摘 要：隨著我國信息科學技術的飛速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)和人工智能已經(jīng)深入各行各業(yè)，無時無刻不在影響著人們的生活方式，我們已經(jīng)進入大數(shù)據(jù)時代，數(shù)據(jù)分析能力已成為學生應具備的適應終身發(fā)展和社會發(fā)展的必備品格和關鍵能力。《普通高中數(shù)學課程標準（2017年版）》（以下簡稱《標準》（2017年版））將數(shù)據(jù)分析作為高中階段學生必須具備的六大數(shù)學學科核心素養(yǎng)之一，把培養(yǎng)學生的數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)處理以及進行統(tǒng)計分析能力作為高中數(shù)學教學的重要目標之一，提高了高中數(shù)學統(tǒng)計知識的地位，也為高中數(shù)學統(tǒng)計知識部分的教學指明了方向。

關鍵詞：大數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)分析;核心素養(yǎng)

數(shù)據(jù)分析是指針對研究對象獲取數(shù)據(jù)，運用數(shù)學方法對數(shù)據(jù)進行整理、分析和推斷，形成關于研究對象知識的素養(yǎng)。數(shù)據(jù)分析過程主要包括：收集數(shù)據(jù)，整理數(shù)據(jù)，提取信息，構建模型，進行推斷，獲得結(jié)論。數(shù)據(jù)分析是統(tǒng)計學知識的核心，是高中數(shù)學學科核心素養(yǎng)之一，也是新時代人才的基本要求。因此，如何提高高中數(shù)學課堂數(shù)據(jù)分析的核心素養(yǎng)已成為一個重要的研究課題。

一、高中數(shù)學課堂提升數(shù)據(jù)分析核心素養(yǎng)的意義

（一）數(shù)據(jù)分析素養(yǎng)是適應新時代的基本要求

數(shù)據(jù)分析是研究隨機現(xiàn)象的重要科學技術，是“互聯(lián)網(wǎng)+”相關領域的主要數(shù)學方法，也是大數(shù)據(jù)時代數(shù)學應用的主要方法，數(shù)據(jù)分析已經(jīng)滲透到科學技術和現(xiàn)代社會生活的各個方面。在大數(shù)據(jù)時代，信息技術革命與經(jīng)濟社會活動深度融合，大數(shù)據(jù)成為這個時代的特征，解讀與分析大數(shù)據(jù)成為這個時代的任務，數(shù)據(jù)分析成為“互聯(lián)網(wǎng)+”相關領域的主要數(shù)學方法。

（二）數(shù)據(jù)分析素養(yǎng)體現(xiàn)新時代的育人價值和育人方向

《標準（2017年版）》認為：通過高中數(shù)學課程的學習，學生能夠提高獲得有價值信息和定量分析意識和能力;積累依據(jù)數(shù)據(jù)分析探索事物本質(zhì)、關聯(lián)和規(guī)律的活動經(jīng)驗;適應數(shù)字化學習的需要，增強以數(shù)據(jù)為基礎表達實際問題的意識，形成以數(shù)據(jù)認知事物的思維品質(zhì)。

以上表述對數(shù)據(jù)分析從育人的價值上做了引領，并將其落實到三個方面的目標上：一是提升學生主動獲取信息、定量分析的意識和能力;二是幫助學生積累基于數(shù)據(jù)分析的活動經(jīng)驗;三是形成通過數(shù)據(jù)分析問題的思維品質(zhì)。

二、高中數(shù)學課堂提升數(shù)據(jù)分析核心素養(yǎng)的教學策略與思考

（一）教師增強數(shù)據(jù)應用意識是課堂滲透數(shù)據(jù)分析素養(yǎng)教學的前提

習近平總書記曾指出，“善于獲取數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、運用數(shù)據(jù)，是領導干部做好工作的基本功。各級領導干部要加強學習，懂得大數(shù)據(jù)，用好大數(shù)據(jù)，增強利用數(shù)據(jù)推進各項工作的本領，不斷提高對大數(shù)據(jù)發(fā)展規(guī)律的把握能力，使大數(shù)據(jù)在各項工作中發(fā)揮更大作用”。隨著信息技術和人們生產(chǎn)生活的交匯融合，互聯(lián)網(wǎng)的普及，在前沿技術研發(fā)、數(shù)據(jù)開放共享、隱私安全保護、人才培養(yǎng)等方面產(chǎn)生巨大的影響。信息技術對經(jīng)濟發(fā)展、社會治理、國家管理、人民生活都有著重要的作用。世界各國都把推進經(jīng)濟數(shù)字化作為實現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展的重要推動力。

