《普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)·數(shù)學(xué)3》“第三章概率”簡(jiǎn)介

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中數(shù)學(xué) 來(lái)源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)


  在自然界與人類(lèi)的社會(huì)活動(dòng)中會(huì)出現(xiàn)各種各樣的現(xiàn)象,既有確定性現(xiàn)象,又有隨機(jī)現(xiàn)象。隨機(jī)現(xiàn)象在日常生活中隨處可見(jiàn),概率是研究隨機(jī)現(xiàn)象規(guī)律的學(xué)科,它為人們認(rèn)識(shí)客觀世界提供了重要的思維模式和解決問(wèn)題的方法。

  教科書(shū)把概率放在統(tǒng)計(jì)之后,體現(xiàn)了先統(tǒng)計(jì)后概率的思想。現(xiàn)代社會(huì)是信息化的社會(huì),人們常常需要收集數(shù)據(jù),根據(jù)所獲得的數(shù)據(jù)提取有價(jià)值的信息,做出合理的決策。統(tǒng)計(jì)是研究如何合理收集、整理、分析數(shù)據(jù)的學(xué)科,它可以為人們制定決策提供依據(jù)。近年來(lái),統(tǒng)計(jì)在實(shí)際中得到廣泛的應(yīng)用,用數(shù)據(jù)、圖表等說(shuō)明問(wèn)題更有說(shuō)服力,更直觀、更容易理解。概率為統(tǒng)計(jì)學(xué)的發(fā)展提供了理論基礎(chǔ)。

  由于概率統(tǒng)計(jì)的應(yīng)用性強(qiáng),有利于培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用意識(shí)和動(dòng)手能力,在數(shù)學(xué)課程中,加強(qiáng)概率統(tǒng)計(jì)的份量成為必然。《普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn))》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《標(biāo)準(zhǔn)》)設(shè)置了“統(tǒng)計(jì)與概率”的內(nèi)容,目的就在于發(fā)展數(shù)學(xué)應(yīng)用意識(shí),使學(xué)生體會(huì)數(shù)學(xué)在實(shí)際中的應(yīng)用價(jià)值,同時(shí)更全面地培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題的能力。

  本章包括3節(jié),教學(xué)約需8課時(shí),具體內(nèi)容和課時(shí)分配(僅供參考)如下:

  3.1 隨機(jī)事件的概率                                       約3課時(shí)

  閱讀與思考   天氣變化的認(rèn)識(shí)過(guò)程

  3.2 古典概型                                             約2課時(shí)

  3.3 幾何概型                                             約2課時(shí)

  閱讀與思考   概率和密碼

  小 結(jié)                                                    約1課時(shí)

  一、教科書(shū)內(nèi)容與課程學(xué)習(xí)目標(biāo)

  本章知識(shí)結(jié)構(gòu)框圖如下:

  

 

  本章包括以下內(nèi)容:(1)隨機(jī)事件的概率的統(tǒng)計(jì)定義,通過(guò)一些具體實(shí)例介紹概率的意義,概率的基本性質(zhì);(2)古典概型的特征及概率的計(jì)算公式;(3)幾何概型的特征及概率的計(jì)算公式;(4)利用隨機(jī)模擬的方法估計(jì)隨機(jī)事件的概率。教科書(shū)首先通過(guò)具體實(shí)例給出了隨機(jī)事件的定義,通過(guò)拋擲硬幣的試驗(yàn),觀察正面朝上的次數(shù)和比例,引出了隨機(jī)事件出現(xiàn)的頻數(shù)和頻率的定義,并且利用計(jì)算機(jī)模擬擲硬幣試驗(yàn),給出試驗(yàn)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)表和直觀的折線(xiàn)圖,使學(xué)生觀察到隨著試驗(yàn)次數(shù)的增加,隨機(jī)事件發(fā)生的頻率穩(wěn)定在某個(gè)常數(shù)附近,從而給出概率的統(tǒng)計(jì)定義。

  概率的意義是本章的重點(diǎn)內(nèi)容。教科書(shū)從下列幾方面解釋概率的意義:

 。1)概率的大小可以用來(lái)檢驗(yàn)游戲的公平性。

 。2)正確理解隨機(jī)事件的概率的意義,澄清日常生活中出現(xiàn)的一些錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)。例如,盡管拋擲一枚硬幣出現(xiàn)正面的概率為0.5,但連續(xù)兩次拋擲硬幣,不一定會(huì)出現(xiàn)一次正面和一次反面。又如,中獎(jiǎng)率為 的彩票,買(mǎi)1 000張不一定中獎(jiǎng)。

