基于数据分析能力培养的高中数学教学策略

马华民

【摘要】在新课改不断深入的背景下，教师应提升学生的数学核心素养，确保教学内容的有效传授.当前，高中数学教学侧重传授概念和技能，以应试成绩为主要目标，忽略了数据分析在信息时代的关键作用.文章主要分析了高中数学教学现存的问题，揭示了其中存在的数据分析教学的不足之处，并提出一系列策略和方法，以有效培养学生的数据分析能力.这些策略将为学生提供应对当今复杂问题的能力，同时增强他们的数学核心素养，为未来的学习和工作奠定坚实的基础.

【关键词】数据分析能力；高中数学；教学对策

高中阶段，学生若具备良好的数据分析能力，可有效提高读题时提取关键信息的效率，促进思维能力的进一步发展，减少数据运算时的失误.数学本身是一门与数据紧密相连的课程.随着信息时代的来临，数学的应用范围不断扩大，传统的教育模式需要适当调整才能适应现代社会的需求.数据已经不再仅仅是统计学或科学领域的工具，而是贯穿各行各业的核心资源，因此，培养学生的数据分析能力至关重要.

一、高中数学教学现存的问题

（一）教学方式单一

以前，我国的教育以应试教育为主，分数成了师生共同追求的目标.在高中数学课堂中融入数据分析教育，是为了在一定程度上突破陈旧教学方式带来的弊端，使学生积极主动地参与课堂，将学习目标转移到应用上来.然而，现今仍有许多学校过分强调分数，忽视数据分析能力的重要性，使得高中数学教学方式单一、固化，整个课堂上教师充满热情，而学生感到无趣和乏味.随着学期的推移，学生开始对数学感到厌倦，甚至回避它，失去了學习的动力和活力.因此，教师需要反思自己的教学理念，并在教学方式上适当做出改变，以更好地实现高效教学.

（二）重理论轻应用

在传统的高中数学教学中，教学更加侧重传授数学理论和概念，忽略了数学在实际生活中的应用，课程内容通常强调数学的抽象概念、原理和定理，教师需要花更多时间讲解如何推导数学公式和证明数学原理，而关于实际应用领域的数学知识和技能涉及较少，学生也没有机会了解数学在科学、工程、医学、经济学和社会科学等领域的实际运用.此外，课堂内容通常偏向抽象的数学问题，如代数和几何，这使得学生难以将所学的数学知识与实际问题联系起来.由于缺少解决实际问题的机会，学生难以看到数学与他们的日常生活和未来职业的联系.

二、培养数据分析能力的重要性

首先，数据分析能力有助于提高学生的思维能力、观察能力以及数据整理能力，这对于数学学习来说至关重要.因此，新时代的数学教育需要采用新的教学方法，数学教师应该充分重视并着力培养学生的数据分析技能.只有具备了数据分析能力，学生才能够自主解决统计学和概率论方面的问题.其次，数据分析能力的培养可以帮助学生更深入地理解数学概念和原理.通过对实际数据的处理和分析，学生可以将抽象的数学概念与实际情境相结合，从而更好地理解数学的应用价值.这种联系有助于提高学生的思维能力，使他们将数学知识应用到各种实际问题中，并做出合理的决策.此外，数据分析能力还有助于培养学生的观察和推理能力.学生需要观察数据集中的模式、趋势和异常，并通过推理和逻辑推断来解释这些观察结果.这种能力不仅在数学学习中有用，在解决现实生活中的问题时也能发挥重要作用.最重要的是，通过学习数据分析，学生能够掌握整理和处理数据的技能，这对于数学学习至关重要，因为数学中经常涉及大量数据的整理和分析.通过培养这种能力，学生能够更自信地处理复杂的数学问题，并更好地应对数学考试和其他挑战.

综上所述，数据分析能力作为数学核心素养的一部分，对学生的数学学习和思维能力发展起着关键性作用.数学教育需要紧跟时代的步伐，注重培养学生的数据分析技能，以确保他们能够成功地应对未来的挑战，并在数学领域取得成功.

