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小學生如何學習數據分析——基于學習過程的實證研究

張丹   繪:   譯:  

  • 開本:16
  • 頁數:266
  • 出版時間:2020-3
  • 書號:978-7-5444-9045-0
  • 定價:42.00
  • 叢書:
  • 品牌:
京東 當當
內容簡介

這是一本探討小學生如何學習數據分析的書,也是一本充分立足真實課堂、詳細解讀學習過程的統計教學實踐層面的參考用書。

本書聚焦于小學數學“數據分析”教學的三大問題,經歷學習過程的實證研究,設計了主題情境下的數學學習活動,構建了數據分析觀念的評價框架;在維果茨基(Vygotsky)“最近發展區”的基礎上,采用了新的研究方法,考察了我國小學生在主題情境下數據分析觀念的真實水平和發展階段;通過在數學課堂上的實踐與運用,開發了促進小學生數據分析觀念發展的相關學習活動。

本書作者張丹是北京教育科學研究院的教授,入選北京市教委“長城學者”培養計劃項目。本書是在博士學位論文的基礎上修改、充實而來。

目 錄

第一章 研究的緣起

第一節 國際上統計課程的發展狀況

第二節 新中國成立以來我國統計課程的發展歷程

第三節 小學統計課程實施中的困惑

第四節 已有研究的分析

第二章 已有研究概況

第一節 數據分析觀念的內涵及維度

第二節 學生統計思維的發展階段

第三節 認識到需要收集數據

第四節 了解數據中蘊含著信息

第五節 體會數據的隨機性

第六節 統計教學的實施策略

第七節 總結

第三章 研究設計與實施過程

第一節 研究問題

第二節 測試題目與學習活動方案

第三節 研究對象

第四節 實施過程和研究方法

第四章 認識到需要收集數據

第一節 數據意識

第二節 發現和提出問題

第三節 制訂計劃

第五章了解數據中蘊含著信息

第一節 提取信息

第二節 數據推斷

第三節 方法選擇

第六章 體會數據的隨機性

第一節 數據推斷中的隨機

第二節 統計問題中的隨機

第三節 抽樣中的隨機

第七章 研究結論與啟示

第一節 研究結論

第二節 對課程設計的啟發

第三節 繼續研究的課題

附錄

后記

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編輯推薦

《義務教育數學課程標準(2011年版)》進一步將“統計觀念”修改為“數據分析觀念”。作為“統計與概率”模塊的核心概念,本書從“數據分析”切入,具有深刻的研究意義。

作者張丹是北京教育科學研究院的教授,本書意在指導教師如何開展有效教學,經歷了真實、詳細的基于學習過程的實證研究。

本書在國內外研究文獻的基礎上,增加了小學生數據分析觀念評價框架的維度,設計并實施了多元的數學系列學習活動,突出了統計教學的本質特點和教育方向。

本書借鑒維果茨基(Vygotsky)“最近發展區”理論,開闊了對于小學生數據分析情況的研究方法,對課程開發、教師教學有較大的指導作用。

隨著社會的發展和科學技術的進步,特別是大數據的廣泛應用,統計學變得越來越重要,統計學的思想和方法已經成為未來公民的基本素養。因此,如何在中小學階段有效地開展統計學的教學已經成為全世界關注的課題。

統計學的研究基礎是數據,通過對數據的整理和分析,得到產生數據背景的信息,形成認識現實世界的知識。在這個意義上,凡是能夠承載事物信息的東西都可以構成數據,既包括傳統意義上的數據,也包括對現代互聯網中的圖形、聲音、視頻等數字化以后形成的數據;這也表明,獲取數據的手段也越來越多樣化。于是,人們稱統計學是通過收集和分析數據提取信息、獲得知識的科學和藝術。由于這個基本特征,統計學的教學一定要強調數據,強調數據分析觀念;也正是因為如此,《義務教育數學課程標準(2011年版)》將“數據分析觀念”作為了統計課程的核心概念,《普通高中數學課程標準(2017年版)》將“數據分析”作為了數學學科核心素養之一。因此,這本書選擇數據分析觀念作為小學統計學教學的切入點是合適的,進行這樣的研究也是很有意義的。

為了使學生感悟數據分析的思想,需要基于統計學的學科本質,設計生動活潑、富有啟發、符合學生認識規律的教學活動。設計的前提,是認真研究學生數據分析觀念形成和發展的過程,實現過程與教學內容的有機結合。

作者張丹是北京教育科學研究院的教授,在她攻讀博士學位的時候,我們一起就數據分析觀念進行過多次討論,最后決定把她的研究聚焦于小學生數據分析觀念的發展階段、以及如何促進小學階段統計學的教學。這本專著,是她在博士學位論文的基礎上修改的。

本書研究以下三個問題:第一個問題,經過主題情境下的系列學習活動,小學生數據分析觀念的發展階段及其特征是什么;第二個問題,主題情境下的系列學習活動是如何增進學生數據分析觀念的形成和發展;第三個問題,對于課程設計和教學的啟發是什么。

