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專題四:新課程理念下統(tǒng)計與概率教學研討 第二講

 林中小鹿 2010-10-25
第二講

 

上一場我們給老師們拋出了這么個問題,“統(tǒng)計與概率”你覺得最重要的核心詞是什么,?實際上,,我們認為統(tǒng)計與概率中最核心有兩個詞:統(tǒng)計觀念(又叫做數(shù)據(jù)分析觀念)、隨機觀念,。那么為什么把這兩個詞作為核心詞呢,?首先我們從什么是統(tǒng)計,統(tǒng)計中最核心的目標來談起,。
一,、統(tǒng)計
(一)統(tǒng)計的內(nèi)涵
1.統(tǒng)計的定義
這里引用不列顛百科全書對統(tǒng)計學的一個定義:統(tǒng)計學是關于收集和分析數(shù)據(jù)的科學和藝術。
(1)數(shù)據(jù)
數(shù)據(jù)跟數(shù)的非常重要的區(qū)別是它有背景,,所以這也可以理解為什么把“統(tǒng)計與概率”從過去數(shù)的一個單元單獨拿出來,,成為一個獨立的學習領域。人們往往從一堆有實際背景的數(shù)中獲取信息,。
(2)收集和分析數(shù)據(jù)
收集數(shù)據(jù)和分析數(shù)據(jù)是非常重要的,。
(3)科學和藝術
統(tǒng)計既是一門科學,有自己的一些數(shù)學方法,;但是它又是一個藝術,,也就是說要根據(jù)實際的背景,選擇不同的方法,。
2.統(tǒng)計觀念(數(shù)據(jù)分析觀念)
這里想到了上一場張思明老師的描述:數(shù)據(jù)中是有信息的,、信息是可以提取的、信息是為人們服務的,。他的話實際上對我們理解什么是數(shù)據(jù)分析觀念,,提供了一個方面思考。
《標準》中提出,,統(tǒng)計觀念主要表現(xiàn)在以下的這么幾個方面:認識到統(tǒng)計對決策的作用,,能從統(tǒng)計的角度思考與數(shù)據(jù)有關的問題;通過收集數(shù)據(jù),、描述數(shù)據(jù),、分析數(shù)據(jù)的過程,作出合理的決策,;能對數(shù)據(jù)的來源,、收集和描述數(shù)據(jù)的方法、由數(shù)據(jù)得到的結論進行合理的質疑,。
從上面可以看到,,在小學階段對學生來說統(tǒng)計觀念(數(shù)據(jù)分析的觀念)是非常重要的,所以把它作為統(tǒng)計教學的一個核心詞,。具體來說,,統(tǒng)計觀念(數(shù)據(jù)分析)的觀念包括以下幾個方面:
(1)數(shù)據(jù)的意識。能想到用數(shù)據(jù)來處理問題,。實際上用數(shù)據(jù)來進行推斷是一種重要的思維方式,。
(2)體會數(shù)據(jù)中是蘊含著信息的。所以我們要經(jīng)歷收集數(shù)據(jù),、描述數(shù)據(jù),、分析數(shù)據(jù)的過程,即數(shù)據(jù)處理的過程,,把信息提取出來,。
(3)根據(jù)背景來選擇合適的方法。就是剛才所說的藝術,,它跟我們原來學到的有些數(shù)學不大一樣,,比如數(shù)的運算的結果就是對和錯,而數(shù)據(jù)往往沒有一個嚴格意義上對和錯,,不是說這堆數(shù)據(jù)中一定要用平均數(shù)刻畫就對了,。
3.回顧“平均數(shù)”一課
回顧上一場我們討論的那個案例,,在平均數(shù)的引入中學生出現(xiàn)了好多做法:
比較總數(shù)、一個一個比,、比最高的,、去掉一個增加一個、平均數(shù)等,,并提出了若干問題與大家進行交流,。那么,我們今天再對這個案例進行討論,。
關于這個案例,,我也請教了張思明老師和前面提到的史寧中校長,我覺得他們的回答也會給我們一些啟發(fā),。對于張思明老師的做法,,他比較開放,不但讓學生把這些方法想出來,,而且讓孩子把各種方法的結果都求出來,,并討論這些方法分別適用哪些實際問題,也就是針對具體情境了,。不是說平均數(shù)就一定是最好的,,比如說,他舉了這么個例子,,如果孩子認為我的方法是求最大數(shù),,那在什么地方有需要。他可能說我們的比賽規(guī)則是比成績最高的,,什么叫兩組好就是誰的成績最高的話,,那么他這個方法在這個時候就是有效的。
史寧中校長的做法更有意思,,他說開始不會讓學生馬上討論到底用什么數(shù)來刻劃,,而是討論“好”的標準(用什么來衡量那個組好),因為老師問的問題就是你覺得兩組的成績誰的更好一些,,就首先要討論對好的理解,。然后是根據(jù)對“好”的標準,來選擇不同的方法,,如果大家討論出來好就是一個組中誰的成績,,那么,第一個孩子的方法就是合理的,。如果“好”的標準是大家整體的水平好,,那平均數(shù)就會是一個好的方法。
這兩個老師給我們傳遞了一個共同的理念,就是剛才提到的在數(shù)據(jù)分析觀念中,,有一條是非常重要的,,就是沒有絕對意義上的對和錯,而是有一個相對意義上的誰更合理一些,,包括平均數(shù),,它可能在刻劃某一類問題中,是比較合理的,,但是,在刻劃另外一種問題的時候不一定是合理的,。所以還是回到我們前面提到的問題:這個時間值不值,?如果您覺得我這節(jié)課就是在講計算平均數(shù),我想教師的直接講授就是一個好的方法,。如果您覺得我這節(jié)課在講對平均數(shù)的理解,,那么就要有實際背景,但也不需要花那節(jié)課那么長的時間,。但是,,如果您覺得平均數(shù)的教學是放在整個統(tǒng)計教學中,是培養(yǎng)學生們一種數(shù)據(jù)分析的觀念,,或者說有了一組數(shù)據(jù)以后,,應該根據(jù)不同的問題去刻劃它,那么這個討論就是非常有價值的,。顯然我們認為首先是在學習統(tǒng)計,,是在實現(xiàn)刻畫數(shù)據(jù)的目標。
老師可能又說了,,那么,,平均數(shù)的價值又是什么呢?其實,,在上面的教學案例中,,一個一個比的方法并不公平。仔細思考,,人數(shù)現(xiàn)在差一個還不是很明顯,,假如差的很多的話,舉一個極端的例子,,拿一個班和一個組比較,,一個班那個最高的選擇的余地的就比我一個組的要大,等于是把你們班的最好的,,跟我一個小組的最好的相比,,當然也不公平。而平均數(shù)是把所有的信息都利用了,所以我們看到的平均數(shù)的第一個好處就是它能夠利用數(shù)據(jù)的所有的信息,。
平均數(shù)另外一個好處是計算起來比較簡單,,有的老師可能覺得挺麻煩的,但是,,針對于信息技術來說,,算起來很容易。
另外,,從數(shù)學角度來說,,任何一個數(shù)都可以代替一組數(shù)據(jù),但是這個數(shù)不一定代替的好,。好不好,,其中一個標準就是希望所有的數(shù)據(jù)跟這個數(shù)相差的平方的和不要太大,而平均數(shù)是使所有的數(shù)據(jù)跟它的方差最小的,。當然老師們可能對方差的概念不熟悉,,我們不用去理會它。在數(shù)學上,,從方差這個意義上來衡量平均數(shù)是好的,,但是你如果不拿方差作為衡量,可能中位數(shù)就會是最好的,。所以從這個意義上來說,,學習平均數(shù)是非常重要的一件事情,因此張思明老師說,,你看計算器上為什么都有平均數(shù)啊,,就是因為它確實還是比較普遍使用的一個統(tǒng)計量。
(二)《標準》和實驗教材中對于統(tǒng)計部分的要求
