虎永強(qiáng)
(寧夏回族自治區(qū)銀川市永寧縣望遠(yuǎn)鎮(zhèn)銀川三沙源上游學(xué)校,寧夏 銀川)
在初中數(shù)學(xué)知識(shí)體系中,與概率相關(guān)的知識(shí)是比較獨(dú)特的。這部分知識(shí)一方面與現(xiàn)實(shí)生活聯(lián)系緊密,另一方面對(duì)學(xué)生的思維品質(zhì)提出了較高的要求。這部分知識(shí)需要的是嚴(yán)密的邏輯推演能力、基于此的數(shù)據(jù)計(jì)算能力以及一定的形象分析能力?!坝妙l率估計(jì)概率”是北師大版九年級(jí)數(shù)學(xué)上冊(cè)教材第三章第二節(jié)的教學(xué)內(nèi)容。這一章是關(guān)于概率的知識(shí)。這一章的知識(shí)和同版本七年級(jí)下冊(cè)第六章的知識(shí)相關(guān)。因此,在講授“用頻率估計(jì)概率”課程時(shí)應(yīng)當(dāng)首先復(fù)習(xí)與之相關(guān)的已學(xué)知識(shí)。
在復(fù)習(xí)七年級(jí)下冊(cè)第六章的知識(shí)時(shí),要重點(diǎn)讓學(xué)生回憶、再現(xiàn)和理解頻率和概率兩個(gè)概念之間的關(guān)系,即二者之間的聯(lián)系和區(qū)別。既可以讓學(xué)生翻閱七年級(jí)下冊(cè)的教材重讀相關(guān)章節(jié),也可以直接提問或讓能迅速回憶起相關(guān)知識(shí)的學(xué)生主動(dòng)回答這個(gè)問題。在這個(gè)過程中,可以讓有不同意見的同學(xué)進(jìn)行補(bǔ)充。
當(dāng)學(xué)生對(duì)頻率和概率的知識(shí)進(jìn)行了回憶后,教師可以進(jìn)行如下總結(jié):第一,頻率就是不確定事件A發(fā)生的次數(shù)m與總試驗(yàn)次數(shù)n的比值。頻率可以用來表示不確定事件A在下一次試驗(yàn)中發(fā)生的可能性。第二,當(dāng)試驗(yàn)次數(shù)越來越多時(shí),m/n的值即頻率會(huì)越來越接近于某一個(gè)固定值。這個(gè)固定值就是概率。概率同樣可以用來表示不確定事件A在下一次試驗(yàn)中發(fā)生的可能性。第三,頻率和概率的聯(lián)系是:在試驗(yàn)次數(shù)接近于無限次時(shí),頻率無限接近于概率。第四,頻率和概率的區(qū)別是:當(dāng)試驗(yàn)次數(shù)不同時(shí),頻率可能不同,而概率是恒定不變的。第五,有些不確定事件的概率是可以進(jìn)行計(jì)算的,如等可能事件;而有一些不確定事件的概率是無法進(jìn)行計(jì)算的,只能用頻率估計(jì)概率。進(jìn)行上述總結(jié),可以讓學(xué)生明確頻率和概率的關(guān)系,為之后的教學(xué)進(jìn)行鋪墊。
先拋出教材中的“估計(jì)紅白球比例”問題,讓同學(xué)們進(jìn)行思考:
一個(gè)口袋中有紅球、白球共10個(gè),這些球除顏色外都相同。如果不將球倒出來數(shù),那么你能設(shè)計(jì)一個(gè)試驗(yàn)方案,估計(jì)其中紅球和白球的比例嗎?
在給出問題后,教師可以通過由淺入深地設(shè)置問題以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考,如:
第一,什么是不確定事件?“估計(jì)紅白球比例”問題中的不確定事件具體指什么?
第二,等可能事件的特征有哪些?
第三,“估計(jì)紅白球比例”問題中的不確定事件是等可能事件嗎?
第四,應(yīng)該怎樣設(shè)計(jì)試驗(yàn)來計(jì)算“估計(jì)紅白球比例”問題中不確定事件的頻率呢?
