中澳高中数学统计与概率教材比较研究

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21世纪是一个信息爆炸的时代,大众每天都要面对各式各样的数据带来的不确定因素的挑战,而统计与概率作为处理数据的有效工具,不仅能够帮助人们发现繁杂的数据中蕴含的数学规律,还能进一步指导他们作出合理的决策。这就决定了统计与概率对大众生活的重要性。基于此,各国都将统计与概率作为数学课程的重要组成部分,并积极地对其进行改革,以使统计与概率满足未来公民发展的需要。然而,由于统计与概率进入我国数学课程的时间较为短暂,无论在统计与概率课程的设置、教材的编写,还是在教师的教学、学生的学习中都存在着诸多问题,特别是在高中阶段,在新的课程标准未修订完成的背景下,对高中统计与概率课程进行改革具有很强的迫切性。而教材作为期望的实施课程,对其进行研究必然首当其冲。以高中数学教材中的统计与概率为比较对象,对中国和在统计与概率领域颇有特色的澳大利亚高中统计与概率教材从内容的选取与编排、内容难度,这两个在教材研究中具有重要地位的方面进行了比较研究。在内容的选取与编排部分,通过目录列表发现了中、澳统计与概率部分在主要内容编排上的异同,通过概念图发现了中澳两国在具体知识点的选取方面的差异,并利用这两者,描绘出了能够直观呈现内容选取与编排的内容主线。通过内容主线的比较,进一步发现:中国总体上是按照“单变量分析、两变量关系分析的统计问题—随机事件的概率—随机变量的概率—两变量关系分析的统计问题”的顺序安排教学内容的,而澳大利亚的安排顺序则是“单变量分析的统计问题—随机事件的概率—随机变量的概率”;中国是按照“随机抽样—数据分布—集中趋势—离散程度—变量间的相关关系—随机事件的概率—特殊的随机事件—离散型随机变量及其分布列—二项分布—离散型随机变量的均值与方差—正态分布—回归分析—独立性检验”的顺序选取统计与概率内容并组织教材的,而澳大利亚则是“数据描述—数据分布—集中趋势—离散程度—随机变量的概率—条件概率—贝叶斯定理—概率中排列与组合的应用—离散型随机变量—离散型随机变量的均值与方差—二项分布—超几何分布—泊松分布—正态分布”,可见,中澳两国在统计与概率内容的选取与编排方面存在一定的差异。在内容的难度部分,积极借鉴已有的研究成果,确立了利用内容广度、内容深度与例、习题难度4个维度来刻画统计与概率课程难度的模型,并结合中澳两国数学教材的特点,借用、改进他人的研究方法,确定了各个维度上的水平划分。通过比较发现,中国统计与概率课程的广度低于澳大利亚,且造成差异的原因来自概率部分;内容深度的呈现方式水平上,中国略高,内容要求水平上则相仿;在习题的难度方面,中国仅在背景水平上高于澳大利亚,在知识点数量水平、运算水平和认知水平上都要低于澳大利亚;在习题的难度方面,中国的知识点数量水平、运算水平低于澳大利亚,而认知水平较高,背景水平相差不大。最终,结合比较过程中以及文末对差异产生原因的分析,得到了对中国统计与概率教材修订的如下启示:适当地增删统计与概率的知识内容,做好高中统计与概率课程与初中、大学的衔接;厘清统计与概率各部分内容的关系,适当地调整其编排顺序;积极探索背景,尤其是多元文化背景与例、习题的结合方式。
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