起于“真” 落于“能”——2023年中考“抽样与数据分析”专题命题分析.pdf
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1、上半月(初中版)2024年第2期(总第303期)中考指南起于“真”落于“能”2023年中考“抽样与数据分析”专题命题分析杨波,张倩,徐德同(江苏省常州市教育科学研究院;江苏省南京市钟英中学;江苏省教育科学研究院)摘要:“抽样与数据分析”是初中阶段“统计与概率”领域的主题之一,是提升学生数学应用意识的重要工具,也是发展学生数据观念的重要载体.依据义务教育数学课程标准(2022年版)的要求,对2023年中考数学试卷中涉及“抽样与数据分析”内容的部分试题进行分析,重点关注其命题特点、设计思路、评价目标,探索这类试题的命题趋势并提出复习教学建议.关键词:抽样与数据分析;真实情境;数据观念;应用意识中图
2、分类号:G633.6文献标识码:A文章编号:1673-8284(2024)02-0014-08引用格式:杨波,张倩,徐德同.起于“真”落于“能”:2023年中考“抽样与数据分析”专题命题分析 J.中国数学教育(初中版),2024(2):14-20,26.基金项目:2022年中国教育学会义务教育数学课程标准研究(初中)专项课题基于发展学生核心素养的课程资源优化与整合研究(22ZS061405ZA).作者简介:杨波(1983),男,高级教师,主要从事中学数学课程与教学研究;张倩(1977),女,高级教师,主要从事中学数学课程与教学研究;徐德同(1974),男,正高级教师,主要从事中学数学课程、教学
3、和评价研究.义务教育数学课程标准(2022年版)(以下简称标准(2022年版)指出,数据蕴含着信息,需要根据问题的背景和所要研究的问题确定数据收集、整理和分析的方法.“抽样与数据分析”内容的价值在于让学生在真实情境中体会“数据会说话”的事实,形成“用数据说话”的观念,感受大数据的时代特征.本文选取40份2023年全国各地区初中学业水平考试(以下统称“中考”)数学试卷进行分析,发现对“抽样与数据分析”内容的考查不仅注重情境的真实性,而且突出任务的开放性和创新性.下面列举2023年中考“抽样与数据分析”部分典型试题进行归纳分析,并提出相应的复习教学建议.一、考查内容分析1.学业要求及分析(1)“抽
4、样与数据分析”内容的学业要求.标准(2022 年版)对第四学段(79 年级)“抽样与数据分析”内容的学业要求概括如下:知道抽样调查的必要性和简单随机抽样的特点;能根据问题的需要,设计恰当的调查问卷并会用简单随机抽样收集数据;能绘制相关要求的统计图表并用它们整理与描述收集到的数据,能读懂各种统计图表反映的数据信息;认识数据的数字特征及各自的意义与功能,并能根据数据的数字特征解释或解决问题;能根据需要使用恰当的统计图表整理和表示数据,能根据统计图表分析随机现象的变化趋势;体会数据分析的重要性,感悟通过样本特征估计总体特征的思想,形成数据观念,发展模型观念.数据来源于实际问题.教师要根据问题背景设计
5、收集数据的方法,通过问题使学生体会抽样的必要性,进而对收集到的数据进行整理、描述和分析,逐步体会数据分析的合理性和重要性.在真实情境中经历从抽样到数据分析的全过程,感悟统计思想,发展学生认识和解决实际问题的能力,是2023年中考“抽样与数据分析”试题的考查方向和命题思路.14上半月(初中版)2024年第2期(总第303期)中考指南(2)分值、题型和难易程度.从考查分值来看,在现行的各版本初中数学教材中,“统计与概率”领域的课时占比在15%左右,因此,反映在2023年中考数学试卷上的分值基本也是这个比例.“抽样与数据分析”和“随机事件的概率”这两个主题在各地中考试卷中的分值占比明显是前者更高一些
6、.从考查题型来看,“抽样与数据分析”试题在选择题、填空题和解答题中均有涉及,且以解答题为主.从难易程度来看,在调查的40份2023年中考试卷中,“抽样与数据分析”试题的考查难度都是简单题或者中档题.由于其多以实际问题为背景命制,使得试题中涉及的图表信息虽然真实但繁杂,学生需要花费一些时间进行文本阅读和信息提炼,且一些试题进行了开放式的问题设计,使得试题难度稍有提升.2.两个版本课程标准的对比分析与义务教育数学课程标准(2011年版)(以下简称标准(2011年版)相比,标准(2022年版)对“抽样与数据分析”部分的内容要求、学业要求和教学提示等都有一些调整.(1)对新增内容的分析.相比标准(20
