课程标准的统计观念
《标准》在总体目标中提出要使学生“经历运用数据描述信息、作出推断的过程,发展统计观念”,首次将“统计观念”作为义务教育阶段数学课程的重要目标之一,这样做的最主要原因是统计与人们的日常工作和社会生活太密切相关了,生活已先于数学课程将统计推到了学生的面前。
在以信息和技术为基础的现代社会里,人们面临着更多的机会和选择,常常需要在不确定情境中,根据大量无组织的数据,作出合理的决策,这是每一个公民都应当具备的基本素质。而统计正是通过对数据的收集、整理和分析,为人们更好地制定决策提供依据和建议。因此,义务教育阶段数学课程应培养学生具有从纷繁复杂的情况中收集、处理数据,并作出恰当的选择和判断的能力。
一、如何理解统计观念
也许有人会提出这样的问题:统计不就是计算平均数、画统计图吗?这些事情计算器、计算机就能做得很好,还有必要从小就开始学习吗?确实,在信息技术如此发达的今天,计算平均数、画统计图等内容不应再占据学生过多的时间,事实上它们也远非统计学习的核心。在义务教育阶段,学生学习统计的核心目标是发展自己的"统计观念"。
提到“观念”,就绝非等同于计算、画图等简单技能,而是一种需要在亲身经历的过程中培养出来的感觉,于是也有些人将“统计观念”称为“数据感”或“信息观念”。无论用什么词汇,它反映出通过由一组数据所引发的想法、所推出的可能结果、自觉地想到运用统计的方法解决有关的问题等等。具体来说,认识统计对决策的作用,能从统计的角度思考与数据有关的问题;能通过收集、描述、分析数据的过程,作出合理的决策;能对数据的来源、收集和描述数据的方法、由数据得到的结论进行合理的质疑。
1.认识统计对决策的作用,能从统计的角度思考与数据有关的问题。
培养学生“统计观念”的首要方面是,要培养他们有意识地从统计的角度思考有关问题,也就是当遇到有关问题时能想到去收集数据和分析数据。举个例子来说,也许你是一个球迷,在看球赛时会推测所喜爱的球队是否会赢,如果这时仅仅依靠主观喜好去作出判断,那么你就不具备统计观念,并且你的判断往往是不合理的。但如果你意识到判断前需要先收集一定的数据一一双方队员的技术统计、双方球队历次比赛的成绩记录等等,并且相信这些数据经过适当的整理和分析,可以帮助你对球队有个概括的了解,在此基础上再对球队的输赢作出推测就会是比较可靠的,那么就说明你具备了一定的统计观念。
具备从统计的角度思考问题的意识显然是非常重要的,将来当你一旦遇到了与数据有关的问题,即使你不懂得或忘记了具体收集和整理数据的方法,但只要你有了这个意识,就会去请教专业人员,在他们的帮助下就能作出比较合理的决策。
2.能通过收集、描述、分析数据的过程,作出合理的决策。
学生不但要具备从统计的角度思考问题的意识,而且还要亲身经历收集、描述和分析数据的过程,并能根据数据作出合理的判断。通俗地讲,就是不但要有意识,还得有一些办法。这里包含两方面的含义:①学生要亲自收集、描述和分析数据,这一点是非常重要的。因为要建立“统计观念”,必须真正投入到运用统计解决实际问题的活动中,以逐步积累经验,并最终将经验转化为观念。②要能根据数据作出大胆而合理的判断,这是数学提供的一个普遍适用而又强有力的思考方式。实际上,运用数据作出判断,虽然不像逻辑推理那样有100%的把握,但它可以使我们在常识范围内不能作选择的地方作出某种决策,而且提供足够的信心。这种思考方式在社会生活中经常使用,需要学生从小就去体会、去运用。还以“球赛问题”为例,学生不仅要意识到解决这分问题需要收集数据,而且还要讨论需要收集哪些数据,采取什么样的办法进行收集;还要亲自去做一些调查;面对收集到的数据,还要进行整理使之更清晰;最后,非常重要的是,基于对数据的分析还要推测自己喜欢的球队获胜的可能性。
3.能对数据的来源、收集和描述数据的方法、由数据得到的结论进行合理的质疑。
或许你会提出这样一个问题:如果我不从事与统计相关的行业,还需要去收集和分析数据吗?报刊、杂志、电视、广播、书籍、互联网等许多方面都会给我们提供数据,并做了一定的分析,我们只要留意一下就行了。这确实是一个真实的情况,随便打开一份报纸,人们就可以看到各式各样的统计数据,以及由此做出的一系列解释。但需要注意的是,这些数据和解释都是可信的吗?统计常常被用来错误地表示某些信息,这就需要你作出理智的选择和分析。对数据进行合理的质疑首要的前提是能读懂数据,理解它所代表的信息,这一点对于义务教育阶段的统计学习是非常重要的。因为在信息时代里,生活中充斥着各种数据,这些数据以及对其形象化处理的统计图表,给人们带来了很大的直观冲击,于是有人称我们进入了一个“读图时代”。为了能在这个“读图时代”里更好地生存,首先就必须能从大量的"图"中获取有用的信息。举一个例子来说,下图是某家报纸公布的反映世界人口情况的统计图,你能从中获得哪些信息?从图中你能了解世界人口的哪些情况?你能根据这些信息分析世界人口的变化趋势吗?
