数据,进而得出有意义的结论.在设计过程中,任务应具有一定的复杂性和开放性,允许学生采用不同的统计方法和图表类型.例如,学生可以自主选择使用条形图、折线图或饼图来呈现数据,并解释他们的选择理由.通过这种方式,学生不仅能够掌握统计图表的基本技能,还能培养数据分析和决策的能力,真正理解统计在实际生活中的应用价值.
2.3" 多元评估方式的应用
多元评估方式的应用对于全面评价学生的学习成效至关重要.传统的纸笔测试可以评估学生对基本概念和技能的掌握情况,但难以反映他们在实际应用中的表现.[4]因此,教师可以引入项目评估,让学生完成综合任务,如“设计一份校园环境调查报告”,评估其数据收集、处理和展示的能力.同时,采用观察评估的方法,记录学生在小组讨论和数据分析过程中的表现,了解其协作能力和批判性思维.此外,学生自评和互评也是重要手段.学生通过反思自己的学习过程和评价同伴的工作,培养元认知能力.这种多元评估体系不仅能全面反映学生的统计图表应用能力,还能培养他们在真实情境中运用所学知识解决问题的能力.
3" 课堂实践案例分析
3.1" “我们班的课外阅读”主题教学
“我们班的课外阅读”主题教学是一个理想的统计图表应用案例.教师引导学生收集全班同学一周内的课外阅读数据,包括阅读时间和阅读书籍类型.[5]学生需要设计调查问卷,收集数据,并选择合适的统计图表呈现结果.
例题" 五年级(3)班对全班40名学生进行了一周课外阅读情况调查,收集到以下数据(见表1).
表1
阅读时间(小时)0~11~22~33~44~5阅读人数(人)5121562
请根据这些数据完成以下任务.
(1)绘制一张条形统计图展示阅读时间分布.
(2)计算全班学生的平均阅读时间.
(3)分析班级的阅读情况,并提出改进建议.
解题过程如下.
(1)绘制条形统计图(如图1).
图1" 五年级(3)班课外阅读时间分布
(2)计算平均阅读时间.
先取每个时间段的中间值.
0~1时:0.5小时.
1~2时:1.5小时.
2~3时:2.5小时.
3~4时:3.5小时.
4~5时:4.5小时.
计算总阅读时间为(0.5×5)+(1.5×12)+(2.5×15)+(3.5×6)+(4.5×2)=2.5+18+37.5+21+9=88(小时),
平均时间为88 ÷ 40=2.2(小时).
(3)分析.
从统计图可以看出,大多数学生(27人)的阅读时间集中在1~3小时之间,说明班级整体有一定的阅读习惯.平均阅读时间为2.2小时,处于合理范围.然而,仍有5名学生阅读时间不足1小时,需要加强.
通过这个例题,学生不仅练习了统计图表的绘制和数据分析,还学会了如何将统计结果应用于实际问题的解决,培养了数据思维和决策能力.
3.2" “校园环保调查”项目学习
“校园环保调查”项目学习是一个理想的统计图表应用案例,结合了环保意识培养和数学技能应用.在这个项目中,学生可以调查学校的用水、用电情况或垃圾分类情况.通过设计调查问卷、收集数据、选择合适的统计图表呈现结果,学生不仅能够掌握统计图表的制作技巧,还能培养环保意识和数据分析能力.这种实践性强的学习方式有助于学生理解统计图表在现实生活中的应用价值,同时也能将数学知识与环境科学、社会学等学科知识相结合,促进跨学科学习.
例题" 五年级(2)班进行了为期五天的校园垃圾分类调查,收集到以下数据(见表2).
表2
垃圾类型周一周二周三周四周五
可回收垃圾15kg18kg16kg20kg22kg
厨余垃圾25kg23kg27kg24kg26kg
其他垃圾10kg9kg7kg8kg6kg
请完成以下任务.
(1)绘制一张折线图,展示这五天内各类垃圾产生量的变化趋势.
(2)计算这五天内各类垃圾的平均日产生量.