在《標準》中把統(tǒng)計學習,,定位在重要的是讓學生經(jīng)歷統(tǒng)計的過程,。統(tǒng)計的過程就是:提出問題,有了問題以后要收集數(shù)據(jù),,有了數(shù)據(jù)以后要去整理,、描述數(shù)據(jù),描述完了要去分析數(shù)據(jù),,最后做出決策這樣的一個過程?,F(xiàn)在的實驗教材在這一點上做的都是非常好的,總是使學生通過一個實際問題,,來經(jīng)歷這樣一個過程,。看了幾套實驗教材,,都是從一年級就開始滲透統(tǒng)計的思想,、統(tǒng)計的過程,,也說明了大家都非常重視統(tǒng)計的教學。
1.在提出問題這一環(huán)節(jié),,在小學階段,,大部分的教材或者都采取由老師或者由教材來提出問題,比如說“咱們班要舉行聯(lián)歡會了,,買什么水果”,。學生通過討論發(fā)現(xiàn),我要統(tǒng)計,,那么統(tǒng)計什么呢,?一般教材就會引導學生統(tǒng)計,你們班同學最喜歡吃的水果是什么,。隨著年齡的增加,,到了高年級,老師們可以讓學生自己去思考,,要解決什么樣的問題,、要收集什么樣的數(shù)據(jù),。
2.在收集數(shù)據(jù)中,,幾套教材都是從這么幾個角度來做的。一個就是調查,,一個就是做實驗,,一個就是查找資料。那么查找資料既包括自己去查找資料,,也包括去詢問他人,。《標準》也提出,,對這幾個方法在小學階段都要有所體驗,。
3.整理并描述數(shù)據(jù)主要是兩部分。
一部分是分類,,對于分類一般教材都是在一年級就開始引入,。很多老師就提出這樣的問題:分類好像是整理書包、整理房間,,跟統(tǒng)計有什么關系,?實際上分類是我們整理數(shù)據(jù)的開始。當我們面對一大堆很雜亂無章的數(shù)據(jù)的時候,,很自然的想法就是分分堆,,如喜歡這個的放一堆、喜歡那個的放一堆,,實際上就是分類,。
另外一部分就是統(tǒng)計圖表的學習。這個部分在教材處理中有所不同,但是有它的共性,。比如說對于統(tǒng)計表的學習,,有的教材出現(xiàn)了單式的統(tǒng)計表,有的出現(xiàn)二聯(lián)(實際上就是復式統(tǒng)計表),。但是,,都是強調鼓勵學生能從統(tǒng)計表中獲取信息。
對于統(tǒng)計圖的學習,,《標準》分兩段:1-3年級就是第一學段,,主要是象形統(tǒng)計圖、一格代表一個單位的條形統(tǒng)計圖,。各個教材在這里設計了很多統(tǒng)計活動鼓勵學生學習,。到了第二學段,就要學習折線統(tǒng)計圖和扇形統(tǒng)計圖,,進行統(tǒng)計圖的比較,,另外,還要學習復式折線統(tǒng)計圖和復式條形統(tǒng)計圖,。對于扇形統(tǒng)計圖,,《標準》只要求學生會閱讀,不要求學生自己去獨立制作,。
4.對于分析數(shù)據(jù),,實際在教學中有兩部分。一部分是統(tǒng)計量的學習,。小學階段只要求學習刻畫平均水平的統(tǒng)計量,,就是平均數(shù)、中位數(shù)和眾數(shù),。一般教材的處理就是按照《標準》,,在第一學段三年級引入了平均數(shù),到了第二學段就是五年級左右引入了中位數(shù)和眾數(shù),,并且要求學生能夠解釋這組數(shù)據(jù)的平均數(shù)的意義是什么,、中位數(shù)是什么意思、眾數(shù)是什么意思,。
還有一部分就是分析統(tǒng)計圖所帶來的信息,。《標準》和教材中并沒有明確的說,,從哪幾個角度來分析,。一般來說,對于象形和條形統(tǒng)計圖一般教材都比較關注數(shù)據(jù)的比較,、最多最少,。學了倍數(shù)以后就比較倍數(shù),,高年級就比較誰是誰的百分之幾、誰是誰的幾分之幾,,討論合計,,然后,還會討論一些通過這些數(shù)據(jù)你能獲得什么,。到了中年級,,學了一格代表多個單位的時候,還要鼓勵學生去觀察縱軸上一格代表的到底是幾個單位,。對于折線統(tǒng)計圖,,一般對變化趨勢進行分析:什么時候增加、什么時候減少,,什么時候增加的快,、什么時候減少的慢,通過這個變化可以進行預測,。對于扇形統(tǒng)計圖,,主要是通過部分占總體的百分比來分析,另外也鼓勵學生通過閱讀統(tǒng)計圖來解決一些問題,。
對于《標準》以及實驗教材的脈絡,,雖然我們分析出各個學段的不同,但是老師們還會感覺到挺不容易分清楚的,。對這個問題,,我們是這么思考的,。
(1)確實需要實驗教材的編寫者也好,、我們的教師也好,再進一步去研究這個問題,。因為對這部分研究的是不多的,,到底在不同年級,統(tǒng)計學習的側重點有什么不同,。我們共同來努力,,所以,提出一個校內(nèi)研究的課題,,如果您對這個感興趣的話,,你們學校可以來研究,。比如說對于讀圖,,我們從低年級讀圖到中高年級的讀圖,會是什么樣的一個發(fā)展,。下面我們還會討論這個問題,。
(2)我們可能還要思考,,確實統(tǒng)計跟計算教學不大一樣,因為統(tǒng)計教學的最主要的目的是培養(yǎng)學生的一種觀念,。培養(yǎng)學生的統(tǒng)計觀念,,就需要大量的活動,老師們能體會到一種觀念的建立靠講是不行的,,你要有數(shù)據(jù)意識,,你就得真的經(jīng)歷這個數(shù)據(jù)統(tǒng)計的過程。那么,,活動,,有的時候就很難分清楚一年級必須活動什么、二年級必須活動什么,、三年級必須活動什么,。所以老師們就覺得重復,一年級統(tǒng)計了水果,,二年級統(tǒng)計課外活動,,三年級統(tǒng)計的是全班的飲水量,好像沒有什么區(qū)別,。所以,,提出這么一個想法,就是老師們總希望在這一節(jié)課中,,除了一些很基本的問題,,對一些問題根據(jù)學生的情況進行適當?shù)募由罾斫猓矣X得這是可以的,。但是,,我們一定要思考,對一個問題加深理解,,除了知識的增加以外,,可能更重要的是一種思想、一種觀念的加深,。就是我們不一定非要追求學生會了一個代表一個單位的統(tǒng)計圖,,就馬上引入一格代表多個單位的條形統(tǒng)計圖。而是,,從數(shù)據(jù)觀念的角度鼓勵學生思考更進一步的問題,。比如,我們可以鼓勵學生進一步思考,,這些數(shù)據(jù)還能幫助我們解決什么問題,。除了解決剛才討論的身高問題,是不是還可以解決其他的問題,?即從思想,,以及數(shù)學與生活的聯(lián)系上去加深學生的理解,。所以,加深,,絕對不僅僅是學更多的知識,,可以從統(tǒng)計與實際問題的聯(lián)系、統(tǒng)計的價值,、統(tǒng)計的思想,、統(tǒng)計的意識去加深。
(三)對統(tǒng)計教學的建議
1.一定要把數(shù)據(jù)意識或者說是統(tǒng)計意識的培養(yǎng),,作為我們小學教學中最重要的一個目標
關鍵要培養(yǎng)學生能想到用數(shù)據(jù)來處理問題,。要發(fā)展學生的統(tǒng)計意識最主要的方式就是讓學生體會到統(tǒng)計是有用的,數(shù)據(jù)是有信息的,,也就是說統(tǒng)計能夠幫助人們來做出決策,,能夠幫助人們來了解一些情況。怎么來發(fā)展學生的統(tǒng)計意識,,我們提一些建議:
(1)設計問題使學生體會到我們需要來收集數(shù)據(jù),,也就是數(shù)據(jù)是有作用的。比如前面我們看到的安華老師的教學,,我覺得這點處理的挺好的,。安華老師的一年級的教學,不是馬上就進行統(tǒng)計圖的教學,,而是提出這樣的問題,,只能播放一部動畫片,我們怎么辦,?學生就想到了,,不能光靠我自己的喜好,所以我們需要來收集一些數(shù)據(jù),。這就是對學生統(tǒng)計意識的培養(yǎng),。這樣的例子老師們都有很多很多,,就是鼓勵學生意識到需要來收集數(shù)據(jù),。
