新高考改革背景下培養(yǎng)高中學生數(shù)學核心素養(yǎng)之數(shù)據(jù)分析素養(yǎng)的探究

楊苗苗

摘 要：隨著互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，社會正朝著大數(shù)據(jù)、數(shù)字化的方向發(fā)展。數(shù)據(jù)分析成為未來人才必備的技能。高中教材中含有統(tǒng)計學、概率學等教學課程，對培養(yǎng)學生的數(shù)學思維能力至關重要。首先從學生、老師、教材、高考試卷分析了數(shù)據(jù)分析素養(yǎng)培養(yǎng)現(xiàn)狀，其次結合實際工作，針對如何培養(yǎng)高中生的數(shù)據(jù)分析素養(yǎng)提供了些許思路。

關鍵詞：高中學生；核心素養(yǎng)；數(shù)據(jù)分析素養(yǎng)；高考

數(shù)據(jù)分析素養(yǎng)的培養(yǎng)不僅要求學生學會數(shù)據(jù)分析方法，更要求學生將分析方法用于解決實際問題。數(shù)據(jù)分析素養(yǎng)的培養(yǎng)要求教師摒棄機械的題海戰(zhàn)術，重點培養(yǎng)學生利用數(shù)據(jù)分析解決問題的靈活性和創(chuàng)新性。

一、高中生數(shù)據(jù)分析素養(yǎng)培養(yǎng)現(xiàn)狀分析

（一）數(shù)據(jù)分析素養(yǎng)培養(yǎng)存在的問題

筆者采用了問卷調查法對180余名學生和20余名老師進行了調查，旨在摸清數(shù)據(jù)分析素養(yǎng)培養(yǎng)存在的問題。就學生而言，部分學生表示機械式的練題，占用了他們大量的數(shù)學時間，幾乎沒有時間搜集、整理、研究數(shù)據(jù)。還有部分學生仍舊沿用幾何、函數(shù)的學習方法學習統(tǒng)計和概率知識，學習效率較低。表現(xiàn)為做題很厲害，但是實際運用得非常少。就教師而言，實際上高中數(shù)學各知識點內在聯(lián)系緊密，如統(tǒng)計與概率中經(jīng)常摻雜了函數(shù)、幾何不等式等知識點。而部分教師以應試考試為中心，忽略了各知識點的內在聯(lián)系。部分高中教師側重解題方法的傳授，而忽略了數(shù)學思維的培養(yǎng)，特別是數(shù)據(jù)模型的構建、數(shù)據(jù)分析的實際應用。

（二）教材分析

初中的數(shù)學教材簡單地介紹了抽樣調查、隨機數(shù)據(jù)、條形圖、折線圖等，學生形成了一定的數(shù)據(jù)觀念，初步了解了不同數(shù)據(jù)類型與不同圖形之間的關系。在初中階段，學生接觸的多為描述型數(shù)據(jù)，如平均數(shù)、簡單的隨機事件概率等。高中教材在初中教材的基礎上增加了對不同數(shù)據(jù)之間關聯(lián)性的研究，如利用樣本推算出總體情況，不同變量之間的關系等。高中的數(shù)據(jù)分析要求學生以統(tǒng)計的視角觀察不同變量的相關關系與線性關系，能通過計算離散隨機數(shù)據(jù)的方差、均值分析和解決一些實際問題。

（三）2018年高考試題分析

新課改后，以前的統(tǒng)計觀念培養(yǎng)已經(jīng)變成了數(shù)據(jù)分析培養(yǎng)。以2018年高考課標全國卷II為例，該試卷遵循了新課改的要求，著重考查學生的數(shù)學思維能力、數(shù)學的應用能力。不管是選擇題還是分析題，對統(tǒng)計和概率的知識點考查都較多，分值占比較大。以該試卷的18題為例，該題是一道以環(huán)境基礎設施投資為背景的統(tǒng)計題。不需要學生生搬硬套相關統(tǒng)計公式解題，而是考查學生對實際問題的分析和解決能力。從這一點來看，新的高考試卷上有關數(shù)據(jù)分析的試題答案越來越開放，它更加注重考查學生的數(shù)學思辨能力、實際運用能力。數(shù)據(jù)分析素養(yǎng)的培養(yǎng)必須緊緊結合生活實際，照搬某個公式和沿用以前解題方法很難適應新的高考題型。

