第六章 概率初步
2 頻率的穩(wěn)定性(第2課時(shí))
銀川外國(guó)語(yǔ)實(shí)驗(yàn)學(xué)校 張 輝
一、學(xué)生知識(shí)狀況分析
學(xué)生的知識(shí)技能基礎(chǔ):學(xué)生在第二節(jié)第一課時(shí)學(xué)習(xí)了在實(shí)驗(yàn)次數(shù)很大時(shí),不確定事件發(fā)生的頻率,都會(huì)在一個(gè)常數(shù)附近擺動(dòng)。初步具備了進(jìn)一步學(xué)習(xí)由不確定事件發(fā)生的頻率來(lái)估計(jì)事件發(fā)生的概率的能力。
學(xué)生活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ):學(xué)生在相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)過(guò)程中,已經(jīng)體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)次數(shù)很大時(shí),不確定事件發(fā)生的頻率,都會(huì)在一個(gè)常數(shù)附近擺動(dòng),感受到了數(shù)據(jù)收集和整理理的必要性和作用,獲得了從事統(tǒng)計(jì)活動(dòng)所必須的一些數(shù)學(xué)活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ);同時(shí)在以前的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中學(xué)生已經(jīng)經(jīng)歷了很多合作學(xué)習(xí)的過(guò)程,具有了一定的合作學(xué)習(xí)的經(jīng)驗(yàn),具備了一定的合作與交流的能力。
二、教學(xué)任務(wù)分析
教科書基于學(xué)生對(duì)事件發(fā)生等可能性的認(rèn)識(shí),提出了本課的具體學(xué)習(xí)任務(wù):使學(xué)生經(jīng)歷“猜測(cè)—實(shí)驗(yàn)和收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)—分析試驗(yàn)結(jié)果—驗(yàn)證猜測(cè)”的過(guò)程,了解頻率的穩(wěn)定性和如何通過(guò)大量重復(fù)實(shí)驗(yàn)發(fā)生的頻率來(lái)估計(jì)事件發(fā)生的概率。本課內(nèi)容從屬于“統(tǒng)計(jì)與概率”這一數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)領(lǐng)域,“讓學(xué)生經(jīng)歷數(shù)據(jù)收集、整理與表示、數(shù)據(jù)分析以及做出推斷的全過(guò)程,發(fā)展學(xué)生的概率意識(shí)”,同時(shí)也應(yīng)力圖在學(xué)習(xí)中逐步達(dá)成學(xué)生的有關(guān)情感態(tài)度目標(biāo)。因此,本
教學(xué)目標(biāo):
1.知識(shí)與技能:學(xué)會(huì)根據(jù)實(shí)際問(wèn)題,用統(tǒng)計(jì)來(lái)估計(jì)事件發(fā)生的概率,培養(yǎng)分析問(wèn)題,解決問(wèn)題的能力;
2.過(guò)程與方法:通過(guò)對(duì)問(wèn)題的分析,理解用頻率來(lái)估計(jì)概率的方法,滲透轉(zhuǎn)化和估算數(shù)學(xué)思想方法;
3.情感態(tài)度與價(jià)值觀:通過(guò)對(duì)實(shí)際問(wèn)題的分析,培養(yǎng)使用數(shù)學(xué)的良好意識(shí),激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,體驗(yàn)數(shù)學(xué)的應(yīng)用價(jià)值;進(jìn)一步體會(huì)“數(shù)學(xué)就在我們身邊”,發(fā)展學(xué)生的應(yīng)用數(shù)學(xué)的能力;
教學(xué)重點(diǎn):通過(guò)對(duì)事件發(fā)生的頻率的分析來(lái)估計(jì)事件發(fā)生的概率.
教學(xué)難點(diǎn):通過(guò)對(duì)事件發(fā)生的頻率的分析來(lái)估計(jì)事件發(fā)生的概率.