(2)分析數(shù)據(jù)能幫助我們做什么??梢栽跀?shù)據(jù)都已經(jīng)分析完了以后,,有一個反思的過程,就是這些數(shù)據(jù)除了能幫助我們解決剛才提到的問題以外,,還能夠幫助我們解決什么問題,?下面提供了一個案例。
【案例1】老師組織大家調查班級同學的身高情況,,把數(shù)據(jù)調查出來以后,,進行了分析,。最后老師問同學:看到這些身高的數(shù)據(jù),它們能幫助我們解決什么問題,。
生1:我可以了解到我們班同學的身高情況,。我可以知道我自己的身高在班內(nèi)處于什么情況。
生2:我們班有8歲的有9歲的,,我今年8歲,,看到9歲同學的身高我可以先預測一下我到9歲時的身高大概多高。
生3:學??梢愿鶕?jù)我們班的身高情況確定我們課桌椅的高度,。
我覺得這個案例是挺新穎的,就是數(shù)據(jù)收集完了以后有一個討論,,我們除了分析誰高誰矮以外,,這些數(shù)據(jù)能幫我們干點什么事?所以有的學生想到,,從自己角度能幫助自己預測身高,,還有的同學想到我們的桌椅一年級就低一些,到了高年級就高一些,,是不是會跟身高的數(shù)據(jù)有關系,。
(3)老師們可以指導學生積累一些統(tǒng)計應用的例子。無論是教材中的例子也好,,還是在生活中遇到的例子也好,,學生積累起來,他能看到原來統(tǒng)計能幫人們干這么多事,。無論是買什么水果也好,、看什么動畫片也好、還是設計桌椅也好,,都可以用統(tǒng)計,。
(4)我們必須要認識到統(tǒng)計意識的培養(yǎng),絕對不能僅僅靠課堂教學,。因為它跟實際生活聯(lián)系太緊密了,,課堂教學中往往很難完全的展示一個統(tǒng)計的過程,所以老師可以適當?shù)拈_展一些實踐活動,,將課內(nèi)外結合起來,。
2.在教學中一定要有意識的收集學生感興趣的問題
就像有的老師在前頭所提到的,看起來統(tǒng)計處處有用,,但是我們的教學素材很貧乏,,所以學生們不感興趣。針對這個問題,,我們也想提一些建議,。
(1)就是要關注媒體,。因為媒體中這么多人,幫助你來收集數(shù)據(jù),,比如,,記者會從方方面面來收集一些大家感興趣的問題,我們從中可以找一些適合于我們學生的,。
(2)現(xiàn)在商場各個地方都會設計一些摸獎的一些游戲,,我們可以把它做一些適當?shù)母膭樱M入到我們的小學教學,。當然教師要引導學生對此有正確認識,。
(3)我覺得還有一點是非常重要的,就是適當?shù)淖鲆恍┱{研,。有時候我們成人認為學生感興趣的,,不一定是學生真正感興趣的,而且,,這些學生感興趣的,,不一定是那些學生感興趣的。海淀的五一小學曾經(jīng)做了一次調研,,他們調查了各個年級的,,下面是一年級的:
案例:設計了8個統(tǒng)計實際活動的例子:
1)統(tǒng)計爸爸一周開車次數(shù);
2)統(tǒng)計保安敬禮次數(shù),;
3)統(tǒng)計每天寫作業(yè)時,;
4)統(tǒng)計作業(yè)本小印章數(shù)量;
5)統(tǒng)計家里一周扔幾個塑料袋,;
6)統(tǒng)計放學后戶外活動時間,;
7)統(tǒng)計一年級同學掉牙情況;
8)統(tǒng)計最愛收看的電視節(jié)目,。
調查了一年級的五個班和二年級的四個班一共360個學生,。請找出自己最感興趣的活動。
結果最感興趣的是收看的電視節(jié)目,,360人中260人選了,,相當大的數(shù)量了。第二個是統(tǒng)計小印章的數(shù)量,。第三個是統(tǒng)計爸爸一周開車次數(shù),。這個調查就給我們教學帶來了一些思考和啟發(fā)。比如說最愛收看的電視節(jié)目,,那我們就可以在這上面去做一些文章,可以統(tǒng)計到底最愛收看什么樣的電視節(jié)目,,然后還可以適當?shù)膯枂枌W生,,你為什么喜歡收看這樣的電視節(jié)目,。當然,老師有時候還可以再做一些引導,,鼓勵學生多收看一些豐富多彩的電視節(jié)目,。當然,這個調查是針對五一小學的,,換一個學校也許并不一樣,。總之,,了解學生總是為我們進行教學提供了一個非常好的依據(jù),。這是對統(tǒng)計教學的第二個建議,就是要真正的了解學生,,選擇學生感興趣的素材,。
3.鼓勵學生討論如何收集數(shù)據(jù)
老師們要意識到數(shù)據(jù)有兩部分,一部分是現(xiàn)成的數(shù)據(jù),,一部分是需要自己調查的數(shù)據(jù),。在小學階段兩個內(nèi)容應該讓孩子都有所體驗。有些東西需要我們自己來調查數(shù)據(jù),,那么常用的收集數(shù)據(jù)方法有哪些呢,?包括調查,包括做一個實驗,,包括去閱讀資料,,還可以去問問他人等等。學生應該對收集數(shù)據(jù)的方法都有比較豐富的體驗,,并且根據(jù)問題的需要來選擇合適的方式來獲取數(shù)據(jù),。
各種各樣的研究都表明,在計劃到底如何來收集數(shù)據(jù)上花時間是非常值得的,。什么叫在計劃如何在收集數(shù)據(jù)上花時間,?在低年級可以討論,假設我們要調查最喜歡的節(jié)目,,怎么來收集數(shù)據(jù),。那么到了一定年齡,可以再討論,,我要回答這個問題,,需要收集哪些數(shù)據(jù)?并不是已經(jīng)告訴你需要收集這個數(shù)據(jù),。
所以,,對收集數(shù)據(jù)的討論,既包括要收集什么樣的數(shù)據(jù),也包括采用什么樣的方法收集,。讓我們回顧前面已經(jīng)提到的安華老師統(tǒng)計圖教學的這個案例,。安華老師的課最大的不同,就是學生舉手出錯了以后,,不是說把數(shù)據(jù)改改就完了,,而是讓學生討論怎么辦。這個問題是關鍵,,實際上就是組織學生來討論如何來更好的收集數(shù)據(jù),。就是剛才說的在收集數(shù)據(jù)的方法上進行討論。
所以,,這個過程雖然長,,但是非常值得的。為什么它值得呢,?就是在信息技術發(fā)達的今天,,對我們的學習提出了很多的思考,就是技術能做的,,也許就沒有原來那么重要了,。比如說去畫統(tǒng)計圖,求很復雜的平均數(shù),。當然,,不是說它現(xiàn)在就不重要了,但是,,確實沒有必要再花很長的時間,,讓學生去畫很復雜的數(shù)據(jù)的統(tǒng)計圖,或者是計算復雜數(shù)據(jù)的平均數(shù)了,。那什么是技術不能做的呢,?就是這組數(shù)據(jù)是怎么來的,怎么來合理的收集數(shù)據(jù),,以及數(shù)據(jù)來了以后,,我們怎么去分析數(shù)據(jù)。這些是技術不能做的,。還是那句話,,我們不僅要培養(yǎng)技術能做的事情,更重要的是培養(yǎng)學生做技術不能做的事情,,或者至少兩者應該差不多,。所以,我覺得再回答前面提到的問題,,統(tǒng)計圖的學習除了制圖,、識圖以外,,還有一個非常重要的,就是把它放在統(tǒng)計教學這個角度上來說,,我們應該在收集數(shù)據(jù)的過程中下功夫,,我們應該在統(tǒng)計圖有了以后怎么分析數(shù)據(jù),、做出決策中下功夫,。當然對于低年級,并不一定非要討論哪個最好,、哪個不好,,但是,讓他有個意識是非常重要的,。里我再舉一個大家比較熟悉的案例,,是美國的數(shù)學教師雜志向全美中小學數(shù)學教師推薦的一節(jié)數(shù)學課。