除了能读懂并有意识地从各种渠道获取数据外,我们还必须理智地对待新闻媒介、广告等公布的数据,了解数据可能带来的误导,初步形成对数据处理过程进行评价的意识。举一个体育报纸中的例子:下图中的两幅图表示的是相同的数据,都是说明比赛成绩在1997~1999年间每年递增2分,但因选择的单位刻度不同,因而粗看上去似乎增长幅度有着显著的差别,同时这两幅图所用的标题也夸大了这种差别。
因此,当我们面对媒体公布的数据时,既要能从中获得尽可能多的有用信息,还要保持理智的心态,对数据的来源、收集数据的方法、数据的呈现方式、由此得出的结论进行合理的质疑,这正是作为一个合格公民所应具备的基本素质之一。
二、如何培养学生的统计观念
《标准》不仅将“统计观念”作为义务教育阶段数学课程的重要目标之一,还分学段在相关内容中对培养学生的统计观念提出了具体要求。如何理解并实现《标准》所提出的要求,真正将统计观念的培养落到实处呢?
1.使学生经历统计活动的全过程
“观念”的建立需要人们亲身的经历。要使学生逐步建立统计观念,最有效的方法是让他们真正投入到统计活动的全过程中:提出问题,收集数据,整理数据,分析数据,作出决策,进行交流、评价与改进等。为此,《标准》在各个学段都将“投入统计活动的全过程”作为本学段统计学习的首要目标,并根据学生的身心发展规律提出了不同程度的要求,从“有所体验”、“经历”到“从事”。从另一个角度看,数学的发现往往也经历了这样一个过程:首先走问题的提出,然后是收集与这个问题相关的信息并进行整理,然后再根据这些信息作出一些判断以解释或解决开始提出的问题。爱因斯坦曾经说过:“……纯逻辑的思维不可能告诉我们任何经验世界的知识,现实世界的一切知识是始于经验并终于经验的。”经验性的观察积累了数据,然后从数据作出某种判断,这种活动将有利于发展学生的发现能力和创新精神。要鼓励学生积极投入到统计活动中,就要留给他们足够的动手实践和独立思考的时间与空间,并在此基础上加强与同伴的合作与交流。
例如,《标准》在第一学段中列举了这样一个活动:“调查一下你跑步后脉搏跳动会比静止时快多少,并将测得的数据记录下来,与同伴进行交流。”学生在从事这一活动时将体会到数据能使自己了解脉搏在运动前后的变化情况;将考虑如何收集数据、用什么图表来展示数据、数据表示出什么趋势、能从这些数据中得到怎样的结论等;将把自己的数据和结论与同伴进行交流。在一个个这样的活动过程中,学生的统计观念会得到逐步的发展。
2.使学生在现实情境中体会统计对决策的影响
要培养学生从统计的角度思考问题的意识,重要的途径就是要在课程和教学中着力展示统计的广泛应用,使学生在亲身经历解决实际问题的过程中体会统计对决策的作用。为此,《标准》在各个学段都提出,要注重所学内容与日常生活、社会环境和其他学科的密切联系。
《标准》还针对三个学段的特点对运用统计解决实际问题提出了具体要求,例如,在第三学段,《标准》明确要求使学生“认识到统计在社会生活及科学领域中的应用,并能解决一些简单的实际问题”,还用下面的例子加以说明:统计某商店一个月内几种商品的销售情况,以对这个商店的进货提出你的建议。
《标准》还要求学生能根据统计结果作出合理的判断,以体会统计对决策的作用。如“根据统计图表中的数据提出并回答简单的问题,能和同伴交换自己的想法”,“能解释统计结果,根据结果作出简单的判断和预测,并能进行交流”,“根据统计结果作出合理的判断和预测,体会统计对决策的作用,能比较清晰地表达自己的观点,并进行交流”。
这些目标和具体的例子旨在阐明,在统计教学中必须创设大量的现实情境,使学生在解决问题中认识到统计的作用,逐步树立从统计的角度思考问题的意识。现实生活中有多种渠道可以提供有意义的问题,我们要充分挖掘适合学生学习的材料,既可以从报刊杂志、电视广播、网络等许多方面寻找素材,也可以从学生的生活实际中选取,如有关学校周围道路交通(运输量、车辆数、堵塞情况、交通事故等)状况的调查、本地资源与环境的调查、对自己所喜爱的体育比赛的研究等。还可以安排一些实践活动、社会调查等,使学生亲自经历解决实际问题的过程。如可以收集报纸、杂志、电视中公布的数据,分析它们是否由抽样得到,有没有提供数据的来源,来源是否可靠等;全班合作,统计一段英文文章中字母出现的频率,并了解键盘的设计原理和破译某种密码的方法等。这些素材能使学生将统计当做了解社会的一个重要手段,提高自己分析问题、解决问题的能力,更好地认识现实世界,同时能理智地对待新闻媒介、广告等公布的数据,对现实世界中的许多事情形成自己的看法。
总之,义务教育阶段的统计学习应使学生体会统计的基本思想,认识统计的作用,既能有意识地、正确地运用统计来解决一些问题,又能理智地分析他人的统计数据,以作出合理的判断和预测。