學(xué)習(xí)方式:學(xué)生在教師指導(dǎo)下進(jìn)行“猜想→實(shí)驗(yàn)→分析→交流→發(fā)現(xiàn)→應(yīng)用”的一系列活動(dòng),積極思考,獨(dú)立探索,自己發(fā)現(xiàn)并掌握相應(yīng)的規(guī)律。
教學(xué)方式:通過(guò)具體的現(xiàn)實(shí)情境,從學(xué)生已有的生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā),通過(guò)“猜想→實(shí)驗(yàn)→分析→交流→發(fā)現(xiàn)→應(yīng)用”,經(jīng)歷一番前人發(fā)現(xiàn)這個(gè)結(jié)果的“濃縮”過(guò)程,培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。
三、教學(xué)過(guò)程分析
本節(jié)課設(shè)計(jì)了七個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié):課前準(zhǔn)備;創(chuàng)設(shè)情境,激發(fā)興趣;合作交流,獲取數(shù)據(jù);操作交流,探究新知;學(xué)以致用,發(fā)展思維;回憶思考,歸納小結(jié);布置作業(yè)。
第一環(huán)節(jié) 課前準(zhǔn)備
以4人合作小組為單位準(zhǔn)備一元硬幣,并回顧上節(jié)課知識(shí)點(diǎn)。
第二環(huán)節(jié) 創(chuàng)設(shè)情境,激發(fā)興趣
活動(dòng)內(nèi)容:教師首先讓學(xué)生回顧學(xué)過(guò)的頻率的概念,頻率的穩(wěn)定性。接著讓學(xué)生拋擲一枚均勻的硬幣,硬幣落下后,會(huì)出現(xiàn)正面朝上、正面朝下兩種情況,你認(rèn)為正面朝上和正面朝下的可能性相同嗎?(讓學(xué)生體驗(yàn)數(shù)學(xué)來(lái)源于生活)。
活動(dòng)目的:使學(xué)生回顧學(xué)過(guò)的頻率的概念,并由擲硬幣游戲培養(yǎng)學(xué)生猜測(cè)游戲結(jié)果的能力,并從中初步體會(huì)猜測(cè)事件可能性。讓學(xué)生體會(huì)猜測(cè)結(jié)果,這是很重要的一步,我們所學(xué)到的很多知識(shí),都是先猜測(cè),再經(jīng)過(guò)多次的試驗(yàn)得出來(lái)的。而且由此引出猜測(cè)是需通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證。這就是我們本節(jié)課要來(lái)研究的問(wèn)題(自然引出課題)。
實(shí)際教學(xué)效果:學(xué)生在一個(gè)開放的環(huán)境下對(duì)生活中存在的問(wèn)題進(jìn)行猜測(cè),而且講解中小組之間互相補(bǔ)充、互相競(jìng)爭(zhēng),氣氛熱烈,使猜測(cè)的結(jié)果更加準(zhǔn)確。事實(shí)上,學(xué)生對(duì)游戲發(fā)生的可能性進(jìn)行猜測(cè)的過(guò)程,就已經(jīng)開始體會(huì)事件發(fā)生的可能性,這就為下一環(huán)節(jié)用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證事件發(fā)生的可能性打好基礎(chǔ)。
第三環(huán)節(jié) 合作交流,獲取數(shù)據(jù)
活動(dòng)內(nèi)容:參照教材提供的任意擲一枚均勻的硬幣,出現(xiàn)正面朝上和正面朝下兩種結(jié)果,讓同學(xué)猜想正面朝上和正面朝下的可能性是否相同的情境,讓學(xué)生來(lái)做做試驗(yàn)。
請(qǐng)同學(xué)們拿出準(zhǔn)備好的硬幣:
(1)同桌兩人做20次擲硬幣的游戲,并將數(shù)據(jù)填在下表中:
試驗(yàn)總次數(shù) |
20 |
正面(壹圓)朝上的次數(shù) |
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正面朝下的次數(shù) |
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正面朝上的頻率 (正面朝上的次數(shù)/試驗(yàn)總次數(shù)) |
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正面朝下的頻率 (正面朝下的次數(shù)/試驗(yàn)總次數(shù)) |
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…
(2)各組分工合作,分別累計(jì)進(jìn)行到20、40、60、80、100、120、140、160、180、200次正面朝上的次數(shù),并完成下表:
試驗(yàn)總次數(shù) |
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
120 |
140 |
160 |
180 |
200 |
正面朝上的次數(shù) |
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正面朝上的頻率 |
