“數(shù)據(jù)與編碼”模塊

數(shù)據(jù)組織與呈現(xiàn)（2）

本期內(nèi)容

1

課標(biāo)理解

●數(shù)據(jù)展示因果關(guān)系，預(yù)測結(jié)果表達(dá)想法

——“數(shù)據(jù)組織與呈現(xiàn)”單元的教學(xué)（2）

2

教學(xué)課例+同步教學(xué)資源

●基于UbD理論的“數(shù)據(jù)與編碼”跨學(xué)科主題教學(xué)實踐

——以“數(shù)據(jù)見證我們的成長”主題學(xué)習(xí)活動為例

●基于項目式學(xué)習(xí)的小學(xué)信息科技大單元教學(xué)設(shè)計與實踐

——以“數(shù)據(jù)表達(dá)我做主”單元為例

1

課標(biāo)理解

數(shù)據(jù)展示因果關(guān)系，

預(yù)測結(jié)果表達(dá)想法

——“數(shù)據(jù)組織與呈現(xiàn)”

單元的教學(xué)（2）

本文從“使用數(shù)據(jù)展示因果關(guān)系、預(yù)測結(jié)果或表達(dá)想法”出發(fā)，圍繞數(shù)據(jù)統(tǒng)計與概率預(yù)測展開，系統(tǒng)闡述了數(shù)據(jù)圖表呈現(xiàn)、分析及概率預(yù)測的相關(guān)內(nèi)容。學(xué)生通過參與數(shù)據(jù)收集、整理與分析活動，能夠有效提升解決實際問題的能力。在教學(xué)策略方面，本文強(qiáng)調(diào)引導(dǎo)學(xué)生掌握數(shù)據(jù)的組織與呈現(xiàn)方法，采用遞進(jìn)式圖表訓(xùn)練、跨學(xué)科學(xué)習(xí)及小組項目式學(xué)習(xí)等多元方式，將數(shù)學(xué)知識與信息數(shù)據(jù)的處理、分析及推理能力培養(yǎng)深度融合，從而培養(yǎng)學(xué)生的信息解讀能力與批判性思維，提升其數(shù)字素養(yǎng)與技能。

《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡稱“新課標(biāo)”）要求“在學(xué)習(xí)與生活中，能用數(shù)據(jù)記錄并描述規(guī)律性發(fā)生的事件，簡單地表達(dá)自己的想法或預(yù)測結(jié)果”，“使用數(shù)據(jù)展示因果關(guān)系、預(yù)測結(jié)果或表達(dá)想法”。同樣是“數(shù)據(jù)的組織與呈現(xiàn)”，但這里關(guān)注的是“因果關(guān)系”及結(jié)果的預(yù)測，與數(shù)學(xué)中的統(tǒng)計與概率密切相關(guān)。

數(shù)據(jù)的統(tǒng)計

新課標(biāo)指出：“數(shù)據(jù)的統(tǒng)計教學(xué)承載著培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維、分析能力和實踐應(yīng)用能力的重要使命?！?/p>

數(shù)據(jù)的收集是數(shù)據(jù)統(tǒng)計的首要環(huán)節(jié)，它要求學(xué)生在學(xué)習(xí)與生活中具備敏銳的觀察力和主動探索的精神。學(xué)生可以通過多種途徑獲取有效數(shù)據(jù)。例如，在研究校園內(nèi)學(xué)生的閱讀喜好時，可以設(shè)計包含不同書籍類型選項的問卷，對各個年級的學(xué)生進(jìn)行問卷調(diào)查，以獲取全面且具有代表性的數(shù)據(jù)。實驗也是收集數(shù)據(jù)的重要方式，在科學(xué)實驗中，學(xué)生可以親自操作實驗器材，記錄實驗過程中的各種數(shù)據(jù)。此外，隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及，網(wǎng)絡(luò)查詢成為一種便捷的數(shù)據(jù)收集途徑，學(xué)生可以利用搜索引擎、專業(yè)數(shù)據(jù)庫等資源，查找相關(guān)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)和研究報告，為自己的學(xué)習(xí)和研究提供參考。

