新高考改革背景下培養高中學生數學核心素養之數據分析素養的探究

楊苗苗

摘 要：隨著互聯網、物聯網的發展，社會正朝著大數據、數字化的方向發展。數據分析成為未來人才必備的技能。高中教材中含有統計學、概率學等教學課程，對培養學生的數學思維能力至關重要。首先從學生、老師、教材、高考試卷分析了數據分析素養培養現狀，其次結合實際工作，針對如何培養高中生的數據分析素養提供了些許思路。

關鍵詞：高中學生；核心素養；數據分析素養；高考

數據分析素養的培養不僅要求學生學會數據分析方法，更要求學生將分析方法用于解決實際問題。數據分析素養的培養要求教師摒棄機械的題海戰術，重點培養學生利用數據分析解決問題的靈活性和創新性。

一、高中生數據分析素養培養現狀分析

（一）數據分析素養培養存在的問題

筆者采用了問卷調查法對180余名學生和20余名老師進行了調查，旨在摸清數據分析素養培養存在的問題。就學生而言，部分學生表示機械式的練題，占用了他們大量的數學時間，幾乎沒有時間搜集、整理、研究數據。還有部分學生仍舊沿用幾何、函數的學習方法學習統計和概率知識，學習效率較低。表現為做題很厲害，但是實際運用得非常少。就教師而言，實際上高中數學各知識點內在聯系緊密，如統計與概率中經常摻雜了函數、幾何不等式等知識點。而部分教師以應試考試為中心，忽略了各知識點的內在聯系。部分高中教師側重解題方法的傳授，而忽略了數學思維的培養，特別是數據模型的構建、數據分析的實際應用。

（二）教材分析

初中的數學教材簡單地介紹了抽樣調查、隨機數據、條形圖、折線圖等，學生形成了一定的數據觀念，初步了解了不同數據類型與不同圖形之間的關系。在初中階段，學生接觸的多為描述型數據，如平均數、簡單的隨機事件概率等。高中教材在初中教材的基礎上增加了對不同數據之間關聯性的研究，如利用樣本推算出總體情況，不同變量之間的關系等。高中的數據分析要求學生以統計的視角觀察不同變量的相關關系與線性關系，能通過計算離散隨機數據的方差、均值分析和解決一些實際問題。

（三）2018年高考試題分析

新課改后，以前的統計觀念培養已經變成了數據分析培養。以2018年高考課標全國卷II為例，該試卷遵循了新課改的要求，著重考查學生的數學思維能力、數學的應用能力。不管是選擇題還是分析題，對統計和概率的知識點考查都較多，分值占比較大。以該試卷的18題為例，該題是一道以環境基礎設施投資為背景的統計題。不需要學生生搬硬套相關統計公式解題，而是考查學生對實際問題的分析和解決能力。從這一點來看，新的高考試卷上有關數據分析的試題答案越來越開放，它更加注重考查學生的數學思辨能力、實際運用能力。數據分析素養的培養必須緊緊結合生活實際，照搬某個公式和沿用以前解題方法很難適應新的高考題型。

二、培養數據分析素養的相關建議

（一）以數據搜集提高學生的參與度

數據分析是基于數據展開的，預測的準確性往往取決于數據的整理和收集的數量和質量。數據分析不僅僅包括分析，還包括數據的收集與整理。培養學生數據分析素養的關鍵在讓學生親自收集、整理數據，并在一堆隨機數據中找到一定的規律，讓學生在這個過程中體味到數據分析的樂趣。如在講解“隨機事件的概率”時，教師可以讓學生拋硬幣實驗，并對實驗數據進行收集、整理。實驗之前，先規定拋硬幣的要求（如拋硬幣的高度必須在半米以上），將學生分為兩人一組，一人拋硬幣，一人記錄數據，引導學生將記錄的數據制作成拋擲統計表，最后將數據繪制成曲線圖，讓學生從圖形中直觀感受到拋硬幣數據的隨機性、波動性。

（二）以生活案例設計數據分析教案

不論是統計學還是概率學都起源于生活而運用于生活。數據核心素養的培養要求學生將掌握的分析方法運用于實際之中，獲得成就感，進而激發學習動力。教師可以以生活案例，特別是趣味性豐富的游戲為切入口，培養學生的隨機觀念和數據分析意識。如在講到概率，教師可以講解學生喜歡的游戲——夾娃娃的原理。課堂上，教師可以提問：“箱子里有5個娃娃，每次可能抓到也可能抓不到，我要把5個都抓到，理論需要抓多少次？箱子里有5個娃娃，每次可能抓到也可能抓不到，已經抓出來了3個，我要把剩余的2個都抓到，理論還需要抓多少次？”學生的注意力一下就被吸引住了，少數學生會根據自己的實際經驗進行計算。最終得出分別需要抓32次和4次。再比如常見的魔方問題，課前，教師可以讓每個學生準備一個六面六色的魔方，然后讓學生將六面六色的魔方隨意打亂，接著發問：“沒有規律的轉動，轉到六個面每個面的顏色一樣的概率是多少？”學生將在數據計算和不停轉動（數據驗證）中獲得答案。

總之，數據分析素養的培養是一個復雜的過程，僅僅靠解題方法的傳授是不夠的，還需要教師結合學生的理解能力，合理地設計教學方案，讓學生參與數據收集、整理、分析的全過程，在現有數據分析觀念的基礎上，提升數據分析能力。

參考文獻：

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[3]程晨.淺談學生數學學科核心素養的培養[J].情感讀本，2017（14）：41.

注：本文系甘肅省教育科學“十三五”2018年度一般自籌課題（課題批準號：GS[2018]GHB2678）系列成果論文。

編輯 劉瑞彬