日本文部科學省實施的「全國學習能力和學習狀況調查」調查結果顯示,作爲義務教育階段重要的一環,日本小學生在資料應用能力的提升方面,存在着較大的問題。日本小學生缺乏從折線圖中擷取所需數值,描述符合條件内容的能力;國中生則缺乏比較並捕捉多組資料的分佈趨勢,運用數學表式說明判斷依據的能力。缺乏這兩種能力不足的學生人數較多。調查報告指出,有必要從小學階段開始改進課程,培養學生用語言和數位來表達圖表所示資料的能力。
「Society 5.0」作爲繼「狩獵社會」「農耕社會」「產業社會」「資訊社會」之後的全新社會目標,在2016年1月日本内閣會議透過的「第5期科學技術基本計劃」中被首次提出。「Society5.0」被描述爲一個「具備可持續性和韌性,在確保國民的安全和安心同時,人人都能實施雜異化幸福的社會」。而作爲實施「Society 5.0」所必需的教育人才培養政策之一,「充實程式設計教育和統計教育」被提出。基於這一政策,2017年3月公佈的小學國中「新學習指導要領」和2018年3月公佈的高中「新學習指導要領」中,增加了培養學生資訊利用能力的程式設計教育和統計教育的内容。
「新學習指導要領」分別於2020年起在小學、2021年起在國中、2022年起在高中納入教學課程。今年7月29日文部科學省公佈的「2024年度全國學習能力和學習狀況調查」結果中,可否看到「新學習指導要領」對於培養中小學生資訊利用能力的效果?該調查每年以日本全國的小學6年級學生、國中3年級學生爲物件,透過算術及數學問題,考察「新學習指導要領」培養的學生在知識及技能、思維能力、判斷力、表達能力等方面的水平(根據年份的不同,還會追加理科等國語、算術、數學以外的科目)。
從小學開始重視統計教育
在「新學習指導要領」中,小學算術、國中數學新增的内容之一是統計教育中的「資料利用」。小學的課程增加了使用表格和各種圖表進行資料整理和資料考察等内容,國中的課程增加了透過「箱線圖」等圖表比較資料分佈以及抽樣調查等内容。在今年的全國學習能力和學習狀況調查中,小學6年級學生被問及4道有關「資料利用」的問題。學生對其中2道題的回答結果被評估爲相對良好,而回答正確率最低的題目是,從折線圖中讀出所需的數值,並用文字和數位描述符合條件的情況。該題目要求學生根據某市3月和4月櫻花開花次數及其差異的折線圖,描述出從1970年代到2010年代每10年間開花次數差異最大的年份,並描述其中的差異。
(摘自文部科學省國立教育政策研究所公佈的「2024年度全國學習能力和學習狀況調查結果(概要)」)
正確回答爲「3月4月開花次數差異較大的是在2000年代,差異爲3月比4月多開6次」,對此,小學6年級學生回答正確的佔比爲44.2%,不到半數。寫對了差異最大的是2000年代,卻因將3月4月的開花次數讀反等終極因數做出錯誤回答的學生比例,基本與正確回答相同(無回答率12.5%)。調查報告指出,學生在從折線圖中擷取所需數值,並描述符合條件的情況方面存在問題。
國中3年級學生被問及了4道有關「資料利用」的問題。與小學生的情況相同, 4道題中的2道回答得都不錯,正確率最低的是,正確擷取5款不同車型機器人在同一時間内前進距離的圖(箱線圖)和表格。該題考察的是,學生能否正確說明「隨着速度從「階段1」到「階段5」逐漸變快,前進距離也趨於變長」的理由。做出正確回答的學生僅佔比26.4%,少於回答錯誤的學生(無回答率33.2%)。調查報告認爲,中學生在比較和捕捉多組資料的分佈趨勢,並用數學表式說明判斷依據方面繼續操作存在問題。
調查結果是否不如上一年?
這些調查結果與去年的情況相比如何?首先,去年的調查對小學6年級學生提出了3道有關「資料利用」的問題,學生對其中1道題的回答結果被評估爲良好。正確率最低的題目要求學生從兩個圖表之中找到回答「鍛鍊30分鐘以上的天數爲‘1天’」的人數,並描述自己理解的内容,這道題的正確率也高達56.4%(無回答率13.7%)。調查報告指出,學生在閱讀由多個長條圖組成的圖表,並描述所發現的差異方面存在問題。
去年的調查對國中3年級學生提出了3道有關「資料利用」的問題,其中2道的結果被評估爲良好。正確率最低的題目與今年一樣,都是箱線圖的問題。此題調查的是學生能否比較和捕捉多組資料的分佈趨勢,並用數學表式說明判斷依據,結果其回答正確率爲33.9%(無回答率22.5%)。就此,調查報告給出了與今年完全相同的觀點:「學生在比較和捕捉多組資料分佈趨勢,並用數學表式說明判斷依據方面存在問題」。
前年的調查中也有關於「資料利用」的問題。其中,對小學6年級學生提出的正確率最低的題目考察的是學生能否依據分類整理的資料,按照自身目的捕捉資料特徵。然而,其正確率爲64.1%(無回答率1.6%),高於今年和去年的調查結果。國中3年級學生回答正確率最低的題目調查的是學生能否準確捕捉資料趨勢,並用數學公式說明判斷依據。其回答正確率爲44.2%(無回答率1.4%),同樣高於今年和去年的數位。
「資料利用」相關提問中回答正確率最低的資料(%)
平均回答正確率 (括弧内爲無回答率) |
去年 (括弧内爲無回答率) |
前年 (括弧内爲無回答率) |
|
小學6年級學生 | 44.2(12.5) | 56.4(13.7) | 64.1(1.6) |
國中3年級學生 | 26.4(33.2) | 33.9(22.5) | 44.2(1.4) |
(資料摘自2024年度、2023年度、2022年度全國學習能力和學習狀況調查結果)
2022年3月日本内閣會議透過的「第6期科學技術創新基本計劃」也再次強調了大量培養具備「數理、資料科學、人工智慧(AI)」素養、可在社會各個領域活躍的人才的必要性。雖然與資料利用相關的小學、國中、高中教育也受到了重視,但僅從全國學習能力和學習狀況調查的結果來看,距離實施該目標似乎還有很長的路要走。
算術和數學教育還有其他課題
全國學習能力和學習狀況調查每年進行一次,目的是透過瞭解和分析學生的學習能力和學習狀況來策劃義務教育政策的改進。該調查不僅針對日本全國的小學6年級學生、國中3年級學生,還對中小學校進行問卷調查。今年的調查於4月18日實施,收到了約186萬名兒童及學生、約2.8萬所學校的回答。
除了「資料利用」之外,今年公佈的調查報告還指出了有關小學數學教育的以下情況。「學生在相等距離下根據時間判斷速度,並描述判斷依據上存在問題」「在理解球體直徑長度與立方體邊長的關係,並用求立方體體積的公式表達這一點上存在問題」。關於國中的數學教學,報告書也提出了「學生在用數學方法解釋現象,並用數學方法說明問題解決辦法這一點上存在問題」「在邏輯思維與證明上持續存在問題」等情況。
日文:小岩井忠道(科學記者)
翻譯:JST客觀日本編輯部
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