2.4 概率的简单应用 综合与实践:统计与概率主题下项目化学习活动(教学课件+教学设计+说评课件)浙教版数学九年级上册(3份打包)

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2.4 概率的简单应用 综合与实践:统计与概率主题下项目化学习活动(教学课件+教学设计+说评课件)浙教版数学九年级上册(3份打包)

资源简介

(共11张PPT)
授课教师:
——基于杭州近十年GDP及相关数据分析
用数学的方法
讲杭州繁荣的故事
用数学的方法讲杭州繁荣的现在
2013——2022年杭州工业企业数
2013年 2014年 2015年 2016年 2017年 2018年 2019年 2020年 2021年 2022年
规模以上_轻工业 3120 2995 2933 2743 2778 2651 2704 2781 2952 3040
规模以上_重工业 3164 3174 3140 2941 2755 2780 2994 3211 3569 3762
大型企业_规模以上 125 123 123 128 123 118 124 119 133 130
中型企业_规模以上 745 691 660 641 641 617 557 561 578 602
_小型企业_规模以上 5129 5116 5022 4675 4546 4379 4643 4847 5233 5363
用数学的方法讲杭州繁荣的现在
用数学的方法讲杭州繁荣的现在
用数学的方法讲杭州繁荣的现在
小组合作学习
①讨论研究问题、制定计划、明确分工;
②记录研究过程,及时做好评价;
③研究成果以汇报的形式呈现。
用数学的方法
讲杭州繁荣的未来
用数学的方法讲杭州繁荣的未来
如何发现问题?
真实情景数学化。感受现象,从数学的角度去探究本质。
如何提出问题?
聚焦研究对象,围绕要素提出问题。
如何分析问题?
数据收集、整理、“可视化”;
数据的相关性分析和回归分析;
运用经济、社会、地理、信息技术等跨学科知识。
如何解决问题?
基于数据的统计分析,通过建立统计模型进行预测,给出建议等。
项目学习
《繁荣与潜力并存》
因数而兴,因数而强,因数而美!
谱写中国式现代化杭州的新篇章!(共46张PPT)
繁荣与潜力并存
—— 基于杭州近十年GDP及相关数据分析
目录/Contents
教学内容解析
教学目标设置
学生学情分析
教学过程设计
教学总结反思
02
03
04
05
01
教学内容解析
01
杭州GDP调研
课外设计
调研方案
制定调研计划
采访专家老师
撰写调研报告
课内小组
汇报展示
遴选驱动性问题
汇报驱动性问题
调研结果汇报
数学
信息
技术
社会
经济
地理
学生核心素养发展
数学核心素养
团队协作素养
跨学科核心素养
模型观念
抽象能力
创新意识
应用意识
数据观念
教学内容解析
02
教学目标设置
教学目标设置
通过查找资料等,理解GDP的含义,拓宽学生视野.
认知性
目标
(1)通过感受现象探究本质,经历遴选驱动性问题等活动,提升学生发现问题、提出问题的能力;
(2)利用统计学知识,能够对数据进行整理与描述性分析. 查阅资料,通过经济社会知识,尝试理解数据背后的意义.
操作性
目标
经历数据分析、模型构建等过程,培养学生的数据处理能力、数学建模意识与问题解决能力.
能力
目标
教学目标
完成GDP调研报告,并总结研究成果,凝练成《写给市长的一封信》,提高学生的创新意识和应用意识,增强社会担当和责任感.
情感价值目标
03
学生学情分析
学生学情分析
建模思想
跨学科知识
数据处理
能力基础
数据收集与整理
数据描述与分析
辩证思维能力
自主学习能力
团队协作能力
数量关系
变化规律
道德与法治
信息技术
学生学情分析
发现问题
提出问题
GDP
核算方法
相关性分析
统计建模
综合运用统计学、经济学的知识分析变量间的相关关系并建立统计模型进行预测.
教学难点
经历发现、提出、分析、解决问题的学习过程;通过对数据的收集与整理,掌握使数据“可视化”的方法;围绕要素展开数据分析,感悟描述、解释、预测数据的一般方法.
教学重点
04
教学过程设计
教学过程设计
01
课题引入
03
做题实践
05
凝练成果
02
选题研究
04
迁移应用
教学过程设计
选题研究
做题实践
课题引入
迁移应用
凝练成果
1
课题引入
感受现象
引发思考
发现问题
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教学过程设计
选题研究
做题实践
课题引入
迁移应用
凝练成果
1
课题引入
感受现象
引发思考
发现问题
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教学过程设计
选题研究
做题实践
课题引入
迁移应用
凝练成果
1
课题引入
如何用数学的方法讲述杭州繁荣的故事?
