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讓孩子“親近”數(shù)據(jù)
——數(shù)據(jù)分析觀念的培養(yǎng)
王曉陽
讓孩子“親近”數(shù)據(jù)
——數(shù)據(jù)分析觀念的培養(yǎng)1統(tǒng)計
統(tǒng)計學(xué)是關(guān)于收集和分析數(shù)據(jù)的科學(xué)和藝術(shù)?!洞竺腊倏迫珪?/p>
數(shù)據(jù)是蘊含信息的,信息是可以提取的,信息是為人們服務(wù)的統(tǒng)計統(tǒng)計學(xué)是關(guān)于收集和分析數(shù)據(jù)的科學(xué)和藝術(shù)。2統(tǒng)計在義務(wù)教育階段處理的數(shù)據(jù)主要是用數(shù)來表達的,當(dāng)然這些數(shù)都是有實際背景的。脫離實際問題的單純地數(shù)的研究是數(shù)與代數(shù)的內(nèi)容,不是統(tǒng)計的內(nèi)容。但是,這些年隨著信息的迅速增長,我們需要擴大對數(shù)據(jù)的認識。事實上,現(xiàn)在的數(shù)據(jù)不僅僅是數(shù),圖是數(shù)據(jù)、語句也是數(shù)據(jù)。只要蘊含著一定信息,無論是什么表現(xiàn)形式,就是數(shù)據(jù),統(tǒng)計能幫助人們從這些數(shù)據(jù)中提取出大量的信息。(史寧中)統(tǒng)計在義務(wù)教育階段處理的數(shù)據(jù)主要是用數(shù)來表達的,當(dāng)然這些數(shù)都3
數(shù)據(jù)分析觀念了解在現(xiàn)實生活中有許多問題應(yīng)當(dāng)先做調(diào)查研究,收集數(shù)據(jù),通過分析做出判斷,體會數(shù)據(jù)中蘊涵著信息;了解對于同樣的數(shù)據(jù)可以有多種分析的方法,需要根據(jù)問題的背景選擇合適的方法;通過數(shù)據(jù)分析體驗隨機性,一方面對于同樣的事情每次收集到的數(shù)據(jù)可能不同,另一方面只要有足夠的數(shù)據(jù)就可能從中發(fā)現(xiàn)規(guī)律。數(shù)據(jù)分析是統(tǒng)計的核心。
數(shù)據(jù)分析觀念了解在現(xiàn)實生4
商店經(jīng)理要合理地安排售貨員的人數(shù)。售貨員過多顯然對商店是浪費,售貨員太少將使一些顧客離去而減少商店收入。安排多少售貨員依賴于顧客的人數(shù),而顧客的人數(shù)是隨機的,事先無法確定。商店經(jīng)理有辦法嗎?
案例
售貨員的人數(shù)商店經(jīng)理要合理地安排售貨員的人數(shù)。售貨員過多顯5
假定商店經(jīng)理知道任一時刻來到k個顧客的概率p如下:
k01234567>7p0.030.100.140.190.210.190.090.040.01
盡管經(jīng)理無法預(yù)料任一時刻顧客的確切人數(shù)。也不排除某一天一個顧客也沒有,而另一天有上百名顧客涌入商店的極端情形。但是知道了上面的表,經(jīng)理就可以知道,安排7個售貨員能以99%的概率使顧客不用等待。安排6個售貨員能以95%的概率使顧客不用等待。安排3個售貨員顧客要等待的概率大于50%等等。這些信息無疑對經(jīng)理安排售貨員的決策起著根本的作用。案例
售貨員的人數(shù)案例售貨員的人數(shù)6
《標(biāo)準(zhǔn)》在三個階段都提出了相應(yīng)的要求,這也成為了統(tǒng)計內(nèi)容的首要主線。在第一學(xué)段中,提出“經(jīng)歷簡單的數(shù)據(jù)收集和整理過程”;在第二學(xué)段中,提出“經(jīng)歷簡單的收集、整理、描述和分析數(shù)據(jù)的過程(可使用計算器)”。一、數(shù)據(jù)分析過程《標(biāo)準(zhǔn)》在三個階段都提出了相應(yīng)的要求,這也成為了統(tǒng)計7一個案例
新年聯(lián)歡會準(zhǔn)備買水果,調(diào)查班級同學(xué)最喜歡吃的水果,設(shè)計購買方案。[說明]借助學(xué)生身邊的例子,體會數(shù)據(jù)調(diào)查、數(shù)據(jù)分析對于決策的作用。此例可以舉一反三。教學(xué)中可作如下設(shè)計:(1)全班同學(xué)討論決定購買方案的原則,可以在限定的金額內(nèi)考慮學(xué)生最喜歡吃的一種或幾種水果,或者其他的原則。一個案例新年聯(lián)歡會準(zhǔn)備買水果,調(diào)查班級同學(xué)最8一個案例
(2)鼓勵學(xué)生討論收集數(shù)據(jù)的方法。例如,可以采取填寫調(diào)查表的方法;可以全部提案后,同學(xué)輪流在自己同意的盒里放積木的方法等等。必須事先約定,每位同學(xué)最多可以同意幾項。(3)收集并表示數(shù)據(jù),參照事先的約定決定購買水果的方案。要根據(jù)學(xué)生討論的實際情況進行靈活處理,購買方案沒有對錯之分,但要符合最初制定的原則。一個案例9大家喜歡吃的都不一樣,到底買哪種水果呢?請你幫我想想辦法?調(diào)研結(jié)果分析大家喜歡吃的都不一樣,到底買哪種水果呢?請你幫我想想辦法?調(diào)10史寧中
