聚焦數(shù)據(jù)分析管窺素養(yǎng)培育

摘 要：時(shí)代發(fā)展至今，數(shù)據(jù)分析素養(yǎng)的培育刻不容緩，本文提出讓學(xué)生完整經(jīng)歷數(shù)據(jù)分析的全過(guò)程，其一，切近現(xiàn)實(shí)經(jīng)驗(yàn)，凝練數(shù)學(xué)問(wèn)題，發(fā)展統(tǒng)計(jì)眼光;其二，突出分析過(guò)程，優(yōu)化數(shù)據(jù)交流，積累活動(dòng)經(jīng)驗(yàn);其三，形成數(shù)據(jù)洞察，反思統(tǒng)計(jì)推斷，培育分析素養(yǎng).

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)收集;數(shù)據(jù)分析;數(shù)據(jù)交流;數(shù)據(jù)解釋;數(shù)據(jù)洞察;統(tǒng)計(jì)推斷

隨著信息科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，“一切都被記錄，一切都被分析”的大數(shù)據(jù)時(shí)代如約而至，它深刻地改變著我們每個(gè)人的生活.“用數(shù)據(jù)說(shuō)話(huà)”既是這個(gè)時(shí)代的特征，也是全社會(huì)的共識(shí).數(shù)據(jù)成為與能源同等重要的資源，掌握了數(shù)據(jù)獲取、處理、建模、分析等過(guò)程的方法，無(wú)疑就是掌握了打開(kāi)這種新型資源的鑰匙.統(tǒng)計(jì)學(xué)作為一門(mén)研究如何有效地收集、整理和分析數(shù)據(jù)并形成知識(shí)的科學(xué)，其核心就是數(shù)據(jù)分析.數(shù)據(jù)分析能力對(duì)我們來(lái)說(shuō)毫無(wú)疑問(wèn)已經(jīng)成為與閱讀能力同樣重要的能力.

實(shí)際上，在必修課程統(tǒng)計(jì)部分內(nèi)容與要求上，《普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》表述了較為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理過(guò)程：能從現(xiàn)實(shí)世界或其他學(xué)科中提出具有一定價(jià)值的統(tǒng)計(jì)問(wèn)題;根據(jù)問(wèn)題的具體情境，能通過(guò)抽樣、試驗(yàn)、查閱資料、設(shè)計(jì)調(diào)查問(wèn)卷等方式收集數(shù)據(jù);盡可能有效、清晰地表示數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)作出合理的解釋;通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的分析作出合理的決策，并進(jìn)行交流;形成對(duì)數(shù)據(jù)處理過(guò)程進(jìn)行初步評(píng)價(jià)的意識(shí).然而，如何將它們更好地落實(shí)在日常教學(xué)中并實(shí)現(xiàn)較為理想的考查效果，仍有待我們的努力和探索.

不難發(fā)現(xiàn)，概率統(tǒng)計(jì)部分的教材編寫(xiě)是以統(tǒng)計(jì)的實(shí)際應(yīng)用為背景，以數(shù)據(jù)處理的過(guò)程為主線(xiàn)展開(kāi)的，其中統(tǒng)計(jì)思維的形成是這部分的學(xué)習(xí)核心.要培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)意識(shí)，重要的途徑就是要在課程中著力展示統(tǒng)計(jì)的廣泛應(yīng)用.《普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》指出，統(tǒng)計(jì)教學(xué)必須通過(guò)案例來(lái)進(jìn)行.只有通過(guò)對(duì)實(shí)際問(wèn)題的分析，學(xué)生才能真實(shí)地參與和面對(duì)要解決的問(wèn)題，主動(dòng)地設(shè)計(jì)方案、收集數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)、制定決策，同時(shí)為維護(hù)自己的觀點(diǎn)而尋求證據(jù)，并經(jīng)常地與他人進(jìn)行討論與交流。

下面，筆者結(jié)合自己的日常教學(xué)和課后反思，就數(shù)據(jù)分析的素養(yǎng)培養(yǎng)，談一點(diǎn)自己的粗淺看法.