感受现象
引发思考
发现问题
教学过程设计
2
选题研究
选题研究
做题实践
课题引入
迁移应用
凝练成果
讨论内容
汇报结果
专家指导
确定问题
遴选
驱动性问题
提出问题
教学过程设计
选题研究
做题实践
课题引入
迁移应用
凝练成果
2
选题研究
①内容讨论
聚焦数据
②结果汇报
选择数据
用“数据”说话
从“多维”入手
讨论内容
汇报结果
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教学过程设计
选题研究
做题实践
课题引入
迁移应用
凝练成果
2
选题研究
①内容讨论
聚焦数据
②结果汇报
选择数据
用“数据”说话
从“多维”入手
讨论内容
汇报结果
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教学过程设计
选题研究
做题实践
课题引入
迁移应用
凝练成果
2
选题研究
③专家指导
了解分类标准
获得概念算法
了解分类标准,获得GDP概念、算法
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教学过程设计
选题研究
做题实践
课题引入
迁移应用
凝练成果
2
选题研究
③专家指导
了解分类标准
获得概念算法
了解分类标准,获得GDP概念、算法
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教学过程设计
选题研究
做题实践
课题引入
迁移应用
凝练成果
2
选题研究
④确定问题
自主选择
确定驱动性问题
确定驱动性问题
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教学过程设计
选题研究
做题实践
课题引入
迁移应用
凝练成果
2
选题研究
④确定问题
自主选择
确定驱动性问题
确定驱动性问题
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教学过程设计
3
做题实践
设计方案
收集资料
采访老师
选题研究
做题实践
课题引入
迁移应用
凝练成果
分析问题
提出思路、设计方案
上网收集数据、资料
采访社会老师
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插入授课环节图片或短视频
教学过程设计
选题研究
做题实践
课题引入
迁移应用
凝练成果
3
做题实践
汇报展示
分析问题
数据“可视化”
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教学过程设计
选题研究
做题实践
课题引入
迁移应用
凝练成果
3
做题实践
汇报展示
分析问题
数据“可视化”
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教学过程设计
4
迁移应用
围绕要素
确定子项目
选题研究
做题实践
课题引入
迁移应用
凝练成果
如何用数学的方法描绘杭州的未来?
产业结构分析
GDP影响因素分析
GDP变化趋势分析
教学过程设计
选题研究
做题实践
课题引入
迁移应用
凝练成果
4
迁移应用
撰写报告汇报展示
解决问题
《产业结构分析报告》
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教学过程设计
选题研究
做题实践
课题引入
迁移应用
凝练成果
4
迁移应用
撰写报告汇报展示
解决问题
《产业结构分析报告》
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教学过程设计
选题研究
做题实践
课题引入
迁移应用
凝练成果
4
迁移应用
撰写报告汇报展示
解决问题
《产业结构分析报告》
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教学过程设计
4
迁移应用
撰写报告汇报展示
解决问题
选题研究
做题实践
课题引入
迁移应用
凝练成果
《GDP影响因素分析报告》
两个变量
函数关系
一次函数
二次函数
反比例函数
......
已有认知
相关关系

认知空白
迁移
自主学习
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教学过程设计
4
迁移应用
插入授课环节图片或短视频
教学过程设计
4
迁移应用
撰写报告汇报展示
解决问题
选题研究
做题实践
课题引入
迁移应用
凝练成果
《GDP影响因素分析报告》
两个变量
函数关系
一次函数
二次函数
反比例函数
......