小學(xué)生知道兩件事情是重要的:第一,制定標(biāo)準(zhǔn);第二,按照標(biāo)準(zhǔn)做事。中國培養(yǎng)的人,缺乏制定標(biāo)準(zhǔn)的經(jīng)驗,我希望未來的學(xué)生開始會制定標(biāo)準(zhǔn)。這個世界最后贏的都是制定標(biāo)準(zhǔn)的。
這里可以有一個反復(fù)的過程,對開始制定的標(biāo)準(zhǔn)進行調(diào)整。一學(xué)期哪怕有一、兩次,我估計經(jīng)過三年,就能積累經(jīng)驗。
我設(shè)想的就是這兩個結(jié)果。史寧中11數(shù)據(jù)中蘊涵著信息
第一學(xué)段:對全班同學(xué)的身高進行調(diào)查分析。[說明]學(xué)校一般每年都要測量學(xué)生的身高,這為學(xué)習(xí)統(tǒng)計提供了很好的數(shù)據(jù)資源,因此這個問題可以貫穿第一學(xué)段和第二學(xué)段,根據(jù)不同學(xué)段的學(xué)生特點,要求可以有所不同。希望學(xué)生把每年測量身高的數(shù)據(jù)都保留下來,養(yǎng)成保存資料的習(xí)慣。在第一學(xué)段,主要讓學(xué)生感悟可以從數(shù)據(jù)中得到一些信息。數(shù)據(jù)中蘊涵著信息12
(1)指導(dǎo)學(xué)生將全班同學(xué)的身高進行匯總。(2)從匯總后的數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)信息。比如最高(最大值)、最矮(最小值)、相差多少(極差),大部分同學(xué)的身高是多少(眾數(shù))等。在討論過程中,括號中的有些名詞并不需要出現(xiàn),但是希望學(xué)生體會數(shù)據(jù)所代表的意義。數(shù)據(jù)中蘊涵著信息數(shù)據(jù)中蘊涵著信息13數(shù)據(jù)中蘊涵著信息(第二學(xué)段)
在上面的例子中,已經(jīng)引導(dǎo)學(xué)生對全班同學(xué)的身高的數(shù)據(jù)進行初步分析。在這個學(xué)段中,要求學(xué)生結(jié)合以前積累的身高數(shù)據(jù),進行進一步的整理,然后進行分析。整理的目的是為了便于分析,例如,條形統(tǒng)計圖有利于直觀了解不同高度段的學(xué)生數(shù)及其差異;扇形統(tǒng)計圖有利于直觀了解不同高度段的學(xué)生占全班學(xué)生的比例及其差異;折線統(tǒng)計圖有利于直觀了解幾年來學(xué)生身高變化的情況,預(yù)測未來身高變化趨勢。學(xué)生還可以討論用什么數(shù)據(jù)來代表全班同學(xué)的身高,自己的身高在全班的什么位置。數(shù)據(jù)中蘊涵著信息(第二學(xué)段)
14統(tǒng)計與概率課件15統(tǒng)計與概率課件16統(tǒng)計與概率課件17掌握必要的收集數(shù)據(jù)、整理數(shù)據(jù)、描述數(shù)據(jù)和分析數(shù)據(jù)的方法,無疑是統(tǒng)計課程內(nèi)容的第二條主線。二、數(shù)據(jù)分析方法掌握必要的收集數(shù)據(jù)、整理數(shù)據(jù)、描述數(shù)據(jù)和分析數(shù)據(jù)的方181.收集數(shù)據(jù)的方法在收集數(shù)據(jù)方面,所涉及的數(shù)據(jù)可能是全體的數(shù)據(jù)(總體數(shù)據(jù)),也可能是通過抽樣獲得的數(shù)據(jù)(抽樣數(shù)據(jù))。在第一、第二學(xué)段中,學(xué)生收集的基本都是總體數(shù)據(jù)現(xiàn)成的數(shù)據(jù);需要自己調(diào)查的數(shù)據(jù)(換乳牙、看電視的時間)。常用的收集數(shù)據(jù)的方法包括:調(diào)查、試驗、測量、查閱資料。1.收集數(shù)據(jù)的方法在收集數(shù)據(jù)方面,所涉及的數(shù)據(jù)可能是全體的數(shù)191.收集數(shù)據(jù)的方法學(xué)生應(yīng)該對收集數(shù)據(jù)的方法都有比較豐富的體驗?!稑?biāo)準(zhǔn)》在第一學(xué)段提出“了解調(diào)查、測量等收集數(shù)據(jù)的簡單方法”;在第二學(xué)段提出“會根據(jù)實際問題設(shè)計簡單的調(diào)查表,能選擇適當(dāng)?shù)姆椒ǎㄈ缯{(diào)查、試驗、測量)收集數(shù)據(jù)”“能從報紙雜志、電視等媒體中,有意識地獲得一些數(shù)據(jù)信息”。1.收集數(shù)據(jù)的方法學(xué)生應(yīng)該對收集數(shù)據(jù)的方法都有比較豐富的體驗20注意收集數(shù)據(jù)的討論研究表明在計劃如何收集數(shù)據(jù)上花時間是值得的。注意收集數(shù)據(jù)的討論研究表明在計劃如何收集數(shù)據(jù)上花時間是值21
美國數(shù)學(xué)教師雜志向全美的中小學(xué)數(shù)學(xué)教師推薦的一節(jié)數(shù)學(xué)課為什么有的人跑得快?有的人跑得慢?師:今天我們一起討論一個問題,大家有沒有想過這樣的事情,我們都有跑步的體驗,為什么有的人跑得快,有的人跑得慢?有的學(xué)生說:“誰個高誰就跑得快,誰個矮誰跑得慢.”
