《基于数据分析素养的概率与统计教学研究》

《 基于数据分析素养的概率与统计教学研究 》

李玥

江苏师范大学江苏徐州 221116

摘要：随着时代的发展，人们逐渐认识到概率与统计内容在中学课程的重要性，尤其是在新课标提出数据分析素养以后，概率与统计内容作为数据分析的载体，成为了中学课程内容的四大主线之一。概率与统计的教学要立足于数据分析素养的培养，改变过去重计算、轻思维的现状，培养新时代的创新型人才。本文论述了学生学习“概率与统计”知识的现状，重点分析了在概率与统计教学中培养数据分析素养的策略。

关键词：概率与统计；数据分析；现状；教学策略

数据分析素养是指对问题中有价值的信息进行定量分析获得关于研究对象规律的能力，主要过程包括收集数据、整理数据、提取信息、构建模型、进行推断、获得结论。在大数据背景下，数据可以代表现实事物的多种特征，数据分析素养具有重要的应用价值。统计是获得数据的常用方法，具有估计和预测的作用；概率描述随机现象所蕴含的规律，规律需要从大量数据中获得，所以概率与统计是培养学生数据分析素养的重要课程内容，基于高中生概率与统计知识的学习现状，研究提高数据分析素养的教学策略是必要的。

一、高中生“概率与统计”学习现状

笔者通过互联网、图书馆搜集有关概率与统计的文献和资料，获得相关研究成果，以已有研究成果为基础，辅以对高中生访谈得知高中生在概率与统计模块的学习现状。

（一）缺少对知识本质的理解

学生对于简单随机抽样和分层抽样、集中参数和离散参数、古典概型和几何概型、互斥事件和独立事件的区别、适用范围以及计算应用是基本可以掌握的，能够解决简单情境中的问题，但是缺乏对于知识本质的掌握，知其然而不知其所以然，所以当问题情境改变或设置一点“陷阱”时，学生往往不知所措。学生学习概率与统计知识最重要的便是形成统计思维、随机性思维、数据思维，而思维的形成离不开对知识本质的掌握，学生只有明确相关的数据概念、计量单位以及相关统计量的含义和作用，才能实现数据的分类与整合，才能理解各统计量的指代意义和关联特性，以此达到全局角度，用整体思维来分析数据的目的。

（二）没有形成知识的应用意识

学生在解决实际问题时，往往不能够将问题转化为概率与统计的数学模型进行思考，所以他们在做题时，常常会出现无法识别出“概率与统计”问题特征、没有解题思路的现象，找不到能够求解实际问题的数学知识和数学方法。如提问“哪一个车间的产品质量较好”时，学生想不到使用集中趋势参数估计总体解决问题，缺乏应用概率与统计的意识，导致学生无法进入到数据的收集、整理、分析和应用环节。

3. 学习方法有待改善

学生大多认为概率与统计知识只是课程学习的一部分，是高考的必考内容，不需要投入过多精力学习，在这种思想的引领下，学生的学习表现为：上课不认真听讲、课后不注重总结，将精力放在做练习题上。学会了如何使用计算公式，但是却忽视了公式背后隐藏的概率和统计思想，公式是显性的，学生可以通过记忆获得，但是数学思想是隐性的，需要在知识形成、问题解决、反复运用的过程中形成。重练习的学习方法阻碍了思想的形成，也阻碍了素养的提升。

二、发展数据分析素养的教学策略

依据高中生概率与统计的学习现状，发现学习过程中不利于发展数据分析素养的因素。

基于此，提出在教学过程中发展数据分析素养的教学策略。

（一）重视对知识本质的讲解

应试教育的背景下，对知识点的讲解出现了“快节奏”现象，学生之所以会发生对知识点和计算公式的遗忘，主要是由于对知识点的认识浅显，无法体会到知识点的内在含义以及相互之间的联系，大量刷题的结果只会事倍功半。教师不能只对考点知识进行教学，而更应该在教学过程中应重视对于概念本质的讲解，讲清知识的来龙去脉，使学生明白样本、参数、统计量、随机性的含义和作用，明白数据分析的原因和作用，正确使用数据获得有价值的信息，提升数据分析素养。学校和课标要合理安排课时，不要急于课程进度，稳扎稳打地打好学生的知识基础，在一些比较抽象的概念学习中，使用有效的教学策略，帮助学生感受概念的深刻含义，为发展数据分析素养做铺垫。

（二）在实践中学会数据分析

提高数据分析素养不仅要“能做”还要“想做”和“去做”，也就是说不仅要有知识作为基础，还要有兴趣以及实际行动。而联系现实生活的实践活动既可以激发学生学习的兴趣又给学生提供应用知识的实践机会，让学生亲身经历数据分析的全部过程，体会数据分析与现实生活的联系。比如让学生思考使用平均数、众数还是中位数代表本班的身高比较合适的问题，通过联系生活的实际问题学生很容易便体会到集中趋势参数的应用场景以及数据收集、整理、分析的全部过程，所以教师精心设计联系实际的实践活动有利于学生提高数据分析素养。

（三）重视思维的培养

学生以往学习的知识具有确定性，而概率与统计知识具有不确定性，要解决概率与统计

相关问题学生需要具有随机性思维和统计思维，从大量随机的数据中发现规律，然后利用统计方法对数据做出推断。培养学生的统计思维和随机性思维是一个循序渐进的过程，与发展数据分析素养是相辅相成的。素养的内化离不开对数学思维的学习与深入理解，所以教师在教学中可以采用螺旋上升的教学方案。为了培养学生的思维，教师应该对教学目标、教学内容有深刻的把握，在教学设计中强调对数学思维的体现，时常对所涉及的思维做总结，推动素养的发展，数据分析素养的发展离不开数学思维的形成和内化。

（四）运用信息技术辅助教学

在“互联网+”的背景下，信息技术已经成为一种新的教学资源，数据的获得、整理和

分析都离不开信息技术的支持，从互联网、计算机上获取信息已经是新时代公民必须具备的能力，是数据分析的重要手段。在教学中，教师应该革新教学思想，充分利用信息技术减少学生收集、分析数据的难度，减少学生不必要的计算量，使学生保持积极的学习态度。信息技术对于呈现数据、统计图、图表和计算数据具有直观性和简捷性，所以教师应该使概率与统计的教学与信息技术紧密结合。

三、结语

综上所述，高中生在学习“概率与统计”知识的过程中主要存在对知识本质理解不清、

缺少知识的应用意识、学习方法不恰当以及数据分析素养水平低的问题，基于学生的学习现状，教师在教学中应该重视对知识本质的讲解，提供实践的机会，重视对思维的培养以及利用信息技术辅助教学，以此提高高中生的数据分析素养，使学生体会到数据分析对于学习、生活的重要性。

参考文献：

[1]常磊,鲍建生.情境视角下的数学核心素养[J].数学教育学报,2017,26(02):24-28.

[2]庄孝准.基于数据分析素养的高中数学教学——以“概率统计”为例[J].西部素质教育,2020,6(10):78-79.DOI:10.16681/j.cnki.wcqe.202010034.

[3]刘倩.基于数据分析素养下的高中概率与统计教学调查研究[D].延安大学,2020.DOI:10.27438/d.cnki.gyadu.2020.000050.

作者简介：李玥（1997-11-20)，女（汉族），徐州市，江苏师范大学，硕士研究生，学科教学（数学）.

基金：江苏师范大学研究生科研与实践创新计划校级项目《基于数据分析素养的概率与统计教学研究》（项目号：2021XKT0890）的研究成果。