已有认知
相关关系

认知空白
迁移
自主学习
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教学过程设计
4
迁移应用
撰写报告汇报展示
解决问题
选题研究
做题实践
课题引入
迁移应用
凝练成果
《GDP影响因素分析报告》
相关系数
定量刻画
散点图
成对数据
线性相关
非线性相关
定性描述
Excel软件
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教学过程设计
4
迁移应用
撰写报告汇报展示
解决问题
选题研究
做题实践
课题引入
迁移应用
凝练成果
《GDP影响因素分析报告》
迁移应用、丰富内容
自主选择相关因素
进行线性相关分析
获得结论提出展望
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教学过程设计
4
迁移应用
撰写报告汇报展示
解决问题
选题研究
做题实践
课题引入
迁移应用
凝练成果
《GDP影响因素分析报告》
迁移应用、丰富内容
自主选择相关因素
进行线性相关分析
获得结论提出展望
插入授课环节图片或短视频
教学过程设计
4
迁移应用
撰写报告汇报展示
解决问题
选题研究
做题实践
课题引入
迁移应用
凝练成果
成对数据
线性相关
散点图
非线性相关
子项目二
一元线性回归模型
预测
子项目三
《GDP预测模型》
插入授课环节图片或短视频
教学过程设计
4
迁移应用
撰写报告汇报展示
解决问题
选题研究
做题实践
课题引入
迁移应用
凝练成果
成对数据
线性相关
散点图
非线性相关
子项目二
一元线性回归模型
预测
子项目三
《GDP预测模型》
插入授课环节图片或短视频
教学过程设计
4
迁移应用
撰写报告汇报展示
解决问题
选题研究
做题实践
课题引入
迁移应用
凝练成果
模型优化
成对数据
一元线性回归模型
预测不全面
Excel软件
多元线性回归模型
多组数据
R语言软件
预测
《GDP预测模型》
插入授课环节图片或短视频
教学过程设计
5
凝练成果
①总结方法
选题研究
做题实践
课题引入
迁移应用
凝练成果
总结研究方法
插入授课环节图片或短视频
教学过程设计
5
凝练成果
①总结方法
选题研究
做题实践
课题引入
迁移应用
凝练成果
总结研究方法
插入授课环节图片或短视频
教学过程设计
5
凝练成果
②《写给市长的一封信》
选题研究
做题实践
课题引入
迁移应用
凝练成果
05
教学总结反思
教学总结反思
提供多样的学习支架
相关的知识
专业的支持
技术的支撑
教学总结反思
重视问题的发现与提出
感受现象
视频引入
查阅资料
聚焦对象
咨询专家
分类整理
提出问题
发散思维
角度多样
确定问题
自主选择
确定问题
教学总结反思
提高迁移应用能力
教学总结反思
注重核心素养的培养
建立模型
优化迭代
科学调查
解决问题
分工合作
会用数学的眼光观察现实世界
会用数学的思维思考现实世界
会用数学的语言表达现实世界
谢 谢《从GDP看杭州发展:繁荣与潜力并存》教学设计
教学内容解析
1.1内容
调查GDP等相关信息,收集数据并进行整理与描述,对成对数据进行统计相关性分析,并通过信息技术建立统计模型进行预测。
1.2内容解析
本项目是综合与实践领域,统计与概率主题下的项目学习活动。该项目源自真实的社会情境,通过亚运会、国庆旅游、数字经济、快递物流、城市建设等感受杭州的繁荣,由此引发对杭州经济发展“现在与未来”的思考。通过数据的收集、整理和描述,分析成对数据的统计相关性并建立一元线性回归模型进行预测等,让学生学会用数学的眼光、统计的思想探索现象背后蕴含的规律,发展数据观念和模型观念。基于数据分析提出促进杭州经济发展的建议,提高应用意识和创新意识,增强实践能力和社会担当。
本项目的开展涉及的知识广泛。在调研的过程中,需要对数据进行收集与整理、描述与分析;要理解GDP的概念和计算等经济学知识;产业结构分析、GDP影响因素分析及建模预测等需要统计学的基本理论作支撑,信息技术作支持;在对GDP相关数据成因分析中涉及社会、时政、地理等内容,与金融市场、各种政策也有一定的关联。基于以上分析,本项目的学习将数学与经济、社会、地理、信息技术等学科领域进行了融合,发展学习能力、实践能力和创新意识。
