中学数学教学中概率统计的教法初探

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  摘要:任何一门课程都有其产生的现实背景,没有哪一门课程是無源之水,无本之木,生活中的各种科学知识均来源于生活,所谓生活是最好的老师,因为将生活中的体悟与学习相结合才能使知识更加容易被理解和接受才能达到最好的效果,因此将知识产生的背景渗透到教学中是很有必要的。
  关键词:背景知识;渗透
  一、结合现实生活介绍概念的理论背景及思想方法
  兴趣是最好的老师,兴趣也是学习的动力,研究表明兴趣会大大增加人的求知欲。《概率统计》是一门贴近生活,应用性很强的学科,其应用涉及到生活的许多方面。所以根据具体事例来增加学生学习概率统计的兴趣是一个不错的办法。
  在实际教学中,可以用如下几个实例来提高学生学习概率与统计的兴趣:
  (1) 六合彩:在六合彩(25选6)中,一共有种可能性,普遍认为,如果每周都买一个不相同的号,最晚可以在(周)后获得头等奖。事实上这种理解是错误的,因为每次中奖的机率是相等的,中奖的可能性并不会因为时间的推移而变大。每一次抽奖都是等可能事件,而且每次抽奖都是独立事件。这是一个结合实际且比较容易理解的例子。
  (2) 三门问题:在电视台举办的猜隐藏在门后面的汽车的游戏节目中,在参赛者的对面有三扇关闭的门,其中只有一扇门的后面有一辆汽车,其它两扇门后是山羊。游戏规则是,参赛者先选择一扇他认为其后面有汽车的门,但是这扇门仍保持关闭状态,紧接著主持人打开没有被参赛者选择的另外两扇门中后面有山羊的一扇门,这时主持人问参赛者,要不要改变主意,选择另一扇门,以使得赢得汽车的机率更大一些?正确结果是,如果此时参赛者改变主意而选择另一扇关闭著的门,他赢得汽车的机率会增加。因为,在开始的时候,他能选中汽车的概率为三分之一,但是当第二次选择时,变成了二选一的题目,选中的概率变为了二分之一。
  这样通过一些有趣的例子来进行概率统计的辅助教学,会使教学效果达到事半功倍的效果。
  二、数学思想的渗透
  数学教育转向素质教育,是新时期数学教育的总目标, 注重学生的整体性全面发展是数学素质教育的核心。素质教育不是追求升学率为主的应试教育,也不是就业教育,它是让全体学生的智慧潜能得到开放、心理品质培养和数学文化素养训练相结合的教育。
  1、随机思想
  概率论的基本任务是寻求随机现象发生的可能性,并对这种可能性的大小给出度量方式及其算法。
  对于随机现象在一次试验中是否发生,我们是不知道的,但在大量试验中它却呈现出明显的规律性----随机事件发生的频率的稳定性。任何随机事件的发生都具有概率规律,探求这个规律的做法就体现着随机思想。
  在实际课堂操作中,可以在课堂上组织类似的掷硬币试验活动,每人发一张纸记录,记录纸上有几个20个格子的表格。教师组织学生投掷硬币,出现正面,在表格中填正,出现反面就填反,然后比较正面和反面的次数。之后再做几次试验,比较这几次试验硬币出现正反面的次序。从而通过正反面次序的随机性使学生体会这种随即思想。而且可以通过这个试验揭示,当投币次数越多,正反面的出现次数越接近这一必然性。
  2、 模型化思想
  所谓模型化思想,就是把所考察的实际问题转化为数学问题,构造为相应的数学模型,通过对模型的研究,使实际问题得以解决的一种数学思想方法。我们可以从广义和狭义上对数学模型进行解释。
  若按广义解释来说,凡是以相应的客观原型作为背景加以一级抽象或多级抽象的数学定理、概念、公式等都叫数学模型。在概率统计中,数学模型处处存在。如:古典模型、几何概型、条件概率、离散型随机变量、连续型随机变量、方差和期望、二点分布、二项分布、泊松分布、指数分布、均匀分布、正态分布等等。若按狭义届时来说,诸如概率中的摸球问题、分房问题、次品问题、蒲丰投针问题等也可以称为数学模型。数学模型思想的实质是将实际问题数学化,进而用数学的方法解决实际问题。
  3、统计调查的思想
  统计调查思想是统计的重要思想。对于统计来说,调查先于统计,统计数据是根据调查总结得出的,这个过程统称为统计调查。整个统计工作的最基础的环节便是统计调查,同时它也是统计资料搜集的基本方式。
  由局部推断总体是统计的基本思想,要让学生明白这种推断只是一种归纳推理,判断结果是不可能被严格证明的,其精确性及可靠性也是在概率意义下的精确与可靠。在教师进行假设检验授课时,应多讲解“小概率事件原则”,因为他是假设检验的依据。小概率事件原则认为:概率很小的事件在个别试验中几乎是不可能发生的。当一次或少数试验中这个事件发生了,我们就可以认为这是异常的现象,进而可以用它来进行统计推断。
  4、数形结合思想
  数与形是数学中的两个最古老,也是最基本的研究对象,它们在一定条件下可以相互转化。
  我国著名数学家华罗庚曾说过:“数形结合百般好,隔裂分家万事非。”“数”与“形”反映了事物两个方面的属性。我们认为,数形结合,主要指的是数与形之间的一一对应关系。数形结合就是把抽象的数学语言、数量关系与直观的几何图形、位置关系结合起来,通过“以形助数”或“以数解形”即通过抽象思维与形象思维的结合,可以使复杂问题简单化,抽象问题具体化,从而起到优化解题途径的目的。
  5、化归转换思想方法
  在解决数学问题的过程中,我们经常通过转化,将复杂的问题转化为简单的问题,将困难的问题转化为容易的问题,将未解决的问题转化为已解决的问题等等,这种数学问题之间的互相转化,被称为数学转化,也叫做数学划归。化归思想是一种思考问题的方法,而数学化归方法是实现这个思考方法采用的具体手段。这种思想方法在公式与定理的推证及数学问题的解决中被广泛地采用.概率统计在许多内容的处理上都体现了化归转换的思想方法。
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