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正面朝下的次數(shù) |
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正面朝下的頻率 |
[來(lái)源:Zxxk.Com] |
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[來(lái)源:Zxxk.Com] |
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活動(dòng)目的:一是通過(guò)實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生體驗(yàn)等可能性事件發(fā)生的可能性的發(fā)現(xiàn)過(guò)程,當(dāng)試驗(yàn)的次數(shù)較少時(shí),折線在“0.5水平直線”的上下擺動(dòng)的幅度較大,與開始的猜測(cè)有矛盾,讓學(xué)生動(dòng)腦得出造成這種結(jié)果的原因是實(shí)驗(yàn)的次數(shù)不夠,培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。從而使學(xué)生自發(fā)的把全班試驗(yàn)的結(jié)果都統(tǒng)計(jì)出來(lái),學(xué)會(huì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。二是培養(yǎng)學(xué)生的合作精神,通過(guò)實(shí)驗(yàn)和收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的過(guò)程使學(xué)生之間增進(jìn)感情,并明白團(tuán)隊(duì)精神的重要性。
實(shí)際教學(xué)效果:學(xué)生經(jīng)過(guò)這一環(huán)節(jié)對(duì)等可能性事件發(fā)生的可能性的發(fā)現(xiàn)過(guò)程有了全面地認(rèn)識(shí),通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步使學(xué)生理解事件發(fā)生的可能性,領(lǐng)會(huì)數(shù)學(xué)是來(lái)源于生活,進(jìn)一步了解不確定事件的特點(diǎn),發(fā)展隨機(jī)觀念;在豐富的問(wèn)題情境中認(rèn)識(shí)到概率是刻畫不確定現(xiàn)象的數(shù)學(xué)模型。
學(xué)生在單獨(dú)一個(gè)小組進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)各小組之間正面朝上的頻率數(shù)據(jù)差距較大,與猜測(cè)產(chǎn)生矛盾,學(xué)生對(duì)產(chǎn)生的矛盾進(jìn)行了討論,最終得出造成這種結(jié)果的原因是實(shí)驗(yàn)的次數(shù)不夠,使學(xué)生能夠自己去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,從而得出把全班各個(gè)小組的總試驗(yàn)次數(shù)統(tǒng)計(jì)出來(lái)。接下來(lái)對(duì)如何把全班的試驗(yàn)的結(jié)果都統(tǒng)計(jì)出來(lái)產(chǎn)生了激烈的爭(zhēng)論,使學(xué)生樹立在學(xué)習(xí)過(guò)程中找最佳解決辦法的思想。
第四環(huán)節(jié) 操作交流,探究新知
活動(dòng)內(nèi)容:1.請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)已填的表格,完成下面的折線統(tǒng)計(jì)圖
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
120 |
140 |
160 |
180 |
200 |
0.2 |
0.4 |
0.6 |
0.8 |
1.0 |
0.5 |
試驗(yàn)總次數(shù) |
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2.觀察上面的折線統(tǒng)計(jì)圖,你發(fā)現(xiàn)了什么規(guī)律?
3.下表列出了一些歷史上的數(shù)學(xué)家所作的擲硬幣試驗(yàn)的數(shù)據(jù):
試驗(yàn)者 |
投擲次數(shù)n |
正面出現(xiàn) 次數(shù)m |
正面出現(xiàn) 的頻率m/n |
布 豐 |
4040 |
2048 |
0.5069 |
德?摩根 |
4092 |
2048 |
0.5005 |
費(fèi) 勒 |
10000 |
4979 |
0,4979 |
皮爾遜 |
12000 |
6019 |
0.5016[來(lái)源:學(xué)科網(wǎng)] |
皮爾遜 |
24000 |
12012 |
0.5005 |
維 尼 |
30000 |
14994 |
0.4998 |
羅曼諾夫 斯 基 |
80640 |
39699 |
0.4923 |
表中的數(shù)據(jù)支持你發(fā)現(xiàn)的規(guī)律嗎?
