劉建昕
(海淀區(qū)中關村第三小學,北京 100089)
隨著信息技術的發(fā)展,人類已經進入了大數據時代。于此相呼應的是統計與概率領域在數學教育中得到了足夠的重視。與統計內容相比較,小學階段對于概率的研究案例較少。
統計與概率領域的核心是“數據分析觀念”,2011版課程標準指出:通過數據分析體驗隨機性,一方面對于同樣的事情每次收集到的數據可能不同,另一方面只要有足夠的數據就可能從中發(fā)現規(guī)律[1]??梢妼τ诓淮_定性事件的研究,是有助于發(fā)展數據分析觀念的。對于可能性的研究也是培養(yǎng)數據分析觀念必不可少的內容。同時,對于概率的研究,有利于發(fā)展小學生的推理能力,提升解決問題的能力?;谏鲜龇治?,筆者以北師大版六年級總復習“可能性”的內容為例,設計了“摸棋子”游戲課例研究,總結了關于小學概率教學的經驗和策略。
長期的教學實踐中,筆者發(fā)現,常規(guī)的教學概率問題的思路是:通過事件的結果進行分析,但對于同一結果背后的“情況”不同這一點卻常被忽略。
教學過程中,筆者出示摸棋子游戲規(guī)則:每人秘密的在手中藏1枚或2枚旗子;試著猜出所有人手中棋子的總數,猜對算贏。請學生獨立思考,將獲勝策略寫在紙上。學生思考后,開始游戲:3人一組,每組玩10次。將猜測結果、實際出現的情況記錄。
游戲過后,同學們發(fā)現只出現了3、4、5、6四種結果。
師:如果有在游戲中猜了7,那么你會對他說什么?
學生:猜7一定不正確。因為每人最多只能藏2枚棋子,每組只有3個人,2,所以最多是6枚棋子。
師:如果有在游戲中猜了2,那么你會對他說什么?
學生:猜2肯定不正確。因為每人最少要藏1枚棋子,不能不藏,三個人,最少要有3枚棋子。
師:那么也就是說,只能出現3、4、5、6四種結果。也就是說我們猜的時候只要從3、4、5、6里挑一個就好了?
生:我覺得是的,要正確只能看運氣了。
生:我們認為會出現4種結果,那么出現每種結果的可能性應當是25%,所以選誰都是一樣的。
生:我認為這4種結果的可能性是不同的。
學生獨立思考后,發(fā)現:3出現的可能性為12.5%;4和5出現的可能性為37.5%;6出現的可能性為12.5%。
通過再次思考學生發(fā)現4、5出現的可能性大,3、6出現的可能性小。
現實生活中的隨機現象很復雜,有的隨機事件各種結果出現的可能性是相等的,如:拋硬幣;也有一些隨機事件結果的可能性是不相等的,如:拋啤酒瓶蓋;本節(jié)課的設計針對第三種隨機事件,即:相同結果的對應情況不同。如:摸棋子游戲中的結果4,就有3種不同的情況:情況1,第一個人藏1枚,第二個人藏1枚,第三個人藏2枚;情況2,第一個人藏1枚,第二個人藏2枚,第三個人藏1枚;情況3,第一個人藏2枚,第二個人藏1枚,第三個人藏1枚。很多時候我們把注意力盯在結果上,并沒有注意到每種結果背后可能有不同的情況。因此也就有了學生們在本節(jié)課中的爭議:每種結果的可能性到底是不是相等的,是不是25%?有了爭議后,教師并沒有進行評判,而是請學生自己去尋求解決問題的方法。我們可以看到學生解決問題的方法是多樣的,他們完全有能力解決這個問題。
課程標準中關于隨機現象的學習有這樣的要求:通過試驗、游戲等活動,感受隨機現象結果發(fā)生的可能性是有大小的。能對一些簡單的隨機現象發(fā)生的可能性大小做出定性描述,并能進行交流。由此可以看出,在小學階段對于可能性的研究,課標中并不要求用數據來刻畫可能性的大小。而是注重活動體驗,在體驗中收集數據,對數據進行分析,在足夠多的數據情況下,發(fā)現一些規(guī)律。在“摸棋子”游戲這節(jié)課上,雖然學生用了25%、等數據來描述某種結果出現的可能性,但這是學生的自然生成,并不是教學刻意追求。相反,筆者設計了多個環(huán)節(jié),讓學生經歷完整的數據分析過程。
環(huán)節(jié)一:記錄自己每次猜的數和每次出現的正確結果。
環(huán)節(jié)二:匯報自己正確的次數。
環(huán)節(jié)三:觀察小組內三個人學習單上記錄的結果你有什么發(fā)現?
環(huán)節(jié)四:匯報每組3、4、5、6四種結果分別出現的次數,并用電腦直接匯總并生成條形圖。
課堂中教師讓學生經歷了:收集-整理-描述-分析數據的過程。游戲中產生的數據是含有大量信息的,正是通過前面的設計使學生的注意力集中在數據上,并通過對數據進行分析,得出結論:結果4、5出現的可能性比較大。進而使學生體會到數據的作用。
生活中有些事件的發(fā)生是確定的。一般用“一定發(fā)生”或“不可能發(fā)生”來描述。生活中有些事件的發(fā)生是不確定的,一般用“可能發(fā)生”來描述。但是在不確定現象中往往也有確定的因素。而不確定現象中的確定因素往往會被我們忽略。如果能夠抓住并利用好不確定現象中的確定因素,會給我們帶來意想不到的驚喜。
在學生發(fā)現結果4、5出現的可能性大之后。教師提出這樣的一個問題:到底猜4還是猜5呢?能否讓自己猜對的可能性更大些呢?
生:我認為可以根據自己手中棋子的情況而定。我們可以確定自己手里是1顆還是2顆棋子。如果自己手里是1顆棋子,那么6這個結果就肯定不會出現了??赡艹霈F的情況是:1-1-1;1-1-2;1-2-1;1-2-2,結果是3對應1種情況,結果是4對應2種情況,結果是5對應1種情況。也就是說,當自己手中是1顆棋子猜4的正確率最高。
生:當自己手中是2顆棋的時候,猜5的正確率最高。
師:同學的分析非常精彩,如果說一開始我們進行游戲,大家是在猜測結果的話。如果再玩你們認為你是……
生:推測結果
師:猜測和推測一字之差有什么不同嗎?
生:推測是有理有據的。猜測更是憑感覺。
師:是什么讓我從猜測到推測了呢?
生:是數學。
師:如果我們能夠抓住不確定中的確定因素,再加上合理的分析,就可以提升我們成功率。
在“摸棋子”游戲這節(jié)課上,學生們從隨意猜,到發(fā)現4、5出現的可能性大,再到依據自己的情況,提升猜對可能性的分析。學生們從主觀判斷—猜測,慢慢的過渡到了重分析、講依據的判斷—推測。在這一活動中,學生切實地感受到了數學的作用,發(fā)展了學生的推理能力。
概率教學的路徑多樣,筆者嘗試了其中的一種。概率教學活動的設計不僅能使學生感受到隨機現象,也能培養(yǎng)學生運用數學思維解決問題的能力,更是培養(yǎng)數據分析觀念、發(fā)展推理能力的好機會。