“牵着走”还是“自己走”
——基于“统计与概率”的教学研究
2022-12-29占慧娟
占慧娟
一、引言
“统计与概率”作为高中数学课程的一大主线内容,是人们了解“不确定性”的数学现象,基于大数据分析与推断的重要工具,承担着提升学生的数学抽象能力、数学建模能力、逻辑推理能力和数学运算的任务。然而,由于高中阶段课业压力的影响,很多教师在教学过程中过于重视程序化的解题训练,而较少触及数学本质思想,存在“牵着走”的教学现象。那么在“统计与概率”的教学中,教师如何让学生“自己走”,实现深度学习呢?
“频率与概率”是北师大新版教材必修第一册第七章第三节的内容。在初中阶段,学生已经初步了解了关于简单随机事件概率的知识,在本章的前几节,学生也学习了随机现象、样本空间与事件、随机事件,为进一步学习“频率与概率”打好了知识基础。下面,笔者结合“频率与概率”一节的教学,阐述在“统计与概率”的教学中如何克服教师“牵着走”的问题,让学生“自己走”。
二、让学生“自己走”的教学策略
(一)以知识衔接为抓手,促进知识的联系与构建
首先,在教学的过程中,教师要注意前后知识的联系,通过对旧知识的回顾,使学生产生新的认知冲突。这样既有利于激发学生学习的兴趣,也有利于学生了解该知识的发展历程,构建整体的知识框架。其次,在教学的过程中,教师要注意初高中知识的衔接,防止初高中知识断层,通过螺旋式上升的知识学习,促使学生深入理解知识的内涵。再次,教师要熟悉课程目标与要求,以及初高中内容的差异与联系,确定初中教到了哪里、学生学到了什么程度、初高中教学的衔接点在哪里、教学的重难点又是哪些等。最后,教师要依据学生已有的知识水平与接受能力,以及初高中知识的差异与联系,设计教学方案,真正促进学生的深度学习。
例如,在“频率与概率”一节的教学中,笔者先引导学生回顾上节课学习的古典概型,接着追问学生:“那抛掷一枚质地不均匀的骰子,这属于古典概型吗?如果不是古典概型,那我们又该如何计算相关事件的概率呢?”引出非古典概型的概率计算方式。然后,引导学生回忆初中学习的相关知识,并通过大量的重复试验,引导学生用频率去估计概率,并思考深层次的原因,以及频率与概率的区别和联系是什么,进而引出本节课的主要探究内容。这样的教学过程不仅能够帮助学生搭建知识框架,实现知识的融会贯通,还能够使学生将知识进行联系与建构,实现深度学习,真实落实数学学科核心素养的培养。
(二)以数学活动为工具,促进知识的深度理解
由于“统计与概率”的应用性较强,因而教师在教学的过程中可以借助数学活动,促进学生对知识的深度理解。例如,在“频率与概率”的教学中,教师可以借助Excel产生随机数来模拟扔硬币试验,其中“1”代表硬币正面朝上,“0”代表硬币反面朝上。借助Excel,既能快速模拟多组扔硬币试验,也能分别计算出每组试验正面朝上的频率,并画出相应的折线图。通过折线图,学生能清晰地观察到每组试验的结果是不一样的,进而直观感悟随机事件发生的不确定性,以及频率的随机性。
同时,教师还可以让学生应用初中学过的数据整理和分析的方法,进一步从定量、数据分布的角度理解频率的稳定性,特别是从频率分布的角度整体分析数据。这样有利于促进学生对知识的综合应用,提高学生的数据分析能力和逻辑推理能力。
此外,教师还可以适当开展课外实践活动,促进学生对数学知识的理解,发展学生的数学学习能力。例如,教师可以开展调查身高与体重关系的实践活动,让学生经历收集数据、整理数据、分析数据、建立模型、优化模型、得出结论,从而提升学生的数据分析能力、数学建模能力和逻辑推理能力。这个教学过程就是将从前的“老师讲、学生听”的“牵着走”的教育方式,转变成“学生探索、老师引导”的“自己走”的教育方式,真正发挥了学生的主体地位,不仅有利于学生对知识的理解,更有利于学生的深度学习。
(三)以生活实际为载体,促进知识迁移与应用
“统计与概率”的知识与生活息息相关,在教学过程中,教师可以选取与数学知识相关的生活实例,让学生感受到“统计与概率”与生活的相关性,以及其在生活中的重要性,使学生认识到数学来源于生活,也要应用于生活。将数学知识与生活割裂,单讲知识而不与生活实例结合的教学,学生感受不到统计与概率知识在生活中的应用,就会难以体会统计与概率的重要性。
在教学中,教师要让学生用数学的眼光观察世界,用数学的思维思考世界,用数学的语言表达世界,培养学生提出问题、发现问题、分析问题、应用知识解决实际问题的能力,促进知识的迁移与应用,落实数学学科核心素养的培养。数学知识与生活实际相联系,有利于激活学生的思维,使学生能辩证地看待生活中的现象,提高决策能力。并且,当学生在面临风险与决策时,能够运用所学的统计与概率的相关知识,做出相对稳定、合理的决定,这对学生的生活、成长有着重要的作用。
例如,在“频率与概率”的教学中,教师可以设计这样的问题:“某气象台预报‘明天降水的概率是90%’,那明天一定会下雨吗?如何理解‘降水概率是90%’?又该如何评价预报的结果是否准确呢?”通过天气预报的例子,让学生理解降水概率是气象专家根据气象条件和经验,经分析推断得到的。对“降水的概率是90%”比较合理的解释是:大量观察发现,在类似的气象条件下,大约有90%的天数会下雨。只有根据气象预报的长期记录,才能评价预报的准确性。如果在类似的气象条件下预报要下雨的那些天里,大约有90%确实下雨了,那么可以认为预报是准确的;如果真实下雨的天数所占的比例与90%差别较大,那么就可以认为预报不准确。然后,教师可以让学生进一步感受随机事件发生的不确定性,体会随机现象中偶然与必然的辩证统一。同时,让学生感悟到数学与实际生活的联系,学会用数学的眼光观察世界,用数学的思维思考世界,用数学的语言表达世界。
三、结语
“统计与概率”是高中数学的重要内容,对学生的知识、能力、素养的提升有着独特的作用,为人们认识客观世界提供了重要的思维模式和解决问题的方法。理性地认识随机现象,是现代人应具备的一种基本素养,与学生当前及其未来的发展息息相关。在教学过程中,教师切忌因“急功近利”将学生“牵着走”,而要让学生“自己走”,真正经历知识的再创造过程,理解知识的本质,从而真正落实数学学科的核心素养。