本書的主要貢獻體現在三個方面。

首先,構建了數據分析觀念的評價框架。自從課程標準提出數據分析觀念以后,如何發展學生的數據分析觀念在國內成為熱點問題,但相關的研究成果卻比較少,相應的評價框架的成果更少。這本書構建了包括“維度、維度下的要素、要素的表現水平”的評價框架。具體說,是將數據分析觀念劃分為3個維度:認識到需要收集數據、了解數據中蘊含著信息、體會數據的隨機性。在每個維度下各自劃分3個要素:在認識到需要收集數據的維度下,要素是“數據意識”“發現與提出統計問題”“制定計劃”;在了解數據中蘊含著信息的維度下,要素是“從數據中提取信息”“利用數據進行推斷”“根據背景選擇方法”;在體會數據的隨機性的維度下,要素是“數據推斷中的隨機”“統計問題中的隨機”“抽樣中的隨機”。進一步,除“數據意識”外,各維度的各要素按照學生作答層次的高低劃分為四個水平,層次高低的判斷主要依據已有的研究成果和對學生試測作答的分析,還參考了SOLO 分類中所構建的前結構水平(P)、單一結構水平(U)、多元結構水平(M)和關聯結構水平(R)。

可以看到,本書呈現的框架中既有國內外研究比較多的“了解數據中蘊含著信息”的維度,也有研究比較少的“認識到需要收集數據”和“體會數據的隨機性”這樣的維度,這就使得數據分析觀念的框架更為豐富,也更加突出了統計學科的本質特征和教育價值。

其次,系統地考察了我國小學生在教學情境下數據分析觀念的發展階段。本研究開發了數據分析觀念的測試方案,包括前測題目和后測的題目,以及主題情境下系列學習的活動方案。經過系統的實證研究,獲得小學生數據分析觀念三個維度下各要素的發展水平和發展階段。通過觀察比較,作者還發現雖然存在著一定的差異,但2—6年級學生在各要素下總體都經歷了四個階段,可以把這四個階段表達為:自我特征、客觀過渡、局部思考和整體思考。

特別需要指出的是,這本書拓展了關于學生統計發展情況的研究方法。至今為止的相關研究,考察的都是學生現有學習基礎上獨立完成的情況,忽視了學習活動中交流對提高學生水平的作用,而本書則借鑒了維果茨基的“最近發展區”理論,創建了新的研究方法。所謂最近發展區是指“兒童的實際發展水平與潛在發展水平之間的差距。前者由兒童獨立解決問題的能力而定, 后者則是指在成人的指導下或是與能力較強的同伴合作時, 兒童表現出來的解決問題的能力”。最近發展區闡明了個體心理發展的社會起源,在最近發展區內展開的教學就是最適度的、可以收到最佳效果的教學?;谶@樣的想法,本書中數據分析觀念各要素的水平劃分參考了學生經歷了系列學習活動之后的表現。事實表明,在獨立思考、小組交流和全班交流的基礎上,再次考察學生的數據分析觀念,不僅能更準確地刻畫學生數據分析觀念的真實水平和發展過程,而且還揭示了從兒童現有水平到潛在水平的發展過程,這個發展過程與學生實際的課堂學習環境是一致的,無疑對課程開發、教師教學都具有較強的指導意義。這也是這本書所呈現的最大亮點。

最后,開發了促進學生數據分析觀念發展的系列學習活動。這些活動包括了五個年級、6個主題情境下的13個學習活動。開發這些學習活動,不僅是為了更好地刻畫學生的最近發展區,更重要的是,這些學習活動通過了課堂的實踐檢驗,為統計學教學活動的設計和實施提供了豐富并且實用的素材。這些教學活動中的絕大部分都是現行教材和教學中比較缺乏的,體現了數據分析觀念真正的教育價值。

張丹在從事數學教育研究的同時,還是一位教研人員,如何指導教師開展有效教學是她一直所追求的目標,也構成了這本書的另一大特色。有效的數學教學要求教師:能夠把握教學內容的數學本質,能夠把握學生的認知規律;基于數學本質和認知規律,設計合適的教學過程,提出合適的數學問題;通過教學過程和數學問題,引發學生獨立思考,鼓勵學生與他人交流;通過獨立思考和與他人交流,讓學生在知識技能的同時,感悟教學內容的數學本質;幫助學生積累思維和實踐的經驗,形成和發展數學學科的核心素養。這本書中所設計的教學活動,基本遵循了這個要求,實踐證明這樣的教學是有效的。

特別是,本書在學生前后測對比的基礎上,通過課堂學習的觀察和學生發展的個案分析,提煉了促進學生數據分析觀念發展的學習活動的特點,對于我國小學統計課程設計和教學實施具有重要的實踐意義。比如,提出如下建議:(1)抓住統計學習關鍵期,設計符合學生經驗的活動。(2)細化“發現和提出問題”的課程目標,整體設計系列活動。(3)注重“制定計劃”的活動,鼓勵學生經歷制定計劃的完整過程。(4)體現數據的“分布”在刻畫數據中的核心作用,系統設計統計量的課程。(5)重視“數據推斷”和“方法選擇”,嘗試開發合適的教學素材。(6)把握“數據隨機性”的合理要求,注重學生活動經驗的積累。

總之,教育應當從知識信息的傳遞,走向智慧信息的傳遞,智慧的教育體現在“過程的教育”之中,在過程中幫助學生積累思維的和實踐的經驗,最終形成和發展數據分析的核心素養。這本書在這方面得到了富有啟發意義的、非常有價值的成果。

史寧中

2019.2


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書 評

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