统计推断思想在小学数学教学中的渗透

廖翔

【摘要】统计推断思想是统计与概率知识产生和发展的依据，其核心是用样本估计总体。小学阶段统计推断思想的要义在于收集具有代表性的观测数据、简明地表达数据整体情况和推出有适用价值的猜想，教学中可以通过增加活动探索空间、借助直观感受、结合演绎分析加以渗透。

【关键词】统计推断 小学数学 渗透

【中图分类号】G623.5 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）04-0204-02

《义务教育数学课程标准》在课程总目标中明确提出：使学生获得适应社会生活与进一步发展所必须的数学基础知识、基本技能、基本思想、基本活动经验。基本思想是数学活动的指导思想，在活动中，学生运用基本思想展开数学的思考，积累经验，完成知识的意义建构。在教学中，抓住思想，就抓住了知识生成的脉络。在小学数学的“统计与概率”领域，关于知识和技能，“课标”已做明确阐述和要求，同时对相关的活动提出了要求，指出了活动经验获取的途径。那么，其中的数学基本思想是什么呢？就是统计推断思想。

一、小学数学中的统计推断思想要义

我国著名学者史宁中认为统计推断属于归纳推理中的一种。归纳的本质是个别到一般，个别即有限个，一般即所有或任意。统计推断思想的核心就是用样本推断总体，样本的容量是有大小的，从某校三年级学生当中抽取30人，30人的身高是一个样本，样本容量就是30，是有限的，统计数据并分析后可以推断总体即所有三年级学生（或任意一个三年级学生）的身高情况。统计推断的结果具有或然性，是猜想，人们需要做的就是获得有实用价值的猜想并提高和断定猜想的可靠程度。在数理统计学中，统计推断对于样本的选取、数据的描述、结论的可靠性程度有着严格的方法和要求，但都是统计推断思想的具体表达。小学阶段“统计与概率”的教学，应在简单的统计活动、探求可能性大小的活动中渗透统计推断思想，使学生在活动体验中感悟这一思想，从而为后续的学习奠定良好的基础。小学阶段应使学生具体感悟以下几点：

1.统计推断需要收集具有代表性的观测数据

作为归纳推理中的一种，统计推断有从个别到一般的本质特征，个别应该对总体具有代表性，这是获得可靠性猜想的最基本条件。在小学阶段，可从以下两方面保证“个别”即样本的代表性。第一是样本中个体数量要足够多，即需通过多次观察或实验获得样本数据，小学生应该体验到“多”使得数据的特征和规律变得稳定。第二是样本数据须具有随机性，即采用随机抽样或随机实验的方法获得样本，所谓随机抽样即在选择样本时，总体中每一个个体有相同机会被抽取出来；所谓随机实验就是每次试验能事先明确试验的所有可能结果，但无法确定哪一个结果出现，实验是可以在同一条件下重复的。如在装有红球和白球的盒子里摸出一个球观察其颜色就是做一次随机试验。以上两种方法的使用小学生都应该经历并体验到人为的干扰对于数据随机性的影响。

2.使用统计图表和统计量可以简明地表达数据整体情况

统计推断要推广的是数据整体的特点和分布情况，不光要逐个考察样本个体，还须在此基础上对考察结果进行统一的整理或形成新的数据并做分析。如上例的“摸球”实验，重复20次，不光要观察每一次摸到的球的颜色，还要统计红、白球出现的次数，分析次数和总数的关系。再如前面例子中测量30个学生的身高，人们关心的不是每个人的身高，而是关心身高的整体情况：超过130cm的有多少？平均身高是多少？数理统计学中使用专门的统计量和统计图表整理最初的观测数据，在小学阶段只需学习简单的扇形、条形、折线统计图、单式、复式统计表、统计量只学习平均数。在这些知识的学习过程中，小学生应该体验从整体看待数据的意义，经历利用图表和平均数整理凌乱数据的过程，体验到简明的数据表达利于分析，从而感悟图表和统计量对于数据整理的优势。

3.统计推断的结果是有适用价值的猜想

统计推断的适用价值在于：当人们需要把握总体情况但又无法逐个考察总体中的每一个个体时，可以考察总体中的一部分——样本，通过样本估计总体情况，获得猜想。但猜想不是统计推断的最终目的，人们最终要以猜想为依据做出判断和决策。在教学中，应该让学生体验到有些问题的解决不得不依赖统计推断，体验猜想对自己决定的作用，从而获得对统计推断思想价值的感悟。

