统计图:基于结构因需而选的数据表达方式
【摘要】“折线统计图”作为小学阶段学习的三大统计图之一,有着区别于条形统计图、扇形统计图的独特结构特点。本文通过梳理统计与概率的大单元内容,明确折线统计图的教学重心;通过剖析学习现状,提出教学中的三大困惑;基于教材与学情分析,探索出四条教学路径,即“直击折线,在描述中凸显点线结构”“经历画图,在分析中明晰结构特点”“对比辨析,在思辨中强化数线整体”和“因需而选,在感悟中丰盈数据观念”,以期发展学生的数据意识。
【关键词】数据意识结构特点因需而选
“统计与概率”教学的核心是培养学生的数据意识,《义务教育数学课程标准(2022年版)》指出,数据意识主要是指对数据的意义和随机性的感悟,知道在现实生活中,有许多问题应当先做调查研究,收集数据,感悟数据蕴含的信息;知道同样的事情每次收集到的数据可能不同,而只要有足够的数据就可能从中发现规律;知道同一组数据可以用不同的方式表达,需要根据问题的背景选择合适的方式。新课标赋予了数据意识丰富的内涵,聚焦统计图,强调了两个要点:一是经历数据的收集、整理、分析的过程,体会数据中蕴含的信息;二是掌握数据分析的基本方法,根据问题的背景选择合适的方法。
“折线统计图”作为小学阶段学习的三大统计图之一,有着区别于条形统计图、扇形统计图的独特结构特点。如何基于折线统计图的结构特点,促使学生的数据分析能力由浅显走向深入,进而发展数据意识?下面是对人教版数学五年级下册“折线统计图”的教学思考,希望为教育工作者提供一些參考信息。
一、梳理:立足单元视角,“明”教学重心
(一)统计与概率领域大单元分析
通过对小学阶段统计与概率领域的大单元内容进行梳理(见表1),我们发现数据意识在不同的学段有着不同的侧重点,但是完整的数据分析过程包括收集、整理、表达(描述和推理)数据,它们彼此之间相互联结交融,缺一不可。“折线统计图”虽是第三学段的内容,但我们不能只看到本学段的目标而忽略完整统计过程的体验,指向数据分析能力,应让学生经历收集、整理数据的过程,探究折线统计图的特点,会根据需要选择合适的统计图。
(二)聚焦统计图表的单元间分析
从小学阶段统计图内容编排来看(见表2),“单式折线统计图”是学生认识了统计表和单式条形统计图后,学习的一种新的数据表达方式,学生对统计图的认识将由“描述数量多少”(即点位高低)正式向“预测与决策”(线的走向)转变。因此,“单式条形统计图”区别于条形统计图,多了线的结构,教学重心应关注线结构的认知,并引导学生感悟有线结构的折线统计图凸显的是数量的增减变化。
二、引疑:剖析学习现状,“思”教学之惑
为了更好地了解学生学习折线统计图的情况,我们对六年级学生(样本容量:90人)进行了折线统计图学习现状调查。(见图1)
(一)对各统计图的本质含义模糊不清
对于题1“折线统计图是最好的统计图”这一观点,居然有43.18%的学生认同,理由是“折线统计图既能表示数量多少,还可以表示数量的增减变化”“能更清楚地看到整体趋势”。他们不太理解统计图是为了凸显我们的需要而被选择的,对统计图的本质含义模糊不清。
反观我们的课堂,很多教师引出“折线统计图”时是按照“统计表—条形统计图—折线统计图”的顺序,这样的方式突出了让学生感受折线统计图产生的必要性,但在学生的头脑中播下了一粒“误解”的种子——折线统计图比条形统计图更好。因此,是否可以将新知的生长点放在统计表上,跳过“条形统计图”,直接引出“折线统计图”?
(二)对数据感知以视觉主观判断为主
对于题2,有61.36%的学生建议派小王参赛,理由是“小王的成绩稳定,且呈上升趋势,小林的成绩忽上忽下不够稳定”。事实上,小林的成绩比小王更稳定。究其原因是学生只关注了“线”的走向,而忽视了纵轴上的数据,他们是以图先入为主进行判断的。
(三)把折线统计图与函数图像混为一谈
对题3的调查,高达97.73%的学生认为可以通过作垂线的方式“读取”到该病人8∶00时的体温是38℃、37.5℃等,还有个别学生进行了“精准计算”,只有1个学生说“不知道,因为上面没有标出8∶00时的体温”。
这表明学生不太明白折线统计图是呈现数据的一种方式,是通过把统计数据随时间(或变量)的变化描点连线而得到的;图上一一对应的只是收集得到的数据,横轴和纵轴虽然代表两个变量,但我们无法像函数那样用一个特定的关系来描述。
三、推进:启迪结构生长,“丰”数据分析观念
基于以上分析,折线统计图的教学重心应落在让学生在经历收集、整理数据的过程中感知统计图的结构特点,并根据结构特点因需选择合适的统计图,从而形成数据意识,丰盈数据分析观念。
(一)引图:直击折线,在描述中凸显点线结构
教师要改变以往借条形统计图引入折线统计图的方式,直接由统计表引出折线统计图,直击折线统计图结构的冲击