由此确定本项目的教学重点:透过现象挖掘本质,经历从数学的角度发现问题、提出问题、分析问题、解决问题的学习过程;通过对数据的收集与整理,掌握合理运用各种统计图使数据“可视化”的方法;围绕要素展开数据分析,感悟描述、解释、预测数据的一般方法,发展学生的数据观念、模型观念。
教学目标设置
“杭州近十年GDP调研”是一个综合性项目学习活动,旨在通过本项目的学习,提高学生发现问题、提出问题的能力,通过数据分析、模型构建等提高学生分析问题、解决问题的能力,切实发展数据观念、模型观念等核心素养。
2.1目标设置
(1)实际情境数学化,能从数学的角度发现问题、提出问题;
(2)掌握数据收集、整理与描述的一般方法;
(3)理解GDP的组成要素和算法结构;
(4)结合跨学科知识,能有逻辑地分析问题,了解统计相关性分析和统计建模;
(5)完成GDP调研报告,进行小组汇报并总结提炼研究成果。
2.2目标设置解析
达成上述目标(1)的标志:从亚运会、国庆旅游、数字经济、快递物流、城市建设等镜头中感受杭州的繁荣景象,思考如何从数学的角度,用数学的方法来刻画杭州的繁荣,经历发现问题、提出问题的过程,发展抽象能力,会用数学的眼光观察现实世界;
达成上述目标(2)的标志:能从官网等收集数据,注重数据的来源,保证数据的可靠性;在整理数据时,能使用合适的统计图表描述和表达数据,进行“可视化”处理。掌握数据处理的一般方法,发展数据观念;
达成上述目标(3)的标志:各小组知道对驱动性问题的探究实质上是对GDP某一要素的认识,各要素的整合就是GDP概念和算法的获得过程,从局部到整体,体会知识的发生与发展。
达成上述目标(4)的标志:通过小组合作、教师引导、专家支持相结合的形式,学生能结合社会、地理、统计、信息技术等跨学科知识,围绕GDP要素展开对产业结构,影响因素和变化趋势等方面的调研。能用统计相关性分析两个变量之间的关系,用统计模型对数据进行预测,培养学生的分析能力,发展模型观念和应用意识,学会用数学的思维思考现实世界;
达成上述目标(5)的标志:通过GDP调研报告,经历用数学的方法解决问题的过程,感悟科学研究的过程与方法,培养学生的创新意识和综合实践能力,学会用数学的语言表达现实世界。
学生学情分析
3.1 学生已有的基础
本项目实施对象为九年级学生,该年段学生在统计与概率领域已经系统学习了统计的相关知识,积累了数据的收集、整理、描述与分析等活动经验,了解数据的处理过程;能用计算器处理较为复杂的数据。会用条形统计图、折线统计图、扇形统计图等直观、有效地描述数据。在数与代数领域的函数主题中,学习了一次函数、反比例函数及二次函数,掌握了研究两个变量之间函数关系的一般方法,对数学建模也有一定的了解,具备了实施本项目的数学知识基础。在九年级的道德与法治学科中接触过GDP、三次产业等经济学概念,通过时政的学习对国际经济环境、国家及地区对经济发展的重要政策有基本了解,为本项目奠定了跨学科基础。同时,该年级学生的数据分析能力,辩证思维能力以及分析问题、解决问题的能力较为成熟,有自主学习能力和团结协作的能力,为项目的实施提供了很好的能力基础。
3.2 学生需要的基础
为达成教学目标,学生所需要具备的认知基础如下:
(1)获得概念的基本方法与步骤;
(2)认识到在现实生活中,两个变量不仅仅只有函数关系,还存在着大量相关关系,GDP与影响因素的分析实际上就是相关关系的研究,需要有统计相关性等知识;
(3)对GDP进行预测需要建立统计模型,了解数学建模的一般过程。
3.3差距分析
学生对“透过现象探索本质”的研究路径缺少经验,导致发现问题、提出问题较为困难,需要教师以任务为导向,引导学生从数学的角度提出问题。
其次,学生对GDP的概念及其算法等知识缺乏了解,需要通过查阅资料、专家的指导进行学习和探究。
最后,学生对两个变量之间相关关系的认识还是一片空白,没有接触过经济学中变量之间单因素分析和多变量因素分析等专业分析方法,对建立样本数据的预测模型也缺乏相关经验,这都是本次项目学习的最大壁垒,需要专家的引领。
由此确定本项目的教学难点:综合运用统计学、经济学的知识分析变量间的相关关系,建立统计模型进行预测等。
教学策略分析
4.1 以感受现象为起点引发数学思考
发现问题往往是推开探究之门的开始。在日常教学中,学生善于分析和解决给出的既定问题,而缺少发现问题的“慧眼”。通过视频唤醒学生记忆,在感受繁荣景象的同时思考从数学的角度如何刻画繁荣,在把真实情境数学化的过程中发现问题,在小组合作讨论的过程中提出众多问题,为遴选出驱动性问题做好铺垫。