【案例2】題目很有意思,,為什么有的人跑得快,,有人跑得慢?有的孩子很有意思,,說誰個子高誰就跑得快,。有的孩子就產(chǎn)生懷疑,說不行,,我們倆個子一般高,,他比我快。那怎么辦,?有的孩子說,,可能是跟步頻有關。有的學生就說了,,需要分是短跑還是長跑,。那么,是不是跟步距,、步頻有關系,。怎么來說明這個問題呢?學生就要收集數(shù)據(jù),,所以這個過程進入到收集數(shù)據(jù),。
老師沒有就組織學生收集數(shù)據(jù),而是引起討論,,怎么來收集數(shù)據(jù)呢,?要收集什么樣的數(shù)據(jù)呢?假設說我們研究短跑,,他們就很自然的想到了奧運會的實況,,選擇了1984年的洛杉磯奧運會的100米實況,。那現(xiàn)在又有一個問題,如何收集步距和步頻呢,?步距是一步的距離,,那怎么測量?如何記錄步頻,?最后學生討論,,步數(shù)我通過放慢動作是能夠數(shù)出來的,有了步數(shù),、時間,,距離都是100米,那么平均的步長就出來了,,頻率也就出來了,。下面,當然他們?nèi)ナ占?,最后發(fā)現(xiàn),,跑的最快那個人,既不是步頻最高的那個人,,就是步長最大的人,,而是步長和步頻都比較高的這個人。
4.鼓勵學生用多種手段整理和描述數(shù)據(jù)
整理和分析數(shù)據(jù)主要是兩個方式,。一個是分類,,一個是統(tǒng)計圖表。
前面已經(jīng)說過,,分類是整理數(shù)據(jù)的開始,。當我們調查了一大堆數(shù)據(jù)以后,看起來很雜亂,,很自然的想法是把它分分類,。當然怎么分類,是根據(jù)你的標準了,。老師們一定要重視分類的教學,,除了教材上提供了很多、很好的素材以外,,我覺得還可以討論一些開放性的問題,。比如說將我們班的同學分成兩類,當然不要說分好同學,、壞同學,,比如說分男同學、女同學,;戴眼鏡不戴眼鏡,;個子高個子矮的,,給個標準高于多少就算個子高了,低于的就算矮的,。還有很多分類的方式,,比如說離家距離100米之內(nèi)的,離家距離100米之外的,。這樣既是對分類的一種學習,,而且能幫助學生樹立一個意識,將來在調查我們班同學的時候,,到底怎么來分組,,根據(jù)目標有的時候需要男女來分開,,有的時候需要根據(jù)身高來分開,。
對于統(tǒng)計圖表的學習,老師們都已經(jīng)有了很多經(jīng)驗,,就簡單說一說,。一個就是不要急于的引入常規(guī)的統(tǒng)計圖表,而是鼓勵學生用自己的方式來描述數(shù)據(jù),。早期經(jīng)驗的多樣化,,有助于兒童建立樂意創(chuàng)造常規(guī)圖表的興趣,也是一個基礎,。我覺得這一點是非常重要的,。第二,就是讓學生體會到引入統(tǒng)計圖表的必要性,。比如說要引入條形統(tǒng)計圖了,,很自然原來是一個一個實物往上貼,當然不能每次都一個一個貼,,這個時候學生想到用一個符號來表示,,可能自然用小方塊來表示,就出現(xiàn)了條形統(tǒng)計圖,。還有一個就是折線統(tǒng)計圖,,就是條形統(tǒng)計圖已經(jīng)能夠刻劃這個大致情況了,但是描述變化情況的時候還不夠明顯,,我們需要折線統(tǒng)計圖等等,。第三,就是在描述數(shù)據(jù)的過程中,,使學生不斷體會各種統(tǒng)計圖的特點,,然后,能根據(jù)實際問題選擇合適的統(tǒng)計圖來描述數(shù)據(jù),。第四,,教學中能從媒體中找到一些數(shù)據(jù),,讓學生去讀懂媒體中的統(tǒng)計圖。
5.鼓勵學生分析數(shù)據(jù),,從中獲取信息
我們從兩個部分來討論,,一個是統(tǒng)計量,一個就是關于從統(tǒng)計圖表中來分析數(shù)據(jù),。
   (1)統(tǒng)計量
在小學階段要求的是平均數(shù),、中位數(shù)和眾數(shù)三個刻劃平均水平的量。平均數(shù),、中位數(shù)和眾數(shù)它們?nèi)吒髯缘奶攸c到底是什么,?其實在前面也已經(jīng)說過平均數(shù)的一個非常好的優(yōu)點,就是它能夠利用所有數(shù)據(jù)的特征,,另外就是比較好算,,在數(shù)學中所有數(shù)跟平均數(shù)的方差是最小的,在數(shù)學中它確實是一個非常常用的統(tǒng)計量,。但是平均數(shù)有一個不太好的地方,,正是因為它利用了所有數(shù)據(jù)的信息,容易受極端數(shù)據(jù)的影響,,那么這個時候,,人們就想到了中位數(shù)和眾數(shù)。它們這兩個統(tǒng)計量的特點都是能夠避免極端數(shù)據(jù),,但是中位數(shù)也有它的缺點,,就是它沒有完全的利用數(shù)據(jù)所反映出來的信息。眾數(shù)也是,,眾數(shù)反映的是大多數(shù)人喜歡的東西,。如果大多數(shù)人選的這個東西,跟別的比有大的差異,,那么眾數(shù)才有意義,。如果一堆數(shù)據(jù)中,眾數(shù)的頻數(shù)跟別的就有很少的差異的話,,那么,,這個大多數(shù)就沒有什么太大的意義了。所以從這個意義上,,各個統(tǒng)計量有它各自的特征,,我們需要根據(jù)實際問題來選擇合適的統(tǒng)計量。
老師們可能還需要清楚,,除了需要刻劃平均水平,,還需要來刻劃數(shù)據(jù)的波動情況。同樣都是5,,有的可能是1,、3 ,、5、 7,、 9,,有的可能是4、4.5,、5,、5.5、6的平均數(shù),。那么同樣平均數(shù)是5,,它們的波動情況是不一樣的。這個時候我們怎么來刻劃,?除了要刻劃數(shù)據(jù)的平均水平,,還要刻劃數(shù)據(jù)的波動情況,很自然的想法就是最大值減最小值的極差,,數(shù)學中還有方差,,還有標準差,還有其他的,,我想老師們回去感興趣的話,可以去看看方差,、標準差的含義是什么,。
關于平均數(shù)、中位數(shù)和眾數(shù)的教學,,給老師們提三個教學建議,。
第一,在引入統(tǒng)計量的過程中,,要拉長一定的時間,。就像前面王杰老師那個案例似的,如果你僅僅把定位放在求平均數(shù)上了,,講可能是非常有效的方法,,但是如果你把目標定位在對數(shù)據(jù)的刻劃上,那么這個過程就非常重要了,。在這個過程中學生體會到平均數(shù)并不是唯一合理的答案,,需要根據(jù)不同的背景來選擇合適的統(tǒng)計量。
    第二,,就是體會不同統(tǒng)計量的特點,,會解釋結果的實際意義。因為在小學階段讓學生自己去選擇統(tǒng)計量是比較難的,。但是,,要求學生能夠解釋一下在這個問題上平均數(shù)是什么意思,,中位數(shù)是什么意思,眾數(shù)是什么意思,。
第三,,淡化一些繁雜的計算。在第二學段鼓勵學生用計算器來處理復雜的數(shù)據(jù),。
第四,,使學生體會統(tǒng)計量的實際價值。以平均數(shù)為例,,現(xiàn)在老師們都還比較重視引入平均數(shù)的過程,,但是怎么讓學生去體會平均數(shù)的價值,我覺得在這個問題中,,還有可以創(chuàng)造的空間,。
我們還是以王杰的那個教學片斷為例,我們看一看,,當學生討論出來了平均數(shù)以后,,會求了以后,他們是怎么來體會平均數(shù)的價值的,。
