數(shù)據(jù)分析素養(yǎng)的形成機制與培育研究

劉鵬

【內(nèi)容摘要】數(shù)據(jù)分析素養(yǎng)是新課程改革下高中數(shù)學課堂教學的核心目標，學生不僅僅要掌握一定的數(shù)據(jù)分析方法，還要借助數(shù)據(jù)分析能力，解決實際問題。面對這一要求，教師必須要逐漸摒棄傳統(tǒng)的題海戰(zhàn)術(shù)，優(yōu)化課堂教學手段，全面加強學生數(shù)據(jù)分析能力的培養(yǎng)。本文立足于高中數(shù)學課堂教學，對數(shù)據(jù)分析能力的培養(yǎng)策略進行了詳細的研究和分析。

【關(guān)鍵詞】高中數(shù)學數(shù)據(jù)分析素養(yǎng)?培育路徑

在大數(shù)據(jù)時代背景下，數(shù)據(jù)在生活中無處不在，每天都面臨著大量的數(shù)據(jù)。在這一社會背景下，高中數(shù)學課程改革中也提出了培養(yǎng)學生“數(shù)據(jù)分析素養(yǎng)”的教學目標。這對傳統(tǒng)高中數(shù)學課堂教學提出了挑戰(zhàn)，要求教師必須要重視數(shù)據(jù)分析能力的培養(yǎng)，并對傳統(tǒng)課堂教學手段進行革新，更好地發(fā)展學生的數(shù)據(jù)分析素養(yǎng)。

一、數(shù)據(jù)分析素養(yǎng)和影響因素分析

1.數(shù)據(jù)分析素養(yǎng)內(nèi)涵

高中數(shù)學新課程標準下，明確提出了高中數(shù)學課堂教學的六大素養(yǎng)，即：數(shù)學抽象、邏輯推理、數(shù)學建模、數(shù)學運算、直觀想象、數(shù)據(jù)分析。數(shù)據(jù)分析素養(yǎng)作為六大數(shù)學核心素養(yǎng)中的重要組成部分，是培養(yǎng)學生事物探究能力、分析事物變化規(guī)律、獲得知識能力的重要條件。

關(guān)于“數(shù)據(jù)分析素養(yǎng)”這一內(nèi)涵的研究，學術(shù)界至今尚未形成統(tǒng)一的定論。對此，筆者結(jié)合以往學者的研究，以及新課程標準中的描述，將其內(nèi)涵歸納為：數(shù)據(jù)分析素養(yǎng)主要是指通過對研究對象展開分析，從中獲得相關(guān)的數(shù)據(jù)，并借助統(tǒng)計方法，對所獲得的數(shù)據(jù)進行整合和分析，進而加深對研究對象的理解。在高中數(shù)學教學中，數(shù)據(jù)分析素養(yǎng)不僅僅要提升學生的數(shù)據(jù)分析方法，還要指導學生借助這一數(shù)據(jù)分析方法，對實際生活中遇到的問題進行結(jié)局的，進而促使學生的全面發(fā)展[1]。

2.影響學生數(shù)據(jù)分析因素

雖然在新課程標準中明確提出了“數(shù)據(jù)分析素養(yǎng)”，但是在落實的時候，受到多種因素的制約，致使其落實效果不佳。具體來說，影響學生數(shù)據(jù)分析素養(yǎng)的因素主要來源于兩大方面：

一方面，從學生的角度上來說，部分學生的學習態(tài)度不夠端正，認為這一部分知識比較簡單，或者在考試中占據(jù)的分值比較少，以至于在學習的時候，出現(xiàn)了上課不認真聽講、課后總結(jié)和練習不夠的現(xiàn)象;還有部分學生由于在現(xiàn)實生活中的數(shù)據(jù)分析意識較弱，對數(shù)據(jù)分析認識不到位、掌握的方法也不夠全面等。

另一方面，從教師的角度上來說，部分教師在教學中對其重視程度不夠，安排的課時內(nèi)容比較少，嚴重制約了這一部分內(nèi)容的教學質(zhì)量;另外，在具體的教學中，教師基本上都是采用講授的方法開展教學，忽視了現(xiàn)代信息技術(shù)的應用，致使課堂教學效果不佳，難以實現(xiàn)數(shù)據(jù)分析素養(yǎng)這一教學目標;甚至還有部分教師受到自身教學理念、專業(yè)素養(yǎng)的制約，由于對統(tǒng)計這一部分知識掌握不夠，無法在教學中培養(yǎng)學生的數(shù)據(jù)分析素養(yǎng)[2]。

