摘 要:幾何概型是新課程改革以后在我們的高中數(shù)學(xué)教材中出現(xiàn)的新內(nèi)容. 實(shí)際教學(xué)中,學(xué)生在處理幾何概型問題時(shí),時(shí)常發(fā)生無從下筆的現(xiàn)象. 筆者認(rèn)為學(xué)生之所以這樣,關(guān)鍵還是對(duì)概念的理解不夠深入,對(duì)幾何概型的本質(zhì)以及處理方法把握不夠準(zhǔn)確,以致沒有形成正確的數(shù)學(xué)思想方法,這就對(duì)我們教師在教學(xué)幾何概型時(shí)提出了更高的要求.
關(guān)鍵詞:幾何概型;概念;例題;巧妙;深入;細(xì)致
新課程改革以后,我們的高中數(shù)學(xué)教材中出現(xiàn)了幾何概型,這不但能體現(xiàn)新教材對(duì)知識(shí)模塊的完整性的考慮,還在比較中提高了學(xué)生對(duì)古典概型的理解. 幾何概型是對(duì)古典概型內(nèi)容的進(jìn)一步拓展,是等可能事件的概念從有限向無限的延伸,等可能的情況不僅在有限個(gè)事件時(shí)可以說明,也能拓展到無限個(gè)事件的情形,教材之所以這樣安排,一是體現(xiàn)了古典概型和幾何概型的區(qū)別,在類比中鞏固這兩種概型;二是為解決實(shí)際問題提供了一種新的概率模型,在教材中起到了承上啟下的作用. 但幾何概型的教學(xué)對(duì)教師更具挑戰(zhàn)性,它是將抽象的實(shí)際問題轉(zhuǎn)化成形象的幾何圖形,用數(shù)形結(jié)合的思想解決的概率問題.實(shí)際教學(xué)中,學(xué)生往往掌握得并不是太好,在處理幾何概型問題時(shí),他們有時(shí)會(huì)無從下筆,尤其是面對(duì)一些較難的轉(zhuǎn)化問題. 筆者認(rèn)為學(xué)生之所以這樣,關(guān)鍵還是對(duì)概念的理解不夠深入,對(duì)幾何概型的本質(zhì)以及處理方法把握不夠準(zhǔn)確,以致沒有形成正確的思想方法,這就對(duì)我們教師在教學(xué)幾何概型時(shí)提出了更高的要求,如何才能幫助學(xué)生達(dá)到學(xué)習(xí)效果,提高我們的教學(xué)質(zhì)量?為此筆者對(duì)幾何概型的教學(xué)作了以下幾點(diǎn)思考和建議.
對(duì)概念的引入要巧妙,能讓學(xué)生在思考和好奇中主動(dòng)探討新知識(shí)
布魯納的問題教學(xué)法認(rèn)為,“學(xué)習(xí)者在一定的問題情境中,經(jīng)歷對(duì)學(xué)習(xí)材料的親身體驗(yàn)和發(fā)展過程,才是學(xué)習(xí)者最有價(jià)值的東西.” 基于幾何概型較抽象、難理解的特點(diǎn),為了更好地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,活躍學(xué)生的思維,我們可以在學(xué)生原有對(duì)古典概型的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,有意識(shí)地讓學(xué)生陷入新的困境,引起認(rèn)知沖突,喚起學(xué)生對(duì)新知識(shí)學(xué)習(xí)的欲望.?搖?搖
例如,對(duì)課本中的問題情境,我們可以這樣設(shè)計(jì).
情境:取一根長(zhǎng)度為30 m的繩子,拉直后在任意位置剪斷,那么剪得兩段的長(zhǎng)度都不小于10 cm的概率有多大?(教師可以讓學(xué)生親手做實(shí)驗(yàn),主動(dòng)探索)
教師:試驗(yàn)的基本事件是什么?
有的學(xué)生思考,有的學(xué)生議論.
師生共同探討得出結(jié)論:取一個(gè)斷點(diǎn)就是一個(gè)基本事件,斷點(diǎn)可以在繩子上的任意一點(diǎn)取.
教師:基本事件的發(fā)生是等可能的嗎?
學(xué)生:是等可能的.
教師:事件A包含的基本事件是什么?
師生共同探討得出結(jié)論:在中間10 cm線段上取斷點(diǎn).
教師:同學(xué)們用古典概型試一試呢?
學(xué)生嘗試之后,一片嘩然.
師生共同探討得出結(jié)論:不行,因?yàn)槿绻霉诺涓判停渲械膍,n都有無限個(gè).