在收集到數(shù)據(jù)后，對數(shù)據(jù)進(jìn)行整理也是至關(guān)重要的。運(yùn)用表格、圖表等形式對數(shù)據(jù)進(jìn)行分類匯總，能夠使數(shù)據(jù)更加清晰直觀。表格可以將數(shù)據(jù)按照一定的規(guī)則進(jìn)行排列，方便查看和比較。例如，在統(tǒng)計班級學(xué)生的考試成績時，可以制作一個包含學(xué)生姓名、科目、成績等信息的表格，通過表格可以快速了解每個學(xué)生的成績以及各科目之間的差異。圖表則能夠以更加形象的方式展示數(shù)據(jù)的特征和關(guān)系，常見的圖表類型有條形圖、折線圖、餅圖等。條形圖適合比較不同類別之間的數(shù)據(jù)大小，折線圖可以清晰地展示數(shù)據(jù)隨時間或其他變量的變化而變化的趨勢，餅圖則能夠直觀地顯示各部分在總體中所占的比例。通過合理地運(yùn)用這些圖表，學(xué)生能夠更加深入地理解數(shù)據(jù)的內(nèi)涵，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中隱藏的規(guī)律和趨勢。

對數(shù)據(jù)進(jìn)行初步的分析是數(shù)據(jù)統(tǒng)計的核心環(huán)節(jié)。學(xué)生要從整理好的數(shù)據(jù)中提取有價值的信息，運(yùn)用所學(xué)的統(tǒng)計知識和方法，對數(shù)據(jù)進(jìn)行計算、比較和推理。例如，通過計算平均數(shù)、中位數(shù)、眾數(shù)等統(tǒng)計量，了解數(shù)據(jù)的集中趨勢；通過計算方差、標(biāo)準(zhǔn)差等，了解數(shù)據(jù)的離散程度。同時，學(xué)生還要學(xué)會從數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)問題、提出問題，并嘗試運(yùn)用數(shù)據(jù)來解決問題。例如，在分析校園內(nèi)學(xué)生的閱讀喜好的數(shù)據(jù)時，學(xué)生可以發(fā)現(xiàn)某些類型的書籍更受大家歡迎，從而提出增加這類書籍在圖書館藏量的建議。通過這樣的分析過程，學(xué)生不僅能夠提高自己的數(shù)據(jù)分析能力，還能夠培養(yǎng)解決實際問題的能力，為后續(xù)的概率預(yù)測以及解決更復(fù)雜的信息科技問題奠定堅實的基礎(chǔ)。

在我們的生活中，很多事情的發(fā)生都有不確定性，如：明天會不會下雨？拋硬幣時會出現(xiàn)正面還是反面？這些充滿不確定性的問題，其實都可以用數(shù)學(xué)中的“概率”來研究。

概率就像一個“可能性計數(shù)器”，用來表示某個事件發(fā)生的機(jī)會大小。它的數(shù)值在0到1之間：如果概率是0，說明這件事絕對不會發(fā)生；如果概率是1，說明這件事一定會發(fā)生；如果概率是0到1之間的小數(shù)或分?jǐn)?shù)，就表示事件發(fā)生的可能性有多大。用統(tǒng)計數(shù)據(jù)預(yù)測概率，常用實驗法和調(diào)查法。①實驗法：從重復(fù)操作中找規(guī)律。例如，四年級（2）班的學(xué)生做了一個拋硬幣實驗，他們每人拋10次硬幣，記錄正面朝上的次數(shù)，全班30人共拋了300次，其中正面朝上148次，反面朝上152次。用“正面朝上次數(shù)÷總次數(shù)”就能算出概率，即148÷300≈0.493，這個結(jié)果非常接近理論上的0.5。②調(diào)查法：從已有數(shù)據(jù)中找答案。例如，學(xué)校食堂想知道同學(xué)們最喜歡的菜品，對全校800名學(xué)生進(jìn)行了調(diào)查，結(jié)果顯示喜歡紅燒肉的有320人。那么“隨機(jī)問一名同學(xué)喜歡紅燒肉”的概率就是320÷800=0.4，也就是40%。食堂可以根據(jù)這個概率來安排每周紅燒肉的供應(yīng)次數(shù)。此外，生活中的概率事件，常常會影響我們的決策。例如，在超市的抽獎活動中，一等獎1名，二等獎10名，三等獎100名，總獎券1000張。抽中一等獎的概率是1/1000，抽中三等獎的概率是100/1000=1/10。當(dāng)了解這些概率后，我們就能理性看待抽獎活動。