 。3)統(tǒng)計(jì)中極大似然思想的概率解釋?zhuān)谝淮卧囼?yàn)中概率大的事件比概率小的事件出現(xiàn)的可能性更大。

 。4)每天聽(tīng)到的天氣預(yù)報(bào)中降水概率的解釋。

 。5)用概率解釋遺傳學(xué)的機(jī)理。

  通過(guò)擲骰子的試驗(yàn),給出事件之間的關(guān)系與運(yùn)算,包括包含關(guān)系、相等關(guān)系、并事件、交事件、互斥事件、對(duì)立事件。利用頻率與概率的關(guān)系,由頻率的加法公式得到概率的加法公式。

  通過(guò)擲硬幣和擲骰子的試驗(yàn),引入古典概型。導(dǎo)出古典概型中計(jì)算某個(gè)隨機(jī)事件的概率的公式。教科書(shū)中的4個(gè)例題都有應(yīng)用背景,學(xué)生比較熟悉,容易引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。教科書(shū)力求在每道例題計(jì)算出隨機(jī)事件的概率后給出解釋?zhuān)瑤椭鷮W(xué)生更好地理解概率的意義。幾何概型是新課標(biāo)增加的內(nèi)容,要求初步體會(huì)幾何概型的意義,所以教科書(shū)中選用的例題都是比較簡(jiǎn)單的。

  隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生與隨機(jī)模擬也是新課標(biāo)增加的內(nèi)容,教科書(shū)中分兩部分介紹:第一部分是在第2節(jié),分別介紹了用計(jì)算器和計(jì)算機(jī)中的Excel軟件產(chǎn)生取整數(shù)值的隨機(jī)數(shù)的方法,這樣的隨機(jī)數(shù)可以用在簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣中。第二部分是在第3節(jié),分別介紹了用計(jì)算器和計(jì)算機(jī)中的Excel軟件產(chǎn)生取均勻隨機(jī)數(shù)的方法。通過(guò)具體實(shí)例,介紹了利用隨機(jī)模擬的方法估計(jì)隨機(jī)事件的概率、估計(jì)圓周率的值、近似計(jì)算不規(guī)則圖形的面積。

  通過(guò)閱讀與思考“天氣變化的認(rèn)識(shí)過(guò)程”,加深學(xué)生對(duì)隨機(jī)現(xiàn)象的理解,使學(xué)生了解人類(lèi)認(rèn)識(shí)隨機(jī)現(xiàn)象的過(guò)程是逐步深入的。通過(guò)閱讀與思考“概率和密碼”,讓學(xué)生了解概率這門(mén)學(xué)科在實(shí)際中是十分有用的,目的是引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)概率的興趣。

  二、本章編寫(xiě)特點(diǎn)

  1.聯(lián)系實(shí)際介紹概率在實(shí)際中的應(yīng)用

  概率起源于現(xiàn)實(shí)生活,應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)生活,教科書(shū)無(wú)論在背景材料、例題和閱讀與思考欄目的選材上都注意聯(lián)系實(shí)際。在介紹概率意義的部分,討論了彩票中獎(jiǎng)率的理解,體育比賽的發(fā)球權(quán)等游戲公平性的問(wèn)題,天氣預(yù)報(bào)中降水概率的理解,解釋了遺傳機(jī)理的統(tǒng)計(jì)規(guī)律。古典概型部分的例題,涉及標(biāo)準(zhǔn)化考試中單選題與多選題的討論,儲(chǔ)蓄卡密碼的問(wèn)題,抽樣檢測(cè)產(chǎn)品是否合格的問(wèn)題。隨機(jī)模擬部分的例題,包括模擬下雨概率的例題,近似計(jì)算不規(guī)則圖形的面積。閱讀與思考“天氣變化的認(rèn)識(shí)過(guò)程”,介紹了天氣變化的認(rèn)識(shí)過(guò)程,概率在破譯密碼與反破譯密碼中的應(yīng)用。

