摘 要:通過(guò)對(duì)比人教版和北師版數(shù)學(xué)教材中統(tǒng)計(jì)與概率螺旋內(nèi)容,發(fā)現(xiàn)兩版教材的相同點(diǎn)是部分知識(shí)點(diǎn)都采用了螺旋式編排。而人教版螺旋內(nèi)容基本上遵循差異性原則,北師版螺旋知識(shí)點(diǎn)及螺旋內(nèi)容重復(fù)現(xiàn)象比較多。
關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)教材;統(tǒng)計(jì)與概率;螺旋式內(nèi)容
對(duì)教材內(nèi)容的編排采取螺旋式上升,即是根據(jù)學(xué)生表征系統(tǒng)發(fā)展的特征和認(rèn)知水平發(fā)展的階段性,按照由簡(jiǎn)到繁、由易到難、由淺入深的順序編排教材,使某些重要的概念、思想方法反復(fù)出現(xiàn),逐漸遞進(jìn),螺旋上升。
螺旋指的是學(xué)習(xí)主題相同而內(nèi)容的深度、廣度不同,上升指的是層次的提升,以及內(nèi)容的深度、廣度的加深,廣度指的是內(nèi)容所涉及的范圍和領(lǐng)域的廣泛程度,通??梢杂弥R(shí)點(diǎn)的多少進(jìn)行量化。螺旋上升是指在深度、廣度等方面都要有實(shí)質(zhì)性的變化,并不是簡(jiǎn)單地再現(xiàn)與重復(fù),即體現(xiàn)出明顯的階段性要求。
本文嘗試對(duì)人教版和北師版數(shù)學(xué)教材中統(tǒng)計(jì)與概率的螺旋式內(nèi)容進(jìn)行探析。其中教材分析的對(duì)象是小學(xué)、初中及高中必修正文部分。
一、 螺旋式內(nèi)容的量化分析
螺旋式內(nèi)容指在教材中出現(xiàn)次數(shù)至少2次的知識(shí)點(diǎn)。通過(guò)對(duì)人教版和北師版中小學(xué)數(shù)學(xué)教材中統(tǒng)計(jì)與概率螺旋內(nèi)容的統(tǒng)計(jì),得出人教版共有13個(gè)知識(shí)點(diǎn)螺旋,北師版共有17個(gè)知識(shí)點(diǎn)螺旋,在螺旋內(nèi)容上,北師版比人教版多4個(gè)知識(shí)點(diǎn)。人教版和北師版共有10個(gè)相同的螺旋知識(shí)點(diǎn)是整理,平均數(shù),條形統(tǒng)計(jì)圖,折線統(tǒng)計(jì)圖,扇形統(tǒng)計(jì)圖,分布直方圖,中位數(shù),眾數(shù),方差,概率。除此之外,人教版還有3個(gè)知識(shí)點(diǎn)是簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣,頻數(shù),隨機(jī)事件,北師版還有7個(gè)知識(shí)點(diǎn)是調(diào)查,普查,總體,抽樣調(diào)查,極差,標(biāo)準(zhǔn)差,頻率。
二、 螺旋式內(nèi)容的質(zhì)性描述
數(shù)學(xué)教材中螺旋式內(nèi)容隨著年級(jí)也即是冊(cè)別數(shù)的升高,在深度或廣度上明顯增加。
(1)整理,人教版:整理的表格項(xiàng)目數(shù)增多,統(tǒng)計(jì)方法也增加,除了用數(shù)字統(tǒng)計(jì)外,加入了“正”字記錄和百分比。北師版:整理的方法從逐個(gè)記錄,到采用“正”字記錄,再到簡(jiǎn)單的象形統(tǒng)計(jì)圖,整理記錄方法上有了進(jìn)步。
(2)平均數(shù),人教版:四下是算術(shù)平均數(shù),八下是加權(quán)平均數(shù),從小學(xué)到初中平均數(shù)的計(jì)算梯度上升比較明顯。初中強(qiáng)調(diào)運(yùn)用加權(quán)平均數(shù)來(lái)代表數(shù)據(jù),高中則強(qiáng)調(diào)運(yùn)用樣本的平均數(shù)來(lái)估計(jì)總體的這些數(shù)字特征,且用樣本估計(jì)總體是借助頻率分布直方圖來(lái)實(shí)現(xiàn)的,螺旋上升比較明顯。北師版:小學(xué)就初步接觸了簡(jiǎn)單的算術(shù)平均數(shù),從四下到五下針對(duì)打分計(jì)算平均分的方法有所改變,到初中后強(qiáng)調(diào)了加權(quán)平均數(shù)。從小學(xué)到初中平均數(shù)的計(jì)算梯度上升比較明顯。
(3)條形統(tǒng)計(jì)圖,(4)折線統(tǒng)計(jì)圖,人教版:從四上到四下條形統(tǒng)計(jì)圖從單式條形統(tǒng)計(jì)圖上升到復(fù)式條形統(tǒng)計(jì)圖,到七下的時(shí)候條形統(tǒng)計(jì)圖重復(fù)出現(xiàn),但沒(méi)有明顯的上升。折線統(tǒng)計(jì)圖和復(fù)式折線統(tǒng)計(jì)圖都出現(xiàn)在了五上這一冊(cè)書中,到了必修三就加深到了頻率分布折線圖。北師版:從四下到五下條形統(tǒng)計(jì)圖從單式條形統(tǒng)計(jì)圖上升到復(fù)式條形統(tǒng)計(jì)圖,折線統(tǒng)計(jì)圖從單式折線統(tǒng)計(jì)圖上升到復(fù)式折線統(tǒng)計(jì)圖,到必修三的時(shí)候條形統(tǒng)計(jì)圖、折線統(tǒng)計(jì)圖重復(fù)出現(xiàn),但沒(méi)有明顯的上升。