馬上就有學(xué)生提出問題:“老師,不對,我們班×××個子不高,但他跑得很快.”
隨后學(xué)生又提出問題:“我們班有兩個學(xué)生,他們的個子一般高,結(jié)果一個人跑得快,一個人跑得慢.”
案例美國數(shù)學(xué)教師雜志向全美的中小學(xué)數(shù)學(xué)教師推薦的一節(jié)數(shù)學(xué)22
●過程二:用100米跑的步數(shù)m1,…m6與時間t1,…t6的比可以算出每個人的步頻.
步頻,每個人1秒鐘跨了多少步.如果跨了150步,總共用9秒8,兩數(shù)一除,我就知道1秒鐘跨了多少步.有了步數(shù),有了時間就可以算出步頻.
于是有的學(xué)生猜測步頻越大,跑得越快,結(jié)果發(fā)現(xiàn),總體的狀況是這樣,步頻比較高的人,他跑的成績是比較好的.
一個人跑得快,都受哪些因素影響呢?是由2個因素影響的,步距與步頻.這就是美國小學(xué)六年級討論的問題.●過程二:用100米跑的步數(shù)m1,…m6與時間t123實際問題中收集數(shù)據(jù)的有趣案例
對種群的估計對敏感性問題的調(diào)查實際問題中收集數(shù)據(jù)的有趣案例242.整理、描述、分析數(shù)據(jù)的方法在第一學(xué)段,學(xué)生將學(xué)習(xí)分類的方法,分類是整理數(shù)據(jù)和描述數(shù)據(jù)的開始。在此基礎(chǔ)上,能用自己的方式(文字、圖畫、表格等)呈現(xiàn)整理數(shù)據(jù)的結(jié)果,而不學(xué)習(xí)正式的統(tǒng)計圖表或統(tǒng)計量。有研究表明,早期經(jīng)驗的多樣化,有助于兒童建立進一步學(xué)習(xí)的經(jīng)驗和興趣。2.整理、描述、分析數(shù)據(jù)的方法在第一學(xué)段,學(xué)生將學(xué)習(xí)分類的方25分組全班同學(xué)的身高情況單位:厘米分組全班同學(xué)的身高情況單位:厘米26“點線”圖
“點線”圖272.整理、描述、分析數(shù)據(jù)的方法在第二學(xué)段,學(xué)生將學(xué)習(xí)條形統(tǒng)計圖、扇形統(tǒng)計圖、折線統(tǒng)計圖等常見的統(tǒng)計圖,并且能用它們直觀、有效地表示數(shù)據(jù)。第二學(xué)段還將學(xué)習(xí)一個重要的刻畫數(shù)據(jù)集中趨勢的統(tǒng)計量——平均數(shù)。2.整理、描述、分析數(shù)據(jù)的方法在第二學(xué)段,學(xué)生將學(xué)習(xí)條形統(tǒng)計28案例:從下圖中,你能獲取哪些信息?一、五年級學(xué)生的情況有什么不同?能嘗試解釋原因嗎?一年級、五年級學(xué)生睡眠情況統(tǒng)計圖案例:從下圖中,你能獲取哪些信息?一、五年級學(xué)生的情況有什么29張思明、史寧中的看法張:最大的差別;差別的原因和合理性;指標(biāo)有問題,能否合并;人均睡眠時間也許更好史:目標(biāo);變化趨勢;注意到人數(shù)不同;經(jīng)驗的積累張思明、史寧中的看法張:最大的差別;差別的原因和合理30三個水平Curcio(1987)把學(xué)生對數(shù)據(jù)的讀取分為三個水平:(1)數(shù)據(jù)本身的讀?。╮eadingthedata),包括用能夠得到的信息來回答具體的問題,這些問題圖表中有明顯的答案。(2)數(shù)據(jù)之間的讀取(readingbetweenthedata)。這包括做比較(例如比較好、最好,最高、最小等)和對數(shù)據(jù)進行操作(例如加減乘除)。(3)超越數(shù)據(jù)本身的讀?。╮eadingbeyondthedata),包括通過數(shù)據(jù)來進行推斷預(yù)測推理,并回答具體的問題。三個水平Curcio(1987)把學(xué)生對數(shù)據(jù)31讀圖的建議要讀統(tǒng)計圖中能看見到或推理能得到的信息。包括:統(tǒng)計圖的名字和圖標(biāo),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))。
讀圖的建議要讀統(tǒng)計圖中能看見到或推理能得到32讀圖的建議統(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(yù)測,思考為什么數(shù)據(jù)會呈現(xiàn)這種情況等。讀圖的建議統(tǒng)計數(shù)據(jù)能否回答開始提出的問題,33小婷身高統(tǒng)計圖小婷身高統(tǒng)計圖34小婷身高統(tǒng)計圖小婷身高統(tǒng)計圖35統(tǒng)計與概率課件36北京城市女生身高生長情況統(tǒng)計北京城市女生身高生長情況統(tǒng)計37北京城市女生身高生長情況統(tǒng)計北京城市女生身高生長情況統(tǒng)計38讀圖的建議更進一步的層次,就是評價的意識。不僅要去閱讀圖,還要對統(tǒng)計圖中的指標(biāo)、收集數(shù)據(jù)的方法、統(tǒng)計圖使用的是否合理、得出的結(jié)論是否有道理等進行一些評價。
讀圖的建議更進一步的層次,就是評價的意識39
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年10萬元5萬元1991年12.5萬元7.5萬元1992年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(dāng)”,你如何看待他的說法?