7、11年版),标准(2022年版)中增加了数据分类、箱线图等内容.在大数据时代,对数据进行分类是非常有必要的,但是如何分组才是合理且有效的?组内离差平方和最小原则是对数据进行分类的重要方法之一.相较于传统的统计图表,箱线图能直观地呈现更多的数据分布信息,其显著优势是不受异常值的影响,能够准确、稳定地描述数据的离散分布情况.由于2023年全国各地区中考命题仍以当地现行版本教材为依据,因此数据分类、箱线图等新增内容不作为考查内容.但将其加入标准(2022年版)既是对学生知识面的扩充,更是时代发展的需求.(2)对描述结果目标的行为动词变化的分析.标准(2022年版)将标准(2011年版)中的“通过实例
8、了解简单随机抽样”改为“通过实例认识简单随机抽样”,即将简单随机抽样从“了解”提升到“认识(理解)”层面,凸显了简单随机抽样的重要性;在标准(2011年版)提出的“理解平均数的意义”的基础上增加了中位数、众数意义的“理解”目标,强化了数据的数字特征的意义和功能;对 标准(2011年版)中的“根据结果作出简单的判断和预测”,增加了“掌握(能)”目标,从而突出数据分析的价值.在选取的40份2023年中考样本试卷中,有部分试题的命制已经贯彻了标准(2022年版)中的这些新要求.(3)对要求内容顺序变化的分析.抽样是收集、整理、描述、分析、处理数据活动的基础和前提.样本抽取是否合理直接决定了对实际问题
9、的总体分析是否准确和科学.标准(2022年版)中将“体会抽样的必要性”前置,体现了统计过程中抽样的基础性作用.同时,随着学习进程的深入,学生会接触到更多的抽样方式,持续体会统计中抽样的重要性和必要性.二、命题特点分析在选取的40份2023年中考样本试卷中,对“抽样与数据分析”内容的考查总体侧重于围绕实际问题,让学生展开数据的收集、整理、描述和分析等统计活动.一些试题直接考查学生对抽样意义的理解;一些试题通过大量的统计图表信息来描述数据,考查学生的数据观念和运算能力;一些试题将“抽样与数据分析”和“随机事件的概率”两个主题的内容加以整合,使学生体会统计与概率之间的固有联系.整体来看,情境真实、过
10、程完整、设问开放、素养导向是样本试卷中“抽样与数据分析”试题所具有的显著特点.1.数据的收集数据的收集侧重对调查方式的考查,即在实际问题中选择的调查方式是否可行、可信,以及如何抽取能够估计总体的样本,包括对总体、个体、样本、样本容量等基本概念的理解.例1(浙江台州卷)以下调查中,适合全面调查的是().(A)了解全国中学生的视力情况(B)检测“神舟十六号”飞船的零部件(C)检测台州的城市空气质量(D)调查某池塘中现有鱼的数量答案:B.考查目标:理解全面调查(普查)和抽样调查 15上半月(初中版)2024年第2期(总第303期)中考指南(抽样)的意义和区别.命题意图:对于不同的实际问题,根据其具体
11、需求,灵活选择适合的调查方式,能够考查学生对全面调查和抽样调查的认识.命题评价:此题四个选项中的实际问题都是学生非常熟悉的,涉及生活、科学、生物等多个领域,作出判断的过程既是对所学知识的应用,也是对生活或活动经验的再现.在教学过程中,教师可以让学生尽可能多地接触不同的情境,使其充分体会全面调查和抽样调查的适用条件.一般来说,对于具有破坏性的调查,应采取抽样调查,而对于精确度要求较高或事关重大的调查往往选用全面调查.2.数据的整理与描述依据标准(2022年版),在初中阶段要求学生能绘制不同类型的统计图表.由于利用信息技术可以将调查数据快速制成各类统计图表,因此近年中考“抽样与数据分析”试题在考查
12、学生数据整理与描述基本技能的基础上,更关注学生对不同类型统计图表特点的理解,以及对已有图表信息的读取和提炼能力的考查,彰显大数据时代的鲜明特色.(1)数据的整理.例2(广东卷)小红家到学校有两条公共汽车线路.为了解两条线路的乘车所用时间,小红做了试验,第一周(5个工作日)选择线路A,第二周(5个工作日)选择线路B,每天在固定时间段内乘车2次并分别记录所用时间.数据统计表(表1和表2)及折线统计图(图1)如下(单位:min).表1数据统计表试验序号线路A所用时间线路B所用时间1152523229315234162553427618267213181428935301020243530252015
