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课堂砥砺

借助几何直观 凸显数学本质

作者:张皎  日期: 2023-03-08  点击:

[课前研究]

一、研究知识本质

平均数是苏教版四年级上册“统计表和条形统计图(一)”单元的教学内容。平均数是描述一组数据集中趋势的统计量。平均数的教学不只限于求平均数的方法,更在于理解平均数的意义,学会用平均数描述,分析,比较数据。教材旨在把认识平均数和解决实际问题有机结合起来,引导学生经历用平均数描述数据特征的过程,既有利于学生理解平均数的含义,掌握求平均数的方法,感悟“平均数是反映一组数据总体情况的统计量”这一本质属性,而且很自然的揭示了平均数的实际应用价值,使学生认识到求平均数也是解决问题的有效方法。

二、调查学生起点

通过课前调查,学生对于如何求平均数有一定的了解,大部分学生能用移多补少的方法来解决,少数学生能用先求和再平均分的方法。学生对于平均数的了解仅限于如何求,却不知道平均数的本质含义。所以本节课除了让学生掌握求平均数的方法,重点在于结合具体实例理解平均数的实际意义。

 

[教学实践]

教学环节

课堂体现

一、创设情境,呈现数据。  

师:同学们,套圈游戏你玩过吗?今天,咱们来做一回套圈游戏的裁判?四年级第一小组的男、女生进行套圈比赛,每人套15个圈。猜猜看,他们可能会套中多少个?

1、第一次比较

 

 

 

 

 

师:一起他们套中的情况,男生组张明套中了9个,女生组吴燕套中了10个。谁套得准一些?

生:吴燕套得准。

 

2、第二次比较

师:我们来看看其他同学套中的情况。现在你觉得是男生套得准一些还是女生套得准一些?

生:男生套得准,男生套中的总个数多。

师:在人数一样的情况下,套中的总个数可以代表一个组的总体水平。

3、第三次比较

 

 

 

 

师:现在男生有几人?女生呢?男生套得准一些?还是女生?你想怎么比?

生:比平均每人套中的个数

追问:为什么不比总数?

生:人数不同。

   

 

 小学生的思维以具体形象为主,决定了学生在理解数学概念,解决问题的时候离不开具体形象的支撑,所以结合了套圈游戏这一具体情境,以男生女生谁套的准为问题导向,层层递进,从学生已有经验出发,比总数还是比平均数,让学生产生认知冲突,在说,辨,思中深刻体验了平均数产生的必要性。

二、自主探究,理解概念

1、出示男生套圈成绩统计图。

1移多补少

师:你能从图中看出男生平均每人套中了几个吗?想来移一移

生:9里面拿出2,分别给两个6,使都成为7

师:把多的里面拿出一些给少的,使大家一样多,这种方法叫“移多补少”。

学生动手画出移动的轨迹。

追问:移的过程中什么不变?

 

(2)先分后和

师:除了移多补少的方法,还有其他方法吗?

生:先求出4人一共套中的个数,再除以4,求出平均每人套中的个数。

出示:6+9+7+6=28(个)28÷4=7(个)

师:这种方法叫:先求和再平均分

 

3)比较:

师:刚才同学们用不同的方法求出了男生平均每人套中7那么不论是移多补少,还是先求和再平均分,最终都是使每个人的个数同样多在数学里,我们把这个一样多的数叫做原来这几个数的平均数。

指出:这儿,7就是6976”这4个数的平均数

追问:这个平均数7和王宁套中的7个意义一样吗?它表示男生每人都套中了7个吗

师:平均数不代表某一个人的成绩,却可以反映一组数据的总体情况。这儿表示的就是这一组男生套圈的总体水平。

2、出示生套圈成绩统计图。

1)估算

师:再来估一估女生平均每人套中多少个呢?

 生:4,5,6,7,8,9,10。

指出:女生的平均成绩要比最大的数要小,比最小的数要大。

(2)操作

学生自主探究女生平均数,分别交流移多补少和先求和再平均分的方法。

(3)比较

师:这儿的6表示什么?是每个女生套中6个吗?