案例
“有福同享,有難同當(dāng)”嗎?案例“有福同享,有難同當(dāng)”嗎?40案例
“有福同享,有難同當(dāng)”嗎?案例“有福同享,有難同當(dāng)”嗎?41統(tǒng)計量
最多、最少平均數(shù)、中位數(shù)、眾數(shù)極差、方差、標(biāo)準(zhǔn)差……
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平均數(shù)的三個角度:算法理解、概念理解、統(tǒng)計理解。注重平均數(shù)的理解
43概念理解平均數(shù)介於最小值和最大值之間。資料與平均數(shù)之間的差,其和為零。平均數(shù)易受平均以外的資料的影響。平均數(shù)未必是資料中的一個值。平均數(shù)可能是非整數(shù)且無實物可以對照。計算平均數(shù)時不可刪去零值的資料。平均數(shù)代表被平均的所有資料。概念理解44平均數(shù)意義及價值的學(xué)習(xí)
案例:北京大學(xué)附屬實驗小學(xué)王杰平均數(shù)意義及價值的學(xué)習(xí)案例:北京大學(xué)附屬實驗小學(xué)王杰45平均數(shù)案例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:為什么要節(jié)約用水?(根據(jù)學(xué)生回答評價學(xué)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(xué)讀一讀??吹竭@條信息你有什么感覺?(學(xué)生可能產(chǎn)生疑問:水并不少,世界100多個國家,我們排第四名。)平均數(shù)案例1.利用節(jié)約用水信息深入理解平均數(shù)的意義。46平均數(shù)案例(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(xué)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(jié):言之有理,看來同學(xué)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(yīng)該去節(jié)約用水了。平均數(shù)案例(3)我們再來看看下面這條信息。出示:我國人均水資47平均數(shù)案例2.出示:兒童乘車免票線“長個”了的標(biāo)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(圖略)。經(jīng)過市發(fā)改委與相關(guān)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(xué)生自然會想到:孩子們都長高了。)師:我們怎么去確定這個標(biāo)準(zhǔn)的呢?(學(xué)生可能會回答:我們可以調(diào)查一下。)平均數(shù)案例2.出示:兒童乘車免票線“長個”了的標(biāo)題。48平均數(shù)案例2師:調(diào)查誰?如果數(shù)據(jù)來了,有高的、有矮的,如何處理?(這里要明確調(diào)查六歲兒童的身高,滲透抽樣調(diào)查的想法。學(xué)生結(jié)合平均數(shù)的理解,回答調(diào)查完了可以計算平均數(shù)。)師:總結(jié):我們同學(xué)真了不起,既能準(zhǔn)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。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。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??磥?,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。平均數(shù)案例2師:調(diào)查誰?如果數(shù)據(jù)來了,有高的、有矮的,如何處49平均數(shù)案例3.那你們能利用平均數(shù)幫我解決判斷一件事情嗎?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1號橋的車輛為1756輛,需要通過2號橋的車輛965輛(兩個橋的寬度等條件差不多)。王老師回家這兩條路都可以,并且駕車路程差不多你們覺得我走哪好?那我走那一定快嗎?為什么?(學(xué)生建議教師走2號橋,但偶爾也不一定快)總結(jié):同學(xué)們理解得很好,平均數(shù)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。平均數(shù)案例3.那你們能利用平均數(shù)幫我解決判斷一件事情嗎?50統(tǒng)計與概率課件51平均數(shù)與中位數(shù)、眾數(shù)的關(guān)系
我們現(xiàn)在處理的數(shù)據(jù),大部分是對稱的數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)符合或者近似符合正態(tài)分布。這時候,均值(平均數(shù))、中位數(shù)和眾數(shù)是一樣的。
小學(xué)階段不要求中位數(shù)、眾數(shù)
平均數(shù)與中位數(shù)、眾數(shù)的關(guān)系我們現(xiàn)在處理的數(shù)據(jù),大部52平均數(shù)與中位數(shù)、眾數(shù)的關(guān)系
只有在數(shù)據(jù)分布偏態(tài)(不對稱)的情況下,才會出現(xiàn)均值、中位數(shù)和眾數(shù)的區(qū)別。所以說,如果是正態(tài)的話,用哪個統(tǒng)計量都行。如果偏態(tài)的情況特別嚴重的話,可以用中位數(shù)。平均數(shù)與中位數(shù)、眾數(shù)的關(guān)系只有在數(shù)據(jù)分布偏態(tài)(不對53一個例子11名男同學(xué)100米跑的成績?nèi)缦拢?3秒217秒13秒515秒812秒17秒116秒715秒617秒16秒616秒7。學(xué)生能計算出這組數(shù)據(jù)的平均數(shù)是:15秒6;這組數(shù)據(jù)的中位數(shù)是:16秒6。在此基礎(chǔ)上讓學(xué)生利用數(shù)據(jù)分析如下問題:
(1)如果選擇參加一項比賽,希望有一半的男同學(xué)可以參加,選擇哪個成績作為標(biāo)準(zhǔn)?
