如何设计项目化学习,让学生真实完整地经历问题解决的过程?

识课程 2024-07-23 22:17:11

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编辑/肖静 统筹/孙习涵

在学生的日常生活中,数据分析能力扮演着至关重要的角色。它不仅能帮助学生从海量信息中提炼出有价值的知识点和趋势,还能有效提升他们的决策效率和问题解决能力。那么,如何利用项目化学习培养学生的该项能力,让学生在真实情境中历经问题解决的过程?本文提供的案例或许可以给教师一些参考。

当下,让学生掌握数据分析能力的重要性不言而喻。

首先,它是信息时代的基本素养之一,随着大数据技术的飞速发展,掌握数据分析技能将使学生更好地适应未来社会的需求,无论是就业还是创业,都能展现出更强的竞争力。

其次,数据分析能力的培养过程,也是逻辑思维、批判性思维和问题解决能力提升的过程,这些能力对于学生个人成长和终身学习至关重要。

最后,通过数据分析,学生能够更加科学地认识自我、理解世界,从而做出更加合理、高效的决策,为未来的成功奠定坚实的基础。

义务教育阶段对学生数据分析观念的培养在各个学段都有体现,初中是学生数据分析观念形成的重要阶段。

浙教版教科书将数据分析观念的培养分解在不同的单元中,其中七年级下册“数据与统计图表”以培养学生数据收集和数据整理的能力为主,这一单元重点内容是设计调查方案和看图表,八年级下册“数据分析初步”以让学生掌握数据分析的方法为主,这一单元的重点内容是让学生从多角度分析数据。

我们剖析这些知识点背后的核心概念,发现这些核心概念是解决一类问题的重要组成步骤,所以它们是相互联系,可以整合的。

数据的收集整理、分析应用在生活中随处可见,小到身高体重,大到股票经济,学生会通过计算平均数简单地分析数据,但这只是数据分析的一方面,学生应该感受数据的多样性,教师需要引导学生从不同角度对数据特点进行分析,并且让学生经历数据的收集与整理,更贴合实际问题的解决过程,让学生有代入感。

学校每年都会举行运动会,在运动会开幕式上,每个班级都会想出具有班级特色的方案,组成班级特色方队,从主席台前走过,这极大地提高了班级凝聚力。

因此,我们可以利用运动会这个契机来为学生创设情境。假设今年,学校需要在全校所有班级中选择一个班级组成校红旗方队,要求这个班级里同学们的身材不能相差太大,能良好地体现学校精神面貌。

那应该以什么为选拔标准呢?选拔标准的依据是什么呢?如何选拔才能让其他落选班级也心服口服呢?基于这些情境问题,请学生设计合理的方案和标准,选出最适合担任校红旗方阵的班级。

层层进阶,框定项目内容与素养目标

基于上述情境,本项目内容基于学生的校园生活设计,让学生从生活中发现问题,提出问题,并思考如何解决问题,让学生经历数据的收集、整理、分析、应用的过程,培养学生的应用能力。

由此,我们分析了教材内容中有关“数据与统计图表”和“数据分析初步”相关的内容,并整理成思维导图,为后续学习打好知识框架。

核心概念的建构可以帮助学生理解与他们在校以及离开学校以后的生活有关的一些事件与现象。结合上述框架,借助韦恩图,我们进一步将本项目的核心概念进行剖析与拆解,帮助学生实现从事实性知识到大概念进阶,具体如下图所示。

在此基础上,结合课标中数学学科的核心素养维度,我们将本项目的学习目标进行了如下设定。

会用数学的眼光观察现实世界:能将实际问题抽象成数学问题,又能从数学问题中抽象出关键条件,通过项目问题分析和任务拆解,学生能初步建立分析问题的一般思路与方法。

会用数学的思维思考现实世界:在问题解决的过程中,用数学的思维去思考问题,对如何解决这个问题可以提出自己的想法并形成方案;学习过程中遇到问题的时候,通过思考找到相应方法;在数据整理和数据分析的过程中,感受数学知识的学习是因为实际问题的需要,体会数学来源于生活又服务于生活。

会用数学的语言表达现实世界:能将自己的想法和困难准确地表达给他人,对过程中遇到的问题和采取的措施,能用文字语言和符号语言进行阐述。

驱动性问题是项目化学习中关键的要素,好的驱动性问题能够有效激发学生的内在学习动机,引导他们主动探索、解决问题,从而深化理解、培养批判性思维、创新能力及解决问题的能力。

综合上述分析,结合项目情境,我们设计了本项目的驱动性问题:

运动会在即,为了选出校红旗方阵的班级,学校找STEAM班的同学们帮忙,请他们以小组合作的形式,设计方案,制订选拔标准,能对选拔的标准做出解释,并能真正地在全校所有班级中找出最适合的班级。

为了确保学生的学习路径清晰可行,逐步引导学生深入探究,促进知识建构与能力发展,我们将本项目的驱动性问题分解为四个大问题,每个大问题下设不同的小问题,小问题则对接学生能够具体操作的任务,如下图所示。

三个阶段,让学生利用数据解决真实问题

在具体的实施过程中,该项目学习的过程分为三个阶段,具体如下表所示。要求学生经历真实情境下数据收集-整理-分析-应用的过程,以此解决情境中的问题,最终形成一份“校红旗方阵班级选择建议书”。

