將信息技術融入數學學科的實踐活動設計

【摘 要】基于初中信息技術與數學學科融合的教學活動，使學生經歷分析問題、統計數據、建立模型、得出結論這一完整的統計分析過程，在利用信息技術解決實際問題的過程中深化學生對數學學科中統計與分析相關概念的理解，有利于培養其信息意識和數據素養。

【關鍵詞】統計與分析;作業;學科融合

【中圖分類號】G633.67 ?【文獻標志碼】A ?【文章編號】1005-6009（2022）11-0057-03

【作者簡介】陳曉娟，南京外國語學校河西初級中學（南京，210041）教師，一級教師。

一、活動背景

在數學學科教學中學習“統計與分析”的相關內容時，由于教師過于重視與統計相關的計算，如平均數、眾數、概率等，導致學生死記硬背數學概念而無法真正地理解和掌握統計、描述和分析數據的方法。而信息技術課可以彌補這一缺陷，將初中信息技術與數學學科中“統計與分析”的相關內容相結合，讓學生在解決實際問題的過程中更加深入地理解統計與分析的相關概念，在提升“數據分析”這一數學學科核心素養的同時形成信息意識，有助于學生的全面發展。

2021年3月1日，教育部印發《義務教育質量評價指南》，提出了關于“作業、睡眠、手機、讀物、體質”五項管理的要求，并出臺了相關政策文件，作業管理是其中重要一環。那么，義務教育階段的初中生作業完成情況到底是什么樣的？以此為背景，我們嘗試利用信息技術課堂讓學生自主探究該問題，安排學生分小組設計問卷、統計信息、分析結果、形成報告，在得出各自結論的過程中深化對數學學科中“統計與分析”相關概念的理解。

二、實踐探索

（一）活動目標

第一，能夠借助信息技術和數學思想方法設計解決問題的具體方案并加以實施。在實際情境中經歷用數學語言表達問題、分析問題、建立模型、計算求解、最終解決問題的過程。第二，結合信息技術將獲取的信息和資料、研究的過程和結果、自主或合作探究的過程撰寫成報告或小論文，并互相交流，提升合作解決問題的能力。

（二）內容主題

對我校初二3、4、5班學生的作業布置和完成情況進行調查研究。

（三）實施過程

1.拋出主題，形成小組。

告知學生我們將在信息技術課堂中圍繞“作業背后的秘密”這一主題進行研究，向學生說明客觀而科學的研究結果會及時傳達給任課教師，從而激發學生的研究興趣。

采用異質分組的方式對3個班級的學生進行分組，每組4～5名學生。異質分組可以縮小每組之間的差異，提高競爭性，讓不同的聲音和思維進行碰撞和融合。小組形成后，學生自主討論角色分配，組內角色分為：協調推進主題研究的組長、搜集學習素材的資料員、撰寫研究成果并分享所得的報告員。

2.集思廣益，形成問卷。

整個問卷的形成花了四節課的時間。教師在此期間需要進一步幫助小組界定研究主題、研究對象、研究方法和研究意義。

關于研究主題。事先和學生討論有關作業完成的關鍵詞，最終鎖定“作業完成時間”“作業完成質量”“作業完成習慣”等要素。

關于研究對象。在這一環節，教師要幫助學生厘清普查和抽樣調查的區別。受授課對象的限制，最終確定本校初二3、4、5班的學生為研究對象。如果是對在校所有初二年級學生的作業完成情況進行研究，則這3個班是作為樣本被抽樣調查，最終通過樣本估算整個初二年級的情況;如果只是對這3個班進行研究，那么該活動就是普查。在界定研究對象性質的過程中，學生進一步掌握了樣本、樣本容量、總體和個體等統計概念。

