将信息技术融入数学学科的实践活动设计

【摘 要】基于初中信息技术与数学学科融合的教学活动，使学生经历分析问题、统计数据、建立模型、得出结论这一完整的统计分析过程，在利用信息技术解决实际问题的过程中深化学生对数学学科中统计与分析相关概念的理解，有利于培养其信息意识和数据素养。

【关键词】统计与分析;作业;学科融合

【中图分类号】G633.67  【文献标志码】A  【文章编号】1005-6009（2022）11-0057-03

【作者简介】陈晓娟，南京外国语学校河西初级中学（南京，210041）教师，一级教师。

一、活动背景

在数学学科教学中学习“统计与分析”的相关内容时，由于教师过于重视与统计相关的计算，如平均数、众数、概率等，导致学生死记硬背数学概念而无法真正地理解和掌握统计、描述和分析数据的方法。而信息技术课可以弥补这一缺陷，将初中信息技术与数学学科中“统计与分析”的相关内容相结合，让学生在解决实际问题的过程中更加深入地理解统计与分析的相关概念，在提升“数据分析”这一数学学科核心素养的同时形成信息意识，有助于学生的全面发展。

2021年3月1日，教育部印发《义务教育质量评价指南》，提出了关于“作业、睡眠、手机、读物、体质”五项管理的要求，并出台了相关政策文件，作业管理是其中重要一环。那么，义务教育阶段的初中生作业完成情况到底是什么样的？以此为背景，我们尝试利用信息技术课堂让学生自主探究该问题，安排学生分小组设计问卷、统计信息、分析结果、形成报告，在得出各自结论的过程中深化对数学学科中“统计与分析”相关概念的理解。

二、实践探索

（一）活动目标

第一，能够借助信息技术和数学思想方法设计解决问题的具体方案并加以实施。在实际情境中经历用数学语言表达问题、分析问题、建立模型、计算求解、最终解决问题的过程。第二，结合信息技术将获取的信息和资料、研究的过程和结果、自主或合作探究的过程撰写成报告或小论文，并互相交流，提升合作解决问题的能力。

（二）内容主题

对我校初二3、4、5班学生的作业布置和完成情况进行调查研究。

（三）实施过程

1.抛出主题，形成小组。

告知学生我们将在信息技术课堂中围绕“作业背后的秘密”这一主题进行研究，向学生说明客观而科学的研究结果会及时传达给任课教师，从而激发学生的研究兴趣。

采用异质分组的方式对3个班级的学生进行分组，每组4～5名学生。异质分组可以缩小每组之间的差异，提高竞争性，让不同的声音和思维进行碰撞和融合。小组形成后，学生自主讨论角色分配，组内角色分为：协调推进主题研究的组长、搜集学习素材的资料员、撰写研究成果并分享所得的报告员。

2.集思广益，形成问卷。

整个问卷的形成花了四节课的时间。教师在此期间需要进一步帮助小组界定研究主题、研究对象、研究方法和研究意义。

关于研究主题。事先和学生讨论有关作业完成的关键词，最终锁定“作业完成时间”“作业完成质量”“作业完成习惯”等要素。

关于研究对象。在这一环节，教师要帮助学生厘清普查和抽样调查的区别。受授课对象的限制，最终确定本校初二3、4、5班的学生为研究对象。如果是对在校所有初二年级学生的作业完成情况进行研究，则这3个班是作为样本被抽样调查，最终通过样本估算整个初二年级的情况;如果只是对这3个班进行研究，那么该活動就是普查。在界定研究对象性质的过程中，学生进一步掌握了样本、样本容量、总体和个体等统计概念。

关于研究方法。使用问卷调查的方式，每个小组自主学习问卷的基本构成，并尝试借助“问卷星”平台设计电子问卷。

关于研究意义。通过提出问题、收集数据、分析数据，学生能够在数据中找出规律，从而给出决策和建议。

3.统计数据，分析图表。

为了使问卷更有针对性，教师结合3个班的问卷设计成果，确定并形成最终的电子问卷。在信息技术课上进行线上问卷调查，导出含有所有问题答案的EXCEL表格供后续分析。

当学生拿到3个班共计120份问卷答案时，首先要对无效问卷进行剔除。“何为无效问卷”又成为小组讨论的新问题。学生通过人工判卷，将查看答题时间是否过短、同质问题答案是否排斥、观点是否无规律等作为判断问卷真实性和有效性的标准，最终整理出有效问卷111份。而EXCEL表格中充满文字和数据，如何进一步分析数据与信息技术中电子表格的操作密不可分。学生通过对数据进行排序、筛选等操作选择自己所要的信息，并尝试将数据转化为饼图、柱状图或折线图以便进一步分析。

例如，某个小组想要调查同学在完成语文、数学、英语和物理4门作业的时间分配情况。他们首先在EXCEL中筛选出相关数据，形成零散的数据表格;紧接着，将数据整合在一个表格中，形成初二3、4、5班语数外物作业时间分配表;最后，选中数据将它们转为可视化的柱状图。

4.撰写报告，汇报成果。

作业完成时间只是作业调查的一个方面，作业完成方式、效率等往往更重要。数据不是单独存在的，某个问题的数据常常和其他数据相关，因此我们鼓励各小组研究问题与问题之间的关系。比如，成绩偏低的同学在作业时间分配上的共同点有哪些？完成作业的独立性与成绩有何关系？作业完成习惯与成绩之间有何关系？

学生围绕自选主题进行小组研究，完成研究报告。报告包含研究主题、研究方法、研究过程、结论与建议、小组任务分工5个部分。其中，研究过程又可细分为子问题的提出、需求分析、数据获取、图表制作、图表分析5个小部分。整个报告应是学生研究思想和研究路径的体现。

三、行动反思

（一）信息技术与数学学科融合的实效性

在研究中，我们引入了EXCEL表格和问卷星平台帮助学生进行信息的收集。信息技术的加入，提高了项目学习的效率，让基于实际问题的探究成为可能。在这一过程中，学生不仅练习了EXCEL的相关操作技能，也对数学学科中的统计与分析的相关概念有更深刻的体验与认识，这是一次跨学科实践活动的有益尝试。该研究中信息技术与初中数学统计与分析融合的切入点有：（1）数据的快速收集;（2）数据的整理，如筛选、排序、比较等;（3）统计图的绘制，化抽象为具象;（4）课堂时间上的延伸。

（二）迭代研究的必要性

我们不能单单靠一次项目的完成来提高学生的学科素养，因此，迭代研究十分重要。学生分小组汇报后，其他小组在教师的引导下对汇报小组进行评价，评价的标准有以下几个方面：（1）提出的问题是否明确;（2）子问题与总问题是否密切相关;（3）因变量的选择是否合理;（4）结论描述是否客观。

笔者尝试借助SOLO分类法的评价原则对学生的统计素养进行分层。SOLO分类法是一种以等级描述为特征的质性评价方法，该方法适合回答各学科问题的层次划分。[2]在学习过程中，对学生统计素养的具体变化总结如下。（见表1）

基于初中信息与数学学科融合的“统计与分析”实践活动能够帮助学生掌握统计的相关概念，在数字化表达和创新活动中初步培养学生的信息意识和数据素养[1]，让学生亲身经历收集数据、整理数据、分析数据的整个过程，利用数据分析并解决生活中的现实问题，培养其信息意识和数据分析能力。

【参考文献】

[1]贺克春.学科融合教育：目标指向、核心要义与实践路径[J].江苏教育，2019（51）：26-29.

[2]陈娜萍.初中生数据素养现状调查研究——以某校为例[D].福州：福建师范大学，2014.

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