师:它是104754的平均数,在这里表示女生套圈的总体情况。

追问:同样是求平均每人套中几个?为什么男生要除以4,女生是除以5呢?

生:要把总个数除以相对应的人数。

3、回顾

师:现在你能判断男生套得准些?还是女生套得准些呢?

 

 

 

 

 

生:男生套得准一些

师:刚才在人数不一样,每个人套圈个数不同的情况下,我们是怎么解决套得准这个问题的?

生:移多补少,求和平均分

师:不管哪一种方法,都是要求出什么?

:平均数

师:这就是我们认识新的统计量平均数,平均数可以代表一组数据的总体水平。

4、逆向思维

师:同学们,第一小组已经比完,第二小组开始比赛了。有3位男生,平均每人套中8个,猜一猜,他们每人可能套几个圈?请你在作业单上画一画。

学生上台展示不同方法。

 

平均数是刻画一组数据集中趋势的统计量。对于平均数的教学,不仅仅要让学生学会如何计算,而且要着力引导学生理解平均数的统计意义。

因此,本节并没有把精力全都集中在平均数的

求法上,而是引导学生在探索和掌握求平均数方法的同时,通过启发性的问题,着

力引导他们感受平均数与每一个具体数据的关系,比如,在求出男生平均每人套中的个数后,启发他们思考“这里的7个表示男生每人都套中了7个吗”、“这个7表

示什么”;在揭示平均数的概念后,启发他们将男女生的平均数进行比较,感受平均数与总数的关系。

    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

逆向思维练习,更是加深了学生对于平均数的理解,当平均数一定时,会出现多种不同情况的数字组成,甚至每个数字都可以和平均数相同。这些都有利于学生自主经历从具体到抽象地建立概念的过程,领悟平均数的本质内涵,感悟平均数的价值。

 

 

 

拓展延伸,深化理解

    出示习题一:

(1)平均每个笔筒有几只铅笔?

 

 

 

 

 

 

生:移多补少的方法快速求出6支。

(2) 平均每个笔筒有几只铅笔?

 

 

 

 

 

 

生:计算出还是6支。

(3) 平均每个笔筒有几只铅笔?

 

 

 

 

 

生:6支。

师:为什么都是6支?

生:总数不变。

出示习题二:

求三条丝带的平均长度。

(1)

 

生:14+24+16=54cm

54÷3=18cm

(2)

 

 

师:红丝带长度变化了,平均长度还是18cm吗?

生:15cm。

(3)

 

生:22cm。

(4)比较

师:随着一丝带长度在变化,什么也在变?

生:平均长度在变,总长也变。

师:在一组数据中,每个数的变化都能影响平均数的变化。

     出示习题三

 

 

 

指名学生回答并说明原因。

师:某一天,篮球队来了一个神秘人,加入以后,队员们的平均身高一下子比原来高得多,猜猜看可能来了一个什么样的人?

生:个子很高,姚明。

师:自从姚明加入,这个队的平均身高达到了171厘米。看,原来5个人的身高都达不到171厘米,那么用171厘米代表这6人的总体水平还合适吗?

师:像这里的226厘米,可以称为这一组数据中的极端数据。平均数也非常容易受到极端数据的影响。

 

 

 

 

 

 

   

在拓展应用部分安排了三个层次的练习

第一层次是计算平均每个笔筒有几只铅笔。从简单的数据求平均数可以用移多补少的方法,再到复杂的数据发现用计算的方法更方便。沟通了两种方法间的区别与联系。让学生能够根据不同的数据灵活选择方法。最后追问:为什么都是6支。指出当总数不变,平均分的个数不变时,平均数就不变。

 

 

 

 

 

 

 

第二层次也是由三组不同数据的对比。红丝带变短,平均数变小,红丝带变长,平均数变长,体现出平均数的敏感性,会随着一个数据的变化而变化及平均数的取值范围。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

第三层次变化练习形式,辨一辩加深学生的理解,极端数据的加入也使平均数的特征更加丰满,让学生很容易感受到极端数据对平均数的影响。

全课总结,梳理知识

    师:你们看,平均数有着广泛的应用,生活中你还见过哪些平均数呢?