(2)如果希望確定一個較高的標(biāo)準(zhǔn),選擇哪個成績作為標(biāo)準(zhǔn)?
(3)如果需要確定一個標(biāo)準(zhǔn),你如何確定?為什么?一個例子11名男同學(xué)100米跑的成績?nèi)缦拢?42.整理、描述、分析數(shù)據(jù)的方法教學(xué)中應(yīng)鼓勵學(xué)生運用所學(xué)習(xí)的方法,盡可能多地從數(shù)據(jù)中提取有用的數(shù)據(jù),并且能夠根據(jù)問題的背景選擇合適的方法,而不是單純地名詞、計算方法等的掌握。需要我們根據(jù)問題的背景選擇合適的統(tǒng)計圖。總之,“統(tǒng)計學(xué)對結(jié)果的判斷標(biāo)準(zhǔn)是‘好壞’”,而不是“對錯”。
2.整理、描述、分析數(shù)據(jù)的方法教學(xué)中應(yīng)鼓勵學(xué)生運用所學(xué)習(xí)的方55三、數(shù)據(jù)的隨機性數(shù)據(jù)的隨機主要有兩層涵義:一方面對于同樣的事情每次收集到的數(shù)據(jù)可能會是不同的;另一方面只要有足夠的數(shù)據(jù)就可能從中發(fā)現(xiàn)規(guī)律。兩個案例:摸球、上學(xué)時間三、數(shù)據(jù)的隨機性數(shù)據(jù)的隨機主要有兩層涵義:一方面對56三、數(shù)據(jù)的隨機性
概率也是研究隨機現(xiàn)象的,那么為什么又提出數(shù)據(jù)的隨機性呢?
實際上,統(tǒng)計與概率都是研究隨機現(xiàn)象的學(xué)科。統(tǒng)計與概率正是從不同的角度研究如何刻畫隨機現(xiàn)象,統(tǒng)計側(cè)重于從數(shù)據(jù)來刻畫隨機,概率側(cè)重于建立理論模型來刻畫隨機
。鼓勵學(xué)生運用數(shù)據(jù)來體會隨機,更能體會隨機的特點。三、數(shù)據(jù)的隨機性概率也是研究隨機現(xiàn)象的,那么為什么又57史校長的采訪
我并不是反對前一種教法本身,而是說如果這么教,蘊含的隨機思想并不強,學(xué)生也不感興趣,都知道了概率為什么還要做實驗。而后來的這種教法,學(xué)生體會到每一次摸的結(jié)果事先都不知道,但是摸多了能夠幫助我們做一些判斷。這樣一來,學(xué)生既體會了隨機,又感受到了數(shù)據(jù)中蘊含著信息,我想這種類似于“猜謎”的活動學(xué)生也會很有興趣”。史校長的采訪我并不是反對前一種教法本身,而是說如果這58三、數(shù)據(jù)的隨機性
實際上這種“猜謎”絕不是“瞎猜”,在《標(biāo)準(zhǔn)》案例40的說明中給出了這種推斷背后的科學(xué)依據(jù),也就是雖然不能保證估計得完全一致,但能保證在一定實驗次數(shù)下,估計值與實際情況相差不大的可能性是很大的。
實際上,如果袋中裝有4個紅球和1個白球,可以知道摸到紅球的概率為4/5(也就是8/10)。通過計算可以得到:保證有80%以上的可能使得“摸到紅球的頻率在7/10到9/10之間”,需要摸27次以上;保證有95%以上的可能使得“摸到紅球的頻率在7/10到9/10之間”,需要摸60次以上。三、數(shù)據(jù)的隨機性實際上這種“猜謎”絕不是“瞎猜”,在59
習(xí)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。
——陳希孺習(xí)慣于從統(tǒng)計規(guī)律看問題的人在思想上不拘執(zhí)一端60“摸球”活動的總結(jié)第一類:驗證類(淡化)第二類:體會隨機類第三類:體會推斷類第四類:運用頻率估計概率類第五類:體會頻率與概率的關(guān)系類“摸球”活動的總結(jié)第一類:驗證類(淡化)61驗證類(淡化)老師拿出一個盒子,盒子里有9個白球、1個黃球。如果從中任意摸出1個球,可能是什么顏色的球?摸到白球的可能性有多大,黃球呢?(學(xué)生略做思考后交流。)
生1:可能摸到白球,也可能是黃球。生2:摸到白球的可能性是9/10,因為有10個球,其中9個是白球。(大家都表示同意)師:好,下面就請你們分小組摸球,記錄摸球的結(jié)果,驗證一下大家的想法。驗證類(淡化)老師拿出一個盒子,盒子里有9個白球、162體會隨機類組織小組活動:盒子里有3個黃球、3個白球。每次摸出1個,摸之前先猜猜你會摸到什么顏色的球?每次你都猜對了么?
活動結(jié)束時,老師詢問:有沒有每次都猜對的同學(xué)?(全班只有2人舉手。)
師:為什么我們那么多的同學(xué)都沒有猜對呢?(此時,兩個猜對的同學(xué)急于向大家介紹方法。)
體會隨機類63體會隨機類
生1:黃球和白球摸在手里的感覺不一樣!