(5)扇形統(tǒng)計(jì)圖,人教版:小學(xué)扇形統(tǒng)計(jì)圖表示各部分?jǐn)?shù)量與總數(shù)之間的關(guān)系,初中是通過(guò)扇形的大小來(lái)反映各個(gè)部分占總體的百分比,且初中加入了計(jì)算各圓心角度數(shù)畫出各個(gè)扇形,比較之前是有所上升。北師版:小學(xué)和初中都表示每部分占總體的百分比,從小學(xué)到初中扇形統(tǒng)計(jì)圖加入了圓心角的計(jì)算,到高中的時(shí)候扇形統(tǒng)計(jì)圖重復(fù)出現(xiàn),但沒(méi)有明顯的上升。
(6)分布直方圖,人教版與北師版一樣:分布直方圖在初中是頻數(shù)分布直方圖,到了高中是頻率分布直方圖,圖形的縱坐標(biāo)變了。
(7)中位數(shù),(8)眾數(shù),(9)方差,人教版:初中強(qiáng)調(diào)運(yùn)用中位數(shù)、眾數(shù)來(lái)代表數(shù)據(jù),高中則強(qiáng)調(diào)運(yùn)用樣本的中位數(shù)、眾數(shù)來(lái)估計(jì)總體的這些數(shù)字特征,且用樣本估計(jì)總體是借助頻率分布直方圖來(lái)實(shí)現(xiàn)的,可見(jiàn)初中到高中對(duì)此的設(shè)計(jì)有明顯的深度加深。初中強(qiáng)調(diào)用方差來(lái)刻畫一組數(shù)據(jù)波動(dòng)的大小,高中則強(qiáng)調(diào)運(yùn)用方差作為測(cè)量樣本數(shù)據(jù)分散程度的工具。北師版:初中對(duì)中位數(shù)、眾數(shù)、方差的概念定義做了說(shuō)明,到高中就沒(méi)有再重復(fù),高中是結(jié)合一些案例進(jìn)一步對(duì)數(shù)字特征的特點(diǎn)加以具體分析,從例題中去求中位數(shù)、眾數(shù)、方差。
(10)概率,人教版與北師版一樣:初中強(qiáng)調(diào)是發(fā)生可能性大小的數(shù)值,高中則強(qiáng)調(diào)發(fā)生頻率穩(wěn)定在某個(gè)常數(shù)上。
(11)簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣,(12)頻數(shù),(13)隨機(jī)事件,人教版:在初中簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣、頻數(shù)、隨機(jī)事件都用文字描述,而到了高中加入了代數(shù)符號(hào),從文字語(yǔ)言抽象到包含數(shù)學(xué)符號(hào),體現(xiàn)了概念的遞進(jìn)。
(14)調(diào)查,北師版:調(diào)查的方法不一樣,但沒(méi)有明顯的螺旋上升。(15)普查,北師版:從初中到高中普查的對(duì)象范圍上要更廣泛些,但都指的是全面的調(diào)查。(16)總體,北師版:初中和高中對(duì)總體的定義幾乎是一樣的,沒(méi)有明顯的差別。(17)抽樣調(diào)查,北師版:初中對(duì)抽樣調(diào)查的描述比較簡(jiǎn)單,高中對(duì)抽樣調(diào)查的描述要詳細(xì)些,描述了抽樣調(diào)查的各個(gè)環(huán)節(jié)步驟。(18)極差,北師版:初中對(duì)極差的概念定義做了說(shuō)明,到高中就沒(méi)有再重復(fù),高中是結(jié)合一些案例進(jìn)一步對(duì)數(shù)字特征的特點(diǎn)加以具體分析,從例題中去求極差。(19)標(biāo)準(zhǔn)差,北師版:初中只是用了一句話對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行描述,說(shuō)明標(biāo)準(zhǔn)差是方差的算術(shù)平方根,高中把標(biāo)準(zhǔn)差的計(jì)算公式表示了出來(lái)。(20)頻率,北師版:初中定義了頻率的概念,到高中簡(jiǎn)單提及,頻率是隨機(jī)的,可作為概率的估計(jì)值。
三、 主要結(jié)論與啟示
數(shù)學(xué)教材螺旋式內(nèi)容編排需注意差異性原則,對(duì)于數(shù)學(xué)教材中統(tǒng)計(jì)與概率螺旋內(nèi)容,人教版和北師版部分知識(shí)點(diǎn)都采用了螺旋式編排,人教版基本上遵循差異性原則,北師版大多數(shù)內(nèi)容也體現(xiàn)了差異性原則。相對(duì)人教版,北師版螺旋知識(shí)點(diǎn)及螺旋內(nèi)容重復(fù)現(xiàn)象比較多。對(duì)于教材的編寫要注意螺旋間的銜接,對(duì)于教師教學(xué)及學(xué)生學(xué)習(xí)要注意螺旋內(nèi)容的遞進(jìn)程度。
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作者簡(jiǎn)介:
孟繁云,貴州省貴陽(yáng)市,貴州師范大學(xué)。