彭芳麗
【摘 要】概率知識能夠幫助我們解決現(xiàn)實(shí)生活中的很多問題,高中數(shù)學(xué)概率部分的學(xué)習(xí)應(yīng)該受到重視。本文將從教學(xué)模式、興趣激發(fā)、現(xiàn)實(shí)模型、概念教學(xué)等方面談如何提高概率教學(xué)水平。
【關(guān)鍵詞】高中數(shù)學(xué);概率;實(shí)施策略
【中圖分類號】G63 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A
【文章編號】2095-3089(2018)15-0138-01
概率已成為影響人們生產(chǎn)、生活的一種重要科學(xué)方法,掌握了概率科學(xué)能夠幫助我們解決現(xiàn)實(shí)生活中的很多問題。隨著教材版本的不斷更新,概率知識的內(nèi)容與課時(shí)量也都有了不同程度的增加,因此,我們也要對概率教學(xué)更加重視。
一、改革教學(xué)模式
思維能力是學(xué)習(xí)能力中最重要的組成部分,它直接決定著終身學(xué)習(xí)的“長度”和“質(zhì)量”,因此,我們應(yīng)該把教學(xué)的重心放在培養(yǎng)學(xué)生的思維能力上來。從科學(xué)發(fā)展史來看,人類對隨機(jī)現(xiàn)象的認(rèn)知是“感知——推理——運(yùn)算——反思——建構(gòu)”的過程,因此,單純做大量的練習(xí)并不是明智的做法,而“體驗(yàn)式”教學(xué)法恰好提倡讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過程,即“感知——推理——運(yùn)算——反思——建構(gòu)概率模型”的過程。
因此,我們首先要轉(zhuǎn)換教育理念,從“傳授者”向?qū)W習(xí)活動(dòng)的“參與者”“引導(dǎo)者”和“合作者”轉(zhuǎn)變,要引導(dǎo)學(xué)生通過發(fā)現(xiàn)和建構(gòu)概率模型,解決數(shù)學(xué)問題,從知識理論向過程方法的重心轉(zhuǎn)移。其次,讓學(xué)生經(jīng)歷探究過程不能是擺擺樣子,走走形式,要切合實(shí)際地為學(xué)生創(chuàng)造探究實(shí)踐的機(jī)會(huì)。另外,相對于其他學(xué)科,數(shù)學(xué)課的社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)太少,由于概率現(xiàn)象常見于日常生活,我們應(yīng)該抓住這樣的機(jī)會(huì),多組織學(xué)生參加實(shí)踐活動(dòng),如“城市交通堵塞調(diào)查”“從概率角度看彩票中獎(jiǎng)”等。
二、激發(fā)學(xué)習(xí)興趣
現(xiàn)代教育學(xué)和心理學(xué)的研究都表明,只有當(dāng)學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)生已有的生活經(jīng)驗(yàn)與知識基礎(chǔ)存在交集的時(shí)候才能更好地引發(fā)學(xué)生的“獵奇”心理,從而激發(fā)學(xué)習(xí)的內(nèi)部動(dòng)機(jī)。我們提倡數(shù)學(xué)的“生活化”,就是這個(gè)原因。從學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā)尋找素材,不僅能促進(jìn)學(xué)生從“好學(xué)”向“樂學(xué)”轉(zhuǎn)變,還能培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用能力。
1. 隨機(jī)與投保。
師:“現(xiàn)在很多人喜歡買保險(xiǎn),假若保險(xiǎn)期內(nèi)風(fēng)險(xiǎn)頻發(fā),那么保險(xiǎn)公司豈不是要虧本?”
我在課前安排學(xué)生調(diào)查,課上組織交流、討論,討論的結(jié)果當(dāng)然是肯定的。
師:“那么為什么還有那么多保險(xiǎn)公司還在經(jīng)營,沒有倒閉呢?”
