基于數據意識培養的“條形統計圖”單元學習活動設計

王術 劉桂宏

摘 要：數據意識是小學生在學習“統計與概率”領域時應達成的關鍵能力。為了提高小學生數據意識的發展水平，本文將立足于單元知識結構和核心素養的目標，從數據的收集與整理、數據的呈現、數據的分析三個維度來設計多樣的單元學習活動，讓學生在單元學習活動的過程中了解“條形統計圖”單元的基礎知識，感悟完整的統計過程，形成數據意識。

關鍵詞：數據意識 單元學習活動 條形統計圖

培養學生數據意識的前提是教師能夠具有數據意識和數據處理能力，并且能在課堂教學中有意識地去培養和提升學生的數據意識。數據意識是新課改之后新加入的數學核心素養，教師沒有受到系統的培訓和學習，部分教師也沒有高度重視學生數據意識的培養或者不知道如何在教學中去培養學生的數據意識。同時《義務教育數學課程標準》（2022年版）也指出教學要依據核心素養的內涵以及不同學段學生的主要表現，結合具體的教學內容，全面地分析教學主題、單元和課時的特征，要基于單元主題、單元整體設計教學目標和單元學習活動。在以往的教學環節中教師的常規模式是關注本節課的教學目標和教學內容，只有少部分教師能夠從單元整體的視角下橫向架構本課時的教學，乃至立足整個學期、學段縱向地剖析知識之間的聯系。在單元學習活動實踐教學中，通過設計多樣的單元學習活動，學生能夠經歷探究知識的過程，展現出學科核心素養；同時也能夠幫助教師更好地關注學生的表現，及時捕捉學生在活動中展現的素養。［1］

本文以人教版四年級上冊第七單元“條形統計圖”為例，探究在單元學習活動設計中如何對小學生的數據意識進行培養。

一、基于數據意識培養的單元學習活動設計內涵

數據意識是小學階段主要培養的核心素養之一，為了進一步強調小學階段的數學教學側重的是培養學生對經驗的感悟，《義務教育數學課程標準》（2022年版）將以往的“數據分析觀念”一詞修訂為在小學階段所呈現的是“數據意識”，初中階段則是“數據觀念”。數據意識主要是對數據的意義和隨機性的感悟，強調學生對數據本身及其背后所蘊含信息的理解，在數學活動中通過對數據的體驗和反思所形成的主動運用數據的意識。［2］單元學習活動是單元教學的重要組成部分，它是以單元為主題，依據課程標準和教材內容，在單元教學目標的指導下展開的整體性和結構性的設計活動；它以課程標準為依據，是以小學數學教材中的單元內容為主體展開的一系列系統化、結構化、科學化的整體設計活動。

因此，基于數據意識培養的單元學習活動設計要以切實培養學生的數據意識為基礎，促進數學學科核心素養在教學中的落地。

二、基于數據意識培養的單元學習活動設計分析

（一）整體分析，規劃單元學習活動內容

單元學習活動內容是教師實施單元教學的基礎，而教材是規劃單元學習活動內容的主要依托。在實施單元教學之前，教師需要整體分析課程標準、教材等要素來規劃單元教學活動，從而為設計單元教學目標、組織單元學習活動奠定基礎。“條形統計圖”是小學數學人教版四年級上冊第七單元的內容，《義務教育數學課程標準》（2022年版）對于該單元提出了相關教學要求，如通過現實背景，讓學生理解條形統計圖中縱軸和橫軸所表示的意義以及兩者的關聯；引導學生理解條形統計圖的功能等。通過該單元的教學，學生能夠使用條形統計圖來表示和分析數據，能夠分析和表達各個數據所蘊含的信息，說明數據所表示的現實意義。由此可見，培養學生的數據意識是“條形統計圖”單元教學的重點。

在小學階段，數據意識體現在數據的收集與整理、數據的呈現、數據的分析、隨機現象發生的可能性等四個方面，而這四個方面并非獨立存在的，而是滲透在統計的全過程中，因此，教師在分析教學內容時需要考慮到數據意識的整體性及其在教學中的滲透。結合課程標準和教材內容，可以確定本單元主要從數據的收集與整理、數據的呈現、數據的分析三個方面培養學生的數據意識，該單元學習活動也將基于這三個方面進行設計，由此提高教學內容的針對性，使教師有依據、有重點地培養學生的核心素養。

（二）依據數學核心素養，制定單元教學目標

單元教學目標是單元學習活動的指導，而學科核心素養是教師確定單元教學目標的重要依據。［3］因此在設計單元教學目標和學習活動目標時，教師不僅要考慮到新課標的要求，還要考慮到教學知識和核心素養的培養，更要明確單元學習活動在本單元知識體系中的作用。在進行“條形統計圖”單元學習活動教學時，教師通過分析教學內容，確定了本單元的核心素養——數據意識。因此，本單元的核心目標設置為培養學生的數據意識。在確定單元核心目標之后，教師要從課標、教學內容、數據意識的培養、學生的認知特點等多方面進行單元教學目標的設計，從而可以確定以下單元教學目標。