三、在高中数学课堂上培养学生数据分析能力的策略

（一）巩固基础知识，提升数据观察能力

在数学教学中，教师应该深入讲解基础知识点以及知识点之间的相互联系和规律，包括详细解释基础知识点、运算原理、运算方法以及运算规则，以提高学生对其的理解.这将使学生在面对一组数据时能够迅速关联到相应的数学知识点，并能够巧妙地调整数据，使其符合数学规律.同时，学生应该清楚地知道如何应用这些知识，以及需要按照哪些步骤进行运算，从而在心中形成对数据的清晰认知.

例如，在进行“数列”相关内容的讲解时，教师向学生提出了一个问题：“数列在日常生活中有何应用？”这个问题激发了学生对数列的兴趣，并引导他们思考数学在实际生活中的作用.接下来，教师巩固了数列的基本概念，如等差数列和等比数列，并提供了一些具体例子，让学生分析并判断这些数列的类型.例如，教师可展示一个生活中的例子，描述了每月存入银行的储蓄金额，以及每月的储蓄金额是如何构成一个等差数列或等比数列的.通过这个例子，学生能更好地理解数列的基本概念.然后，教师要求学生仔细观察一系列数字，但并不告诉他们这是什么类型的数列.同时，教师鼓励学生寻找数字之间的规律，并提出自己的猜测.如教师展示一组数字，要求学生观察并猜测接下来的数字是多少，然后引导他们发现这是一个等差数列或等比数列，并解释为什么是这种类型的数列.这一步骤旨在锻炼学生的观察和推理能力.接下来，教师引入一个实际问题，其中包含一个数列，如涉及财务规划的问题，要求学生独立思考并提出解决方案，确定数列类型，再使用适当的公式或方法解决问题.最后，学生汇报他们的解决方案，并与全班同学分享他们的思考过程.这在培养学生数据分析和解决问题能力的同时，能帮助他们应对实际生活问题的挑战.课堂最后，教师对今天的教学内容进行总结，强调观察力的重要性，并鼓励学生在日常生活中寻找更多数列的应用示例，继续提升他们的数据分析技能.通过这个案例，教师帮助学生建立了坚实的数列知识基础，培养了他们的观察力和数据分析能力，使他们能够更自信地应对复杂的数学问题和生活问题，有效培养了学生的数据分析能力，使他们成为未来的问题解决者.

（二）实践探究，提升数据收集能力

对学生数据收集能力的培养需要一种灵活而多元化的教学方法.传统的理论教学在构建理解基础方面发挥着重要作用，但要想真正提高学生的数据收集能力，教师需要进一步将理论知识转化为实际技能，这就要求教师在课堂教学中融入实践教学元素，引导学生亲身体验数据的收集、整理和分析过程.

以“统计”教学为例，教师可以引领学生进行实际的数据收集和统计分析.在正式上课前，教师确定本次课程讨论的主题是：学校食堂中哪种午餐最受欢迎？这个问题将成为本节课教学的实际案例.首先，学生被分成不同小组，各小组分别讨論并选择他们想要参与的项目，也就是他们希望通过数据分析解决的问题.接着，学生小组制订详细的数据收集计划，包括采样方法、问题设计和数据收集方式.学生需要考虑如何确保数据的可信度和代表性，这是一个重要的环节，可帮助他们理解数据收集的方法论.随后，学生开始执行他们的数据收集计划.学生在课堂内进行了一次短期的问卷调查，向同学们询问午餐偏好.这个过程需要学生具备良好的沟通能力和调查技巧，以确保能够获得准确的数据.数据收集结束后，学生要将数据整理在表格中，以确保数据的准确性和完整性.随后，教师要求学生利用现有的数据进行简单的数据分析，包括计算各种午餐种类的百分比和绘制柱状图，然后每个小组分享他们的数据分析结果，并回答了项目研究的问题.最后，学生对这节课所学内容进行了反思和总结，包括在数据收集和分析过程中遇到的挑战和问题，这能帮助学生更深入地理解数据收集和分析过程，为未来的学习和发展打下基础.

基于“统计”相关知识的实践项目不仅提高了学生的数据收集能力，还激发了他们对统计的学习兴趣，将统计学变得更加实用和有趣，为学生提供了宝贵的数据分析经验.通过这个教学案例，学生在这节课内完成了从问题提出到数据收集和分析的全过程，培养了实际问题解决能力和统计思维.这种具有实践性的教学方法有助于学生将理论知识应用到实际问题中，从而提高数据分析能力.