提出上述四個(gè)問題的目的在于:
第一,讓學(xué)生深化對(duì)不確定事件的理解。在“估計(jì)紅白球比例”問題中,不確定事件是指從袋中摸出一個(gè)球?yàn)榧t球或摸出一個(gè)球?yàn)榘浊颉?/p>
第二,讓學(xué)生理解等可能事件的特征,進(jìn)而明確就已學(xué)知識(shí)而言,只可以計(jì)算等可能事件的概率。等可能事件的特征有兩點(diǎn):一是一個(gè)試驗(yàn)的所有可能的結(jié)果有n種,每次試驗(yàn)有且只有其中的一種結(jié)果出現(xiàn);二是每種結(jié)果出現(xiàn)的可能性相同。
第三,讓學(xué)生理解“估計(jì)紅白球比例”問題中的不確定事件不是等可能事件。在“估計(jì)紅白球比例”問題中,從袋中摸出一個(gè)球?yàn)榧t球?yàn)椴淮_定事件。按照等可能事件的兩個(gè)特征進(jìn)行比對(duì)會(huì)發(fā)現(xiàn):第一,在摸球試驗(yàn)中,所有可能的結(jié)果有2種,即紅球或白球。每次從袋中摸球或者是紅球或者是白球,結(jié)果只可能是二者之一。這一點(diǎn)與等可能事件的第一個(gè)特征相符。第二,從袋中摸出紅球和白球的可能性是否相同是不確定的。因?yàn)榇屑t白球的具體個(gè)數(shù)是不明確的,這就使得每次試驗(yàn)摸出紅球和白球的可能性存在不確定性。這一點(diǎn)與等可能事件的第二個(gè)特征不相符。因此,“估計(jì)紅白球比例”問題中的不確定事件不是等可能事件,無法計(jì)算其概率。
第四,在前述三個(gè)問題的鋪墊下來解決“估計(jì)紅白球比例”問題。在設(shè)計(jì)試驗(yàn)時(shí),可以讓學(xué)生參考七年級(jí)下冊(cè)第六章第二節(jié)開篇的試驗(yàn)。根據(jù)這個(gè)試驗(yàn)可以做如下設(shè)計(jì):
從袋中摸出一個(gè)球并記錄下球的顏色為1次試驗(yàn)。以10n次試驗(yàn)為一組,當(dāng)n=1,2,3,……時(shí)分別計(jì)算摸出紅球的頻率、摸出白球的頻率、紅白球的比例。在此基礎(chǔ)上,估計(jì)紅白球在下一次試驗(yàn)中出現(xiàn)的概率以及紅白球的比例。試驗(yàn)需要的記錄表格可以設(shè)計(jì)成如下樣式:
第一,通過上述內(nèi)容可以看出,學(xué)生對(duì)于基本概念的理解對(duì)于理解問題和解決問題是十分重要的。在解決“估計(jì)紅白球比例”問題時(shí),涉及對(duì)“不確定事件”“頻率”“概率”“等可能事件”等概念的理解。在此過程中,需著重理解各個(gè)概念間的聯(lián)系和區(qū)別。可見,在學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的過程中對(duì)于基本概念的理解是十分重要的。因此,在教學(xué)過程中,要著重強(qiáng)調(diào)對(duì)數(shù)學(xué)基本概念、基本原理、基本方法的理解。
第二,要重視通過設(shè)置問題對(duì)學(xué)生進(jìn)行啟發(fā)式教學(xué)。當(dāng)學(xué)生面對(duì)“估計(jì)紅白球比例”問題無從下手時(shí),教師就應(yīng)當(dāng)將這個(gè)問題分解成幾個(gè)具有難度梯度和遞進(jìn)關(guān)系的小問題,逐步地啟發(fā)學(xué)生從基本概念入手,一步一步地接近需要解決問題的核心。這樣可以緩解學(xué)生對(duì)于數(shù)學(xué)問題的畏難心理,培育學(xué)習(xí)興趣,進(jìn)而培養(yǎng)數(shù)學(xué)思維。在這個(gè)過程中,教師需要能夠準(zhǔn)確地預(yù)估學(xué)生在解決目標(biāo)問題時(shí)可能會(huì)遇到的“瓶頸”,以此為根據(jù)設(shè)置具有啟發(fā)性的問題,這樣才能發(fā)揮啟發(fā)式教學(xué)的效果。