【案例3】體會平均數(shù)的意義
1.利用節(jié)約用水信息深入理解平均數(shù)的意義,。
師:我這也有條信息,我們一起看看,。
(1)出示:節(jié)約用水圖,。
師:為么要節(jié)約用水?(根據(jù)學生回答評價學生的節(jié)能意識)那我們來看看我們國家的淡水情況,。
(2)出示:我國淡水資源總量為28000億立方米,,僅次于巴西、俄羅斯和加拿大,,居世界第四位,。
師:找一名同學讀一讀??吹竭@條信息你有什么感覺,?
(學生:水并不少,世界100多個國家,,我們排第四名,。)
(3)我們再來看看下面這條信息。出示:我國人均水資源只有2300立方米,,在世界上名列第121位,,是全球人均水資源最貧乏的國家之一。
師:請大家靜靜的讀一讀這條信息,你發(fā)現(xiàn)了什么,?
(這里想讓學生通過名次下降或貧乏再次提起對平均數(shù)的理解,。“貧乏”這個詞是什么意思?有那么多水,,怎么用貧乏來形容我們國家了呢,?)
總結:言之有理,看來同學們對平均數(shù)的理解越來越深刻了,,光比總量是不行的,,還要看我們的人均水資源。好,,那對于我們國家來說,,就更應該去節(jié)約用水了。
2.出示:兒童乘車免票線“長個”了的標題,。
師:你知道什么叫兒童乘車免票線嗎,?沒錯,就是這條線,,我們來看看,。
經(jīng)過市發(fā)改委與相關部門研究決定,將北京市六歲以下兒童1.1米乘車免票線提高到了1.2米,。
師:為什么要提高,?
(學生:孩子們都長高了。)
師:我們怎么去確定這個標準的呢,?
 (學生:我們可以調查一下,。)
師:調查誰?(這要明確調查六歲兒童的身高,,都調查還是抽樣調查,調查完了怎么辦,?)
總結:我們同學真了不起,,既能準確理解平均數(shù)的意義,又能想到可操作的辦法,。那我們一起看看實際是怎樣做的,。
出示:據(jù)統(tǒng)計,目前我市6歲男童身高的平均值為119.3厘米,,女童身高平均值為118.7厘米,。
師:和你們想的一樣,市發(fā)改委就是參照了我市6歲兒童的平均身高,,才確定了免票線的高度,。
總結:看來,這平均數(shù)的作用真是不小,連確定免票線的高度都可以參照它,。
3. 師: 那你們能利用平均數(shù)解決問題嗎,?幫我判斷一件事情。
出示據(jù)統(tǒng)計,,周一至周五晚高峰時,,平均每小時需要通過中關村一號橋的車輛為1756輛,需要通過西苑橋的車輛965輛,。
通過這條信息你可以知道什么,?王老師回家要走四環(huán)路,這兩條路都可以上四環(huán),,你們覺得我走哪好,?那我走那一定快嗎,?為什么,?
總結:同學們理解的非常到位,,平均數(shù)是可以用來作參考,,但是它反映的只是一般情況,,并不能反映出某種特殊情況,。
看了這個片斷以后,,我不知道老師們有什么想法,?我覺得對我挺有啟發(fā)的,,首先還是三個例子,,但是跟一般的教學不大一樣,那是不是王杰老師你談一談,,你的這個設計時的一些想法,。
  王杰:那么對于平均數(shù)價值這個教學,我們也是經(jīng)歷了一個過程,。原來,,我們在進行平均數(shù)意義的教學時,一般就是讓學生來談一談平均數(shù)的價值,,或者,,經(jīng)常給學生一些閱讀材料讓學生談體會,而學生沒有經(jīng)歷,,也就是簡單說一說平均數(shù)并不是實際存在的數(shù),,他只是反映平均水平的數(shù),學生并不能真正體會到統(tǒng)計量的價值,。所以,,我在教學中是分不同層次給出了三個不同的信息,讓學生在親身經(jīng)歷中理解平均數(shù)的意義,,體會統(tǒng)計量的價值,。比如:
第一個信息:對于節(jié)約用水,我首先問我國為什么要節(jié)約用水,引發(fā)學生思考,,然后出示我國的淡水資源情況,,讓學生體會我國的淡水總量很多,世界排第四位,,最后出示我國的人均水資源情況,。在這個過程中,學生體會到了在水資源這個問題上,,我們光看總量不能說明問題,,還要看人均水資源,從而體會了平均數(shù)的意義和價值,。
第二個信息:兒童乘車免票線問題,。這個環(huán)節(jié)不但能夠讓學生再次體會平均數(shù)的價值,而且通過選擇確定免票線高度的方法,,還可以使學生體會收集數(shù)據(jù)及其方法的重要性,。
第三個信息:車流量問題,學生根據(jù)平均數(shù)車流量,,幫助老師選擇路線并且進行分析,,使學生可以體會到,平均數(shù)是可以用來做參考的,,但它反映的只是一般情況,,并不能反映出某種特殊情況,從而體會平均數(shù)的意義,,體會數(shù)據(jù)的不確定性,。
(2)從統(tǒng)計圖表中獲取信息
分析數(shù)據(jù)的第二個問題,就是能夠從統(tǒng)計圖表中來獲取信息,,這個也是大家普遍困惑的,。有的老師提得很直白,就是說教材老是從一個統(tǒng)計圖中你能獲取哪些信息,?你能提出哪些問題,?老師就把握不好了,到底學生提到什么程度就算對了,。下面我們提一些建議。
第一,,要看一些統(tǒng)計圖中一眼能看見到的信息,,或者是“表面信息”。包括:單個數(shù)據(jù),,數(shù)據(jù)的比較(多少,、倍數(shù)、百分比等),數(shù)據(jù)的整體變化(最大,、最小,、平均情況、變化情況,、偏差,、極端數(shù)據(jù))。我覺得特別可以鼓勵學生看一看極端數(shù)值,,去思考這個極端的數(shù)據(jù)它說明的是什么,?因為極端數(shù)據(jù)往往可能會反映一種很有意思的現(xiàn)象?;蛘哂袝r候會提醒我們這個極端數(shù)據(jù)的出現(xiàn)是不是在收集數(shù)據(jù)中,,有什么問題導致極端數(shù)據(jù)的出現(xiàn)。
第二,,對統(tǒng)計圖的解釋,。就像張思明老師說的數(shù)據(jù)是含著信息的,你光看見了還要去想它,、去解釋它,、體會它的作用,這時候才能稱之為一種信息,,所以我們要對統(tǒng)計圖進行解釋,,要思考這個統(tǒng)計圖的作用。包括統(tǒng)計圖的名字和圖標,,統(tǒng)計數(shù)據(jù)能否回答開始提出的問題,,能否解決其他問題,能否進行預測,,思考為什么數(shù)據(jù)會呈現(xiàn)這種情況,。
第三,選擇,。就是能夠根據(jù)不同的問題,,來選擇不同的統(tǒng)計圖。
第四,,更進一步的層次,,就是有一個評價的意識。不僅要去閱讀圖,,還要對統(tǒng)計圖中的指標,、收集數(shù)據(jù)的方法、統(tǒng)計圖使用的是否合理,、得出的結論是否有道理等進行一些評價,。
當然,,在小學階段主要是前兩個方面,那么后兩個方面,,可以根據(jù)自己學生的情況,,有意識的加以培養(yǎng)。
為了說明以上的第四點,,就是評價的意識,。我們可以來看一個案例,這個案例也是老師們比較熟悉的案例,,有的地方把它叫做“公說公有理,,婆說婆有理”。
【案例4】 某工廠有5個股東,,100個工人,。工人的工資總額與工廠的股東總利潤見下:
     年度     工人工資總額     股東總利潤
    1990       10萬元          5萬元
    1991       12.5萬元        7.5萬元
    1992       15萬元         10萬元
該工廠老板根據(jù)表中數(shù)據(jù),作出了右圖,,
并聲稱股東和工人“有福共享,、有難同當”,
你如何看待他的說法,?