  2.重視應(yīng)用統(tǒng)計(jì)圖與統(tǒng)計(jì)表

  教科書(shū)中充分利用統(tǒng)計(jì)圖與統(tǒng)計(jì)表直觀清晰的特點(diǎn),展示試驗(yàn)的結(jié)果。在給出概率的統(tǒng)計(jì)定義之前,為使學(xué)生發(fā)現(xiàn)頻率的穩(wěn)定性,不僅僅讓學(xué)生動(dòng)手做擲硬幣的試驗(yàn),而且通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬擲硬幣的試驗(yàn)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)表、歷史上一些擲硬幣的試驗(yàn)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)表、擲硬幣出現(xiàn)正面的頻率隨著試驗(yàn)次數(shù)的增加的折線(xiàn)圖等多種手段,使學(xué)生更直觀地感到頻率穩(wěn)定在一個(gè)常數(shù)附近。同時(shí)建議學(xué)生畫(huà)出全班同學(xué)試驗(yàn)結(jié)果(每人10次試驗(yàn),出現(xiàn)正面的次數(shù)取值為0,1,2,…,10)的條形圖,觀察試驗(yàn)結(jié)果的規(guī)律性。在介紹奧地利遺傳學(xué)家孟德?tīng)柕膶?shí)驗(yàn)與發(fā)現(xiàn)時(shí)給出了試驗(yàn)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)表,通過(guò)表格可以清晰看到無(wú)論是黃色豌豆與綠色豌豆的比、圓形豌豆與皺皮豌豆的比、長(zhǎng)莖豌豆與短莖豌豆的比都接近3:1,由此可見(jiàn)其中具有規(guī)律性。在隨機(jī)模擬部分,使用統(tǒng)計(jì)表和統(tǒng)計(jì)圖能更好地展示試驗(yàn)結(jié)果。

  3.注重統(tǒng)計(jì)思想和計(jì)算結(jié)果的解釋

  學(xué)習(xí)概率統(tǒng)計(jì)的知識(shí),不是為了學(xué)會(huì)做幾道題,重點(diǎn)是掌握它的思想方法和用它解決實(shí)際生活中的問(wèn)題。教科書(shū)中突出統(tǒng)計(jì)思想的解釋?zhuān)缭诟怕实囊饬x部分,利用概率解釋了統(tǒng)計(jì)中似然法的思想,解釋了遺傳機(jī)理中的統(tǒng)計(jì)規(guī)律。統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)中隨機(jī)模擬方法的原理就是用樣本估計(jì)總體的思想。在古典概型部分,每道例題在計(jì)算出隨機(jī)事件的概率后,都給出相應(yīng)結(jié)果的解釋或提出思考問(wèn)題讓學(xué)生做進(jìn)一步的探究。

  4.注重現(xiàn)代信息技術(shù)手段的應(yīng)用

  現(xiàn)代信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用正在對(duì)數(shù)學(xué)課程內(nèi)容、數(shù)學(xué)教學(xué)、數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)等方面產(chǎn)生深刻的影響,信息技術(shù)工具的使用能為學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)和發(fā)展提供豐富多彩的教育環(huán)境和有力的學(xué)習(xí)工具,重視現(xiàn)代信息技術(shù)的使用是本套教科書(shū)的特點(diǎn)之一。由于概率統(tǒng)計(jì)本身的特點(diǎn),統(tǒng)計(jì)需要分析和處理大量的數(shù)據(jù),概率中隨機(jī)模擬方法需要產(chǎn)生大量的模擬試驗(yàn)結(jié)果,并需要分析和綜合試驗(yàn)結(jié)果,所以現(xiàn)代信息技術(shù)的使用就顯得更為必要了。

  本章介紹了利用計(jì)算器產(chǎn)生(取整數(shù)值的)隨機(jī)數(shù)和均勻隨機(jī)數(shù)的方法,利用計(jì)算機(jī)中的Excel軟件產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)的方法,同時(shí)給出了利用Excel軟件整理試驗(yàn)結(jié)果的方法。如在估計(jì)圓周率的值時(shí),通過(guò)反復(fù)的試驗(yàn)可以給出圓周率的不同估計(jì)值,從而發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)結(jié)果與試驗(yàn)次數(shù)的關(guān)系,兩次相同的試驗(yàn)結(jié)果未必相同,多次試驗(yàn)結(jié)果的相對(duì)穩(wěn)定性和規(guī)律性等。

  三、教學(xué)中幾個(gè)值得關(guān)注的問(wèn)題

  1.鼓勵(lì)學(xué)生動(dòng)手操作和主動(dòng)參與,讓他們?cè)谠囼?yàn)、觀察、交流等活動(dòng)中體會(huì)和理解隨機(jī)事件發(fā)生的不確定性及其頻率的穩(wěn)定性等相關(guān)內(nèi)容