4.2以专业指导为保障推进项目开展
GDP概念的获得首先是对其组成要素的理解,而学生基于现象的感受往往是表面的、具体的、细微的,提出的问题是杂乱的,缺乏关联性,因此需要专家的指导和提炼,把问题聚焦到某一要素并形成驱动性问题。在分析问题的过程中,涉及到大量统计相关性分析和统计建模分析等知识,也需要专家的讲解。因此在项目的实施过程中,专家不仅有课外的指导,还深入到课堂及时提供专业的支持和帮助。同时在进行数据背后的成因分析时,社会老师从社会、时政等角度提供了帮助。这些专业的指导都保障了本项目能科学、有序地开展起来。
4.3 以信息技术为支撑突破教学难点
通过视频播放的形式收集到了丰富的素材,有利于学生获得充分的感受。在收集数据的过程中,IPAD实现了信息和数据的实时收集。描述数据时,EXCEL软件提供了形式多样的统计图,丰富了数据的可视化表示。在进行成对数据的相关性分析时,涉及到统计学中的很多专业公式,学生理解困难,而EXCEL,R语言等软件克服了这些障碍,保证了学生探究活动的开展和问题的解决。在成果汇报中采用了希沃授课助手等实时同屏辅助技术,增强了课堂的互动性和及时性。
4.4 以《写给市长的一封信》凝练成果
学生围绕“产业结构的调整与优化”、“GDP影响因素分析”和“GDP变化趋势的预测”三个主题继续展开调研,基于对大量数据的整理及成因分析,给出了很多建议,把这些小建议凝练成大成果,以“写给市长的一封信”的形式寄给市长。在这个过程中,增强了学生的主人翁意识和社会责任感。
教学过程
环节1:真实情境引入,引发数学思考
视频引入:在视频中,从亚运会的数字火炬手到西湖景区的人头攒动,从李强总理对数字经济的殷切期望到快递进入千家万户的通畅,从千岛湖渔业的丰收景象到钱江新城的灯火辉煌,这些切切实实发生在身边的故事,处处呈现着杭州的繁荣景象。
那么,如何从数学的角度,用数学的方法来讲述杭州的繁荣故事呢?
【设计意图】 通过视频画面引起学生共鸣,让学生强烈感受到杭州的繁荣景象,继而引发思考:如何从数学的角度,用数学的方法去刻画杭州的繁荣?从感受现象到思考现象背后的原因,自然地引发数学思考,为学生寻找和提出驱动性问题做好铺垫。
环节2:小组合作学习,遴选驱动性问题
小组合作:学生围绕布置的任务展开小组讨论:哪些方面的数据能说明杭州的繁荣?经过充分的讨论,提出了众多问题。如:
①从“旅游”的角度提出能否从“旅游人数、住宿业、餐饮业、交通运输人次、旅游商品销售”等方面的数据来述说杭州的繁荣?
②从“房地产”的角度提出能否从“商品房建筑面积、销售面积、成交量、人均占有面积”等方面的数据体现繁荣?
③从“家庭消费水平”的角度提出“人均收入、教育支出、旅游支出、日常消费水平”等方面的数据可否体现繁荣?
④从“生活环境提升”的角度提出“公园数量、绿化面积、学校的数量、公共交通建设”等方面的数据能否判断出繁荣?
⑤从“数字经济”的角度提出“快递业务量、主播人数、知名企业的数量、支付宝”等方面数据怎么反映繁荣?
⑥其他:幸福指数、贫富差距、人才数量、娱乐设施、医疗水平、就业率、举办的国际赛事、税收等等。
经过专家的指导,学生从中遴选出小组的驱动性问题,并对讨论结果进行汇报。
驱动性问题
1.如何从农业、林业、畜牧业、渔业等方面“数”说杭州的繁荣?
2.如何从企业数量,工业生产总值,轻工业、重工业产值“数”说杭州的繁荣?
3.如何从服务业中的住宿和餐饮业、金融、房地产等方面“数”说杭州的繁荣?
4.如何从人均消费支出、财政支出、教育支出、进出口等方面“数”说杭州的繁荣?
【设计意图】 这里明线的活动与暗线的铺设双管齐下。明线是根据“繁荣”的现象提出一个抽象的本质问题,启发了学生的自我思考动力,在与自身经验建立联系中提出问题,问题虽多但杂乱无章,最终在教师和专家的指导下进行遴选并转化成驱动型问题。暗线是问题的“无序”到“有序”,分类的目的其实是围绕GDP的要素在展开,让每个小组完成局部的思考,为后面“拼成”GDP的全貌埋下伏笔。
这样的活动方式不仅培养了学生提出问题的能力,也是经历了知识发生、发展的过程,有利于促进对GDP概念的理解,是学生在项目学习中解决真实问题的动力源泉。
环节3:数据整理分析,讲述繁荣现状
各个小组围绕驱动性问题,分别展开数据的收集、整理与分析,并将初步的调研结果进行汇报。
第一小组:如何从农业、林业、畜牧业、渔业等方面“数”说杭州的繁荣?