在概率預(yù)測的過程中應(yīng)注意數(shù)據(jù)的真實、實驗次數(shù)的足量、數(shù)據(jù)抽樣的隨機(jī)等要求。①數(shù)據(jù)要真實。統(tǒng)計時不能隨便編造數(shù)據(jù)，如拋硬幣時要認(rèn)真記錄每一次結(jié)果，否則預(yù)測會不準(zhǔn)確。②次數(shù)要足夠。只拋3次硬幣，可能出現(xiàn)3次正面，這時候算出來的概率是1，但這并不代表硬幣正面朝上的真實概率，需要增加實驗次數(shù)。③排除干擾。在統(tǒng)計喜歡的書籍類型時，要讓同學(xué)們獨(dú)立選擇，避免互相影響，這樣數(shù)據(jù)才能反映真實情況。

需要注意的是，概率預(yù)測只是可能性的大小，不是絕對的結(jié)果。例如，天氣預(yù)報降水概率90%，也有可能當(dāng)天沒下雨；概率1%的事件，也有可能發(fā)生，就像彩票中獎雖然概率低，但總有人能中獎。概率幫助我們做更合理的決策，但不能保證百分百正確。

教學(xué)策略

在數(shù)字素養(yǎng)培育過程中，引導(dǎo)學(xué)生掌握數(shù)據(jù)組織與呈現(xiàn)的核心方法，是培養(yǎng)其信息解讀能力與批判性思維的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。教師需通過系統(tǒng)化教學(xué)策略，幫助學(xué)生理解數(shù)據(jù)背后的邏輯關(guān)系，學(xué)會運(yùn)用圖表工具揭示因果聯(lián)系、預(yù)測發(fā)展趨勢，并清晰表達(dá)基于數(shù)據(jù)的見解。

數(shù)據(jù)呈現(xiàn)的核心在于將抽象的數(shù)字轉(zhuǎn)化為直觀的圖形，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生超越簡單的數(shù)據(jù)羅列，掌握多維度對比分析的可視化方法。以數(shù)學(xué)學(xué)科“統(tǒng)計與概率”模塊為基礎(chǔ)，可設(shè)計遞進(jìn)式圖表訓(xùn)練：首先，指導(dǎo)學(xué)生使用折線圖、柱狀圖等基礎(chǔ)工具呈現(xiàn)單組數(shù)據(jù)的變化趨勢，如某城市近十年空氣質(zhì)量指數(shù)波動；其次，引入對比維度，在同一坐標(biāo)系中疊加多組關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，通過圖形疊加直觀揭示變量間的相關(guān)性。

針對數(shù)據(jù)差異分析，可教授進(jìn)階可視化技巧。在展示班級某次數(shù)學(xué)測試成績分布時，要求學(xué)生在柱狀圖基礎(chǔ)上疊加“與平均分差值”的誤差線，用正負(fù)方向清晰呈現(xiàn)各分?jǐn)?shù)段偏離平均水平的程度，或在折線圖中增設(shè)“與最小值差值”的輔助線，幫助觀察數(shù)據(jù)序列中的相對增長幅度。這種多圖層數(shù)據(jù)呈現(xiàn)方式，能有效訓(xùn)練學(xué)生從“數(shù)據(jù)表象”到“差異本質(zhì)”的分析能力，為后續(xù)因果推斷奠定基礎(chǔ)。

