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81@365实验,学好《概率初步》的关键

2025-03-22 17:09阅读:
实验,学好《概率初步》的关键
初中数学课程有四大领域:“数与代数”、“图形与几何”、“统计与概率”、“综合与实践”。客观的说,“统计与概率”应该属于被看淡的一部分。“太过通俗浅显”、“不讲也能看明白”、“问题形式单一”,此乃绝绝大比例的学生和老师的共识。果真如此吗?!答:“非也”。
举个常见的例子:“明天的降水概率是10%”。倘若调查学生的理解情况,说法肯定五花八门,什么“明天有10%的时间下雨”,什么“明天这个地区的10%下雨”,什么“明天这个地区很可能没雨”,等等。“内行看门道,外行看热闹”,貌似都有道理,细细琢磨都不在点上。例子不太,然而,典型得很,概率教学被敲响了警钟:简单简单不简单,概率的研究非重视不可。
苏霍姆林斯基说,从从智慧就在他的手指尖上。动手动脑本是一体,脑指挥手,手也促进了脑的灵活。手脑结合是学生的弱项。以动手为突破,理解随机的概念、把握概率的推理方式、掌握概率的语言,概率的学习才能深入到“根部”。
1.从根部理解随机性。学生的头脑中,结合字面,不难得到“随机就是没准”,就如教材所说“一定不会发生的事件,称为不可能事件;一定会发生的事件,称为必然事件”。那随机事件,即介于不可能事件和必然事件之间的事件了。如果就此打住,只能沦为浅尝辄止了。把实验链条尽可能拉长,于随机的理解才能走入学生心中。设计掷矿泉水瓶盖游戏。正上方抛起,每人掷十次,记录正面朝上的次数,并且填写下面的表格——
总次数
10
20
40
80
160
320
500
...
...
正面朝上的次数









正面朝上的频率










表的第1列,是单个人的数据。第2列,是同桌两个人的的数据。第3列,是前后桌四个人的数据。第4列,是两个小组的数据统计。第5列是四个小组的数据汇总。最后两列是全班同学的数据总结。由小到大,由少到多。频率的概念可以直接给出,即正面朝上的次数与总次数的比值。透过数据,学生不难得到,任意掷一枚瓶子盖,有可能正面朝上有可能正面朝下。实验继续,将得到的1、3两行数据放到折线图中去观察——
81@365实验,学好《概率初步》的关键
之所以不选择硬币而选择瓶子盖,因为学生对支硬币的认知存在着定式,“正面朝上朝下的可能性各占一半”。经过描点学生不难发现:数据画成了一条弯弯曲曲的折线,伴随着数据的增大,不是一味上升也不是一味下降,好像是围绕着一条线(也就是图中的水平实线)上下波动。问AI——
81@365实验,学好《概率初步》的关键
大数据显示:伴随着实验数据的增多,盖面朝上的频率大概稳定在了0.53左右。实验虽然是随机的,可能发生也可能不发生,频率有所波动,整体呈现围绕着某个值波动的趋势,掷瓶盖如此,掷硬币如此,掷色子依然如此。随机的概念,从此才能在学生头脑中由浅薄而丰富起来,“大量重复实验用频率可以代表事物的发生趋势”。
2.从根部把握概率推理。所谓推理,一个是验证属于层面演绎,一个是判断层面属于合情的。二者合二为一,构成了用数学的眼光把握推理的研究过程。设计投掷矿泉水瓶子盖的游戏,统计总次数、正面朝上的次数、正面朝上的频率的过程,充满了猜想观察思考发现,学生在头脑中充实了对随机性的理解,此乃概率推理之一;掷瓶子盖实验次数增多,从10次、20次80次500次,过程里充满着不完全归纳的思想,这是形成新认知、健全概率意识的根本;频率概念与概率概念的对比,前者是“瓶盖向上次数与总次数的比值”,后者是“理想发生次数与总次数的比值”,公式大同小异,类比思想体现无遗;计算等可能事件发生的频率,比如任意掷一枚色子“点数大于3的概率”,该实验多次重复的情况下,总共会产生六个结果分别为点数从1到6,每一个点数出现的可能性是相同的。在此过程中,点数大于3的结果只有3个“4、5、6”,因此P(点数大于3)=3/6=1/2.或者合情推理或者演绎推理,都是在用数学的眼光看待随机事件。“数学是思维的体操”,概率中的推理,成全了思维的横纵发展;
3.从根部把握概率模型。学数学就是学语言,用数学的语言描述数量关系、空间关系和随机事件。代数有代数的语言,图形有图形的语言,概率也有概率的语言。牢牢把握语言,数学世界与生活世界之间方能搭建出得以沟通的桥梁。以“天气预报,必须明天的降水概率是10%”为例。卫星云图相同,风向风速相同,温度湿度相同等等条件相同的情况下,明天降水的可能性估计在10%左右,可能性比较小,但降水可能不等于没有,必要防护也是需要的。这是用概率语言描述可能性的比较典型的例子。再如,“任意连续投掷两枚色子,都是奇数点的概率”,这是个随机事件,可以看成先掷第一枚骰子、再掷第二枚骰子,产生的结果有如下4种,“都是偶数,不是奇数,先是奇数后是偶数,先是偶数后是奇数”,“都是奇数”的结果只有一个,因此P(点数都是奇数)=1/4.用概率的语言讲好概率的故事,生活中的随机事件才能实现数学化,能够清晰地数学形式地表示、描述和理解,从而让随机事件的理解实现用“可能性之比”完美替代。
就是用定性定量两种手段把握现实世界的学问。衡量随机事件,尽管可能发生也可能未必发生,但大数据之下频实现了稳定,这是概率得以成型的依据;用定量的方法,即“比值”描述随机事件的概率,非数学语言不可;而数学教学是数学活动的过程,不断猜测、实验、收集数据、分析数据,这是随机的用心体会,数学的眼光贯穿其中。一以贯之,核心素养同样做为了概率学习的主要线索。
概率的实验,有动手操作的层面,更有头脑风暴的层面。如果学生有了类似困惑,“某事件发生的概率是95%,第一次实验没有发生,第二次实验没有发生,那第三次的概率就应该是97%了……”,那就暗示我们,再次强调概率实验的必要了……

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