一、貼近現(xiàn)實(shí)經(jīng)驗(yàn)?zāi)裏挃?shù)學(xué)問(wèn)題發(fā)展統(tǒng)計(jì)眼光

在追求“短平快”的教學(xué)執(zhí)念下，教師往往選擇“掐頭去尾燒中段”，即便是充滿(mǎn)實(shí)際背景的統(tǒng)計(jì)問(wèn)題，也被直接簡(jiǎn)化成數(shù)學(xué)問(wèn)題呈現(xiàn)給學(xué)生，進(jìn)而直接引導(dǎo)學(xué)生尋找合適的方法來(lái)表示這些數(shù)據(jù)，匆匆忙忙地解決問(wèn)題.這樣的教學(xué)將重點(diǎn)放在了數(shù)據(jù)處理方法的學(xué)習(xí)上，久而久之，會(huì)使學(xué)生忽略統(tǒng)計(jì)對(duì)社會(huì)的作用，而完全局限于統(tǒng)計(jì)學(xué)科內(nèi)部，這顯然不利于學(xué)生的數(shù)據(jù)意識(shí)和統(tǒng)計(jì)思維的形成。

數(shù)據(jù)分析素養(yǎng)與其他數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)相比的獨(dú)特之處，首先就表現(xiàn)在其研究的問(wèn)題主要來(lái)自于數(shù)學(xué)學(xué)科的外部，研究問(wèn)題的基本思路不是從定義出發(fā)，而是從數(shù)據(jù)出發(fā).現(xiàn)代的統(tǒng)計(jì)課程應(yīng)該旨在教會(huì)學(xué)生主動(dòng)去探索世界，而不是給出一堆解題技巧或像菜譜一樣羅列一些例子和公式.基于此，教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生多多觀察生活，凝煉數(shù)學(xué)模型，多提有價(jià)值的統(tǒng)計(jì)問(wèn)題，提升學(xué)生獲取有價(jià)值信息并進(jìn)行定量分析的意識(shí)和能力.如何鼓勵(lì)學(xué)生從不同角度，結(jié)合具體生活實(shí)際，提出豐富數(shù)學(xué)內(nèi)涵的統(tǒng)計(jì)問(wèn)題，以及如何使提出問(wèn)題，讓數(shù)據(jù)分析意識(shí)成為學(xué)生的一種自主意識(shí)，都是需要我們進(jìn)一步思考和實(shí)踐的重要課題.

事實(shí)上，政府各個(gè)部門(mén)都握有構(gòu)成社會(huì)基礎(chǔ)的原始數(shù)據(jù)，比如人口數(shù)據(jù)、道路交通數(shù)據(jù)、出入境數(shù)據(jù)、道路交通數(shù)據(jù)、教育數(shù)據(jù)、環(huán)保數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、電力數(shù)據(jù)、醫(yī)療數(shù)據(jù)、信用數(shù)據(jù)、金融數(shù)據(jù)等等，將它們關(guān)聯(lián)起來(lái)，并進(jìn)行統(tǒng)一管理和相關(guān)分析，其價(jià)值將是無(wú)法估量的.例如商家通過(guò)分析用戶(hù)行為數(shù)據(jù)用于精準(zhǔn)廣告投放、內(nèi)容推薦、行為習(xí)慣和喜好分析、產(chǎn)品優(yōu)化等;分析用戶(hù)消費(fèi)數(shù)據(jù)用于精準(zhǔn)營(yíng)銷(xiāo)、信用記錄分析、活動(dòng)促銷(xiāo)、推薦理財(cái)?shù)?利用用戶(hù)社交等UGC數(shù)據(jù)進(jìn)行趨勢(shì)分析、流行元素分析、受歡迎程度分析、輿論監(jiān)控分析、社會(huì)問(wèn)題分析等等……教師可以多介紹當(dāng)前的時(shí)代背景，包括提供對(duì)我們身處的這個(gè)時(shí)代更深刻的認(rèn)知.大數(shù)據(jù)已經(jīng)滲透到社會(huì)生活的方方面面，在各行各業(yè)發(fā)揮著不容小覷的重要作用，生活已先于數(shù)學(xué)課程將統(tǒng)計(jì)與概率推到了學(xué)生面前，統(tǒng)計(jì)與概率的思想已滲入人們?nèi)粘Ｉ詈蜕鐣?huì)生活的方方面面.