師:(饒有興趣地)真的嗎?讓我們見識一下!
生1:(摸出一球,沒看前猜測)黃色!(拿出后是白色,生1低頭坐了下去。)
師:怎么不試了?
生1:沒有信心了。
師:怎么就沒有信心了?
生1:摸在手里分辨不出來.體會隨機類64體會隨機類生2:我發(fā)現(xiàn)了,如果第一次摸出來的是黃球,第二次就猜是白球,是交錯出現(xiàn)的。師:你剛才就是這樣猜的,結(jié)果都對了嗎?
生2連連點頭。師(半信半疑地):還有這個規(guī)律?摸1個!(生2摸出1個白球,放回。)
生2:第二次一定是黃球。(第二次生2果真摸出一個黃球。)體會隨機類65體會隨機類師:看來,下次……生2:第三次該是白球了!(第三次生2摸出個黃球。)師:這個規(guī)律還成立么?學(xué)生們直搖頭。師:通過剛才的摸球游戲,你發(fā)現(xiàn)了什么?生:盒子里又有黃球又有白球,摸出一個球,可能是黃球,也可能是白球.體會隨機類66問題——試驗——數(shù)據(jù)——推斷。兩種骰子,一個均勻,一個不均勻,怎么辦?體會推斷問題——試驗——數(shù)據(jù)——推斷。體會推斷67袋子里有除顏色外完全相同的黃色球和藍色球,共10個。不打開,能否有辦法知道袋子里哪種顏色的球多,各有多少個。師:摸幾次?生:10次?師:能不能多些?生:20次。體會推斷袋子里有除顏色外完全相同的黃色球和藍色球,共10個。不打開,68運用頻率估計概率類父親和兒子決定誰去看奧運會男籃決賽。但是,與過去教學(xué)不同,使用決定是否去的工具并不是硬幣,而是啤酒瓶蓋。爸爸,我們拋啤酒瓶蓋吧。如果正面朝上就我去,如果反面朝上就您去。(學(xué)生紛紛舉手表示認可。)生:我認為是公平的,因為兒子的機遇是二分之一,爸爸的機遇也是二分之一。做實驗估計概率
運用頻率估計概率類69案例:蒙特卡羅方法案例:蒙特卡羅方法70頻率與概率的關(guān)系
模擬試驗頻率與概率的關(guān)系71統(tǒng)計與概率課件72學(xué)生在第一學(xué)段中將不再學(xué)習(xí)概率,主要理由是在基礎(chǔ)教育階段統(tǒng)計的重要性是大于概率的,發(fā)展學(xué)生的數(shù)據(jù)分析觀念是這部分內(nèi)容的核心。即使對于隨機的學(xué)習(xí),如前所述,《標(biāo)準(zhǔn)》中也提出運用數(shù)據(jù)分析來體會隨機性。四、隨機現(xiàn)象及簡單隨機事件發(fā)生的概率學(xué)生在第一學(xué)段中將不再學(xué)習(xí)概率,主要理由是在基礎(chǔ)教育階段統(tǒng)計73從第二學(xué)段開始,《標(biāo)準(zhǔn)》安排了概率的學(xué)習(xí),并且根據(jù)學(xué)生年齡特點,第二學(xué)段稱為“隨機現(xiàn)象發(fā)生的可能性”,第三學(xué)段稱為“事件的概率”。四、隨機現(xiàn)象及簡單隨機事件發(fā)生的概率從第二學(xué)段開始,《標(biāo)準(zhǔn)》安排了概率的學(xué)習(xí),并且根據(jù)學(xué)生年齡特74在概率學(xué)習(xí)中,幫助學(xué)生了解隨機現(xiàn)象是重要的。在義務(wù)教育階段,所涉及的隨機現(xiàn)象都基于簡單隨機事件:所有可能發(fā)生的結(jié)果是有限的、每個結(jié)果發(fā)生的可能性是相同的。在第二學(xué)段,要求學(xué)生“在具體情境中,通過實例如感受簡單的隨機現(xiàn)象,能列出簡單的隨機現(xiàn)象中所有可能發(fā)生的結(jié)果”,并“能對一些簡單的隨機現(xiàn)象發(fā)生的可能性大小作出定性描述”。四、隨機現(xiàn)象及簡單隨機事件發(fā)生的概率在概率學(xué)習(xí)中,幫助學(xué)生了解隨機現(xiàn)象是重要的。在義務(wù)教育階段,75案例公共汽車門的高度汽車設(shè)計手冊中指出:人的身高服從正態(tài)分布N(μ,σ2)。根據(jù)各國統(tǒng)計資料,可以得到各國男子身高的μ和σ2。對于中國人,μ=1.75,σ=0.05?,F(xiàn)要求上下車要低頭的男子的概率不超過0.5%,車門需要有多高。