 
觀察上圖,,會發(fā)現(xiàn)工人工資總額91年比90年多了2.5,92年比91年也多了2.5,,所以畫出來按橫坐標是年份,,縱坐標是總額的話它是一條直線。那么股東的總利潤也是每年增加2.5,,也是一條直線,。那么這兩條直線顯然傾斜程度是一樣的,是兩條平行線,,于是,,這個老板就說了,你看我們是有福共享,,有難同當,,咱們增加都是一樣的。其實,,如果又評價意識的話,,學生就會意識到如果僅僅從工資總額的變化來說,可能還不能很好的刻劃,,還需要從各個角度,,比如說,都是增加2.5,,但起點不一樣,;再比如說,還有很自然的想法就是人均情況的比較,。所以你要把這兩個畫出來,,你就會發(fā)現(xiàn)差距太大了。
 
左邊這個圖就是看增長的百分比,,顯然股東利潤比工人工資增長的百分比要高,。那么,右邊的畫出人均的情況差別就更大了,,不僅僅增長的情況差別很大,,而且絕對數(shù)上也差別很大。
所以我們再去體會它這個題目就公說公有理,,婆說婆有理,,就是要鼓勵學生要從不同的角度來刻劃同樣一種數(shù)據(jù)。對別人刻劃這個數(shù)據(jù)的方式合理不合理,,要有一種質疑的意識,。當然,對于小學階段,,倒不一定讓學生能夠那么清晰地看出來,,但是他要有一種意識我覺得是非常重要的。
二,、概率
(一)什么是概率
概率是研究隨機現(xiàn)象的一門學科,。隨機現(xiàn)象跟我們其他的現(xiàn)象,或者跟確定性現(xiàn)象有什么不同呢,?
第一,,就是它的不確定性,也就是在相同的條件下做一件事,,可能是這個結果,,也可能是那個結果。舉例說,,擲一枚硬幣,,事先誰也無法預料,到底是正面朝上還是反面朝上,。
第二,,就是要能夠重復做實驗,或者說近似地認為它可以重復做實驗,,不是說所有的不確定性都是用概率來解決的,。那么重復做實驗以后,人們發(fā)現(xiàn)每一次雖然無法確定,,但是重復做實驗中,,它會呈現(xiàn)一種穩(wěn)定性,。
那么,我們就回顧在上一節(jié)討論中,,提到的學生中提到的幾個問題,,現(xiàn)在我們來看,有一些東西我們是容易解決的,,比如說有的學生提到的:我們猜想的是10個硬幣中應該出現(xiàn)5正5反,,結果卻出現(xiàn)了9正1反這樣的極端情況,這是為什么,?現(xiàn)在就很好理解了,,因為它是不確定的,既可以出現(xiàn)9正1反,,甚至也可能會出現(xiàn)0正10反,,當然這種可能性就比較小,這正是不確定性的一種體會,。所以老師在教學中就可以往這方面引導:同樣的做10次,,為什么我們的結果會不一樣。
那么這么不確定,,怎么理解正面朝上的概率是1/2呢,。我們可以通過技術來模擬的一個過程,來體會頻率穩(wěn)定在概率的意思,。首先請老師們先把頻率和概率這兩個概念分清楚,。頻率,是正面朝上的次數(shù)/實驗總次數(shù),,它是不確定的,,因為你每次做的情況不一樣,當然正面朝上的次數(shù)可能不一樣,,再除以總次數(shù),,可能是不一樣的,頻率是可以變化的,。概率是一個確定的值,,有老師喜歡說概率也是不確定的,這是一種混淆,,我想慢慢學習弄清楚就可以了,。
什么叫大量重復實驗頻率穩(wěn)定在概率,并不是說我做了一萬次以后,,統(tǒng)計那時候的正面朝上的次數(shù)就正好是五千次,,并不是這樣。而是說有這么一個趨勢,,所以老師們在做概率實驗中,,有一個小的誤區(qū),,就是現(xiàn)在也累加,但是就只看最后的結果,。我也很費勁的做了三百次實驗,,算完了以后把最后三百次中的正面朝上和反面朝上拿出來,結果一個160多,,一個130多,好像不是1/2,,覺得差得還挺多,。它不是一定就是1/2,而是說這個趨勢,,老師們看這個圖,,開始的時候波動可能是比較大的,到后來也有波動大的情況但是非常少了,,它逐步就穩(wěn)定在這樣的一種情況,,即正面朝上的頻率穩(wěn)定在1/2。而且并不是實驗次數(shù)越多就一定是越接近,。有一次聽一節(jié)課,,一個小學生說的非常有道理,他也是遇到出現(xiàn)的頻率和概率有所差別的情況,,他說要多做實驗,,如果要多做實驗頻率數(shù)跟我們原來猜想的概率相差得比較大的情況就會非常少。就是這句話,,當大量重復實驗時頻率和概率相差比較大的可能性,,它的極限是等于零的。這個孩子說的這句話,,就是大數(shù)定律,。以后老師們感興趣的可以再學習學習。所以,,對老師們最直接的一個建議就是:你如果要體現(xiàn)這個過程的話,,要把它的趨勢體現(xiàn)出來,就不能只是合計最后的次數(shù),,而是逐步累計,,20、40……,,看頻率的趨勢,。這個過程很復雜了,課堂上沒有那么多的時間畫,,那可能我們就需要用信息技術來幫助我們?nèi)ソ鉀Q這個問題了,。
還可以借助下面的圖體現(xiàn)頻率穩(wěn)定在概率,。首先做了10次實驗,4個小組,,算出頻率為0.5,,0.3,0.6,,0.8,,差距挺大的,畫出來以后好像波動挺大的,,不是0.5(下面的左圖),。然后,又有一個小組合作以后,,又做了100次實驗,,也是做了四個組,最后發(fā)現(xiàn)確實也有絕對數(shù)上的偏差,,但是頻率一個是0.55,,一個0.51,一個0.48,,一個0.52,這個時候離0.5,,好像波動就沒有那么大了,就開始有穩(wěn)定性了,。
 
通過這樣一個例子的剖析,,來幫助我們理解概率。有的老師就會說了,,那你說換一個角度來說,,那么10次中正好出現(xiàn)5次的概率到底大還是不大。我不知道老師們猜想得怎么樣,,反正我調查過老師們的結果,,正好5次正面朝上的概率是0.5猜的老師非常非常多,他把這個1/2和那個1/2混在一起了,。但是有的老師感覺很好,,他說不是那么容易的,可能沒有0.5那么大,。其實,,我們?nèi)绻嬲ビ嬎愕脑挘敲?0次中正好出現(xiàn)5次的概率是25%左右,。
令為擲10次硬幣正面出現(xiàn)的次數(shù),,那么“擲100次恰出現(xiàn)50次正面”的概率為 。
結果并不是我們想象中的那么大,那么,,怎么來理解1/2,,還有什么意義呢?就是它跟別的相比它是最大的,。你要把這個圖畫出來,,就是中間那個5次(正面朝上的次數(shù)是5)是最大的,6次也不少,,到0次就很好想象就非常小了,。所以,它不是正好5次,,但是你可以這么說,,10次中在5次附近的概率確實是挺大的,就是仍然超過50%了,。這樣一來,就能理解這個1/2還是有意義的,。換句話說,,有時候偏6了,有的時候偏4了,,但是平均下來是5,。