4.總結(jié)新知:
(1)、 在實(shí)驗(yàn)次數(shù)很大時(shí)事件發(fā)生的頻率,都會(huì)在一個(gè)常數(shù)附近擺動(dòng),這個(gè)性質(zhì)稱為 :頻率的穩(wěn)定性。
(2)、我們把這個(gè)刻畫事件A發(fā)生的可能性大小的數(shù)值,稱為事件A的概率,記為P(A)。
(3)、一般的,大量重復(fù)的實(shí)驗(yàn)中,我們常用不確定事件A發(fā)生的頻率來(lái)估計(jì)事件A發(fā)生的概率。
5.想一想:
事件A發(fā)生的概率P(A)的取值范圍是什么?必然事件發(fā)生的概率是多少?不可能事件發(fā)生的概率又是多少?
必然事件發(fā)生的概率為1;
不可能事件發(fā)生的概率為0;
不確定事件A發(fā)生的概率P(A)是0與1之間的一個(gè)常數(shù)。
活動(dòng)目的:突出本節(jié)課的重點(diǎn) :通過(guò)對(duì)事件發(fā)生的頻率的分析來(lái)估計(jì)事件發(fā)生的概率,并掌握三類事件的概率值。
實(shí)際教學(xué)效果:學(xué)生通過(guò)小組之間的合作、交流,對(duì)不確定事件發(fā)生的頻率的分析來(lái)估計(jì)事件發(fā)生的概率。再通過(guò)對(duì)歷史上數(shù)學(xué)家所作擲硬幣試驗(yàn)數(shù)據(jù)的討論學(xué)生的思維變得更加活躍,為回答接下來(lái)的新知應(yīng)用做好準(zhǔn)備。
第五環(huán)節(jié) 新知的應(yīng)用過(guò)程
(一) 學(xué)以致用。
由學(xué)生利用剛剛學(xué)習(xí)的概率的知識(shí)解決教材中擲硬幣的問(wèn)題
題目?jī)?nèi)容:由上面的實(shí)驗(yàn),請(qǐng)你估計(jì)拋擲一枚均勻的硬幣,正面朝上和正面朝下的概率分別是多少?他們相等嗎?
(二) 牛刀小試。
學(xué)生利用剛剛學(xué)習(xí)的由事件發(fā)生的頻率來(lái)估概率解決實(shí)際問(wèn)題,使學(xué)生體會(huì)數(shù)學(xué)來(lái)源于生活又能解決生活中的實(shí)際問(wèn)題。
1、對(duì)某批乒乓球的質(zhì)量進(jìn)行隨機(jī)抽查,結(jié)果如下表所示:
隨機(jī)抽取的乒乓球數(shù) n |
10 |
20 |
50 |
100 |
200 |
500 |
1000 |
優(yōu)等品數(shù) m |
7 |
16 |
43 |
81 |
164 |
414 |
825 |
優(yōu)等品率 m/n |
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(1)完成上表;
(2)根據(jù)上表,在這批乒乓球中任取一個(gè),它為優(yōu)等品的概率是多少?
(3)如果再抽取1000個(gè)乒乓球進(jìn)行質(zhì)量檢查,對(duì)比上表記錄下數(shù)據(jù),兩表的結(jié)果會(huì)一樣嗎?為什么?
(三) 趁熱打鐵。
題目?jī)?nèi)容:
2、小凡做了5次拋擲均勻硬幣的實(shí)驗(yàn),其中有3次正面朝上,2次正面朝下,他認(rèn)為正面朝上的概率大約為,朝下的概率為,你同意他的觀點(diǎn)嗎?你認(rèn)為他再多做一些實(shí)驗(yàn),結(jié)果還是這樣嗎?