關于研究方法。使用問卷調查的方式，每個小組自主學習問卷的基本構成，并嘗試借助“問卷星”平臺設計電子問卷。

關于研究意義。通過提出問題、收集數據、分析數據，學生能夠在數據中找出規律，從而給出決策和建議。

3.統計數據，分析圖表。

為了使問卷更有針對性，教師結合3個班的問卷設計成果，確定并形成最終的電子問卷。在信息技術課上進行線上問卷調查，導出含有所有問題答案的EXCEL表格供后續分析。

當學生拿到3個班共計120份問卷答案時，首先要對無效問卷進行剔除。“何為無效問卷”又成為小組討論的新問題。學生通過人工判卷，將查看答題時間是否過短、同質問題答案是否排斥、觀點是否無規律等作為判斷問卷真實性和有效性的標準，最終整理出有效問卷111份。而EXCEL表格中充滿文字和數據，如何進一步分析數據與信息技術中電子表格的操作密不可分。學生通過對數據進行排序、篩選等操作選擇自己所要的信息，并嘗試將數據轉化為餅圖、柱狀圖或折線圖以便進一步分析。

例如，某個小組想要調查同學在完成語文、數學、英語和物理4門作業的時間分配情況。他們首先在EXCEL中篩選出相關數據，形成零散的數據表格;緊接著，將數據整合在一個表格中，形成初二3、4、5班語數外物作業時間分配表;最后，選中數據將它們轉為可視化的柱狀圖。

4.撰寫報告，匯報成果。

作業完成時間只是作業調查的一個方面，作業完成方式、效率等往往更重要。數據不是單獨存在的，某個問題的數據常常和其他數據相關，因此我們鼓勵各小組研究問題與問題之間的關系。比如，成績偏低的同學在作業時間分配上的共同點有哪些？完成作業的獨立性與成績有何關系？作業完成習慣與成績之間有何關系？

學生圍繞自選主題進行小組研究，完成研究報告。報告包含研究主題、研究方法、研究過程、結論與建議、小組任務分工5個部分。其中，研究過程又可細分為子問題的提出、需求分析、數據獲取、圖表制作、圖表分析5個小部分。整個報告應是學生研究思想和研究路徑的體現。

三、行動反思

（一）信息技術與數學學科融合的實效性

在研究中，我們引入了EXCEL表格和問卷星平臺幫助學生進行信息的收集。信息技術的加入，提高了項目學習的效率，讓基于實際問題的探究成為可能。在這一過程中，學生不僅練習了EXCEL的相關操作技能，也對數學學科中的統計與分析的相關概念有更深刻的體驗與認識，這是一次跨學科實踐活動的有益嘗試。該研究中信息技術與初中數學統計與分析融合的切入點有：（1）數據的快速收集;（2）數據的整理，如篩選、排序、比較等;（3）統計圖的繪制，化抽象為具象;（4）課堂時間上的延伸。

（二）迭代研究的必要性

我們不能單單靠一次項目的完成來提高學生的學科素養，因此，迭代研究十分重要。學生分小組匯報后，其他小組在教師的引導下對匯報小組進行評價，評價的標準有以下幾個方面：（1）提出的問題是否明確;（2）子問題與總問題是否密切相關;（3）因變量的選擇是否合理;（4）結論描述是否客觀。

筆者嘗試借助SOLO分類法的評價原則對學生的統計素養進行分層。SOLO分類法是一種以等級描述為特征的質性評價方法，該方法適合回答各學科問題的層次劃分。[2]在學習過程中，對學生統計素養的具體變化總結如下。（見表1）

基于初中信息與數學學科融合的“統計與分析”實踐活動能夠幫助學生掌握統計的相關概念，在數字化表達和創新活動中初步培養學生的信息意識和數據素養[1]，讓學生親身經歷收集數據、整理數據、分析數據的整個過程，利用數據分析并解決生活中的現實問題，培養其信息意識和數據分析能力。

【參考文獻】

[1]賀克春.學科融合教育：目標指向、核心要義與實踐路徑[J].江蘇教育，2019（51）：26-29.

[2]陳娜萍.初中生數據素養現狀調查研究——以某校為例[D].福州：福建師范大學，2014.

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