數(shù)據(jù)分析素養(yǎng)是人才培養(yǎng)的重要指標，也是關乎國家教育戰(zhàn)略發(fā)展的基本要素。教師需要增強培養(yǎng)學生數(shù)據(jù)應用的意識，將數(shù)據(jù)分析素養(yǎng)作為培養(yǎng)人才的定位，是保障課堂滲透數(shù)據(jù)分析素養(yǎng)教學的前提。

（二）教師提升信息技術應用能力，是課堂落實數(shù)據(jù)分析素養(yǎng)教學的關鍵

2019年3月，《教育部關于實施全國中小學教師信息技術應用能力提升工程2.0的意見》明確提出：信息技術應用能力是新時期教師應具備的核心素養(yǎng)。按照《中共中央國務院關于全面深化新時代教師隊伍建設改革的意見》決策部署，根據(jù)《教育信息化2.0行動計劃》和《教師教育振興行動計劃（2018—2022年）》總體部署，服務國家“互聯(lián)網(wǎng)+”、大數(shù)據(jù)、人工智能等重大戰(zhàn)略，促進教師適應信息化、人工智能等新技術變革。支持學校應用互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等現(xiàn)代教育技術，創(chuàng)建信息化教學團隊，探索跨學科教學、智能化教育等先進的教育教學模式，充分利用信息技術成果促進教育發(fā)展，提升教育工作者根據(jù)未來教育發(fā)展方向進行教育教學以及創(chuàng)新的能力。

現(xiàn)實案例中，數(shù)據(jù)一般比較復雜，在一節(jié)只有40分鐘的課堂，需要借助信息技術手段才能比較完整、高效地呈現(xiàn)數(shù)據(jù)的分析過程。

例：人教版《普通高中課程標準實驗教科書數(shù)學選修2-3》習題3.1第1題：將1993年到2002年的GDP（國內(nèi)生產(chǎn)總值）的數(shù)據(jù)（單位：億元）統(tǒng)計如下：

1.根據(jù)以上表格作出GDP和年份的散點圖，根據(jù)散點圖猜想它們之間的關系。

2.建立以年份作為解析變量，GDP作為預報變量的回歸模型，并計算殘差。

3.根據(jù)以上模型，預報2003年的GDP，觀察預報值與實際的GDP（117251.9億元）的誤差是多少？

4.討論以上模型能否較好地刻畫GDP和年份的關系，并解釋理由。

本題的數(shù)據(jù)量較大，學生即使借助計算器也不方便求解回歸方程和相關指數(shù)，難以感受現(xiàn)實數(shù)據(jù)的分析過程。此時，教師可以借助信息技術工具，比如：最常用的excel文檔中的圖表統(tǒng)計工具即可簡單實現(xiàn)可視化數(shù)據(jù)分析過程。（如下圖）

由上述圖表和數(shù)據(jù)可得，GDP和年份線性相關，回歸方程為。當時，預報值億元，與當年實際GDP誤差為-4273.72億元。相關指數(shù)，所以這個模型能較好地刻畫GDP和年份的關系。教師通過上述簡單的演示，可以讓學生避開了繁雜費時的數(shù)據(jù)處理過程，由電腦進行計算處理，并呈現(xiàn)可視化的分析結(jié)果，學生可以在課堂中完整的感受數(shù)據(jù)分析過程，加深對數(shù)據(jù)分析方法的認識，為課堂落實數(shù)據(jù)分析素養(yǎng)教學提供保障。

（三）主題強化，讓學生充分體驗應用案例及數(shù)據(jù)處理過程

主題教學是基于深度學習的單元教學，以課時為單位的教學設計，指導課堂的教學活動流程、優(yōu)化教學活動。將主題教學內(nèi)容置于單元內(nèi)容中進行把控，要求教師關注教學內(nèi)容的本質(zhì)、重視教學過程中數(shù)學思想方法的滲透以及學生學科素養(yǎng)的培養(yǎng)，拓展學生的視野，提升課堂教學效率。比如：高中數(shù)學的統(tǒng)計主題可以將人教版《普通高中課程標準實驗教科書數(shù)學必修一》數(shù)學建模部分、人教版《普通高中課程標準實驗教科書數(shù)學必修三》第二章統(tǒng)計、人教版《普通高中課程標準實驗教科書數(shù)學選修2-3》第三章統(tǒng)計案例整合成一個教學主題。