再強調一下,現(xiàn)在概率教學的過程中,,老師們對不確定性的認識是有了,,經(jīng)常鼓勵學生發(fā)現(xiàn)結果是不確定的。但穩(wěn)定性的體驗,,我覺得有時候反而忽略了,。在小學階段,如果要讓學生們體會,,最主要的是不要馬上定位穩(wěn)定在到底哪個數(shù),,而是讓學生體會到它首先會穩(wěn)定,至于穩(wěn)定到多少,,以后再去學習,。
(二)對概率教學的建議
1. 不斷體會隨機現(xiàn)象的特點
如果要講概率的話,這是最大的一個建議,??渴裁捶绞絹韼椭鷮W生體會隨機現(xiàn)象的特點呢,是不是一定要靠做實驗呢,。還是那句老話,,就是教無定法但是教有定規(guī)。很難說就一定要做實驗,或者一定不做實驗,。但是,,你要想做實驗是為什么,不做實驗是為什么,,絕對不是因為要得到一個分數(shù),,而是因為要讓學生體會隨機現(xiàn)象。所以,,無論你是讓學生自己舉例也好,,還是做實驗讓學生體會也好,還是憑著學生的經(jīng)驗理性去推理也好,,都要去體會隨機現(xiàn)象的特點,。
隨機現(xiàn)象的特點說白了還是兩個事,一個就是不確定性,,一個就是大量重復實驗的時候它的穩(wěn)定性,。老師們可以設計一些活動幫助學生去體會。舉一個例子,,擲兩個色子,,討論的是兩個色子朝上的點數(shù)之和,實際上這是很復雜的一個事情,,如果我們算出來有36種情況,,和是7的可能性是最大的。但是這個問題,,在小學會不會難,。實際上,它不是真讓你去計算,,而是設計了一個游戲,,給你一個橫線,孩子雖然不知道哪一種可能性會大,,但是他知道和最小得到2,,最大能得到12,在橫線下面從2標到12,。給學生15張方的片,,你認為誰出現(xiàn)的可能性會多一些你就往這個數(shù)多壘幾個片。比如這兩個孩子不一樣,,這個孩子就認為中間出現(xiàn)的可能性會大一點,,他中間片多一點。這個小女孩就壘得比較平均,,可能覺得差不多,。游戲規(guī)則就是,,你真的去擲,擲完以后加起來,,如果得到7了,,你就把7上面那個片拿走,如果得到了2,,你就把2上那個片拿走,,誰把所有的片最早拿走,誰就獲勝,。實際上,,學生誰對幾個結果發(fā)生的可能性預測得準確,誰獲勝的概率就大,。當然,,這也有不確定性,但是多做實驗,,有的學生會逐漸地感覺到,,中間出現(xiàn)的可能性確實會大一些,兩邊的可能性會小一些這樣一個過程,。
無論怎么做,,要對不確定性和穩(wěn)定性進行體會,是我們概率教學的一個非常重要的方面,。
2.對于是否做概率實驗的討論
該不該做概率實驗,做概率實驗的價值是什么,?必須明確的一點,,對這個問題,還有很大的爭論,,并不是說我們這一次培訓就能把所有的問題都解決了,,我只是想給大家一些各個方面的理由,讓大家自己來做一個判斷,。
(1)不做,,或者是少做概率實驗的原因
第一,相信學生不用做他完全能夠知道,。第二,,有時做了反而就混亂了。當然還有的數(shù)學家認為,,概率本質上是數(shù)學的東西,,是定義出來的東西,他把這個做實驗歸到統(tǒng)計的范疇,。
(2)做實驗的價值
我們是比較傾向于做概率實驗的,。價值主要有這么幾個理由。
第一,就是實驗是現(xiàn)實生活中獲得對概率或者估計概率的一個很一般的方法,。就像剛才舉的意外死亡率,,現(xiàn)實生活中有大量這樣的問題,需要靠統(tǒng)計頻率來估計概率,。那么,,由于學生對現(xiàn)實世界中比較復雜的實際問題難以體會,所有孩子現(xiàn)在做一些摸色子的可以操作的實驗,??傆幸惶焖M入到現(xiàn)實生活中去,他要知道實驗是可以幫助我們估計概率的,,那他就會想到這樣一種手段,。如果你不做實驗或者少做實驗,他永遠用理論分析的方法去解決,,一旦遇到這個問題的時候,,他發(fā)現(xiàn)沒有公式,就比較麻煩,。
第二,,很多老師也都提到了,就是不那么顯然的算的結果,,尤其是與經(jīng)驗不符的結果,,學生是不能信服的。
第三,,實驗能幫助澄清學生對隨機現(xiàn)象的錯誤認識,。有的孩子會出現(xiàn)很多錯誤的認識,我覺得這是非常正常的,,我們可以靠實驗來幫助他澄清,。比如說華應龍老師的一個教學片段(二年級對于“確定、可能”的認識),,在三個紅球,、三個黃球、三個白球的這樣一個盒子中,,當然球都是均勻的,,隨便摸出一個球。事先,,華老師鼓勵學生先猜會摸到什么球,,然后再摸。 做完了以后,,鼓勵學生去反思,,就是你每一次都猜得對嗎,?一個學生提到:“我想應該靠一種規(guī)律,黃的以后就應該是白的了,。”確實學生認識起來有一定的困難,,雖然描述一定可能,對孩子并不是很困難,,但是孩子有誤解,。當然澄清這些誤解,最好的方法就是親自實驗,,那你就再摸一次嗎,。我想可能這一次實驗孩子也許并不能完全的解除他的疑問,但是不斷地做,,他可能對這種誤解會漸漸的減少,,我想這也是做概率實驗的一個理由。
所以,,現(xiàn)在很多優(yōu)秀老師都采取一種,,你先別忙著做實驗,先猜一猜結果,,然后我再去做實驗,,然后我再分析這個實驗結果,這樣一來不斷地幫助學生去澄清一些錯誤,。這是做概率實驗的一些理由,。還是那個想法,你無論是做也好,,還是不做也好,,都要注意對學生的隨機觀念的培養(yǎng)。
3.對做概率實驗的教學的建議
(1)在做實驗之前先猜測,,然后再實驗驗證,幫助學生逐步地建立正確的概率直覺,。同時,,你先讓孩子猜一猜,然后,,把結果寫到黑板上或讓他記在心里,,這樣的話他在做實驗的時候,他特別的有興趣,。
(2)就是在做實驗時,,我們一定要保證隨機性,不要偷看,,同時還要保證球要搖勻,,然后保證數(shù)據(jù)的真實,。有的老師會提前提醒學生,有的老師也較靈活,,學生做實驗的時候出現(xiàn)問題及時提醒孩子,,這樣,孩子可能印象更深一點,。
(3)就是在實驗中,,對數(shù)據(jù)的記錄。有的老師確實是注意對原始數(shù)據(jù)的積累,,但是,,最后出的時候,就光讓孩子算總數(shù),,原始的數(shù)據(jù)記錄不跟孩子展現(xiàn),,這樣的話,就是學生一些錯誤的概率直覺不能及時的得到糾正.