二、培養(yǎng)數(shù)據(jù)分析素養(yǎng)的相關建議

（一）以數(shù)據(jù)搜集提高學生的參與度

數(shù)據(jù)分析是基于數(shù)據(jù)展開的，預測的準確性往往取決于數(shù)據(jù)的整理和收集的數(shù)量和質量。數(shù)據(jù)分析不僅僅包括分析，還包括數(shù)據(jù)的收集與整理。培養(yǎng)學生數(shù)據(jù)分析素養(yǎng)的關鍵在讓學生親自收集、整理數(shù)據(jù)，并在一堆隨機數(shù)據(jù)中找到一定的規(guī)律，讓學生在這個過程中體味到數(shù)據(jù)分析的樂趣。如在講解“隨機事件的概率”時，教師可以讓學生拋硬幣實驗，并對實驗數(shù)據(jù)進行收集、整理。實驗之前，先規(guī)定拋硬幣的要求（如拋硬幣的高度必須在半米以上），將學生分為兩人一組，一人拋硬幣，一人記錄數(shù)據(jù)，引導學生將記錄的數(shù)據(jù)制作成拋擲統(tǒng)計表，最后將數(shù)據(jù)繪制成曲線圖，讓學生從圖形中直觀感受到拋硬幣數(shù)據(jù)的隨機性、波動性。

（二）以生活案例設計數(shù)據(jù)分析教案

不論是統(tǒng)計學還是概率學都起源于生活而運用于生活。數(shù)據(jù)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)要求學生將掌握的分析方法運用于實際之中，獲得成就感，進而激發(fā)學習動力。教師可以以生活案例，特別是趣味性豐富的游戲為切入口，培養(yǎng)學生的隨機觀念和數(shù)據(jù)分析意識。如在講到概率，教師可以講解學生喜歡的游戲——夾娃娃的原理。課堂上，教師可以提問：“箱子里有5個娃娃，每次可能抓到也可能抓不到，我要把5個都抓到，理論需要抓多少次？箱子里有5個娃娃，每次可能抓到也可能抓不到，已經(jīng)抓出來了3個，我要把剩余的2個都抓到，理論還需要抓多少次？”學生的注意力一下就被吸引住了，少數(shù)學生會根據(jù)自己的實際經(jīng)驗進行計算。最終得出分別需要抓32次和4次。再比如常見的魔方問題，課前，教師可以讓每個學生準備一個六面六色的魔方，然后讓學生將六面六色的魔方隨意打亂，接著發(fā)問：“沒有規(guī)律的轉動，轉到六個面每個面的顏色一樣的概率是多少？”學生將在數(shù)據(jù)計算和不停轉動（數(shù)據(jù)驗證）中獲得答案。

總之，數(shù)據(jù)分析素養(yǎng)的培養(yǎng)是一個復雜的過程，僅僅靠解題方法的傳授是不夠的，還需要教師結合學生的理解能力，合理地設計教學方案，讓學生參與數(shù)據(jù)收集、整理、分析的全過程，在現(xiàn)有數(shù)據(jù)分析觀念的基礎上，提升數(shù)據(jù)分析能力。

參考文獻：

[1]胡敬涵.高中生數(shù)據(jù)分析素養(yǎng)現(xiàn)狀的調查研究[D].哈爾濱師范大學，2018.

[2]李博.高中數(shù)學學科核心素養(yǎng)的內涵及教學指導[J].課程教育研究（新教師教學），2016（28）：57.

[3]程晨.淺談學生數(shù)學學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)[J].情感讀本，2017（14）：41.

注：本文系甘肅省教育科學“十三五”2018年度一般自籌課題（課題批準號：GS[2018]GHB2678）系列成果論文。

編輯 劉瑞彬