(1)收集相关数据
为了获取真实可靠的数据,学生登录“杭州市统计局”、“数据浙江”、“国家数据”等官方网站收集数据。
(2)整理、描述数据
把收集到的近十年数据整理成统计表,并对数据进行“可视化”处理,用条形统计图、折线统计图等表示。如图1,
图1
(3)初步分析数据
观察统计表与统计图,发现除了畜牧业有点波动,其他产值都是上涨的,总产值也是稳中有涨,说明农业部分的数据能说明杭州的繁荣。
第二小组:如何从企业数量,工业生产总值,轻工业、重工业产值“数”说杭州的繁荣?
图2
如图2,学生把数据整理成统计图和统计表,观察发现近十年轻工业和重工业企业数有一个先降后升的回暖过程,主要集中在2015年开始下降,2019年又明显回升,企业数量的变化会不会导致工业产值的下降呢?学生发现轻工业、重工业以及工业生产总值还是呈现上升趋势。这是为什么呢?通过查找数据背后的原因,发现2015年前后杭州在进行产业结构调整和优化。近几年,工业投资明显增加,目前杭州境内总投资达50亿元以上的在建工业项目为近年来最多。投资结构也在加速优化,2019年起杭州启动实施“新制造业计划”,把制造业与数字经济作为推动经济高质量发展的“双引擎”,让杭州工业重新焕发活力。通过这些数据可以看出杭州工业的繁荣前景。
第三小组:如何从服务业中的住宿和餐饮业、金融、房地产等方面“数”说杭州的繁荣?
图3
如图3,从统计图中可以看出这些行业的数据也是呈现逐年递增的趋势,其中数字经济引领下信息传输、计算机服务和软件业发展迅速;杭州快递业的快速发展会推动交通运输、仓储和邮政业的发展,旅游业的发展也会带动住宿和餐饮业的发展,金融业和房地产业也呈现良好的发展势头。通过这些数据可以看出杭州服务业的繁荣。
第四小组:如何从人均消费支出、财政支出、教育支出、进出口等方面“数”说杭州的繁荣?
图4
从图4中看出,社会消费品零售总额看出居民的消费水平也跟着提高了,政府加大了财政支出,包括在教育上的支出也明显增加,说明人民的生活水平提高了,政府也有更多的资金投入到城市的基础建设中,进出口总额的增加说明对外经济交易量也在不断发展,这些数据都表明杭州越来越繁荣了。
【设计意图】学生围绕驱动性问题展开研究,经历了数据的收集、整理与描述的过程,同时结合数据背后的成因分析,体验了调研的一般过程和方法。
(四)环节4:专家专业引领,获得GDP概念
每个小组围绕本组的驱动性问题进行汇报,分别从农业、工业、服务业以及支出的角度,用大量的数据和统计图表说明杭州繁荣的现在。
问题:这些数据都在体现繁荣,是否能用一个统一的量来刻画呢?
师生活动:专家对学生的小组汇报予以肯定,同时揭示了每个组的研究内容都是GDP的构成要素之一,由此给出了GDP的概念和它的三种算法。从生产的角度看价值创造是GDP的生产法;从使用的角度看最终成果,即经济的“三驾马车——消费、出口和投资”构成了GDP的支出法。
【设计意图】 经历GDP概念和算法的构建过程。一方面让学生根据某一要素收集、整理数据,从无序到有序,体现分类的思想,这是建立数学概念的基础;另一方面从局部到整体,深刻理解GDP的组成要素,也为继续调研提出建议提供研究的方向。
(五)环节5:围绕组成要素,深入统计分析
问题:如何用数学的方法描绘繁荣的未来?
学生展开讨论后确定了研究的三个子项目,分别从三次产业结构、GDP影响因素分析和GDP预测的角度提出建议。
子项目一 三次产业结构分析
产业结构是国民经济各产业部门之间以及各产业部门内部的构成,标志着经济发展水平的高低和发展阶段变化。
问题:产业结构变化会对杭州GDP产生怎样的影响?
追问1 哪些数据能体现产业结构的情况?
追问2 杭州的产业结构发生了哪些明显变化?
追问3 你对杭州的三次产业结构调整和优化有什么建议?