（三）利用现代技术，提升数据理解能力

高中数学知识往往具有较高的抽象性，为了确保教学的有效性，教师必须将这些抽象的概念和定理嵌入实际情境中.对于高中生而言，当他们将数学的抽象概念和定理应用到信息技术或生活实际中时，会显著加深他们对数学知识的理解.同时，这种实践有助于培养和锻炼学生的数据分析能力，因为他们需要运用数学原理解决真实世界中的问题，将理论知识转化为实际应用，从而更好地理解和掌握数学知识.

以“频数分布直方图”相关内容为例，为了帮助学生实现更加理想的数据分析状态，教师可以有针对性地将常用的统计软件融入课程.首先，教师可以引导学生了解不同统计软件的特点和用途.常见的统计软件（如SPSS、Excel等）具有各自的优点，学生需要了解应该选择哪种软件来完成特定的数据分析任务，这将培养学生的数据核心素养，使他们能够根据需求灵活选择工具.其次，教师可以先提供实际的数据集，如一组学生的考试成绩数据，再要求学生使用统计软件进行数据整理、描述性统计分析和可视化呈现.通过亲自操作，学生将学会如何导入数据、计算均值和方差等统计指标，以及绘制频数分布直方图.这个过程将强化学生的实际技能，促使他们将理论知识应用到实际问题中.接着，教师可以提供一系列与课程内容相关的问题，要求学生使用统计软件进行解答.这些问题可以涵盖课程中的不同概念和技能，如如何识别数据的分布形态、如何解释直方图、如何比较不同数据集的统计特征等.学生可通过解决这些问题来巩固所学的知识，并提高数据分析能力.最后，教师可以鼓励学生在课后继续探索和应用统计软件，如自行收集数据并进行分析.这将激发学生的学习热情，促使他们深入研究数据分析知识，并将所学知识应用到更广泛的实际问题解决中.

（四）情境创设，激发探究热情

数据只有在特定情境中才能充分体现其价值.在恰当的数据情境下，寻找并提取有价值的信息被视为提高高中生数据分析能力的基础.这强调数据分析不仅仅是对数字和统计数据的简单处理，更是将数据置于适当情境中，以便更深入地理解和应用它们.因此，培养学生的数据分析技能必然包括将数据与相关情境相结合的能力，使他们能够在实际问题中更有效地运用数学知识和数据处理技巧.这种能力的提升将有助于学生更好地应对复杂的现实挑战，并在日常生活中做出更明智的决策.

以“用样本估计总体”一课为例，教师可以创设巧妙的问题情境来帮助学生更深入地理解相关知识点，同时激发他们对数据探究的兴趣和渴望.具体来说，教师可以设计以下情境：在一个虚构的城市中，市政府计划进行一项大规模的城市改造项目，目标是提升城市的绿化水平.为了了解市区的树木数量，市政府决定进行抽样调查.在这个情境中，学生被要求扮演市政府的数据分析团队成员.首先，教师可以向学生提出以下问题：市区内有数万棵树，但我们不可能一棵一棵地数，那该如何估算总数呢？由此，学生开始思考如何使用样本来估计总体，从而进入“用样本估计总体”的主题.接下来，教师可以向学生提供一些具体的采样方法，如随机采样和系统采样，并让学生讨论这些方法的优缺点，这将有助于学生理解在实际应用中如何选择适当的采样方法.然后，教师可以提供一个虚构的样本数据集，包含了一部分市区的树木数量，让学生使用这个样本数据集估算总体的树木数量，并计算出估计的标准误差.这一步将帮助学生将理论知识转化为实际操作，加深他们对“用样本估计总体”的理解.最后，学生需要根据他们的估计结果给市政府提建议，这个过程将锻炼学生的数据分析和决策能力，并激发他们对数据探究的兴趣.

结 语

综上所述，在当今的数字化世界中，数据已经成为决策制订和问题解决的关键要素.在当前的大数据社会环境中，高中生需要具备强大的数据分析能力，这是未来竞争中应必备的能力.为了培养学生的数据分析能力，教师需要将焦点放在实践教学上，让学生在真实的情境中进行数据分析的训练和发展，积极培育学生的数据分析意识，提升学生的数据分析能力，确保其能够成长为适应现代社会发展的全面型人才.

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