同時，在習題選取方面也要盡量貼近生活，這樣學生在體驗數(shù)據(jù)分析過程中更能感受到數(shù)學的應用價值。

例題：已知6只動物中有1只患有某種疾病，需要通過化驗血液來確定患病的動物，血液化驗結(jié)果呈陽性的即為患病動物，呈陰性的即沒患病，下面是兩種化驗方法：

方案甲：逐個化驗，直到能確定患病動物為止。

方案乙：任取3只動物的血液，混在一起進行化驗。若結(jié)果呈陽性，表明患病動物為這3只中的1只，然后逐個化驗這3只，直到確定患病動物為止;若結(jié)果呈陰性則表明患病動物在另外3只中，然后逐個化驗另外3只，直到能確定患病動物為止。

（1）用X表示依方案甲所需化驗次數(shù)，求X的期望;

（2）若每次化驗的費用是100元，從所需的化驗的平均費用角度考慮，應該選擇哪一種化驗方法？

這道題的方法原理與當前一些地區(qū)為加快篩查新冠肺炎無癥狀感染者而采取的“混合檢測”法類似，極大地激發(fā)了學生的解題興趣，在思考和解題過程中充分感受到數(shù)學應用的價值。

（四）校本延拓，讓學生實踐數(shù)據(jù)分析過程，提升數(shù)據(jù)分析能力和素養(yǎng)

學校是課程實施的主陣地，校本課程是常規(guī)課程的重要組成部分，也是日常課程教學的主要延伸拓展，它可以根據(jù)不同學校、不同學段學生的具體情況設計校本課程。高中數(shù)學課程標準進行修訂的重點在于落實高中數(shù)學學科的核心素養(yǎng)，通過創(chuàng)設恰當?shù)膶W習任務、學習情境、學習活動等，將數(shù)學學科核心素養(yǎng)滲透到日常教學中來。通過創(chuàng)新評價的形式和方法，把知識技能的評價與數(shù)學學科核心素養(yǎng)達成狀況的評價有機融合，完成課程標準中提出的學業(yè)質(zhì)量標準的要求，落實“立德樹人”的根本任務。比如：在培養(yǎng)提升學生數(shù)據(jù)分析素養(yǎng)方面，教師可以通過指導學生研究一些小課題，針對研究對象，引導學生用科學的方法獲取數(shù)據(jù)，運用數(shù)學方法對數(shù)據(jù)進行整理，從中提取信息，并構建模型，通過分析和推斷，形成關于研究對象結(jié)論。讓學生從實踐中體驗數(shù)據(jù)分析過程。

課題一：收集2000年至2010年每年中國人口總數(shù)的數(shù)據(jù)，建立人口與年份的關系，預測2011年和2012年的人口總數(shù)，并計算與實際數(shù)據(jù)的誤差。

課題二：2019年，《廣東省深化普通高?？荚囌猩贫染C合改革實施方案》正式發(fā)布，請與自己所在學校的高二選課為“物理、化學、生物”組合的學生為調(diào)查對象，研究選擇該組合的學生是否以“利于報考專業(yè)”作為首要考慮。

活動化校本課程是通過學生的外在活動以及內(nèi)在活動，使學生得到感性認識和理性認識，從而實現(xiàn)教學目標。正如陶行知先生所言：“單單勞力，單單勞心都不算是真正之做。真正之做須是在勞力上勞心?！蓖ㄟ^這些小課題的實踐，讓學生親歷數(shù)據(jù)分析的完整過程，進一步體會數(shù)據(jù)分析價值，從而提升數(shù)據(jù)分析能力和素養(yǎng)。

結(jié)束語

隨著信息科學技術的迅速發(fā)展，“用數(shù)據(jù)說話”已經(jīng)成為這個時代的特征，大數(shù)據(jù)時代的到來，把數(shù)據(jù)分析作為高中數(shù)學課程目標中，培養(yǎng)學生所必備的六個核心素養(yǎng)之一，這既是對高中數(shù)學課程中概率與統(tǒng)計知識的教育價值的體現(xiàn)，也提升了高中數(shù)學課程的育人價值。因此，大數(shù)據(jù)背景下的高中數(shù)學課堂提升學生數(shù)據(jù)分析核心素養(yǎng)已經(jīng)成為現(xiàn)代教育發(fā)展的必然要求。

參考文獻

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[4]中央教育科學研究所，陶行知教育文選[M]，北京：教育科學出版社，1981

作者簡介：李慧珠，1983年，女，中學一級教師，主要從事高中一線教育教學、數(shù)據(jù)分析與高中數(shù)學教學的研究工作。曾擔任班主任、區(qū)教育規(guī)劃課題主持人，有多年高三教學經(jīng)驗。

課題項目：廣州市南沙區(qū)教育科學“十三五”規(guī)劃課題（編號：NSKY2020025）“基于大數(shù)據(jù)的南沙高三學生數(shù)學學習力提升策略研究”成果之一。