打破學(xué)科壁壘是提升數(shù)據(jù)應(yīng)用能力的重要途徑。教師可圍繞“真實問題解決”設(shè)計跨學(xué)科數(shù)據(jù)項目，引導(dǎo)學(xué)生在生態(tài)、醫(yī)療、社會科學(xué)等領(lǐng)域收集與分析數(shù)據(jù)。在生態(tài)主題中，組織學(xué)生分組監(jiān)測校園周邊環(huán)境數(shù)據(jù)——記錄不同區(qū)域（如操場、樹林、停車場）的溫度、濕度、噪音值及植物種類，使用散點(diǎn)圖分析“植被覆蓋率與微氣候”的相關(guān)性，或通過雷達(dá)圖對比不同區(qū)域的生態(tài)指數(shù)差異，形成“校園生態(tài)優(yōu)化建議”報告。在醫(yī)療健康領(lǐng)域可結(jié)合學(xué)生體檢數(shù)據(jù)開展項目式學(xué)習(xí)。收集全班學(xué)生的身高、體重、肺活量等指標(biāo)，運(yùn)用箱線圖分析不同性別、年齡組的體質(zhì)差異；引入時間維度，對比近三年同年級學(xué)生的視力不良率變化，結(jié)合問卷調(diào)查的“每日屏幕使用時長”數(shù)據(jù)，通過熱力圖呈現(xiàn)兩者的關(guān)聯(lián)性。在社會科學(xué)領(lǐng)域，可指導(dǎo)學(xué)生收集社區(qū)人口結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)（年齡、職業(yè)、教育程度）與商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)分布信息，用氣泡圖（以氣泡大小表示人流量）分析“人口特征與商業(yè)類型匹配度”，培養(yǎng)其基于數(shù)據(jù)的社會觀察能力。

以小組為單位的項目式學(xué)習(xí)，能讓學(xué)生完整體驗數(shù)據(jù)工作的閉環(huán)流程。教師可設(shè)計“校園午餐滿意度優(yōu)化”課題，引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷四個階段：首先，通過頭腦風(fēng)暴確定研究問題（如“哪些因素影響午餐滿意度”），設(shè)計包含菜品口味、分量、價格等維度的問卷；其次，分工收集數(shù)據(jù)，包括問卷調(diào)查（至少覆蓋200名學(xué)生）、食堂食材采購記錄、廚余垃圾重量統(tǒng)計等；再次，運(yùn)用數(shù)據(jù)清洗技巧處理無效問卷，使用交叉表分析“年級與口味偏好”“性別與分量評價”的關(guān)聯(lián)性，用餅圖呈現(xiàn)不滿意原因的分布比例；最后，形成包含數(shù)據(jù)支撐的改進(jìn)方案，通過PPT、數(shù)據(jù)看板等形式向?qū)W校后勤部門匯報。在協(xié)作的過程中，教師需明確角色分工——設(shè)置數(shù)據(jù)收集員、分析師、可視化設(shè)計師、報告撰寫人等崗位，要求組內(nèi)成員定期輪換角色，全面鍛煉各項能力。針對數(shù)據(jù)分歧點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生從樣本代表性、問卷設(shè)計偏差等角度進(jìn)行批判性討論，培養(yǎng)“數(shù)據(jù)結(jié)論需經(jīng)得起檢驗”的科學(xué)態(tài)度。在項目結(jié)束后，通過“組間互評+教師點(diǎn)評”的方式，重點(diǎn)評估數(shù)據(jù)收集的全面性、分析的邏輯性、可視化的直觀性及團(tuán)隊協(xié)作的有效性。