同時(shí)，教師可以多介紹一些生動(dòng)的應(yīng)用案例，豐富學(xué)生的數(shù)據(jù)認(rèn)知體驗(yàn).事實(shí)上，每個(gè)人幾乎每天都會(huì)遇到需要判斷和推測(cè)的事情.出門(mén)時(shí)要對(duì)天氣作出推測(cè);上班時(shí)要對(duì)上班路線(xiàn)及交通工具作出選擇;在商店購(gòu)物時(shí)要對(duì)琳瑯滿(mǎn)目的商品作出選擇;對(duì)于商業(yè)部門(mén)管理人員來(lái)說(shuō)，需要決定營(yíng)銷(xiāo)策略，經(jīng)營(yíng)哪種商品需要估計(jì)風(fēng)險(xiǎn)以及利潤(rùn);許多公共政策的制定都需要基于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析;抽樣方法在驗(yàn)貨、檢查產(chǎn)品質(zhì)量時(shí)不可避免地要用到;各種保險(xiǎn)、商品有獎(jiǎng)銷(xiāo)售、股票行情這些與數(shù)據(jù)、機(jī)會(huì)聯(lián)系在一起的現(xiàn)象早已成為街頭巷尾議論的熱門(mén)話(huà)題.教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生收集生活中運(yùn)用數(shù)據(jù)解決的實(shí)際案例，幫助學(xué)生積累相關(guān)數(shù)學(xué)活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)。

二、突出分析過(guò)程優(yōu)化數(shù)據(jù)交流積累活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)

首先，鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)如何收集數(shù)據(jù)進(jìn)行交流，在討論中，加強(qiáng)對(duì)所研究問(wèn)題的深入分析，以保證獲得的數(shù)據(jù)真實(shí)有效;同時(shí)加深對(duì)各種抽樣方法適用性的認(rèn)識(shí)，發(fā)展學(xué)生靈活解決實(shí)際問(wèn)題的能力;在討論數(shù)據(jù)收集方法中，更開(kāi)放客觀地評(píng)價(jià)他人獲取數(shù)據(jù)的方法，優(yōu)化學(xué)生數(shù)據(jù)交流能力.進(jìn)一步地，可以借助典型案例，如1936年美國(guó)總統(tǒng)大選《文學(xué)文摘》如何敗走麥城，以及第二次世界大戰(zhàn)統(tǒng)計(jì)學(xué)家給美英聯(lián)軍的飛機(jī)提供的修復(fù)意見(jiàn)，讓學(xué)生充分討論抽樣調(diào)查中的幸存者偏差，優(yōu)化數(shù)據(jù)分析意識(shí);或者可以交流問(wèn)卷調(diào)查的設(shè)計(jì)學(xué)問(wèn)，讓學(xué)生探討怎樣獲得對(duì)敏感信息的真實(shí)回答，體會(huì)概率在調(diào)查敏感問(wèn)題中應(yīng)用等等.