  學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變是課程改革的一個(gè)重要目標(biāo),鼓勵(lì)學(xué)生動(dòng)手操作、主動(dòng)參與統(tǒng)計(jì)試驗(yàn),不但能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)概率統(tǒng)計(jì)的興趣,而且學(xué)生在反復(fù)的統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)中可以更好地體會(huì)和理解統(tǒng)計(jì)思想。

  在引出概率的統(tǒng)計(jì)定義時(shí),盡管學(xué)生在初中已經(jīng)做過(guò)擲硬幣的試驗(yàn),但對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理和分析是比較初步的,如果學(xué)生能動(dòng)手畫(huà)出條形圖和折線(xiàn)圖等,通過(guò)觀察與交流的方式,可以對(duì)隨機(jī)事件發(fā)生的不確定性及其頻率的穩(wěn)定性有更深入的理解。在概率的正確理解的部分,教學(xué)中可以讓學(xué)生動(dòng)手做兩個(gè)試驗(yàn),連續(xù)擲兩個(gè)硬幣的試驗(yàn)與邊框中有放回的摸球試驗(yàn),通過(guò)觀察與分析、交流等方式幫助學(xué)生澄清日常生活中遇到的一些錯(cuò)誤認(rèn)識(shí),如連續(xù)擲兩次硬幣一定是一次正面朝上,一次反面朝上,或者某種彩票的中獎(jiǎng)率為 ,那么買(mǎi)1 000張這種彩票一定能中獎(jiǎng)等。在古典概型例3的教學(xué)中,讓學(xué)生動(dòng)手做擲兩個(gè)骰子的試驗(yàn),通過(guò)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)感受出現(xiàn)兩個(gè)1點(diǎn)與一個(gè)1點(diǎn)、一個(gè)2點(diǎn)的概率是不同的。

  2.注意與初中概率統(tǒng)計(jì)的銜接

  這一章的知識(shí)與初中內(nèi)容聯(lián)系密切,一些內(nèi)容在初中都接觸過(guò),要與初中內(nèi)容銜接,就必須深入了解初中概率部分的內(nèi)容、要求,了解它們與這一部分內(nèi)容的聯(lián)系與區(qū)別。

  從小學(xué)到初中再到高中,概率統(tǒng)計(jì)的內(nèi)容是采用逐步滲透、螺旋上升的方式。在初中,介紹了隨機(jī)事件的概念,要求會(huì)運(yùn)用列舉法計(jì)算簡(jiǎn)單隨機(jī)事件的概率,通過(guò)試驗(yàn),獲得隨機(jī)事件發(fā)生的頻率,知道大量重復(fù)試驗(yàn)時(shí)頻率可作為隨機(jī)事件發(fā)生概率的估計(jì)值。由此可以看到,高中有些內(nèi)容是與初中相同的。在教學(xué)中可以用回憶復(fù)習(xí)等方式先回顧初中相應(yīng)的內(nèi)容,在此基礎(chǔ)上要有更深層次的理解。比如,在頻率與概率部分,不但知道頻率可以作為概率的近似,而且要知道頻率與概率的區(qū)別:頻率是隨機(jī)的,每次試驗(yàn)得到的頻率可能是不同的,而隨機(jī)事件的概率是一個(gè)常數(shù),是隨機(jī)事件發(fā)生可能性大小的度量,它不隨每次試驗(yàn)的結(jié)果改變。在初中要求會(huì)運(yùn)用列舉法計(jì)算簡(jiǎn)單隨機(jī)事件的概率,而高中提高到理解古典概型的特征,在古典概型中運(yùn)用古典概型求概率的公式計(jì)算隨機(jī)事件的概率。隨機(jī)事件的關(guān)系與運(yùn)算、概率的性質(zhì)、幾何概型、隨機(jī)模擬方法等是高中的新內(nèi)容,初中沒(méi)有涉及。

  3.教學(xué)中要注重統(tǒng)計(jì)思想和概率的意義的解釋?zhuān)荒馨阎攸c(diǎn)放在復(fù)雜的計(jì)算上

  一種統(tǒng)計(jì)方法只能解決部分實(shí)際問(wèn)題,在面臨新的問(wèn)題時(shí),需要的是新思想。教學(xué)的目的不僅僅是為了讓學(xué)生掌握現(xiàn)有的知識(shí),而是要培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神,所以統(tǒng)計(jì)思想的解釋就顯得尤為重要(比如在作推斷和決策中的極大似然思想)。在用頻率近似概率時(shí)利用的是樣本的數(shù)字特征估計(jì)總體的數(shù)字特征的統(tǒng)計(jì)思想。同樣隨機(jī)模擬的理論依據(jù)仍然是用樣本估計(jì)總體的思想。在古典概型的教學(xué)中,讓學(xué)生學(xué)會(huì)把一些實(shí)際問(wèn)題化為古典概型,而不是把重點(diǎn)放在“如何計(jì)數(shù)”上。

