中国学生发展核心素养, 目前已经成为我国教育界炙手可热的词汇。核心素养具有时代性、综合性、跨领域性与复杂性。正式发布的“中国学生发展核心素养”共分为文化基础、自主发展、社会参与三个方面, 综合表现为人文底蕴、科学精神、学会学习、健康生活、责任担当、实践创新6大素养, 具体细化为国家认同等18个基本要点。作为学生应具备的, 能够适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力, 学生发展核心素养将成为今后课程设计的依据和出发点, 成为教师专业发展的指挥棒, 如何在课堂中挖掘, 在教学设计时有意识的培养学生的核心素养成为未来教师努力的方向。本文以《大数据下一元线性回归方程的发现和应用》为例, 进行一些相应的思考。
《一元线性回归》是高教社《数学》 (基础模块) 下册第十章的内容, 是中学概率论与统计学的入门;在学生初步了解样本, 总体等概念后, 《教学大纲》本着“必需, 够用”的原则, 针对中职特点精选该节教学内容, 让学生初步树立线性回归的意识。那么, 如何在教学中体现对学生核心素养的培养?教材内容却相对基础, 仅以少量的身高和体重数据作为引入, 然而, 大数据时代已经到来, 数据的辨别、收集、组织、分析、总结, 同时还包括如何做出假设、识别问题、翻译数据以及决定、计划、实施和监督行动的过程可以使得决策者将数据转换成信息并最终成为可以操作的经验或知识这些技能, 体现的是一种科学精神。而本节内容却恰恰能够提高学生培养这一系列的能力。因此, 将学习定位在基于“大数据下”一元线性回归方程的发现和应用, 是一个很好的出发点。既然是大数据, 那书上的数据量是远远不够的, 数据的收集可以让学生自己动手, 问卷星等网络调查工具, 校体检报告数据库等数字资源都为学生提供了收集数据的渠道, 学生通过数据的采集, 能够培养其社会参与和信息意识等核心素养。由于地域, 年龄的不同, 身高和体重的回归方程也有所差异, 在对特定人群的数据采集后并在课堂中形成有特色有参考价值的成果, 能极大的增强学生的参与感和成就感。
“勇于探究”“批判质疑”是隶属于科学精神的核心素养。它要求我们重新审视我们的课堂教学:从以教师为中心走向师生, 生生互动的“学习共同体”。在课堂教学中, 如何根据散点图确定回归直线这一问题, 尽管其推演过程不是中职教学的重点, 其思考过程可训练学生的思维能力。因此, 教师不妨大胆放手让学生先进行头脑风暴, 相互讨论, 学生间相互评价。例如, 学生可提出方案, 将穿过点最多的一条直线确定为回归直线;也有的同学提出均分点数量的直线可以确定为回归直线, 但基本上这些方案很快会被自己或者其他小组否定, 学生对于解决问题的可能性的提出, 否定, 再提出, 再否定, 因为有了质疑, 才算是具备了批判精神;有了质疑, 才会想到去深入的探究;有了质疑, 才会对知识产生浓厚的兴趣, 这一探讨式的学习方法逐渐培养勇于探究, 批判质疑的核心素养, 这是一个思维碰撞的过程, 学生经过这样的思考, 发现存在的问题, 大部分方案存在着以偏概全的问题。那么, 如何从整体上刻画各点与直线的“接近”程度, 思路便逐渐清晰。
现代教育理论提倡以学生为中心, 强调学生“学”的主动性, 自主学习被界定为核心素养之一, 教师的作用体现在组织、指导、帮助和促进学生的学习。对于有些程式化的操作步骤。例如, 本课中用Excle进行线性回归这一过程, 教师可以利用微课的方式进行教学, 学生边看边做, 自学完成, 这样既体现了微课可以反复观看的优势, 帮助学生迅速掌握熟悉操作步骤, 又体现了教师对教学的组织和把握。
在学生了解线性回归的基本原理后, 本课采用任务驱动的方式逐渐铺开。任务一:微课学习, 初得方程, 任务二:资源共享, 再得方程, 任务三:小试牛刀, 应用方程。任务一的设定旨在“习法”, 通过微课学习后学生掌握用Excel进行一元线性回归的方法;然后, 以自己小组成员的身高和体重数据为分析样本, 通过只分析少量数据, 主要练习软件的操作过程。任务一, 设定使学生初步掌握了方法, 然而分析的结果差异明显, 显然不具备普遍的参考价值, 学习自主分析原因, 例如, 数据量过少, 数据的采集需要对特定人群进行等, 培养严谨的科学作风并为接下来的任务二做铺垫。任务二, 资源共享, 再得方程。各组学生将课前收集的大量针对某特定人群的数据进行整合, 再次分析, 获取特定年龄段的标准体重的计算公式, 并让学生了解, 如果将数据量继续提升, 得到的方程将更有意义, 更具代表性。而且由于采样的区域, 人种, 年龄段, 性别的代表性, 得到的结果往往更能反映当地的一些实际情况。以此调动学生的学习成就感呢, 培养其乐学善学的核心素养, 学生利用信息技术分享资源, 合作交流, 增强了信息算素养。任务三, 设定旨在“用”, 在对数据进行组织分析后, 将数据转换成信息, 成为决策者的判断依据。学生根据信息判断自身的身高体重比例是否在标准范围内, 通过强有力的科学证据, 作出判断并形成结论, 加强其健康生活和自我管理的核心素养的养成。三个任务的设定还完全演示了回归分析的实际意义和本质, 将不完全确定的相关关系变量经过线性回归变成确定的函数关系, 再反过来用这个函数关系去预估相关关系。以此为依据, 学生举一反三得出一元线性回归的方法, 不仅可以用来研究体重和身高, 生活中很多线性相关的量都可以用这个方法来研究。例如, 体重和人体基本代谢水平之间的关系, 汽车重量和每公里耗油量之间的关系等都可以通过采集数据, 分析并加以利用, 让学生体会一元线性回归分析数据的适用广泛性, 贯穿数学作为基础学科的工具作用的同时培养学生勤于反思的素养。
《中国学生发展核心素养》作为一套经过系统设计的育人目标框架, 将引领各教育环节的变革, 是课程设计、教学实践、教育评价变革的核心。正确的认识, 理解核心素养并落实在教育教学中, 显然不仅仅是简单的对教学内容的选择和变更, 要从地区和学校的课程规划角度出发, 结合学科特点, 以学习方式和教学模式的变革为保障, 基于核心素养的教育必须“以学生为中心”、有意识有目的的设置一些情景化的教学活动, 数学则更多的可以设置数学建模, 数学探究, 数学应用等渗透学科特点的教学活动, 围绕真实情境中的问题展开探索, 通过设计任务式, 基于问题或基于项目的学习, 能够更大的促进学生主动学习, 培养相关的核心素养。
摘要：本文以《大数据下一元线性回归方程的发现和应用》课堂教学为例, 探讨如何在课堂教学中落实核心素养的培养, 有针对性的设计课堂, 培养学生相应的核心素养。
关键词：核心素养,课堂教学,一元线性回归
参考文献
[1] 张华.论核心素养的内涵.全球教育展望, 2016, 4:10-24.
[2] 章建跃.再谈学生发展核心素养如何落实在课堂[J].中小学数学:高中版, 2016 (4) .