這樣有意識(shí)地讓學(xué)生陷入困境的設(shè)計(jì),不僅能夠啟發(fā)學(xué)生積極主動(dòng)的思考和探究,而且也為我們引入新的幾何概型提供了鋪墊,為下一步概念的教學(xué)打下了良好的基礎(chǔ).
對(duì)概念的教學(xué)要深入,能讓學(xué)生主動(dòng)質(zhì)疑答辯,加深理解
數(shù)學(xué)概念教學(xué)雖然是中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中最為常見的一個(gè)環(huán)節(jié),但卻是關(guān)鍵的一步.?dāng)?shù)學(xué)概念教學(xué)效果如何,直接關(guān)系到學(xué)生對(duì)于相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)的認(rèn)知程度,進(jìn)而影響到學(xué)生整體知識(shí)結(jié)構(gòu)的創(chuàng)建,影響到學(xué)生思維能力的發(fā)展和提高.如果學(xué)生沒有建構(gòu)一系列清晰、準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)概念,不能正確理解數(shù)學(xué)概念的含義,就失去了進(jìn)一步學(xué)習(xí)的基礎(chǔ).
?搖?搖前面提到學(xué)生對(duì)有的幾何概型的問題不會(huì)處理,往往找不準(zhǔn)D和d,筆者認(rèn)為關(guān)鍵還是對(duì)幾何概型的概念理解不夠深入,沒有把握好幾何概型的本質(zhì)及處理方法.為了更好地幫助學(xué)生理解概念,為下一步處理幾何概型的問題打下好的基礎(chǔ),筆者建議可以設(shè)計(jì)如下問題,抓住關(guān)鍵點(diǎn),提高對(duì)概念教學(xué)的效果.
幾何概型的概念和公式是:對(duì)于一個(gè)隨機(jī)試驗(yàn),我們將每個(gè)基本事件理解為從某個(gè)特定的幾何區(qū)域內(nèi)隨機(jī)地取一點(diǎn),該區(qū)域中的每一個(gè)點(diǎn)被取到的機(jī)會(huì)都一樣,而一個(gè)隨機(jī)事件的發(fā)生則理解為恰好取到上述區(qū)域內(nèi)的某個(gè)指定區(qū)域中的點(diǎn).這里的區(qū)域可以是線段、平面圖形、立體圖形等.用這種方法處理隨機(jī)試驗(yàn),稱為幾何概型.
一般地,在幾何區(qū)域D中隨機(jī)地取一點(diǎn),記“該點(diǎn)落在其內(nèi)部一個(gè)區(qū)域d內(nèi)”為事件A,則事件A發(fā)生的概率:
?。校ǎ粒剑?br/> 教師:概念中的“取點(diǎn)”是指什么?
師生共同探討得出結(jié)論:“每個(gè)基本事件”理解為從某個(gè)特定的幾何區(qū)域內(nèi)隨機(jī)地“取一點(diǎn)”,而一個(gè)隨機(jī)事件的發(fā)生則理解為恰好取到上述區(qū)域內(nèi)的某個(gè)指定區(qū)域中的點(diǎn).
教師:什么叫該區(qū)域中的每一個(gè)點(diǎn)被取到的機(jī)會(huì)都一樣?
學(xué)生:就是指基本事件的發(fā)生是等可能的.
教師:公式中的D是指什么?
師生共同探討得出結(jié)論:就是指隨機(jī)試驗(yàn)包含的每個(gè)“基本事件”對(duì)應(yīng)的“取點(diǎn)”的區(qū)域.
教師:公式中的d是指什么?
師生共同探討得出結(jié)論:就是指事件A所包含的每個(gè)“基本事件”對(duì)應(yīng)的“取點(diǎn)”的區(qū)域.
教師:D的測(cè)度指什么?
師生共同探討得出結(jié)論:當(dāng)D分別是線段、平面圖形、立體圖形時(shí),相應(yīng)的“測(cè)度”分別是長(zhǎng)度、面積和體積.
教師:d的測(cè)度指什么?
學(xué)生:指相應(yīng)的區(qū)域的長(zhǎng)度、面積和體積.
師問:D和d具有怎樣的關(guān)系?
師生共同探討得出結(jié)論:具有包含關(guān)系,其中D包含d.
教師:那么處理幾何概型,首先要考慮的是什么?
師生共同探討得出結(jié)論:把“基本事件”轉(zhuǎn)化理解成“取點(diǎn)”的問題.
教師:幾何概型的本質(zhì)是什么?
