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        核心素養(yǎng)理念下高中數學概率與統計部分教學研究

        2021-08-05 08:07:10李美華
        數理化解題研究 2021年21期
        關鍵詞:生產線概率理念

        李美華

        (江蘇省如皋市第一中學 226599)

        核心素養(yǎng)理念的提出為教育的進一步發(fā)展指明了方向,數學學科的核心素養(yǎng)則是學生發(fā)展核心素養(yǎng)的重要途徑.概率與統計部分教學內容貫穿整個高中數學課堂教學,并且對今后大學期間的數學學習影響深遠.受高考的影響,很多教師在數學教學中會將“概率與統計”部分知識注重數學運算來教學,忽視了對學生實踐精神和應用能力的培養(yǎng),與核心素養(yǎng)的理念出現了分歧.研究核心素養(yǎng)理念下高中數學概率與統計部分解題教學,對提高高中階段數學教學效果具有重要的意義.

        一、高中數學核心素養(yǎng)概述

        核心素養(yǎng)的培養(yǎng)是一個終身學習的過程,需要教師通過教育活動不斷對學生加以引導,慢慢滲透形成的,并不是在某一特定的教育階段形成的.新課程理念下提出的數學核心素養(yǎng)是對傳統數學教育的進一步發(fā)展,是教育發(fā)展到某一程度的必然要求.它要求學生通過數學學習能夠利用數學思維去思考世界,能夠用數學語言來表達世界,能夠用數學眼光去看待世界,數學核心素養(yǎng)是學生的數學學習達到一定積累和升華后的產物,是學生在數學學習中全面發(fā)展的重要體現.

        從內容來看,高中數學核心素養(yǎng)主要包括數學思維、數學關鍵能力和健全的數學品質三個部分,數學思維是學生在數學教學過程當中形成的,在這個過程當中教師要注意學生獲取知識、思維和方法的過程.其中數學關鍵能力包括學生的數學抽象能力、直觀想象能力、數學推理能力、數學運算能力和數學建模能力等,學生想要獲取這些能力和品質,形成良好的核心素養(yǎng),就需要在教學過程中不斷積累.

        二、核心素養(yǎng)理念下高中數學概率與統計部分教學策略

        受高考數學的影響,為了讓學生能夠更好的應付考試,部分數學教師會將數學教學變成數學解題,這與核心素養(yǎng)理念下培養(yǎng)學生的數學能力的理念不符.尤其是在概率與統計部分,作為培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)的關鍵環(huán)節(jié),教師必須要更新教學理念和教學方法,滿足學生發(fā)展的需要.

        1.借助課內外教學活動,引導學生體驗概率與統計知識的形成過程

        在新課程標準核心素養(yǎng)理念下,數學教學不僅要注重學生基礎知識和基本技能的掌握,還要求注重數學思想的滲透和生活經驗的參與,這樣能夠更好的培養(yǎng)學生的數學能力,發(fā)展學生的核心素養(yǎng).在概率與統計部分教學中,由于概率與統計部分知識的應用性較強,部分教學內容可以在課上完成,但是有些問題可以讓學生在課外通過實踐活動的形式去完成.例如:學生可以在課外調查學生的月消費情況;近視眼與睡眠的關系等.學生通過收集數據、分析數據、提取信息、建模推理等環(huán)節(jié),能夠更好的理解所學的知識,使其內化為自身的能力.

        2.借助信息技術手段,發(fā)展學生的數據分析能力

        我們已經進入了大數據時代,將信息技術融入數學教學成為了教育發(fā)展的必然趨勢.在概率與統計部分的教學中,我們可以借助相關的統計軟件輔助數據分析,開拓學生的思維,提高學生的數據分析能力.具體操作如下:首先通過創(chuàng)設真實的生活情境,激發(fā)學生的學習興趣,提高學生進行數據分析的意識.然后,通過多樣化的教學活動,讓學生去體驗數據分析的過程,培養(yǎng)學生的數據分析素養(yǎng).最后,利用信息技術手段輔助數據分析,提高學生的數據分析能力,發(fā)展學生的信息素養(yǎng).