(4)緊接著,,記錄原始數(shù)據(jù)之后跟孩子一起討論,,就像華老師那節(jié)課及時的討論,再做再討論,,然后看看實驗當中到底出現(xiàn)什么樣的問題,。
(5)老師自己做概率實驗是非常重要的。我們概率的備課要不要分分組,,就是每一個年級組,,可以做一點這樣的實驗,真的去扔一扔,。
(6)概率實驗有時候你估計的那個值,,你在做實驗的時候,讓它頻率相對往概率那個地方靠得近的話,,就是做的實驗的次數(shù)要比較多,,但是課堂就40分鐘很難保證,這樣的話可以借鑒信息技術的作用,,有的時候可以借助計算器來計算,。
(7)能夠設計一些學生感興趣的實驗。比如,,低年級我倒覺得可以直接讓他做實驗,,因為對他來說很新鮮,體會了一個從來跟別的不一樣的東西,,還可以摸摸球,,擲硬幣,我覺得這倒是可以讓他直接去做實驗,。到中年級的時候,,就可以適當設計一些有任務驅動的,。比如看過很多中獎游戲,誰都想中大獎,,那么,,我們今天就來中大獎,這個中獎是一個盒子里裝的摸到黃球你就中獎,,中獎以后可能就能干嗎,,但是呢誰來,誰有資格來摸呢,,靠什么來呢,?因為全班不能每人去摸,我們可能是靠一個抓鬮來決定,,這個時候孩子就特別有興趣,,特別想抓鬮就做這個活動,所以他就有這個任務驅動,,摸到了我就可以去中大獎了,。這也是設計很精巧的。還有的老師就設計之前,,你先預測一些結果,,就像張紅老師講的,猜能夠激發(fā)他的興趣,。還有的老師反過來進入統(tǒng)計的思想,,就是我估計以下盒子里到底哪種顏色會多,那么很自然的,,通過摸球來估計,,摸上來以后發(fā)現(xiàn)確實不一樣的時候,再把盒子打開,,再去講這個顏色比它多,,然后摸出一種可能性它比它要大。到了高年級就可以挑戰(zhàn)一些,,我把它叫做挑戰(zhàn)智力,。比如說我們可以挑戰(zhàn),擲硬幣正面朝上這個可能性是二分之一,,這個我們認同了,換一個問題,,那么兩次中一定是有一次正面朝上嗎,?我覺得學生會有一些分歧,或者說這個可能性很大嗎,?那我們做這個實驗相當于就是不是二分之一去進行驗證,。而反過來通過這個去體會它的不確定性和它的規(guī)律性,,你做實驗不是為了得到二分之一,二分之一不是靠做實驗得到的,,而且說你做實驗是為了體會隨機現(xiàn)象的特點,。還有的老師提的建議挺好的,他做了很多次實驗,,發(fā)現(xiàn)確實這個頻率,,不是穩(wěn)定在二分之一,他就由此懷疑硬幣不均勻,,我也有這個懷疑,,那我們就來看一看吧,也許這個硬幣確實是不均勻,,那么我們看到底是正面重還是反面重,。假設正面朝上的可能性大,,,還是反面朝上的可能性大,,那你要得到這個結果,只要靠實驗來得到,,我們做很多很多的實驗,,那這個時候他就很有挑戰(zhàn)性。
 當然這只是我的一些建議,,總而言之,,還希望老師們自己去設計一些學生感興趣的實驗。另外,,我覺得有老師提到我少做實驗,,我覺得也未嘗不可,但是,,如果我們少做實驗來講概率,,包括來講定量的二分之一,還是以二分之一舉例吧,,也希望老師們能在體會隨機性上給學生提出一些問題,,讓他來體會一下??梢苑催^來鼓勵學生來說一下,、談一談你是怎么理解二分之一的?這個時候會發(fā)現(xiàn),,確實有一些學生是誤解二分之一的,。這個時候老師們可以給他提出問題,二分之一,,我擲兩次就一定有一次是正面朝上,,對不對,?有的孩子可能會有感覺是不對的,有的孩子就有一點含糊了,,這個時候,,我覺得老師可以指導的做一些小實驗,就是老師演示一下,,或者找?guī)讉€孩子來擲一下,,一看確實并不是這樣。來體會它的不確定性,。
那么以上我們就對概率教學,,跟大家進行了一些討論,我想這里頭還有幾點我想再強調一下,,就是隨機觀念到底是什么,?我想是不是兩方面,一個認識到的它是隨機的,,隨機性是有可能犯錯誤的,,注意,我這個錯誤不是說概率上的錯誤,,而是說你用它進行推斷的話,,是有可能是錯的。另外還是它有一定規(guī)律性的,。那么這就是研究隨機現(xiàn)象的價值,。所以就回答這樣一個問題,老師說了,,那確實,,你說了半天二分之一也好,90%也好反正是不確定的,,學習概率到底有什么用,?我覺得一定認識到這樣一個問題,這個誰也無法知道,,確切地知道下一次的情況,,這不是概率的錯,這是生活中就存在的這種現(xiàn)象,。人們通過概率是有了一個刻劃了,,他也沒有辦法告訴你下一次到底會是什么樣子,否則這樣的話,,我們就都去中大獎了,。所以它是為決策提供一些依據(jù),比如說90% 很有可能或者不是很有可能,90%有可能它不下雨,,但是你帶傘,看來還是一個比較明智的決策,。同樣的兩個產(chǎn)品,,在兩個商店的價格什么都差不多,外形也都差不多,,那一個次品率高一點,,一個次品率低一點。那也可能,,你到那個次品率高的地方反而買到好的東西了,,到次品率低的地方反而買到壞的東西了,但是在沒買之前人們肯定還會到那個次品率低的地方去,,這是一個決策,。
我國著名概率學家陳希孺先生曾經(jīng)說過這樣一句話:習慣于從統(tǒng)計規(guī)律看問題的人,在思想上不拘執(zhí)一端,,他既認識到一種事物從總的方面看有一定的規(guī)律,,也承認例外。我覺得他這句話說得非常的深刻,,把這個隨機觀念既有規(guī)律性,,也有不確定性說出來了。那么,,人們能夠認識不確定性,,而又合理利用這個規(guī)律性就是隨機觀念,我想,,也是在小學階段要學習概率的一個重要的一個原因,。還是那個建議,不急于說我們一定要得到二分之一,,更重要的是體會到不確定也有穩(wěn)定,。
最后,以著名統(tǒng)計學家C. R. Rao的名言作為結束語:
在抽象的意義下,,
一切科學都是數(shù)學,;
在理性的世界里,
所有的判斷都是統(tǒng)計學,。

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