師生共同探討得出結(jié)論:本質(zhì)是“取點(diǎn)”.
教師:那么處理幾何概型的關(guān)鍵又是什么?
學(xué)生活動(dòng):關(guān)鍵是找到“取點(diǎn)”的區(qū)域“D”和“d”.
對(duì)例題的處理要細(xì)致,能讓學(xué)生在探究中理清解題步驟,提高學(xué)習(xí)效果
例題教學(xué)是數(shù)學(xué)教學(xué)的重要組成部分和環(huán)節(jié). 通過例題教學(xué),可以讓學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用所學(xué)數(shù)學(xué)知識(shí)去解答數(shù)學(xué)問題,從而達(dá)到鞏固所學(xué)知識(shí)的目的. 講好例題,就是教學(xué)上通過師生、生生積極的互動(dòng)和一些數(shù)學(xué)活動(dòng),把例題分析清楚、透徹,讓學(xué)生明白為何這樣解,解答該如何表述等等. 幾何概型將抽象的實(shí)際問題與形象的圖形完美結(jié)合,因此處理幾何概型問題就是如何轉(zhuǎn)化成圖形的問題,而在教材的例題、練習(xí)中沒有預(yù)備知識(shí)的基礎(chǔ),導(dǎo)致學(xué)生在解題、理解時(shí)出現(xiàn)了知識(shí)的一個(gè)空白區(qū).如果我們教師也在此草草了事,隨意處理,必然會(huì)導(dǎo)致學(xué)生解題時(shí)出現(xiàn)問題,直接影響到學(xué)生數(shù)學(xué)解題能力和數(shù)學(xué)思維能力的培養(yǎng). 對(duì)幾何概型中如何將實(shí)際問題刻劃畫圖形問題,前面提到幾何概型的本質(zhì)是“取點(diǎn)”,筆者認(rèn)為關(guān)鍵還是找到基本事件對(duì)應(yīng)的“取點(diǎn)”區(qū)域,即“D”和“d”,由此自然可以聯(lián)系到圖形問題上去.
例如,有一杯1 L的水,其中含有1個(gè)大腸桿菌,用一個(gè)小杯從這杯水中取出0.1 L,求小杯水中含有這個(gè)細(xì)菌的概率.
我們可以設(shè)計(jì)如下層層遞進(jìn)的“問題串”來幫助解決.
教師:這個(gè)問題可以用幾何概型來處理嗎?
學(xué)生發(fā)現(xiàn)其符合幾何概型的特點(diǎn),得出結(jié)論,可以用幾何概型來處理.
教師:既然可以,那么基本事件對(duì)應(yīng)的取點(diǎn)是什么?
師生共同探討得出結(jié)論:取大腸桿菌所處的位置點(diǎn).
教師:那么D是什么?D的測(cè)度是什么?
學(xué)生:因?yàn)槲恢命c(diǎn)可以在1 L水中任何位置取,所以D指1 L水,測(cè)度是水體積1 L.
教師:事件A所包含的基本事件是什么?
師生共同探討得出結(jié)論:在0.1 L水中取大腸桿菌所處的位置點(diǎn).
教師:那么d是什么?d的測(cè)度又是什么?
學(xué)生:位置點(diǎn)可以在0.1 L水中任何位置取,所以d指0.1 L水,測(cè)度是體積0.1 L.
以下是學(xué)生活動(dòng):記“小杯水中含有這個(gè)細(xì)菌”為事件A,P(A)===,
最小杯水中含有這個(gè)細(xì)菌的概率為.
遇到一些可以轉(zhuǎn)化成幾何概型的問題,我們需注意,關(guān)鍵是找到基本事件所對(duì)應(yīng)的“取點(diǎn)”,再找到“取點(diǎn)”的區(qū)域,即“D”和“d”.
盡管幾何概型的教學(xué)對(duì)我們教師的要求較高,但要提高教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)解題能力和數(shù)學(xué)思維能力,需要我們不斷地完善、優(yōu)化課堂教學(xué),正所謂“教學(xué)有法,教無定法,貴在得法”. 任何一種教學(xué)方法的核心作用,就是為實(shí)現(xiàn)和完成教學(xué)任務(wù)、教學(xué)目標(biāo)服務(wù). 本文僅從三個(gè)方面即:概念的引入、理解及應(yīng)用對(duì)幾何概型的教學(xué)作了思考和建議,以此幫助我們教師和學(xué)生能在教學(xué)活動(dòng)中充分發(fā)揮各自作用和功能,從而實(shí)現(xiàn)預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)效果.