通過上述策略，學(xué)生不僅能掌握數(shù)據(jù)組織與呈現(xiàn)的技術(shù)方法，更能形成“用數(shù)據(jù)說話”的思維習(xí)慣。當(dāng)他們能夠熟練運(yùn)用折線圖揭示氣溫變化趨勢、用熱力圖分析疾病傳播路徑、用對比柱狀圖論證政策效果時，數(shù)據(jù)素養(yǎng)便真正轉(zhuǎn)化為理解世界、解決問題的核心能力。這種教學(xué)模式的運(yùn)用既落實了數(shù)學(xué)學(xué)科中“統(tǒng)計與概率”的知識目標(biāo)，又達(dá)成了跨學(xué)科實踐能力與協(xié)作創(chuàng)新精神的培養(yǎng)要求，為學(xué)生未來應(yīng)對復(fù)雜數(shù)據(jù)環(huán)境奠定堅實基礎(chǔ)。

本文作者：

李維明

四川省教育科學(xué)研究院

文章刊登于《中國信息技術(shù)教育》

2025年第23期

引用請注明參考文獻(xiàn)：

李維明.數(shù)據(jù)展示因果關(guān)系，預(yù)測結(jié)果表達(dá)想法——“數(shù)據(jù)組織與呈現(xiàn)”單元的教學(xué)（2）[J].中國信息技術(shù)教育，2025（23）：13-15.

2

教學(xué)課例+同步教學(xué)資源

基于UbD理論的

“數(shù)據(jù)與編碼”跨學(xué)科主題教學(xué)實踐

——以“數(shù)據(jù)見證我們的成長”

主題學(xué)習(xí)活動為例

作者：

吳小玉 重慶市沙坪壩區(qū)教師進(jìn)修學(xué)院

鄭彬潔 重慶市沙坪壩區(qū)融匯沙坪壩小學(xué)

楊凌潔 重慶市沙坪壩區(qū)森林實驗小學(xué)

資源：

（1）教學(xué)論文：基于UbD理論的 “數(shù)據(jù)與編碼”跨學(xué)科主題教學(xué)實踐——以“數(shù)據(jù)見證我們的成長”主題學(xué)習(xí)活動為例點(diǎn)擊閱讀

（2）教學(xué)設(shè)計及課件：基于UbD理論的 “數(shù)據(jù)與編碼”跨學(xué)科主題教學(xué)實踐的教學(xué)資源點(diǎn)擊下載

課例介紹：圍繞“數(shù)據(jù)見證我們的成長”的主題展開任務(wù)，以四年級學(xué)生體質(zhì)健康測試數(shù)據(jù)為真實項目背景，引導(dǎo)學(xué)生通過對比分析同一班級前后期體測數(shù)據(jù)，探究體育鍛煉與健康改善的內(nèi)在關(guān)系，包括數(shù)據(jù)收集與整理、數(shù)據(jù)分析與可視化、用數(shù)據(jù)“說話”。

提示：在線兌換完雜志后自動解鎖本期目錄、原貌預(yù)覽、教學(xué)資源（可下載使用）。

基于項目式學(xué)習(xí)的

小學(xué)信息科技大單元

教學(xué)設(shè)計與實踐

——以“數(shù)據(jù)表達(dá)我做主”單元為例

作者：

劉洋 山西省太原市小店區(qū)黃陵街道大吳小學(xué)校

王亞青 山西省太原市小店區(qū)黃陵街道黃陵小學(xué)校

衛(wèi)三芳 山西省太原市小店區(qū)北營小學(xué)校

資源：

（1）教學(xué)論文：基于項目式學(xué)習(xí)的小學(xué)信息科技大單元教學(xué)設(shè)計與實踐——以“數(shù)據(jù)表達(dá)我做主”單元為例點(diǎn)擊閱讀

（2）教學(xué)設(shè)計及課件：“數(shù)據(jù)表達(dá)我做主”單元的教學(xué)資源點(diǎn)擊下載

課例介紹：包括第五單元的教學(xué)設(shè)計及《展現(xiàn)數(shù)量的關(guān)系》《探尋趨勢與規(guī)律》教學(xué)設(shè)計和課件資源。

提示：在線兌換完雜志后自動解鎖本期目錄、原貌預(yù)覽、教學(xué)資源（可下載使用）。

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