(3)分析学校的垃圾分类情况,并提出改进建议.
解题过程如下.
(1)绘制折线图(如图2).
图2" 各类垃圾产生量变化趋势折线图
(2)计算平均日产生量.
可回收垃圾:(15+18+16+20+22)÷5=18.2(kg).
厨余垃圾:(25+23+27+24+26)÷5=25(kg).
其他垃圾:(10+9+7+8+6)÷5=8(kg).
(3)分析.
数据分析揭示了学校垃圾分类的几个关键特点.厨余垃圾占据主导地位,平均每天高达25kg,反映出学校餐饮消耗量大,这可能与学生在校就餐人数多或食物供应充足有关.可回收垃圾展现出积极的增长态势,从周一的15kg逐步上升至周五的22kg,这一趋势表明学生的环保意识和回收行为正在逐步改善,可能是环保教育成效的体现.与此同时,其他垃圾的数量最少,且呈现明显的下降趋势,从周一的10kg减少到周五的6kg,这一变化说明垃圾分类的精确度在提高,更多的废弃物被正确分类到可回收垃圾或厨余垃圾中.这些数据共同描绘出一幅学校垃圾分类工作逐步完善、学生环保意识不断增强的图景.
4" 大概念教学的成效与反思
4.1 "学生数据分析能力的提升
大概念教学法在统计图表单元的应用显著提升了学生的数据分析能力.通过真实情境下的项目学习,学生不仅掌握了统计图表的制作技巧,更重要的是培养了数据思维.在“校园环保调查”等实践活动中,学生学会了如何设计调查问卷、收集有效数据、选择合适的图表类型进行可视化,并从中提取有价值的信息.这种基于问题的学习方式使学生能够将统计知识与实际问题相结合,提高了数据解释和推理能力.在分析校园垃圾分类数据时,学生不再局限于简单的数字比较,而是能够识别趋势、探讨原因,并提出改进建议.这种能力的提升不仅体现在数学学科上,也延伸到其他学科的学习中,如在科学实验数据分析或社会调查报告撰写时都能得到应用.
4.2" 统计思维的形成与迁移
大概念教学法在统计图表单元的应用促进了学生统计思维的形成与迁移.学生通过参与如“校园环保调查”等实践项目,逐步构建起数据收集、整理、分析和解释的完整认知框架.在这个过程中,他们不仅学会了如何选择适当的统计方法和图表类型,更重要的是培养了质疑数据,探究背后原因的批判性思维.例如,在分析校园用水数据时,学生能够主动思考异常值产生的原因,如是否与特殊活动或天气变化有关.这种统计思维的形成使学生在面对其他领域的问题时,也能自然而然地运用数据分析的方法.在科学实验中,他们会考虑样本大小对结果可靠性的影响;在社会实践活动中,他们能够设计有效的问卷调查并对结果进行合理解读.
5" 结语
笔者运用大概念教学法,通过设计基于真实情境的教学活动,成功解决了小学数学统计图表教学中存在的问题.实践表明,该方法能有效提升学生的数据分析能力和应用意识,促进统计思维的形成.未来可进一步探索大概念教学在其他数学领域的应用,深化课程整合研究,为培养具备数据素养的人才奠定基础.笔者建议加强教师培训,完善教学资源,以推动大概念教学在小学数学教学中的广泛应用.
参考文献
[1] 楚国杨.基于素养导向大概念教学的数学单元整体设计浅析[J].数理天地(初中版),2024(17):73-74.
[2] 王锐利,丁锐.为单元整体教学奠基:大概念统领下小学数学教材解读[J].基础教育课程,2024(9):65-72.
[3] 陈冬琴.基于大概念的小学数学教学策略探究[J].数学学习与研究,2024(23):110-112.
[4] 韩萍.数学之美统计图表[J].中学生数理化(高一数学),2023(5):8-9.
[5] 丁文娟.小学数学统计与概率领域中数据分析素养的有效培养[J].教育界,2023(5):77-79+61.