        3.注重概率與統計部分的本質教學,提高學生運算核心素養(yǎng)

        數學知識的本質是學生解決數學問題的基礎,學生在解決概率與統計部分問題時出現障礙,主要原因就是對相關知識的本質概念、原理和法則理解不到位.因此,教師在具體的教學過程當中可以這樣設計:首先,借助情景引導學生進行數學本質教學,幫助學生理解算理,同時,關聯相近情景強化訓練,使學生的思維得到進一步強化.其次,總結運算法則和公式的應用條件,為學生做出良好的示范.

        4.借助生活問題情景,發(fā)展學生的邏輯推理能力和數學建模能力

        概率與統計部分的問題主要涉及到中獎幾率、公平性、身高與體重關系、吸煙與肺癌關系等問題,在教學過程中,教師就可以借此來設計問題情境,激發(fā)學生的思考和推理興趣,再通過多樣化的活動,讓學生在不斷的實驗嘗試過程中提高自身的歸納、類比和推理能力.其次,引導學生構建良好的知識網絡,讓學生在實際生活情景當中進行推理,提高學生利用所學知識去進行邏輯推理的能力.

        三、核心素養(yǎng)理念下高中數學概率與統計部分解題分析教學案例

        例為了檢驗某一生產線產品生產情況,檢驗員每天要從該生產線上隨機抽取16個零部件,并對其進行測量.根據生產常態(tài),我們可以認為該條生產線生產的零部件符合正態(tài)分布N(μ,σ2).

        (1)假設該生產線正常生產,X表示某一天抽取的16個零部件尺寸在(μ-3σ,μ+3σ)之外的數量,請寫出P(X≥1)及X的數學期望.

        (2)如果在一天內抽取的零件中,尺寸出現了在(μ-3σ,μ+3σ)之外的情況,就可以認定該生產線在這一天中的生產出現了異常情況,就需要對整個生產線進行檢查調整.

        ①請說明上述生產線監(jiān)控方法的合理性.

        ②下面是該檢驗員一天內抽取的16個零部件的尺寸:9.95;10.12;9.96;9.96;10.01;9.92;9.98;10.04;10.26;9.91;10.13;10.02;9.22;10.04;10.05;9.95;

        該題目以生活實踐中常見的生產線合格情況抽檢為背景,主要考查了學生對概率與統計部分知識的掌握情況.學生拿到這一問題,首先要從題目尋找與所學知識之間的聯系,然后回顧相關章節(jié)所學的知識,最后利用相關知識完成解題.通過這一問題的設計,引導學生將問題與課本知識聯系在一起,回歸知識本質,為數學運算能力的發(fā)展奠定基礎.

        在進行第一問的分析講解時,以引導學生獨立思考,解決實際問題,發(fā)展學生邏輯推理素養(yǎng)為目標.首先要引導學生學會提取題目中的關鍵信息進行分析,題目中“根據生產常態(tài),我們可以認為該條生產線生產的零部件符合正態(tài)分布N(μ,σ2)”就說明正常狀態(tài)下生產的每一個零件的尺寸都是隨機事件,通過多次的統計這些零部件的尺寸服從正態(tài)分布.那么該生產線生產的零部件的尺寸在(μ-3σ,μ+3σ)之外的幾率為1-0.9974=0.0026,那么在一天中抽取的16個零部件尺寸落在(μ-3σ,μ+3σ)之外的幾率都為0.0026.進而回歸到二項分布概念本質上,根據二項分布和對立事件概率的關系進行求解.

        在進行第二問的分析講解時,師生可以共同分析探討:題目中要求監(jiān)控該生產線方式的科學性,就是看該生產線生產的零部件尺寸在(μ-3σ,μ+3σ)之外的幾率是多少,經過求證我們可以得出概率為0.0408為一個小概率事件,那么這種檢測方法是合理的.

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