案例公共汽車門的高度汽車設(shè)計手冊中指出:人的身高服76統(tǒng)計與概率的應(yīng)用實例(1)工程系統(tǒng)設(shè)計(2)博彩業(yè)的監(jiān)督(3)勞動保護(4)社情分析:讀圖時代、民意測驗(5)工業(yè)質(zhì)量控制(6)犯罪學(xué):檢查足跡(7)數(shù)理語言學(xué)(8)金融學(xué)(9)文學(xué)著作權(quán)(10)天王星光環(huán)的發(fā)現(xiàn)
統(tǒng)計與概率的應(yīng)用實例(1)工程系統(tǒng)設(shè)計77(11)醫(yī)學(xué):荷爾蒙血樣的分析、新藥療效(12)耶穌的裹尸布之謎(13)挑戰(zhàn)者號的爆炸(14)生物資源的測定(15)體育:新的方法確實比舊方法好嗎、足球比賽開始的拋幣游戲(16)天氣預(yù)報降水概率。(17)求職策略(18)敏感性問題的調(diào)查
統(tǒng)計與概率的應(yīng)用實例(11)醫(yī)學(xué):荷爾蒙血樣的分析、新藥療效統(tǒng)78機會的數(shù)學(xué),陳希孺,清華大學(xué)出版社,2000統(tǒng)計與真理—怎樣運用偶然性,C.R.Rao著,石堅等譯,九章出版社,1998百家講壇系列叢書,相識數(shù)學(xué),中國人民大學(xué)出版社,一門應(yīng)用廣泛的學(xué)科—應(yīng)用統(tǒng)計,2006數(shù)學(xué)之旅,概率論和統(tǒng)計學(xué),約翰﹒塔巴克著。上午印書館,2007
書籍機會的數(shù)學(xué),陳希孺,清華大學(xué)出版社,2000書籍79在終級的分析中,
一切知識都是歷史;在抽象的意義下,一切科學(xué)都是數(shù)學(xué);在理性的世界里, 所有的判斷都是統(tǒng)計學(xué)。
——著名統(tǒng)計學(xué)家C.R.Rao結(jié)語在終級的分析中,結(jié)語80謝謝!謝謝!81
讓孩子“親近”數(shù)據(jù)
——數(shù)據(jù)分析觀念的培養(yǎng)
王曉陽
讓孩子“親近”數(shù)據(jù)
——數(shù)據(jù)分析觀念的培養(yǎng)82統(tǒng)計
統(tǒng)計學(xué)是關(guān)于收集和分析數(shù)據(jù)的科學(xué)和藝術(shù)?!洞竺腊倏迫珪?/p>
數(shù)據(jù)是蘊含信息的,信息是可以提取的,信息是為人們服務(wù)的統(tǒng)計統(tǒng)計學(xué)是關(guān)于收集和分析數(shù)據(jù)的科學(xué)和藝術(shù)。83統(tǒng)計在義務(wù)教育階段處理的數(shù)據(jù)主要是用數(shù)來表達的,當(dāng)然這些數(shù)都是有實際背景的。脫離實際問題的單純地數(shù)的研究是數(shù)與代數(shù)的內(nèi)容,不是統(tǒng)計的內(nèi)容。但是,這些年隨著信息的迅速增長,我們需要擴大對數(shù)據(jù)的認識。事實上,現(xiàn)在的數(shù)據(jù)不僅僅是數(shù),圖是數(shù)據(jù)、語句也是數(shù)據(jù)。只要蘊含著一定信息,無論是什么表現(xiàn)形式,就是數(shù)據(jù),統(tǒng)計能幫助人們從這些數(shù)據(jù)中提取出大量的信息。(史寧中)統(tǒng)計在義務(wù)教育階段處理的數(shù)據(jù)主要是用數(shù)來表達的,當(dāng)然這些數(shù)都84
數(shù)據(jù)分析觀念了解在現(xiàn)實生活中有許多問題應(yīng)當(dāng)先做調(diào)查研究,收集數(shù)據(jù),通過分析做出判斷,體會數(shù)據(jù)中蘊涵著信息;了解對于同樣的數(shù)據(jù)可以有多種分析的方法,需要根據(jù)問題的背景選擇合適的方法;通過數(shù)據(jù)分析體驗隨機性,一方面對于同樣的事情每次收集到的數(shù)據(jù)可能不同,另一方面只要有足夠的數(shù)據(jù)就可能從中發(fā)現(xiàn)規(guī)律。數(shù)據(jù)分析是統(tǒng)計的核心。
數(shù)據(jù)分析觀念了解在現(xiàn)實生85
商店經(jīng)理要合理地安排售貨員的人數(shù)。售貨員過多顯然對商店是浪費,售貨員太少將使一些顧客離去而減少商店收入。安排多少售貨員依賴于顧客的人數(shù),而顧客的人數(shù)是隨機的,事先無法確定。商店經(jīng)理有辦法嗎?