13、105时间/min试验序号0123456789 10AB图1数据折线统计图根据以上信息解答下列问题.表2线路A所用时间线路B所用时间平均数22b中位数a26.5众数15c方差63.26.36(1)填空:a的值为,b的值为,c的值为;(2)应用你所学的统计知识,帮助小红分析如何选择乘车线路.答案:(1)19,26.8,25;(2)答案不唯一,可以从所用时间平均值或所用时间波动程度等多个角度进行分析.考查目标:理解平均数、中位数、众数、方差的意义,能根据数据的数字特征作出简单的判断.命题意图:此题通过对乘车所用时间的统计,将原始数据进行整理,将数据按照从小到大的顺序排列后,就能快速确定中位数和众数
14、,也能预估平均数在某个大致区间.通过折线统计图来验证中位数和众数,最后利用平均数或者方差来选择乘车线路,考查了学生的直观想象能力和严密思考的推理能力.命题评价:此题情境真实,贴近生活,重点考查了学生发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的能力.通过对两组杂乱无章的原始数据的整理和定量计算,辅以统计图表的定性分析,让学生感悟数形结合思想,发展学生的数据观念和模型观念.另外,此题设问开放,答案多元,能让学生充分理解数据的集中趋势和离散程度的意义,体现了良好的教学导向作用.(2)统计图表的信息读取.例3(台湾卷)人口老化是国家人口分布向高年龄偏移的现象,许多国家已开始面临此问题.依国际常用定义,一个
15、国家中的65岁以上人口占总人口的百分比为7%以上(含)且未达14%时称作“高龄化社会”,14%以上(含)且未达到 20%时称作“高龄社会”,20%以上(含)时称作“超高龄社会”.图2为某机构于2020年绘制的四个国家65岁以上人口占总人口百分比的折线图,其中2020年之后的数值为推估值.16上半月(初中版)2024年第2期(总第303期)中考指南19701980199020002010202020302040 年份403020141070法国意大利美国韩国图265岁以上人口百分比/%根据图中推测,下列哪一个国家从进入“高龄社会”到进入“超高龄社会”所花的时间最短().(A)法国(B)意大利(C
16、)美国(D)韩国答案:D.考查目标:能从统计图表中直观、有效地描述数据,并作出简单的判断.命题意图:此题通过人口老龄化这一素材,用折线统计图给出了四个国家人口老龄化的趋势,需要学生仔细阅读文本信息,对照所给图表,理解“从进入高龄社会到进入超高龄社会”的含义,考查了学生对统计图表中所给信息的分析能力.命题评价:当学生面对的是一个不太熟悉的情境时,对于信息的阅读理解一般会比较吃力,但是只要能抓住关键信息,问题自然会迎刃而解.此题中,65岁以上人口数占总人口数的百分比从14%到20%,韩国相对于其他三个国家经历的时间最短,折线趋势更加陡峭,而其他三个国家的折线趋势相对平缓.通过这样的分析过程,学生可
17、以明显感受到利用统计图表描述数据的直观性和有效性.同时,人口老龄化也是当下比较热门的话题,能在一定程度上引起学生对社会的关注.3.数据的分析在初中阶段,数据分析部分需要学生掌握的统计量包括两类:一类是刻画数据集中趋势的统计量,包括平均数、中位数、众数;另一类是刻画一组简单数据离散程度的统计量,包括极差、方差.学生不仅需要掌握这些统计量的计算方法,而且要通过这些统计量及统计图表分析数据的数字特征,以更宽广的视角分析和解决问题.(1)统计量的意义和计算.例4(河北卷)某公司为提高服务质量,对其某个部门开展了客户满意度问卷调查,客户满意度以分数呈现,满意度从低到高为1分,2分,3分,4分,5分,共5
18、档.公司规定:若客户所评分数的平均数或中位数低于3.5分,则该部门需要对服务质量进行整改.工作人员从收回的问卷中随机抽取了20份,图3是根据这20份问卷中的客户所评分数绘制的统计图5分4分3分2分1分分数65432113655份数图3(1)求客户所评分数的中位数、平均数,并判断该部门是否需要整改;(2)监督人员从余下的问卷中又随机抽取了1份,与之前的20份合在一起,重新计算后,发现客户所评分数的平均数大于3.55分,求监督人员抽取的问卷所评分数为几分?与(1)相比,中位数是否发生变化?答案:(1)中位数为3.5分,平均数为3.5分,该部门不需要整改;(2)监督人员抽取的问卷所评分数为5分,中位
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