二、數(shù)據(jù)分析素養(yǎng)的形成機制與培育路徑分析

1.樹立數(shù)據(jù)分析教學目標

在高中數(shù)學課堂教學中，數(shù)據(jù)分析是開展數(shù)學統(tǒng)計知識學習的核心組成部分，教師在培養(yǎng)學生數(shù)據(jù)分析素養(yǎng)的時候，必須要對以往的教學目標進行調(diào)整和完善，樹立培養(yǎng)學生數(shù)據(jù)分析素養(yǎng)的教學目標。在這一教學目標的指引下，教師在開展課堂教學的時候，不再單純地介紹統(tǒng)計部分的知識，更要關(guān)注學生的思維過程，促使在親身經(jīng)歷和體會中，對數(shù)據(jù)進行觀察、描述、整合、推斷和質(zhì)疑等，最終實現(xiàn)學生數(shù)據(jù)分析素養(yǎng)的提升。

2.經(jīng)歷數(shù)據(jù)分析過程，體會數(shù)據(jù)中蘊含的信息

教師在高中數(shù)學課堂教學中，要想提升學生的數(shù)據(jù)分析素養(yǎng)，必須要帶領(lǐng)學生親身經(jīng)歷數(shù)據(jù)分析整個過程，即：收集數(shù)據(jù)-整理數(shù)據(jù)-分析數(shù)據(jù)-做出推斷等。學生在這一過程中，通過繪制直方圖、莖葉圖、散點圖等途徑，從中獲取相應的數(shù)據(jù)信息，并采用圖示進行表示和描述。而要實現(xiàn)這一教學目標，教師在開展教學的時候，應立足于數(shù)學來源于生活、在實際生活中存在廣泛應用的現(xiàn)狀，必須要選擇貼近學生實際生活的素材開展教學，引導學生在參與統(tǒng)計活動的過程中，認識到數(shù)據(jù)分析的重要性，進而提升學生的數(shù)據(jù)分析素養(yǎng)。以“統(tǒng)計”一課教學為例，針對課后練習題目中的幾個實踐活動，教師指導學生對學生化學成績和數(shù)學成績之間是否存在規(guī)律進行調(diào)查。面對這一教學任務，學生首先要考慮的是：要研究的問題是什么？如何設(shè)計研究抽樣方法？如何對調(diào)查的數(shù)據(jù)展開分析？從中得到了什么樣的規(guī)律？學生在這一過程中，親身經(jīng)歷了“提問-設(shè)計問卷-收集、整理和分析數(shù)據(jù)-推斷”這一個過程，對數(shù)據(jù)分析的重要性進行了深刻地認識，并在無形中提升了學生自身的數(shù)據(jù)分析素養(yǎng)[3]。

3.創(chuàng)設(shè)生活情境，培養(yǎng)學生數(shù)據(jù)分析素養(yǎng)

在具體的課堂教學中，創(chuàng)設(shè)出與學生實際生活相貼近的學習情境，促使學生在良好的情境體驗中，喚醒自身的求知欲望，進而促使學生積極主動參與到課堂學習中。同時，在這一情境體驗中，學生可深刻感知數(shù)學知識在實際生活中的應用價值。在培養(yǎng)學生數(shù)據(jù)分析素養(yǎng)的過程中，教師就可以借助情境的教學模式，從學生生活中挖掘出相關(guān)的素材和問題，給學生創(chuàng)設(shè)一個具有生活化的教學情境，以此作為切入點，激發(fā)和培養(yǎng)學生的數(shù)據(jù)分析素養(yǎng)。例如，教師在對“概率”這一部分知識教學的時候，為了培養(yǎng)學生的數(shù)據(jù)分析素養(yǎng)，就結(jié)合學生在日常生活中喜歡抓娃娃的游戲，給學生創(chuàng)設(shè)了一個情境：娃娃機里面一共有5個娃娃，每次可能抓到娃娃，也可能兩手空空。那么，如果我們想要將這5個娃娃全部抓到，從理論上來說，一共需要多少次？還是這個問題和條件，如果我們已經(jīng)抓出來3個娃娃，那么剩余的2個娃娃都要抓到的話，從理論上來說還需要多少次？通過這一生活化情境的設(shè)置，集中了學生的注意力，使得學生結(jié)合自己在實際生活中的經(jīng)驗展開計算，并得出最終的答案。同時，在這一過程中，學生通過在數(shù)據(jù)計算、不聽轉(zhuǎn)動的過程中，也提升了自身的數(shù)據(jù)分析能力，實現(xiàn)了核心素養(yǎng)下的教學目標[4]。