（1） 通過一系列的學習活動，認識條形統計圖，知道條形統計圖的特點；能理解條形統計圖中縱軸和橫軸所表示的意義以及兩者的關聯；能根據數據的大小繪制長短合適的條形統計圖。

（2） 能夠分析和表達條形統計圖中各個數據所蘊含的信息；在讀圖、畫圖以及對圖中的數據信息進行分析比較的過程中，能解釋統計結果并基于數據做出判斷、預測等活動；能通過繪制條形統計圖解決相關的問題，準確收集與呈現問題中有效的數據。

（3） 在數學學習活動中，體會統計在現實生活中的作用，理解數學與生活的密切聯系，增強學生保護視力的意識；在繪制和分析條形統計圖中養成認真仔細、獨立思考的學習習慣和嚴謹的科學態度。

（三）依據數據意識，設計單元學習活動

小學階段統計與概率領域的學習不能僅僅停留在教師講授統計知識上，需要學生全身心地投入統計學習的全過程，學生只有在學習活動中探究才能夠強化自身的數據分析意識。基于數據意識培養的單元學習活動通過各種學習活動，即通過調查、測量、觀察等實踐活動來收集數據、利用圖表分析數據，以此培養學生的數據意識。同時也要注意在設計單元學習活動時要把統計與概率的相關問題從抽象的理論知識轉化成學生更容易遷移的具體應用。在教學中創設真實的情境能夠激發學生體驗活動的興趣，教師需要針對不同的學習活動以及學習任務創設合適的真實情境，讓學生在此過程中產生自主解決問題的思想，在解決統計與概率相關問題的過程中潛移默化地提高學生的數學核心素養。［4］

為了更好地體現對學生的數據意識的培養，“條形統計圖”的單元學習活動將從數據意識的三個維度，即數據的收集與整理、數據的呈現、數據的分析出發進行設計。

1. 數據的收集與整理

統計的核心是數據，進行統計的第一步就是收集與整理數據。數據無法脫離實際問題而存在，因此在教學中教師需要將所學的具體內容與有效的探究活動結合起來，使學生能夠經歷收集與整理數據、描述數據、呈現數據的過程，這也是培養學生數據意識的重要途徑。數據的收集與整理需要學生關注到事物中所蘊含的信息，經歷對事物的共性進行抽象的過程，并將有價值的信息轉化為數據。

活動一：世界衛生組織的一項關于青少年視力的研究報告顯示，目前我國近視患者數量達6億，青少年近視率則居世界第一，其中小學生的近視率在青少年近視群體中接近40%。研究表示近年來，青少年近視群體正逐步呈現出低齡化和上升趨勢。教育部關于近視統計數據顯示，我國學生中近視群體低齡化的趨勢明顯，小學生近視在近10年內翻了一倍。教師通過創設“拯救視力”大調查行動的情境，讓學生根據自己的真實情況填寫調查表，并讓學生收集本班學生填寫的“拯救視力”的調查表，試圖從“戶外活動”“電子產品”“護眼食物”“睡眠時間”四個方面了解學生的真實情況。之后教師要引導學生采用不同的方法將收集到的調查表中的數據整理出來，如采用數字、數“正”字、繪制表格等方式。

設計意圖：學生只有在面對真實的、自己感興趣的問題時才會為了維護自己的觀點積極主動地參與到統計的整個過程中。保護視力是當前社會的熱點話題，且與學生的生活息息相關。教師設計“拯救視力”的學習活動，從學生非常熟悉的話題出發進行調查活動，更能夠激起學生的求知欲，同時也具有一定的教育意義。在活動中教師拋出問題引導學生從四個方面去收集所需的數據，體驗收集和整理數據的過程。為了體現統計與概率這一領域與其他三個領域之間的區別，教師要鼓勵學生采用不同的方式去整理數據，讓學生明白統計的方式沒有對錯，只有更合適。

2. 數據的呈現

數據的呈現是統計過程的關鍵環節，將收集到的數據以清晰合適的方式呈現出來也是統計教學的重點。在小學階段，數據的呈現方式主要是統計表和統計圖。新課程標準中提出條形統計圖的教學需要通過現實的背景，讓學生知道條形統計圖的主要功能是表達數量的多少，學生借助條形統計圖可以直觀地比較不同類別事物的數量。小學生培養數據意識不僅僅為后續更高層次的數據觀念的發展奠定良好的基礎，也為解決小學生在日常生活中所遇到的實際問題。［5］掌握數據分析的方法首先就要讓學生認識各種統計圖表。

