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随着我国新一轮的数学课程改革的不断深入,在义务教育阶段数学课程已对概率统计加以重视,这将学生解决实际问题能力的培养提到了前所未有的高度. 把增强学生的应用意识作为总体目标的一个重要方面. 著名数学家拉普拉斯说:“生活中最重要的问题,其中绝大多数在实质上只是概率问题. ”我国中学数学教学中很少有真正意义上的概率统计教学研究. 如何才能充分发挥概率统计的教育阶段?如何才能将概率统计的知识转化为一种随机性意识指导学生今后的学习﹑工作和生活呢?目前对这方面的研究还比较薄弱,因此就很有必要对概率统计教学策略进行探讨.
一、改进教学方式
概率统计是一门不确定性数学,与中学教学中长期占统治地位的确定性数学有很大的不同. 概率教学的目标是:通过认识随机事件及其发生的概率使学生认识到现实世界广泛存在的随机性,形成初步的随机观念,并能对现实世界中一些简单的随机现象作出解释,利用随机观念作出自己的决策. 因此在教学方式上也应该有所不同.
1. 注重联系
概率统计知识是用数学的方法处理和解释信息,并作出判断和决策的科学. 它的对象往往是随机的,问题的结果是不确定的,但它解决的方法却又离不开确定性的数学;它的内容虽本质上仍是模式的数学,但却与生产实际直接联系,与人类的日常生活直接相关. 概率统计的这些特点决定了概率统计数学的特殊性——必须把注重联系放在首位[1].
(1)注重确定性数学与不确定数学的联系. 现代数学越来越多地用不确定性数学解决确定性数学的问题,而不确定性数学大量地运用确定数学来研究随机现象. 所以在教学方式上不能把两者割裂开来,而应加强两者的联系,使它们在相互交错中促进理解.
(2)注重统计与概率的联系. 在教学中应注重统计与概率的联系,把它们之间的这种辩证关系体现出来. 比如,可以用正态分布研究考试成绩﹑测量的误差﹑炮弹落点,而生活中的这些例子也为人们更好地研究正态分布提供了实际模型.
(3)注重概率统计知识与日常生活﹑自然﹑社会和科学技术领域的联系. 比如,研究“抽奖的中奖率”,“制定商场的进货计划”,“色盲的遗传问题”等,与学生的生活环境紧紧相连,是学生学好知识的丰富的背景材料,在概率统计教学中还可以充分运用现代科技手段,创设生动的教学背景. 比如,可以用计算机模拟物理方法不易进行的实验,使学生获得直观的感受,从中建构他们对知识的理解.
2. 注重实践
实践与实际不同,它强调的是通过学生的亲自参与解决实际问题. 教学的视野不能仅仅局限于教室内,而要延伸到更广阔的社会之中,让学生在真实的问题情境中通过实践获得真知. 比如,教师给出实例:“某食品店卖蛋糕,每个蛋糕的进货价为2.5元,销售价为4元,若当天不能售完,剩下的以每个2元的价格处理. 请你决策一下每天进多少个蛋糕为宜(进货量可以在100,150,200,250,300中选择). ”学生在教师的指导下积极地参与解题活动. 首先是收集﹑整理和表示相关的数据;然后根据这些统计信息,运用概率的知识分析数据,上升到认识的高度,把握事件的性质﹑特点和规律性;最后根据自己的认识作出决策,并与同学们进行交流[2]. 整个解题过程体现了与实际情境,与学生的积极活动密不可分的关系. 这样,不仅巩固了数学知识,而且提高了解决实际问题的能力. 概率统计与实际生活密不可分,脱离实际既失去了学习概率统计的意义,也学不好概率统计.
3. 注重推理
统计过程中总要进行数据处理,数学中容易把精力放在数字运算上. 因此教学中应注意避免将概率统计教学变为单纯的数字运算训练. 运算概率统计解决实际问题时,数字运算只是解决问题的一个必要阶段,更重要的是对运算结果进行合理的分析并作出决策,其中就不乏推理.
在培养概率推理能力方面,注重合情推理和逻辑推理的综合应用是行之有效的方法. 比如,著名的Monty难题:“一个游戏中,有3扇门,已知其中一扇门的后面是件大奖品,其余两扇门后面都是小礼品. 要求参赛者指定其中一扇,然后主持人打开其余2扇中的一扇,向参赛者显示门后是件小礼品. 这时,再给参赛者一次选择机会. 参赛者应如何决定,才有较大可能得到大奖品?”就需要合情推理和逻辑推理的共同参与. 这样,可以同时培养学生的直觉思维能力和逻辑思维能力,使学生的思想结构更合理﹑完善.
二、转变思维方式
思维方式的转变绝非一朝一夕之事. 在此过程中学会“返璞归真”首当其冲,即当所学的新知识在原认知结构中没有恰当的知识与之同化时,就必须以原始的或初级的思维方式重建认知结构,以形成顺应. 其次是学会“合理利用”,即当思维回到原有状态时,认知结构中一些看似已没有价值的经验却是可供利用的最好工具,因为它已塑造了个人的数学修养,而数学修养是从“原始”走向“文明”的催化剂.
三、改进学习方式
在学习中,一方面要不断地丰富“模式库”;另一方面还要不断提高创建模式的能力. 应该意识到,在解题过程中套用模式来解概率统计题往往是不奏效的. 原因是概率统计的随机性使得模式具有多样性和不重复性. 机械地模仿只能解决常规的模仿性问题,只会使思维僵化,无益于解决“活”的问题,无益于创造性能力的提高. 如果在学习的过程中不断地努力创建新模式来解决新问题,就能在丰富模式库的同时,不断地提高解题能力. 另外,在概率统计的学习过程中,应有意识地培养合情推理的推理能力.
