利用平板电脑培养小学生数据处理高阶思维能力
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作者:吕盈盈 王莹
摘要：数据处理包括搜集、表示和分析数据，以解决特定的问题，数据处理能力是小学生数理能力的重要组成部分。国际学生能力评估（PISA）对中国小学生高阶思维的评估显示，中国小学生在数据处理方面表现不佳。平板电脑有助于学生从多维视角探索新概念，助力学生生成动态学习经验，还能极大地调动学生学习的积极性。本研究以福州华伦中学小学部为研究对象，历时三年，采用立意抽样的方式选取具备三年以上工作经验的8名数学老师及432名学生作为研究样本，从高阶思维能力的四个维度――应用、分析、评估和创造，对样本群体进行了大量访谈及案例分析，探究学生在数据处理中凸显的高阶思维困难。以此为基础，探究平板电脑在小学生数据处理能力方面发挥的积极作用，以提出培养小学生数据处理高阶思维能力的方法和策略。
关键词：小学;数据处理;学习困难;平板电脑;高阶思维能力
中图分类号：G434 文献标识码：A 论文编号：1674-2117（2022）04-0080-05
数据处理包括搜集、表示和分析数据，以解决特定的问题，它是数学的重要组成部分，也是统计学的一个重要子主题，通过发现、呈现以及运用数据为个人或社会做决策。[1-2]数据处理是各个领域的工具，也是催生新推理、新论证的重要依据。数据处理技能是数字时代公民的必备技能，将贯穿个人职业生涯的始终。[2]
近年来，我国在国际学生能力评估（PISA）中的排名呈下降态势。PISA项目中很重要的一项是测试学生读取、解释和使用数据以解决实际问题的能力。基于数据处理的重要性及我国小学生数据处理能力现状，笔者所在学校小学部为1～6年级学生制订了数据处理能力培养方案，培养学生数据处理高阶思维能力。学生要从图表中建构、组织、阐释和运用数据，并评估数据产生的结果。此外，高年级学生还需对给定数据进行推理，用数理方法分析数据和结果之间的关系，并评估结果。[3]通过一系列课程，提高学生读取不同数据图表的能力，以及处理给定的数据并参与简单的数据收集编制计划的能力。
笔者所在学校在课堂内外积极推进数据处理教与学的转变，运用信息技术工具提升教育教学质量，在2017年将平板电脑引入校园。平板电脑作为多元互动技术工具，在课堂中实现了情境教学、互动教学、协同合作、自主探究，极大地提高了学生的学习积极性、参与度和学习兴趣。[4-5]历时三年，研究者逐步发现学生在数据处理中显现的高阶思维各个层级方面的困难。以此为基础，探究平板电脑在小学生数据处理能力方面发挥的积极作用，以提出培养小学生数据处理高阶思维能力的方法和策略。
● 研究设计
本研究采用定性研究方法探究小学生在进行数据处理时面临的高阶思维各层级的学习困难。研究者在华伦中学小学部历时三年，采用立意抽样的方式选取了三年以上工作经验的8名数学教师及432名学生作为研究样本，面向样本主体进行了大量访谈以及半结构化的访谈会议，以探究学生在数据处理中显现的高阶思维各层级的困难。为提高研究的准确性，研究者还选取了一系列基于社会建构主义理论和主动式学习理论的开放性问题对样本主体进行一对一访谈。[6-7]此外，研究者还对数据处理相关课例和相关习题进行了分析，通过网络、期刊、专著等搜集相关文献，以佐证平板电脑在小学生数据处理能力方面发挥的积极作用，进而提出培养小学生数据处理高阶思维能力的方法和策略。
● 研究结果
学生访谈数据表明，教师在教授数据处理课程时，如果采用传统“填鸭式”教学法，学生只能被动地学习，很少有和同学讨论交流以及深度探究的机会。通过对学生样本的访谈，这些发现得到了证实。
学生1：以前老师总是不停地讲，掌控教学全过程，而我们只是被动听课。
学生2：以前老师在教学过程中几乎不用电脑，课堂好无聊啊。
学生3：以前我们在课堂上从老师那里机械地输入知识，课后独自做枯燥的练习题。
学生4：以前我们课后都没有反思的环节。
学生5：以前老师很少让我们在课堂上和同学们讨论，我们大多数时间都是在听老师讲。
绝大多数教师和学生认为小学生在进行数据处理时面临很多的困难，许多困难涉及高阶思维。经实地调研访谈结合教学课例及学生习题分析，笔者发现，当教师使用“填鸭式”以教师为中心的教学方法时，学生在数据处理方面所面临的高阶思维卡点主要表现在以下几个方面。
1.在应用维度的学习困难
应用是指学生运用新概念或新知识去解决新情境中的问题，并通过应用所获得的事实、知识、技能和规则自发地建构新知识。[8]通过调研访谈笔者发现，许多小学生不能很好地运用数学知识和技能完成数据处理任务，其原因在于他们不理解数据处理任务中的专业术语，存在阅读和理解方面的困难。教师们认为，对数学术语的语言障碍耗费了学生更多的时间去读题，因而没有足够的时间完成题目，做题准确度也大大降低。
学生6：我不知道题目中那些词语的意思，所以也不明白题目是什么意思。
学生7：我花太多时间去读题了，可还是没读懂，最后题都没做完。
教师1：有些学生在做数据处理任务时经常混淆概念，不能正确应用概念公式来解题。
教师2：有些学生在理解题意方面有困难，他们要耗费很多时间去理解题意以至于做不完题目。
研究结果表明，大多数小学生对数学概念和数学符号不够熟悉。对数学专业词语的误解往往导致应用时出错。语言对学生的认知发展非常重要，语言提供了思维的概念，也是一种质疑和表达的手段。学生的经验塑造了学生的语言，一个新概念被接受被理解，往往是和学生的生活经验发生了链接。[9]事实上，在以前教师们很少用学生能理解的语言从学生的生活经验出发去解读数学专业术语。
2.在分析维度的学习困难
分析即将审题过程进行细分，将综合性条件分解槿舾勺犹跫，区分事实和推论以确定所要解决的问题。[10]访谈摘录如下。
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