活動二：教師引導學生將收集到的數據用曾經學習過的象形圖的方式表示出來，而教師則用條形統計圖的方式呈現。學生通過觀察對比，理解條形統計圖的特點，即它不僅可以清楚地表示每種數量的多少，還可以表示各種數據之間的差距。同時在學習繪制條形統計圖之前，教師請學生通過觀察條形統計圖，說出橫軸、縱軸、計數格、每格代表幾人及不同戶外活動時間的人數等。教師和學生共同總結出繪制條形統計圖的三個步驟：① 畫縱軸和橫軸，明確兩者所表示的數據；② 根據數據的大小確定每一格所代表幾個單位；③ 畫圖例和直條，標明數據。在明確步驟之后教師請學生動手操作，將收集到的“戶外活動”“電子產品”“護眼食物”“睡眠時間”四個方面學生的數據用條形統計圖繪制出來。

設計意圖：學生將大量的現實數據提取出有價值的信息，并利用統計圖表和統計量將這些信息呈現出來，在這個過程中學生逐步形成數據意識。在學習活動中為了讓學生更好地體會條形統計圖的特點，教師通過引導學生觀察對比曾經學過的象形統計圖和統計表，讓學生在比較的過程中對條形統計圖的特點進行自主建構。

3. 數據的分析

對數據的分析是指學生能夠根據不同的問題情境，對統計圖和統計表中的數據進行解釋、分析和描述，即學生具有讀取條形統計圖中所蘊含的數據信息的能力。［6］而這里的分析不僅僅包括對數據本身的解釋，也包括超越數據本身，對數據進行預測和推斷的能力，從而能夠對統計圖和統計表中的數據信息進行分析和描述，讓學生體會到數據的作用和意義等。

活動三：學生根據真實的問題情境，對條形統計圖中的數據進行解釋、分析與描述。學生對所繪制的條形統計圖進行總結，將直接觀察到的信息描述出來。教師通過拋出問題“條形統計圖中還透露了哪些信息”，讓學生對數據背后的信息和產生數據的原因進行分析和預測，教師根據學生的預測和分析的信息，再次回歸主題，提倡學生要保護視力，多多到戶外運動，避免長時間看書和使用電子產品，每天要保持充足的睡眠，不能熬夜。

設計意圖：基于數據意識的教學不是簡單地教會學生對于數據的計算和解題，而是讓學生能夠經歷一個完整的數據收集、整理與分析的過程，讓學生從知識的接收者轉變成學習的主動者。教師通過引導學生根據統計圖來分析數據，讓學生不僅僅關注到數據，更加理解每個數據背后蘊含的信息，同時也鼓勵學生對于同一數據能夠從不同的角度去猜測和分析，提高學生的數據意識。

三、基于數據意識培養的單元學習活動設計思考

（一）設計單元學習活動要從整體出發

對于單元學習活動的設計不僅為了從中更好地培養小學生的數據意識，也為了讓小學生在單元學習活動中更好地掌握該單元知識。因此，教師在設計單元學習活動時要從整體聯系的視角出發，在活動中加強知識之間的內在聯系，幫助學生實現由“局部認識”到“整體認識”的轉變。

教師在進行“條形統計圖”教學活動設計時從課程標準、教材等方面整體規劃了教學內容，確定了核心素養，雖然設計了不同的學習活動，但每個活動并不是割裂孤立的，它們都是基于彼此的、層層遞進的關系，幫助學生在活動中厘清單元知識的邏輯聯系，經歷統計的全過程。

（二）設計單元學習活動要考慮結構化特征

單元學習活動的結構化特征不僅僅是指在設計時要考慮數學學科知識的結構，還需要考慮學生的認知結構。通過單元學習活動的引導，實現數學知識的結構化，幫助學生形成認知結構，實現對知識本質的理解和素養的培養。在“條形統計圖”的單元學習活動過程中，通過各個學習活動的設計、情境的創設和教師的提問引導學生自主探究，加深學生對統計知識結構的深度理解，并有意識地在頭腦中自主構建，培養學生的數據意識。

四、結語

單元學習活動要從單元整體出發，以提升學生的核心素養為基礎開展單元教學，將單元的各個知識點有機整合起來，讓學生積極主動地探究，在活動中掌握知識的本質，理解數學思想和方法，促進學生核心素養的發展。

參考文獻：

［1］ 姚麗. 在統計與概率領域開發主題式活動發展學生核心素養［J］. 新課程，2022（17）：44-45.

［2］ 殷波賢，初廣宏. 小學數學“單元學習活動”的設計與實踐邏輯［J］. 現代教育，2022（2）：57-60.

［3］ 李熳. 小學生數據分析觀念培養的教學設計研究——以“統計與概率”為例［D］. 重慶：西南大學，2021.

［4］ 牟天偉，張艷. 注重發展學生數據分析觀念的教學實踐與思考——以八年級《平均數》為例［J］. 數學通報，2016（10）：39-43.

［5］ 馬云鵬. 小學數學課程標準與教材研究［M］. 北京：高等教育出版社，2016.

［6］ 李化俠，宋乃慶，楊濤. 大數據視域下小學統計思維的內涵與表現及其價值［J］. 數學教育學報，2017（1）：59-63.

基金項目：2020年伊犁師范大學博士啟動資金項目“初中數學教師學科教學知識的發展與影響因素研究” （2020YSBS002）。