经历统计过程培养数据意识
【摘要】促进学生建立数据意识是小学阶段“统计与概率”领域教学的核心要求。文章以苏教版数学四年级上册“怎样滚得远”一课为例，通过设置真实的问题驱动，引导学生主动探究，让学生经历统计的全过程，培养学生在面对真实情境时主动收集数据、分析数据并作出正确的判断和决策的能力，发展数据意识。
【关键词】问题驱动真实情境统计过程数据意识
2022年版《义务教育数学课程标准》将2011年版《义务教育数学课程标准》提出的10个核心词之一“数据分析观念”演化分为小学和初中两个阶段递进培养的数学核心素养“数据意识”和“数据观念”。“数据意识”作为小学数学核心素养之一，它主要是指对数据的意义和随机性的感悟，能用数学语言表达现实世界，能根据数据思考问题，作出合理推断。教学时，教师要引导学生经历收集、整理、描述、分析数据的全过程，从而获得丰富的统计体验。本文以苏教版数学四年级上册“怎样滚得远”一课为例，讲述如何在真实的问题情境中，引导学生主动探究，让学生经历统计的全过程，发展数据意识。
一、实验数据收集的前期准备工作
（一）确定实验思路
1.理清实验思路
本实验的前提是：相同的坡板（斜坡的坡长相同），如何放置圆柱形物体才能滚得远？在实验的过程中，不难发现：坡板不同的放置情况，斜坡的坡长不会发生改变，随之改变的是斜坡的坡角和坡高。由此引发思考：如果斜坡的坡角不变（一定），或斜坡的坡高不变（一定），物体怎样才能滚得远？
2.拓宽实验外延
当影响滚动的因素聚焦在坡高、坡角、坡长这三个因素上时，就要思考：怎样研究更合理？这个时候，教师要从整体的视角进行架构，分层设计，让学生在变与不变中，感悟三个因素之间互相制衡的关系，同时体会事物之间是普遍联系的。
3.进行实验分类——控制变量
为了更清楚地看清各因素对滚动距离的影响，在研究的时候，教师设计了如下两个活动：
活动任务一：坡高一定或者坡角一定时，怎样滚得远？
【提出问题】怎样让圆柱体物体在斜坡上滚得远？
【尝试实验】课前调查表明，坡角一定或者坡高一定时，物体滚动距离的远近有生活经验的支撑，学生理解起来并不困难。本课中，教师特意设计了同坡高、同坡角的两种特定教具，让学生直观得出结论。
【形成猜想】研究得出：（1）当坡角相同时，坡高越高，滚得越远；（2）当坡高相同时，坡角越小，滚得越远。
【综合优化】坡长相同时，怎样才能滚得远？综合刚才的活动任务一，不难发现：要想滚得远，坡高要高，坡角要小。遗憾的是通过自主实践，学生很容易发现，要同时满足双因素的要求，事实上是不可能的。在坡长固定的情况下，坡高高了，坡角就大了；同样坡角小了，坡高又下来了。这是彼此矛盾的，无法调和，坡高又不能太高，坡角又不能太小，由此引发学生的折中思想：猜测45°角时，物体滚得最远。
活动任务二：坡长一定时，怎样滚得远？
【确定角度】要想验证坡角45°滚得远，就要把其他角度与45°进行比较，由于课堂时间有限，所有角度都测量肯定来不及，因此产生均分0～90°的需求。考虑到测量的角度不能太多，又要与45°进行比较，最终确定15°、30°、45°、60°、75°这5个角度，同时测量角度的确定也是根据学生的需求产生的，而不是教师的人为规定。
【再次实验】明确小组分工，规范实验。
【分层呈现】一组数据不具有稳定性，从而引出小组数据→全班数据→全校数据进行分层分析，让学生感悟数据越多越具有代表性。
【得出结论】根据测量的真实数据得出相关结论。
（二）制作匹配教具
结合本节课的活动设计，教师需要精准地控制变量研究，同时为了更规范、科学地开展数学实验，坡长不同的2组实验教具采用3D打印可插式斜坡，操作方便。教具Ⅰ斜坡的坡角相同，教具Ⅱ斜坡的坡高相同。对于坡长相同的实验教具，教师对其进行了多次改良，斜坡从一开始的需要用量角器测量，改良成用螺帽调节角度，最终改良成搭扣斜坡，大大节省了实验时间。
（三）掌握实验方法
科学实验需要借助实验仪器来测量得出数据，如果学生没有掌握正确的使用方法，那么数据就会出现偏差，正确规范的操作，实验中细节的考量，将保证实验中数据收集的真实有效。
二、实验数据的获取要真实有效
（一）及时记录数据的习惯
小学生由于自身年龄的限制，对于一些新鲜事物有着很强的探索欲，他们在积极投身于实验的过程中，对实验中的数据没有很强的敏感度，往往参与了实验的流程，却并没有及时记录实验产生的数据。因此，教师在实验中要对学生进行科学正确的指导，引导学生养成良好的实验习惯。比如：在本课实验过程中，可以让学生首先进行分组，在组内进行合理分工，小组成员需要分别做放物体、测距离、记录数据等工作，为接下来实验的有序进行做铺垫。
（二）重复多次实验的意识
每一个物理量都有一个真实值，在测量的过程中，实验的误差是不可避免的。因此，只通过一两次的实验数