出示:平均成绩是93分;平均年龄是35岁;我校平均每个班有学生49.5名。

师:今天学习了什么?怎样求一组数的平均数?求出平均数有什么用?你还有什么收获?

 

    正所谓数学来源于生活,寻找生活中的平均数学生很容易想到和自己相关的数学,平均成绩,平均身高等。而平均每个班的学生有49.5名更是打破学生认知冲突,平均数不仅是整数,还可以是小数等。

[课后感悟]

对平均数这一概念的教学,传统教学侧重于从算法的角度理解,而《数学课程标准2011年版》特别强调从统计学的角度来理解。所以这节课将平均数作为一个重要的统计概念来教学,突出了平均数是一种统计量的本质。

一、借助直观,合理生成知识

名特教师于老师说过“课的第一锤要敲在学生的心灵上,激发起他的思维火花,或像磁石一样把学生牢牢吸引住。这节课一开始,教师由趣味套圈比赛导入,引人入胜,激发了学生的求知欲望和学习热情。虽然简单,但易于引发学生对平均数的代表性的理解。在理解平均数的含义、探索求平均数的方法时,教师首先安排了两次动手移方块,让学生在直观水平上通过移多补少求得男女生套圈的平均水平,再利用直观形象的象形统计图,经历动态的移多补少的过程,为理解平均数所表示的平均水平提供感性支撑。接着平均数概念的出示就水到渠成。又追问这里的7个表示男生每人都套中了7个吗”、“这个7表示什么”;进一步内化学生对平均数概念的理解。其次,通过对求和、平分的动态演示,不仅从字面上沟通了平均数与平均分的概念联系,更从方法层面进行了对接与深化,让学生从内在的需要中感悟、理解和运用平均数。每个环节教师都会提醒学生看图进行比较和分析,凸显了条形图在数据分析中的作用,有助于学生巩固知识的同时,提高看图分析问题的经验,提高解决问题的能力。

二、对比分析,感悟概念本质

概念的认识是在不断地对比中加深理解的。本节课不断地在对比。一开始男女生人数的对比,套圈成绩好坏的对比,求平均数方法的对比,练习中三个层次层次的对比。例如在探究极端数据对平均数的影响时,特别是条形统计图的加入,给学生强烈的视觉冲击,甚至有学生能直觉地判断6人身高应该超过160cm,对极端数据及其对平均数的影响都有了较深刻的感受。在此基础上,再去讨论去掉最大数和最小数的数据,再算平均数的方法,学生就会从更理性的层面去思考其合理性。又例如当学生能够根据几个数求平均数的时候,通过给学生平均数反过来画出对应的数,可以是三个不同的数,也可以是三个相同的数,对于学生的思维无疑又是一次挑战。整个过程中,教师以问题为导向,借助直观的统计图以及学生的估算或计算,让学生在思维上、情感上经历了一筹莫展、若有所思、茅塞顿开、悠然心会的过程,对平均数的意义及性质都有了深刻的体会,培养了学生勇于探索、敢于质疑善于思考、严谨求实的理性精神。

三、巧设练习,提升思维深度

本节课中涉及的生活中有关平均数的例子,都紧紧围绕平均数的意义、特点和应用来展开,脉络清晰,有层次性和针对性。这样的设计有助于学生全面认识平均数,在充分理解平均数的意义、特点和价值的同时,回归到现实中感受数学和生活密切相关,培养了学生的应用意识,激发了学生学习数学的兴趣。从三个数据的变化到一个数据的变化到极端数据,将学生的思维从表面逐步引向深层,从生活引向数学,这个过程是连贯的、递进的,也是严谨的,达到了对平均数的深度理解。

史宁中教授指出:基于核心素养的教学,要抓住知识的本质,创设合适的教学情境,启发学生思考,让学生在掌握知识技能的同时,感悟知识的本质,积累思维和实践的经验,形成和发展核心素养。可见,在数学学习中,我们要借助几何直观,让学生进行丰富的统计活动,感悟对平均数的需求,探索求平均数的方法,体验平均数的应用价值,在发展数学思维严谨、理性精神的同时,培养学生的数据分析观念,提升学生的数学素养。