学生应该主动地探索现实生活与科学领域中的随机事件,并选择运用实验,模拟,推理等方法得出事件发生的可能性大小,从而体会概率论的基本思想.
一、改进教学方式
概率统计是一门不确定性数学,与中学教学中长期占统治地位的确定性数学有很大的不同. 概率教学的目标是:通过认识随机事件及其发生的概率使学生认识到现实世界广泛存在的随机性,形成初步的随机观念,并能对现实世界中一些简单的随机现象作出解释,利用随机观念作出自己的决策. 因此在教学方式上也应该有所不同.
1. 注重联系
概率统计知识是用数学的方法处理和解释信息,并作出判断和决策的科学. 它的对象往往是随机的,问题的结果是不确定的,但它解决的方法却又离不开确定性的数学;它的内容虽本质上仍是模式的数学,但却与生产实际直接联系,与人类的日常生活直接相关. 概率统计的这些特点决定了概率统计数学的特殊性——必须把注重联系放在首位[1].
(1)注重确定性数学与不确定数学的联系. 现代数学越来越多地用不确定性数学解决确定性数学的问题,而不确定性数学大量地运用确定数学来研究随机现象. 所以在教学方式上不能把两者割裂开来,而应加强两者的联系,使它们在相互交错中促进理解.
(2)注重统计与概率的联系. 在教学中应注重统计与概率的联系,把它们之间的这种辩证关系体现出来. 比如,可以用正态分布研究考试成绩﹑测量的误差﹑炮弹落点,而生活中的这些例子也为人们更好地研究正态分布提供了实际模型.
(3)注重概率统计知识与日常生活﹑自然﹑社会和科学技术领域的联系. 比如,研究“抽奖的中奖率”,“制定商场的进货计划”,“色盲的遗传问题”等,与学生的生活环境紧紧相连,是学生学好知识的丰富的背景材料,在概率统计教学中还可以充分运用现代科技手段,创设生动的教学背景. 比如,可以用计算机模拟物理方法不易进行的实验,使学生获得直观的感受,从中建构他们对知识的理解.
2. 注重实践
实践与实际不同,它强调的是通过学生的亲自参与解决实际问题. 教学的视野不能仅仅局限于教室内,而要延伸到更广阔的社会之中,让学生在真实的问题情境中通过实践获得真知. 比如,教师给出实例:“某食品店卖蛋糕,每个蛋糕的进货价为2.5元,销售价为4元,若当天不能售完,剩下的以每个2元的价格处理. 请你决策一下每天进多少个蛋糕为宜(进货量可以在100,150,200,250,300中选择). ”学生在教师的指导下积极地参与解题活动. 首先是收集﹑整理和表示相关的数据;然后根据这些统计信息,运用概率的知识分析数据,上升到认识的高度,把握事件的性质﹑特点和规律性;最后根据自己的认识作出决策,并与同学们进行交流[2]. 整个解题过程体现了与实际情境,与学生的积极活动密不可分的关系. 这样,不仅巩固了数学知识,而且提高了解决实际问题的能力. 概率统计与实际生活密不可分,脱离实际既失去了学习概率统计的意义,也学不好概率统计.
3. 注重推理
统计过程中总要进行数据处理,数学中容易把精力放在数字运算上. 因此教学中应注意避免将概率统计教学变为单纯的数字运算训练. 运算概率统计解决实际问题时,数字运算只是解决问题的一个必要阶段,更重要的是对运算结果进行合理的分析并作出决策,其中就不乏推理.
在培养概率推理能力方面,注重合情推理和逻辑推理的综合应用是行之有效的方法. 比如,著名的Monty难题:“一个游戏中,有3扇门,已知其中一扇门的后面是件大奖品,其余两扇门后面都是小礼品. 要求参赛者指定其中一扇,然后主持人打开其余2扇中的一扇,向参赛者显示门后是件小礼品. 这时,再给参赛者一次选择机会. 参赛者应如何决定,才有较大可能得到大奖品?”就需要合情推理和逻辑推理的共同参与. 这样,可以同时培养学生的直觉思维能力和逻辑思维能力,使学生的思想结构更合理﹑完善.
二、转变思维方式
思维方式的转变绝非一朝一夕之事. 在此过程中学会“返璞归真”首当其冲,即当所学的新知识在原认知结构中没有恰当的知识与之同化时,就必须以原始的或初级的思维方式重建认知结构,以形成顺应. 其次是学会“合理利用”,即当思维回到原有状态时,认知结构中一些看似已没有价值的经验却是可供利用的最好工具,因为它已塑造了个人的数学修养,而数学修养是从“原始”走向“文明”的催化剂.
三、改进学习方式
在学习中,一方面要不断地丰富“模式库”;另一方面还要不断提高创建模式的能力. 应该意识到,在解题过程中套用模式来解概率统计题往往是不奏效的. 原因是概率统计的随机性使得模式具有多样性和不重复性. 机械地模仿只能解决常规的模仿性问题,只会使思维僵化,无益于解决“活”的问题,无益于创造性能力的提高. 如果在学习的过程中不断地努力创建新模式来解决新问题,就能在丰富模式库的同时,不断地提高解题能力. 另外,在概率统计的学习过程中,应有意识地培养合情推理的推理能力.
学生应该主动地探索现实生活与科学领域中的随机事件,并选择运用实验,模拟,推理等方法得出事件发生的可能性大小,从而体会概率论的基本思想.