阶段一:项目导引——拆解问题,制订计划

任务一:对驱动性问题进行拆解,确定问题解决的流程并制订大致的项目海报。

活动1: 沉浸式视频观摩

教师精心筛选网络上的红旗方阵精彩视频,引领学生观看,旨在通过直观感受激发对问题背景的深刻理解。

活动2: 集体智慧碰撞

随后,组织学生围绕驱动性问题展开头脑风暴,深度拆解挑战,共同探讨红旗方阵人员选拔的多元化考量因素。此环节特别聚焦于如何通过BMI指标科学评估身材情况,以达成团队共识。

活动3: 师生共同探究问题解决路径

教师巧妙设问,引导学生思考并梳理问题解决的全面流程。通过师生间的积极互动,小组间热烈讨论,共同提炼出“收集数据-整理数据-分析数据-提取信息”这一高效的问题解决路径,教师适时归纳,强化学生对问题解决框架的理解。

活动4: 协同创作项目海报

强调项目海报作为展示窗口的重要性,鼓励学生在项目推进中动态完善。小组合作,集思广益,将队名、成员介绍、清晰的项目流程、明确目标等核心要素融入项目大海报之中,不仅是对项目进展的可视化记录,更是团队智慧与创意的闪耀展现。

阶段二:项目探索——探究实践,问题解决

任务二:精准数据收集

活动1: 深入理解数据收集方法

教师深入阐述抽查与普查的概念及其利弊,引导学生思考并举例说明这两种方法在日常生活中的应用,旨在增强学生的理论认知与实践联想能力。

活动2: 数字化表格制作实践

为确保数据的准确记录,教师教授Word与Excel在表格制作中的应用,必要时引入信息技术教师,强化跨学科合作,提升学生信息技术应用能力,自主创建符合需求的数据表格。

活动3: 实战调查体验

鼓励学生依据既定方案与数据表,携带卷尺、体重秤等工具,深入其他班级进行实地调查,记录真实数据,旨在通过亲身体验,增强数据收集的实际操作能力与问题代入感。

任务三:高效数据整理

活动1: 回顾统计图表基础

引导学生反思表格呈现数据的局限性,回顾条形图、折线图、扇形图等统计图的优势与不足,为后续创新图表设计奠定理论基础。

活动2: 创新图表设计探索

激发学生创造力,探讨如何在已有知识基础上设计新型图表,以直观展示两班级数据特点,促进跨班级数据对比,培养创新思维与问题解决能力。

活动3: 动手绘制个性化图表

给予学生充足时间,依据收集的数据,自主绘制图表,直观感受图表表达的简洁与力量,提升数据可视化技能。

任务四:深入数据分析

活动1: 旧知应用与数据分析初探

引导学生小组讨论,基于平均值与标准范围内人数等指标,分析两个班级数据,为红旗方阵班级选拔提供初步依据,培养数据解读与决策能力。

活动2: 新知拓展与数据分析深化

介绍平均数、众数外,引入中位数、方差、标准差、极差等统计概念,通过网络资源与拼图学习法,拓宽学生数据分析视野,提升数据分析能力。

活动3: 实战演练与教师反馈

设计练习题,让学生运用新学知识解决实际问题,教师即时反馈,查漏补缺,确保知识掌握牢固。

任务五:科学结论形成

活动1: 综合数据分析决策

组织学生计算各项统计指标,运用数据分析工具,全面评估两个班级数据,为选择红旗方阵班级提供科学依据,培养团队合作与数据分析决策能力。

活动2: 班级展示与成果共享

鼓励学生展示分析成果,阐述选择理由,其他同学依据评价表进行评分,促进知识共享与批判性思维发展,最终达成共识,形成科学结论。

阶段三:项目展示——汇报交流,复盘反思

活动1: 深度剖析原因

在选定身材标准较为均衡的班级后,本活动旨在引导学生深入探索,挖掘导致肥胖或偏瘦的根源。通过集体讨论,学生们将围绕影响身材的诸多因素展开思考,并经过筛选,共同确定出最具共识的五大关键因素,从而增强对身材管理复杂性的认识。

活动2: 实例解析与协方差初探

为生动阐述协方差概念,活动采用学生考试成绩与订正次数的实际案例,通过实例分析,不仅直观展示了协方差的计算方法,还揭示了订正次数与考试成绩之间的正相关关系。学生将亲手统计个人或班级的考试成绩及订正次数,运用Excel工具计算协方差,这一过程不仅巩固了协方差的理解,也为后续学习奠定了坚实的基础。

活动3: 跨界问卷设计实践

为了拓宽数据收集的广度与深度,本活动鼓励学生跳出校园界限,设计面向社会各界的调查问卷。利用问卷星这一便捷工具,学生们将学习如何创建一份专业且覆盖广泛的问卷,确保不同性别、年龄、职业的人群都能参与其中。每组学生需提交一份精心设计的问卷,以此锻炼其问题设计、目标受众分析及数字化调查工具应用能力。

活动4: 综合数据分析与健康生活倡导

承接之前的学习,学生将运用处理成绩与订正次数关系的方法,对问卷调查得到的BMI指数与多个影响因素的数据进行深入分析。小组内六人紧密合作,各自负责计算一个因素与BMI指数的协方差,随后汇总结果,共同得出结论。

此过程不仅强化了学生的数据分析能力,更重要的是,通过数据分析揭示健康生活的重要性,向学生传递积极的生活理念。

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来源 | 《初中学科项目式教学实践及案例》

编辑 | 肖静

统筹 | 孙习涵

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