学生活动:通过收集三次产业的增加值、增速、占GDP比重等数据,对产业结构进行全面分析,结合社会、时政等知识,了解杭州产业结构的转型和优化。
图5
①如图5,从产业增加值的角度,看出第三产业增幅明显高于其他产业。
图6
②如图6,从产业增速的角度看,第一产业(农林牧渔业)增速相对稳定,第二产业从2015年开始增速明显减缓,2018年至2021年波动较大,特别是2021年增幅创新高。第三产业发展优势非常明显,其增速都大于GDP增速,且在2015年增速最大,后两年继续保持两位数增长。同时,GDP增速与第三产业增速保持较高的一致性。
图7
从图7看出,2015年三次产业比重开始产生明显变化,经过社会老师指导,小组成员查找了相关资料,发现2015年是“十二五”规划的收官之年,也是杭州加快转型升级的关键一年,更是经济发展全面迈入新常态的重要一年。这一年杭州对三次产业的结构进行了大幅调整,特别是对数字经济的大力扶持,逐渐使其成为引领杭州高质量发展的一大引擎。
结合杭州自身的地理环境和优势,沿用同样的分析方法对黑龙江省大庆市和广西壮族自治区桂林市进行分析,借鉴她们在产业结构调整、优化的成功之处,提出若干在产业结构方面的建议:
高科技助力第一产业发展。将传统农业与现代科学技术结合,发挥杭州各大高校和实验基地的引领作用。
高水平巩固第二产业成果。装备制造业作为工业三大新兴产业高速发展,如此高速的产业发展离不开人才的支持与储备.关注第三产业与第二产业的紧密联系,完善装备制造业人才的培养机制,为第二产业的发展积蓄人才。
高质量发展第三产业。杭州是我国互联网经济的核心城市,并且已经形成了区块链、5G、集成电路等新型主导产业,数字经济走在全国城市的领先位置。为更好发展杭州的经济,需要将第三产业中的优势部分数字经济、科创基地与第二产业中的工业制造业结合起来,抓好”创新“和”产业“两大着力点,打好“经济翻身仗”。
子项目二 GDP的影响因素分析
问题:如何分析GDP与影响因素之间的关系?
追问1 两个变量之间是函数关系吗?
追问2 如何直观地表示这两个变量的相关性?
追问3 如何从定量的角度去刻画它们的相关性?
追问4 从相关性的角度出发,你对杭州的经济发展有什么建议?
研究某一因素对GDP的影响,需要用到统计学的相关知识。学生在专家的指导下,了解两个变量之间相关关系的研究方法。一从定性的角度,在excel里把成对数据表示成散点图,通过图象直观地感受某一变量与GDP之间的相关性。如下图8,发现GDP与财政支出、工业产值、居民收入、外商投资、进出口、科研支出成正相关;但是GDP与工业总产值、外商直接投资、进出口的散点图中的点相对有点“散乱”。
图8
二从定量的角度,利用“相关系数”对这些量的相关性进行刻画,学生通过现代技术提供的数据分析的平台,如excel、R软件等直接通过操作得到相关系数。如:
财政支出 工业产值 居民收入 外商投资 进出口 科研支出
相关系数 0.997 0.862 0.984 0.747 0.948 0.996
通过相关系数刻画GDP与这些因素的相关程度大小。类比迁移研究路径与方法,学生还可以从教育、工业排污、车辆保有量等角度进行分析,如:GDP和教师人数成非常强的正相关。GDP与工业排污成负相关说明杭州是绿色经济。GDP与旅游成正相关,但相关性强度一般。GDP与车辆保有率成强正相关性。
由此提出以下建议:在教育投入方面,提高教育经费的投入、吸引教育人才留杭、加强与师范高校合作等。在车辆方面,降低汽车购买成本、完善城市交通基础设施、加强公共交通建设、推广新能源汽车等。在环保方面,继续推行绿色GDP、降低单位能耗、增强太阳能技术的应用等。
子项目三 对GDP的预测
问题:GDP的变化是否存在一定的趋势?这种趋势能否进行刻画?是否能像建立函数模型那样,通过建立适当的统计模型刻画两个随机变量的相关关系,利用这个模型研究两个变量之间的随机关系,并进行数据预测?
学生在专业的指导下,了解统计分析预测中的常用方法。
问题:如何预测GDP数据的变化趋势?
追问1 建立预测模型,对变量有什么要求?
追问2 如何建立预测模型?
追问3 通过预测模型,我们可以获得什么启发?