  4.重視現(xiàn)代信息技術(shù)的應(yīng)用

  現(xiàn)代信息技術(shù)對(duì)概率統(tǒng)計(jì)的發(fā)展起到了決定性的作用。隨機(jī)模擬試驗(yàn)需要產(chǎn)生大量的隨機(jī)數(shù),同時(shí)又要統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)的結(jié)果,如果離開(kāi)計(jì)算機(jī)的幫助,需要花費(fèi)大量的時(shí)間,統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)結(jié)果的困難是可想而知的。用計(jì)算機(jī)進(jìn)行模擬試驗(yàn)的另一個(gè)好處是相同的試驗(yàn)可以在短時(shí)間內(nèi)多次重復(fù),可以對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的隨機(jī)性和規(guī)律性有更深刻的認(rèn)識(shí),F(xiàn)代信息技術(shù)的應(yīng)用使統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)變得十分方便,而且可以通過(guò)大量重復(fù)試驗(yàn)比較結(jié)果的穩(wěn)定性。

  本章對(duì)學(xué)生的最低要求是會(huì)用計(jì)算器產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的模擬試驗(yàn),并統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)結(jié)果。有條件的學(xué)校可以讓學(xué)生學(xué)會(huì)用一種統(tǒng)計(jì)軟件,例如Excel軟件,多次重復(fù)模擬試驗(yàn),并統(tǒng)計(jì)模擬的結(jié)果,畫(huà)出頻率折線(xiàn)圖等統(tǒng)計(jì)圖。

  宣傳教材,人家為什么要用?讓大家覺(jué)得好學(xué)好教統(tǒng)計(jì)中的問(wèn)題

  1.教材的順序:先統(tǒng)計(jì)后概率,過(guò)去是先概率后統(tǒng)計(jì),為什么?

  概率統(tǒng)計(jì)發(fā)展的過(guò)程;學(xué)生認(rèn)識(shí)的規(guī)律;有利于教學(xué)。

  2.與過(guò)去的高中統(tǒng)計(jì)內(nèi)容比較,本章在要求上有哪些變化?教材中是如何體現(xiàn)的?

  不再單純強(qiáng)調(diào)數(shù)字運(yùn)算、畫(huà)圖表,注重統(tǒng)計(jì)思想。措施:讓學(xué)生經(jīng)歷比較完整的過(guò)程,注意學(xué)生的親身實(shí)踐活動(dòng),類(lèi)比,加深統(tǒng)計(jì)思想,注重對(duì)統(tǒng)計(jì)推斷的正確理解

  3.統(tǒng)計(jì)是與實(shí)際聯(lián)系緊密的內(nèi)容,是培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力的載體,教材中是如何落實(shí)的?

  強(qiáng)調(diào)典型案例的作用;以學(xué)生身邊的事情為例子

  注意從案例中總結(jié)發(fā)現(xiàn)規(guī)律

  4.本章的信息技術(shù)的應(yīng)用是如何考慮的?

  5.隨機(jī)抽樣一節(jié)的教學(xué)應(yīng)當(dāng)注意哪些問(wèn)題?

  6.應(yīng)當(dāng)如何把握用樣本估計(jì)總體的思想?怎樣使學(xué)生更好地體會(huì)樣本頻率分布和數(shù)字特征的隨機(jī)性?

  7.兩個(gè)變量的線(xiàn)性相關(guān)的教學(xué)要點(diǎn)有哪些?

  與原有的內(nèi)容比較,有哪些變化?

  變化在教材中如何體現(xiàn)?(結(jié)構(gòu)體系、選材、呈現(xiàn)方式、教學(xué)要求)

  教學(xué)中如何把握?

  情景、問(wèn)題、歸納等多了

  內(nèi)容和基本要求(通過(guò)比較,根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)說(shuō),要求)

  教材處理的特點(diǎn)

  教學(xué)建議

  關(guān)于教學(xué)資源(信息技術(shù)等)

  能用、好用,學(xué)生學(xué)了以后,知識(shí)到手,思想也有了


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