其次，數(shù)據(jù)分析的本質(zhì)是“讓數(shù)據(jù)說(shuō)話(huà)”，教師應(yīng)更多地幫助學(xué)生學(xué)習(xí)從統(tǒng)計(jì)圖表和基本數(shù)字特征中挖掘盡可能多的有用信息.一方面，引導(dǎo)學(xué)生習(xí)慣性地使用圖表整理數(shù)據(jù)，體會(huì)統(tǒng)計(jì)圖表的特點(diǎn)、用途和優(yōu)劣;另一方面，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實(shí)際問(wèn)題的需要選擇合適的數(shù)字特征來(lái)刻畫(huà)數(shù)據(jù)，認(rèn)真觀察數(shù)據(jù)的分布，體會(huì)不同概率分布模型的異同與聯(lián)系.相關(guān)案例也很豐富，比如用人單位刻畫(huà)薪資水平用平均值還是用眾數(shù)、中位數(shù)更能反應(yīng)真實(shí)情況;比如各種比賽中選手的各種數(shù)據(jù)分析等等.

最后，幫助學(xué)生體會(huì)概率在日常生活中的應(yīng)用，發(fā)展學(xué)生的隨機(jī)觀念，體會(huì)不同抽樣樣本的隨機(jī)性、合理的抽樣樣本的頻率分布如何估計(jì)總體分布等，體會(huì)統(tǒng)計(jì)學(xué)思想，即關(guān)注隨機(jī)現(xiàn)象中的規(guī)律性研究，通過(guò)對(duì)樣本隨機(jī)現(xiàn)象的統(tǒng)計(jì)分析，揭示事物內(nèi)在的規(guī)律.比如運(yùn)用頻率分析方法破譯密碼;比如利用詞匯的出現(xiàn)頻率鑒別文學(xué)作品的作者等等.討論變量之間的相關(guān)關(guān)系，學(xué)習(xí)如何觀察和描述這種關(guān)系，體會(huì)最小二乘法思想.比如，人的身高與體重、血壓與年齡之間的關(guān)系;比如不務(wù)正業(yè)的谷歌借助用戶(hù)檢索詞條的數(shù)據(jù)成功預(yù)測(cè)流感爆發(fā)，比如根據(jù)電影預(yù)告片點(diǎn)擊率和相關(guān)詞匯搜索準(zhǔn)確預(yù)測(cè)電影票房等等。

三、形成數(shù)據(jù)洞察反思統(tǒng)計(jì)推斷培育分析素養(yǎng)

引導(dǎo)和幫助學(xué)生經(jīng)歷收集數(shù)據(jù)-整理數(shù)據(jù)-分析數(shù)據(jù)-作出推斷的全過(guò)程，自主探索、反思數(shù)據(jù)處理過(guò)程，從而形成統(tǒng)計(jì)推斷.教師要重視發(fā)展學(xué)生的統(tǒng)計(jì)思維，幫助學(xué)生體會(huì)統(tǒng)計(jì)思維與確定性思維的差異，明確統(tǒng)計(jì)推斷是可能犯錯(cuò)誤的，培養(yǎng)學(xué)生客觀評(píng)價(jià)與理智看待數(shù)據(jù)分析結(jié)果的意識(shí).

在科技迅猛發(fā)展的今天，在很多尖端領(lǐng)域已經(jīng)產(chǎn)生越來(lái)越密集的學(xué)科交叉，自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)相互滲透、相互影響，形成一張新的知識(shí)網(wǎng)絡(luò).大數(shù)據(jù)已經(jīng)滲透到社會(huì)生活的方方面面，在各行各業(yè)發(fā)揮著不容小覷的重要作用，生活已先于數(shù)學(xué)課程將統(tǒng)計(jì)與概率推到了學(xué)生面前，統(tǒng)計(jì)與概率的思想已滲入人們?nèi)粘Ｉ詈蜕鐣?huì)生活的方方面面，課堂教學(xué)必須緊跟時(shí)代的步伐，數(shù)據(jù)分析素養(yǎng)的培養(yǎng)刻不容緩。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：黃培華，女，43歲，畢業(yè)于上海華東師范大學(xué)，獲得理學(xué)學(xué)士學(xué)位，現(xiàn)就職于福建省晉江市養(yǎng)正中學(xué)，高級(jí)教師。