最后,在教師的啟發(fā)和引導(dǎo)下,師生共同總結(jié):雖然個(gè)人遭受意外是不確定的事件,但隨機(jī)事件的呈現(xiàn)畢竟是有規(guī)律的,因此,對于人數(shù)足夠多的群體,發(fā)生意外傷害的頻率的確是穩(wěn)定的。保險(xiǎn)公司就是根據(jù)這個(gè)原理,在研究了統(tǒng)計(jì)結(jié)果以后,制定出相應(yīng)的保費(fèi)與賠款額度。從長遠(yuǎn)來看,投保的人只要夠多,保險(xiǎn)公司就能夠付出預(yù)期的賠付值。
2.生日問題。
問一個(gè)有n名同學(xué)的班級(n≤365),至少兩人是同一天生日的概率是多少?我先讓學(xué)生猜猜一個(gè)中,出現(xiàn)這種情況的概率有多大,并把結(jié)果寫在紙條上。然后,我將計(jì)算后得到的相應(yīng)的概率P(A)值呈現(xiàn)在大屏幕上,如下表:
這樣的結(jié)果一公布,很多學(xué)生都感到吃驚,原來當(dāng)班級中的人數(shù)達(dá)到23時(shí),就有半數(shù)以上的班級會(huì)發(fā)生這樣的情況,而當(dāng)班級的人數(shù)達(dá)到50時(shí),竟有97%的班級會(huì)發(fā)生上述事件。從學(xué)生熟悉的生活現(xiàn)象中抽象出學(xué)習(xí)材料,既能夠激發(fā)學(xué)生的興趣,又能夠幫助學(xué)生澄清一些生活中對某些事物的錯(cuò)誤認(rèn)識,使學(xué)生常常感到“學(xué)數(shù)學(xué)就是有用”。
三、“現(xiàn)實(shí)模型”的教學(xué)原則
滲透“現(xiàn)實(shí)模型”,實(shí)質(zhì)就是要求教師通過挖掘現(xiàn)實(shí)生活中的概率現(xiàn)象來引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)和運(yùn)用概率知識?,F(xiàn)實(shí)生活中有很多現(xiàn)象涉及到概率知識,我們可以把它們找出來,如彩票、摸球、排隊(duì)等,作為這節(jié)課的教學(xué)素材,以實(shí)現(xiàn)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、提高教學(xué)效率的目的。
例如,我設(shè)計(jì)了這樣一個(gè)場景:“有10張彩票,其中有2張是獎(jiǎng)票,甲乙二人各抽一張,誰先抽中獎(jiǎng)的概率更大呢?”學(xué)生們開始議論紛紛,多數(shù)人傾向于先抽中獎(jiǎng)的概率更大些。于是我假設(shè)甲先抽獎(jiǎng),那么甲中獎(jiǎng)的概率應(yīng)該是P1=2/10=1/5;乙第二個(gè)抽獎(jiǎng),此時(shí)“乙中獎(jiǎng)”應(yīng)該看作是互斥事件“甲乙均中獎(jiǎng)”和“甲未中乙中獎(jiǎng)”的并。第一個(gè)事件的概率應(yīng)該為:甲中獎(jiǎng)的概率1/5×乙中獎(jiǎng)的概率1/9(從剩下的9張彩票中抽中1張獎(jiǎng)票)=1/45。第二個(gè)事件的概率應(yīng)該為:甲抽中無獎(jiǎng)的8張彩票概率8/10×乙中獎(jiǎng)概率2/9(從剩下的9張彩票中抽中2張獎(jiǎng)票任意1張)=8/45。那么,乙中獎(jiǎng)的概率P2=1/45+8/45=1/5??梢姛o論抽獎(jiǎng)的先后,中獎(jiǎng)概率都是一樣的。這樣的結(jié)果告訴了學(xué)生,在現(xiàn)實(shí)生活中,我們用抽簽的辦法決定一件事,抽簽的先后順序?qū)Y(jié)果是沒有影響的,對各人都是公平的。由于出現(xiàn)這樣一個(gè)令人“意外”的結(jié)果,學(xué)生的探奇心理得到了激發(fā),對后面的學(xué)習(xí)注意力高度集中起來。
四、強(qiáng)化概念教學(xué)
1.從意象表征到概念教學(xué)。
單方面地講解概念的形式定義,是不能真正在頭腦中建立概率的概念的,我們應(yīng)該將概念的典型范例與形式定義有機(jī)結(jié)合起來,以促進(jìn)學(xué)生對概念的理解。如講幾何概型的時(shí)候介紹撒豆問題及隨機(jī)模型的例題;介紹古典概型的時(shí)候,與學(xué)生討論孟德爾的生物遺傳規(guī)律等。本就是因?yàn)榻鉀Q現(xiàn)實(shí)問題應(yīng)運(yùn)而生的隨機(jī)問題,其概念教學(xué)更加不必拘泥于文字描述,結(jié)合典型范例組織教學(xué)活動(dòng)能夠使學(xué)生在頭腦中先建立意象表征,進(jìn)而理解“什么是概率”。