二、小学数学统计推断思想的渗透策略

统计推断思想是统计与概率知识产生和发展的依据，通过教学渗透，让学生充分感悟这一思想，才能促进他们对相关活动过程与知识的理解。

1.增加活动探索空间

在小学的统计与概率学习领域，各版本教材均安排有统计活动、探求可能性大小的活动，其中统计活动又分为数据收集、数据整理、数据描述和数据分析活动，探求可能性大小是在随机实验的基础上开展统计活动，目的是估计随机现象发生的可能性大小。 统计推断思想就是这些活动开展的线索。教师应该增加活动探索空间，促进学生是对这一思想的感悟。在活动前，应设置必须使用统计方法解决的情境问题引导学生经历完整的统计过程，如人教版二下的 “定制校服（给定四种颜色每人只能选其中一种）”的活动，一开始可以提以下两个情境问题：一是：选择哪一种颜色作为校服呢？二是：为公平起见，老师想知道同学们的选择，应该怎么办？对于第一个问题：学生自然想到哪种颜色喜欢的人最多就选哪种。先从本班调查。实际调查活动中，如果一开始就发现选择红色的学生超过了半数，那么结果就出来了，统计调查活动没有必要进行下去。学生探索空间少了。第二个问题则需要学生调查所有同学的选择，为了向老师汇报清楚，又体验到了整理数据，描述数据的必要性。实际上，随着后续数据分析活动的进行，学生们会发现，“统计”可以解决不止一个问题：喜欢哪种颜色的人最多？（班服选哪一种颜色？）喜欢哪种颜色的人最少？对整个统计活动过程有了完整的经历。在活动过程中，应该充分暴露学生的想法，给予学生尝试和走弯路的机会，同时指出思考的方向而不是让学生模仿照搬，使学生在活动中积极思考，获得属于自己的真实经验。如上例中，有些学生提出逐一收集每个同学的选择，可以提示学生：有必要告诉老师哪一位同学选择哪一种颜色吗？使学生感悟整体看待数据的意义，有了“统计每种颜色喜欢的人数”的想法，在调查过程中，教师不必着急给出统计表让学生填，而是让学生尝试自己整理数据，用自己的方法把结果描述出来。在此基础上给出统计表，通过对比自己处理过程，学生才能感悟到统计表可以使数据简单明了，在以后的统计活动中自觉使用统计表。endprint

2.借助直观感受

利用随机实验呈现出的数据规律估计随机现象发生的可能性大小，是统计推断思想中最难于理解的，教学中，小学生只有理解了随机实验，才能进一步感悟到统计推断的适用价值。在生活中，小学生常判断随机事件发生的可能性大小，如转盘抽奖，小学生看到转盘中一等奖的区域很少，指针总是很快转过一等奖的区域，就能判断出”“得一等奖太难了”，这种直观感受的正确性在生活中反复检验得以加强。教学中，借助学生的直观感受可以解释随机实验，如“摸球”实验，首先让学生观察盒子中红球和白球的个数（红球多），提问：闭着眼睛从盒子中随意拿出一个，可能拿出什么颜色的球？哪种颜色的球被拿出的可能性大？借助直观，小学生都能正确回答出红球被拿出的可能性大，因为红球多”在肯定学生回答的基础上分组做“摸球”实验，重复3次、6次、20次、30次，统计红、白球出现的次数，学生会发现每个小组的数据不相同，实验次数少的时候，会有红球次数比白球少的情况出现，但实验次数多时，每一组记录都是红球次数多。如此，学生就能领悟“随意拿多次，红球出现次数多”与“ 随意拿一次，得到红球的可能性大”是一致的。理解了随机实验后，当不能直观判断可能性的大小时（如盒子里两种颜色的球各有多少并不知道），学生就能自觉利用随机实验并感悟到统计推断的适用价值。

3.结合演绎分析

尽管统计推断思想的本质是估计，是猜想，但为了保证猜想的合理性和适用性，就要对数据的代表性和数据的整体情况进行判断，即需要演绎分析的帮助。对于数据的代表性，教师不必深入讲解但可以针对具体的活动提出系列问题引导学生分析使学生有所领会：如上例“定制校服”的活动，统计出一个班学生喜欢红色的最多后，能否把红色作为校服的颜色呢？如果只是简单说明“一个班学生不能代表一个学校学生”，就把“统计”和“推断”割裂开了，学生不能体验到统计活动对于推断的价值及推断对于样本数据代表性的要求。其实利用演绎分析，小学生是能够理解数据是否具有代表性的：统计活动结束后，可以让学生想一想：不同年级的学生喜好一样吗？只调查了本班，其他年级的学生喜好有机会被了解吗？为了公平，以后调查时应该怎么做？通过演绎推理，学生在思维可以接受的范围内体验到了统计推断思想的合理性。在随机试验之前，教师可以强调试验要求，如随意、闭眼睛、摇匀、骰子应该是均匀的等等，试验后应该请学生回忆并分析：如果允许看着摸球、不摇匀会怎样？这样“随机性”就不再是强加给学生的要求，通过分析人为干扰的后果，学生对于随机性有了一定的感悟。对于数据的整体情况分析，教师要引导学生“透过现象看本质”：当学生能用统计图描述数据后，可请学生分析以下关系：条形统计图中长方形的高和数据的关系、扇形统计图中扇形的面积和数据的关系；折线统计图中的点、线与数据的关系；当学生能用统计表记录随机实验数据后，请学生分析为什么每个合作小组的数据不一样但结论却是一样的。只有通过演绎分析，学生才能切实体会统计推断思想中整体看待数据的要求。

参考文献：

[1]王瑾，史宁中等.中小学数学中的归纳推理：教育价值、教材设计与教学实施[J].课程·教材·教法，2011.2.

[2]赵云.样本统计量在统计推断中的作用分析[J].甘肃高师学报，2015.5.endprint