两个变量需要具备一定的相关性,才能进行建模分析。继续以“研究与实验经费与GDP”的关系为例,学生发现散点大致分布在一条直线附近,表明这两个量之间有较强的线性相关性,因此用一次函数来刻画“研究与实验经费”对GDP的影响,而把其他影响因素作为随机误差,得到刻画两个变量之间关系的线性回归模型。
那么如何找到一条适当的直线,使表示这些成对数据的散点在整体上与这条直线最接近。这条直线怎么画?最接近怎么表示?因为公式很复杂,学生可以直接用Excel软件操作得到:选中散点右键添加趋势线,点击显示公式,即可得到一次线性回归模型:y=21.89x+3797.6(如图9)。利用这个公式可以预测“研究与实验发展经费”增加时对GDP的增量的影响。
图9
当然,在统计学中,预测GDP的方法也比较多,比如时间序列模型中的指数平滑法、R语言软件的多因素分析等,可以作为项目的拓展延申材料,供学习能力强的学生继续学习。
如:R语言软件对GDP多因素分析
假设,地区生产总值为Y,进出口X1,研究与实验经费为X2,外商直接投资情况为X3,全体居民人均可支配收入为X4,工业总产值为X5,财政支出为X6。利用R语言得到多元回归GDP预测模型为Y=10.61X2+0.04437X4+2.548X6+2015。发现研究与实验经费(R&D)、全体居民人均可支配收入、财政支出三项是GDP的重要影响因素。
借助统计模型进行预测能为我们的决策提供一定的帮助,比如在资源配置上保证并增加研究与实验经费等措施,大概什么时候能实现杭州进军“两万亿俱乐部”的目标等等。
环节6:回顾探究过程,总结研究方法
回顾整个项目的学习过程,紧紧围绕综合运用跨学科知识发展四能,提升核心素养而展开,这其中运用的方法和思想也可以迁移到生活的方方面面。
(七)环节7:课堂教学目标检测
7.1目标检测设计
本项目开展过程中,对小组提出的驱动性问题及后期调研内容,通过小组合作完成,得到研究成果。
7.2目标检测完成情况
小组对驱动性问题的确定过程和结果进行阶段汇报,从产业结构、影响因素及变化趋势等方面进行调研,将成果写成调研报告,并进行成果的交流展示汇报。
7.3项目化学习评价
项目化学习过程性评价关注的是学生在学习过程中状况,在学生完成每个项目后,可对照项目化学习过程中的学习评价表对学生的水平进行量化的考核。
评价指标 项目学习中的表现 自评 组评 师评
学习兴趣 特别感兴趣,有主动探索的欲望(12分) 感觉活动有难度,但是想试试看(8分) 不感兴趣,跟着教师、同学的思路(4分)
信息收集与整理 能主动查阅资料、了解GDP概念、计算公式及相关影响因素(12分) 在教师引导和同学帮助下了解GDP概念、计算公式及相关影响因素(8分) 对GDP有大概了解(4分)
数据收集与整理 能根据需要收集数据,清晰数据来源,并能利用统计知识对数据进行整理和描述(12分) 能根据需要收集数据,但数据来源不能确定,需要教师或同学帮助,数据整理中对统计图表应用略微欠缺(8分) 数据来源主要依靠教师或同学帮助,数据整理有难度,不能较好的对数据进行直观呈现和有效描述分析(4分)
统计分析与建模 能在专家的指导下,运用信息技术进行数据的相关性分析及统计模型的构建,完整经历统计分析与建模的过程(12分) 能在专家的指导和小组成员的帮助下,运用信息技术进行数据的相关性分析及统计模型的构建,了解统计分析与建模的过程(8分) 对统计分析和建模的过程不是很清楚,需借助教师、同学的帮助和提示(4分)
小组合作 能够配合组员完成小组任务,并能提出自己的建议,发挥引导作用(12分) 能够配合组员完成小组任务,愿意为小组做出努力(8分) 配合小组,但缺乏主动性(4分)
实践成果 通过统计分析和模型预测,能结合文献提出提升GDP的可行建议(12分) 通过统计分析和模型预测,在同学的启发下能提出一些提升GDP的想法(8分) 在教师或同学的帮助下得到GDP预测模型,但是自身想法欠缺(4分)
反思总结 对项目学习过程进行总结,能够修正自己的问题,并将学习所得进行应用推广,开展进一步研究(12分) 对项目学习过程进行总结,知道了自己在学习过程中存在问题,希望总结经验去进一步的努力尝试(8分) 缺少进一步反思总结(4分)
总分

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