4.借助現(xiàn)代信息技術(shù)，培養(yǎng)學生的數(shù)據(jù)分析能力

在高中數(shù)學課堂學習中，受到數(shù)學知識抽象性特點的制約，教師在培養(yǎng)學生數(shù)據(jù)分析能力的時候，就可以充分借助現(xiàn)代信息技術(shù)的幫助，促使學生信息技術(shù)幫助下，加深數(shù)學知識的理解，最終提升自身的數(shù)據(jù)分析能力。以“頻率分布直方圖”教學為例，教師在培養(yǎng)學生數(shù)據(jù)分析能力的時候，就借助了現(xiàn)代信息技術(shù)這一工具，將常用的SPSS軟件融入到課堂教學中，引導學生利用這一信息軟件，對數(shù)據(jù)進行處理，并掌握均值和方差的計算技巧，以及統(tǒng)計圖的繪制技巧等。如此一來，學生在現(xiàn)代化信息技術(shù)的幫助下，很快就進入到理想的數(shù)據(jù)分析狀態(tài)下。具體來說，教師開展信息技術(shù)教學的時候，可結(jié)合學生實際生活，先給其創(chuàng)設(shè)一個情境：在對樹木生長情況進行調(diào)查的過程中，人們隨機選擇100棵大樹，對其底部的周長進行了測量，對測量結(jié)果進行了記錄，形成100個數(shù)據(jù)信息。如何采用概率分布表和圖將其呈現(xiàn)出來呢？據(jù)此，教師指導學生將相關(guān)的數(shù)據(jù)錄入到SPSS軟件中，生成直方圖，結(jié)合對應的結(jié)果，對數(shù)據(jù)信息進行歸納和總結(jié)。

可以說，計算機軟件的開發(fā)和應用，給數(shù)據(jù)處理、統(tǒng)計等帶來了極大的便利。針對眾多的信息軟件，在探究和發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)規(guī)律學習的時候，應指導學生采用Excel 、Flash、Matlab等軟件加以輔助;在對統(tǒng)計知識學習的時候，可指導學生借助Excel 軟件進行學習[5]。

結(jié)語

綜上所述，在新課程改革背景下，培養(yǎng)學生的數(shù)據(jù)分析素養(yǎng)已經(jīng)成為課堂教學的核心目標?；诖?，教師必須要圍繞這一知識點，更新和優(yōu)化教學目標，并通過開展社會實踐調(diào)查、創(chuàng)設(shè)生活情境、借助現(xiàn)代信息技術(shù)等途徑，不斷提升學生的數(shù)據(jù)分析能力，更好地滿足新課程背景下的高中數(shù)學教學目標。

【參考文獻】

[1]湯向明.基于數(shù)據(jù)分析的高中數(shù)學精準教學實踐[J].中學數(shù)學，2020（13）：78-80.

[2]蔡曉茹.基于數(shù)據(jù)分析能力培養(yǎng)的高中數(shù)學教學策略探討——以“概率與統(tǒng)計”教學為例[J].數(shù)學教學通訊，2020（21）：53-54.

[3]張茜. 基于數(shù)據(jù)分析核心素養(yǎng)的高中數(shù)學統(tǒng)計教學調(diào)查研究[D].遼寧師范大學，2020.

[4]聶玲玲.增強數(shù)據(jù)分析能力發(fā)展數(shù)學核心素養(yǎng)研究[J].成才之路，2019（22）：32.

[5]張永紅. 高中生數(shù)據(jù)分析核心素養(yǎng)的培養(yǎng)研究[D].湖南理工學院，2019.

【甘肅省教育科學“十三五”規(guī)劃2019年度一般課題《高中數(shù)學教學中數(shù)據(jù)分析素養(yǎng)的形成機制與培育研究》，課題立項號GS〔2019〕GHB1516.】

（作者單位：甘肅省天水市第一中學）