2.呈現(xiàn)正反例,促進(jìn)對概念本質(zhì)的理解。
我們在教學(xué)時(shí)給學(xué)生呈現(xiàn)正例,是為了總結(jié)和概括,相反,呈現(xiàn)一定的反例,通過辨析,可以產(chǎn)生“撥開云霧”的效果。這樣,學(xué)生不僅明辨了究竟“什么是概率”,也學(xué)會(huì)了如何正確使用概率。
例如,我發(fā)現(xiàn)學(xué)生對互斥和獨(dú)立這兩個(gè)概念時(shí)?;煜?,誤認(rèn)為“若A、B相互獨(dú)立,那么A、B就沒有關(guān)系,不能同時(shí)出現(xiàn)”,而事實(shí)則是,若A、B獨(dú)立,那么A的出現(xiàn)對B是否出現(xiàn)應(yīng)當(dāng)沒有影響,所以A、B往往可以同時(shí)出現(xiàn)。為了幫助學(xué)生理解互斥與獨(dú)立的本質(zhì),我選擇了正反例呈現(xiàn)概念的辦法。
正例:(1)我事前將撲克牌中相同花色的A和K背面粘在一起,在課上拿出來,要求學(xué)生任意選一張牌,將一面朝上:“大家看,當(dāng)我們看到紅桃A時(shí),就看不到紅桃K,其他花色也是如此,那么相同花色的A和K就是互斥關(guān)系;而將紅桃A一面向上擺放時(shí),其他牌如何擺放仍然可以變化,也就是說紅桃A不影響其他花色的A和K的擺放,它們之間是獨(dú)立關(guān)系。”(2)令Ω={1,2,3,4,5,6},A={2,4,6},B={3,6},此時(shí),AB={6},即A、B不互斥的,又因P(AB)=1/6=P(A)P(B),即A,B相互獨(dú)立。所以,A、B獨(dú)立同A、B互斥無法同時(shí)成立。
反例:近幾年的高考題中有很多概率問題,一些考生就是由于沒有正確分析事件A和B的關(guān)系導(dǎo)致失誤。我把他們的錯(cuò)解投影到大屏幕上給學(xué)生看,一同分析錯(cuò)因。
3.引導(dǎo)學(xué)生自主探究,促進(jìn)概念的理解。
新課程總是說“學(xué)中做,做中學(xué)”,實(shí)質(zhì)就是在強(qiáng)調(diào)要給學(xué)生提供應(yīng)用知識的機(jī)會(huì)。我們時(shí)常以為,概念教學(xué)不必如此,其實(shí)不然。鑒于教材上對概率概念描述的抽象性,我們應(yīng)該多給學(xué)生創(chuàng)造機(jī)會(huì),讓他們自主探究,通過親身體驗(yàn)問題的解決過程,認(rèn)識概念的本質(zhì)。
為了幫助學(xué)生區(qū)分條件概念和無條件概念,我首先創(chuàng)設(shè)了這樣的情境:我們研究有雙子女的家庭,發(fā)現(xiàn)有以下四種組合:(男,男)(女,女)(男,女)(女,男)?!半S機(jī)抽取一個(gè)家庭,并且該家庭有一男一女”,將該事件記為A,顯然P(A)=1/2。但是,若我們已經(jīng)知道在這個(gè)家庭有個(gè)女孩,那么概率就為2/3。要求學(xué)生探究不同概率的原因。學(xué)生很快就發(fā)現(xiàn),是因?yàn)榈诙N情況多了一個(gè)預(yù)設(shè)條件,即事件B“該家庭至少有一個(gè)女孩”,這時(shí)候,我們所求的概率實(shí)際是在考慮B已存在的情況下,求A的概率,因此,我們可以將此時(shí)的概率記為P(AB)。這樣,在概念教學(xué)上就實(shí)現(xiàn)了由“無條件”到“有條件”的自然過渡,便于學(xué)生弄清楚兩種概念之間的關(guān)系。
概率思想對我們的生產(chǎn)、生活正在發(fā)生著巨大的影響,我們必須重視概率的教學(xué)。由于教材中的概率知識過于抽象,學(xué)生對這部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)始終有些畏難心理,所以,我們在教學(xué)中要扮演好“引導(dǎo)者”的角色,主動(dòng)轉(zhuǎn)變教學(xué)理念,提高專業(yè)素養(yǎng),發(fā)掘生活中的教學(xué)素材,設(shè)法激發(fā)學(xué)生的興趣,構(gòu)建現(xiàn)實(shí)模型,注重概念基礎(chǔ)教學(xué)等辦法,使學(xué)生牢固掌握隨機(jī)思想這項(xiàng)重要技能。