案例
售貨員的人數(shù)商店經(jīng)理要合理地安排售貨員的人數(shù)。售貨員過多顯86
假定商店經(jīng)理知道任一時刻來到k個顧客的概率p如下:
k01234567>7p0.030.100.140.190.210.190.090.040.01
盡管經(jīng)理無法預(yù)料任一時刻顧客的確切人數(shù)。也不排除某一天一個顧客也沒有,而另一天有上百名顧客涌入商店的極端情形。但是知道了上面的表,經(jīng)理就可以知道,安排7個售貨員能以99%的概率使顧客不用等待。安排6個售貨員能以95%的概率使顧客不用等待。安排3個售貨員顧客要等待的概率大于50%等等。這些信息無疑對經(jīng)理安排售貨員的決策起著根本的作用。案例
售貨員的人數(shù)案例售貨員的人數(shù)87
《標(biāo)準(zhǔn)》在三個階段都提出了相應(yīng)的要求,這也成為了統(tǒng)計內(nèi)容的首要主線。在第一學(xué)段中,提出“經(jīng)歷簡單的數(shù)據(jù)收集和整理過程”;在第二學(xué)段中,提出“經(jīng)歷簡單的收集、整理、描述和分析數(shù)據(jù)的過程(可使用計算器)”。一、數(shù)據(jù)分析過程《標(biāo)準(zhǔn)》在三個階段都提出了相應(yīng)的要求,這也成為了統(tǒng)計88一個案例
新年聯(lián)歡會準(zhǔn)備買水果,調(diào)查班級同學(xué)最喜歡吃的水果,設(shè)計購買方案。[說明]借助學(xué)生身邊的例子,體會數(shù)據(jù)調(diào)查、數(shù)據(jù)分析對于決策的作用。此例可以舉一反三。教學(xué)中可作如下設(shè)計:(1)全班同學(xué)討論決定購買方案的原則,可以在限定的金額內(nèi)考慮學(xué)生最喜歡吃的一種或幾種水果,或者其他的原則。一個案例新年聯(lián)歡會準(zhǔn)備買水果,調(diào)查班級同學(xué)最89一個案例
(2)鼓勵學(xué)生討論收集數(shù)據(jù)的方法。例如,可以采取填寫調(diào)查表的方法;可以全部提案后,同學(xué)輪流在自己同意的盒里放積木的方法等等。必須事先約定,每位同學(xué)最多可以同意幾項。(3)收集并表示數(shù)據(jù),參照事先的約定決定購買水果的方案。要根據(jù)學(xué)生討論的實際情況進行靈活處理,購買方案沒有對錯之分,但要符合最初制定的原則。一個案例90大家喜歡吃的都不一樣,到底買哪種水果呢?請你幫我想想辦法?調(diào)研結(jié)果分析大家喜歡吃的都不一樣,到底買哪種水果呢?請你幫我想想辦法?調(diào)91史寧中
小學(xué)生知道兩件事情是重要的:第一,制定標(biāo)準(zhǔn);第二,按照標(biāo)準(zhǔn)做事。中國培養(yǎng)的人,缺乏制定標(biāo)準(zhǔn)的經(jīng)驗,我希望未來的學(xué)生開始會制定標(biāo)準(zhǔn)。這個世界最后贏的都是制定標(biāo)準(zhǔn)的。
這里可以有一個反復(fù)的過程,對開始制定的標(biāo)準(zhǔn)進行調(diào)整。一學(xué)期哪怕有一、兩次,我估計經(jīng)過三年,就能積累經(jīng)驗。
我設(shè)想的就是這兩個結(jié)果。史寧中92數(shù)據(jù)中蘊涵著信息
第一學(xué)段:對全班同學(xué)的身高進行調(diào)查分析。[說明]學(xué)校一般每年都要測量學(xué)生的身高,這為學(xué)習(xí)統(tǒng)計提供了很好的數(shù)據(jù)資源,因此這個問題可以貫穿第一學(xué)段和第二學(xué)段,根據(jù)不同學(xué)段的學(xué)生特點,要求可以有所不同。希望學(xué)生把每年測量身高的數(shù)據(jù)都保留下來,養(yǎng)成保存資料的習(xí)慣。在第一學(xué)段,主要讓學(xué)生感悟可以從數(shù)據(jù)中得到一些信息。數(shù)據(jù)中蘊涵著信息93
(1)指導(dǎo)學(xué)生將全班同學(xué)的身高進行匯總。(2)從匯總后的數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)信息。比如最高(最大值)、最矮(最小值)、相差多少(極差),大部分同學(xué)的身高是多少(眾數(shù))等。在討論過程中,括號中的有些名詞并不需要出現(xiàn),但是希望學(xué)生體會數(shù)據(jù)所代表的意義。數(shù)據(jù)中蘊涵著信息數(shù)據(jù)中蘊涵著信息94數(shù)據(jù)中蘊涵著信息(第二學(xué)段)
在上面的例子中,已經(jīng)引導(dǎo)學(xué)生對全班同學(xué)的身高的數(shù)據(jù)進行初步分析。在這個學(xué)段中,要求學(xué)生結(jié)合以前積累的身高數(shù)據(jù),進行進一步的整理,然后進行分析。整理的目的是為了便于分析,例如,條形統(tǒng)計圖有利于直觀了解不同高度段的學(xué)生數(shù)及其差異;扇形統(tǒng)計圖有利于直觀了解不同高度段的學(xué)生占全班學(xué)生的比例及其差異;折線統(tǒng)計圖有利于直觀了解幾年來學(xué)生身高變化的情況,預(yù)測未來身高變化趨勢。學(xué)生還可以討論用什么數(shù)據(jù)來代表全班同學(xué)的身高,自己的身高在全班的什么位置。數(shù)據(jù)中蘊涵著信息(第二學(xué)段)
95統(tǒng)計與概率課件96統(tǒng)計與概率課件97統(tǒng)計與概率課件98掌握必要的收集數(shù)據(jù)、整理數(shù)據(jù)、描述數(shù)據(jù)和分析數(shù)據(jù)的方法,無疑是統(tǒng)計課程內(nèi)容的第二條主線。二、數(shù)據(jù)分析方法掌握必要的收集數(shù)據(jù)、整理數(shù)據(jù)、描述數(shù)據(jù)和分析數(shù)據(jù)的方991.收集數(shù)據(jù)的方法在收集數(shù)據(jù)方面,所涉及的數(shù)據(jù)可能是全體的數(shù)據(jù)(總體數(shù)據(jù)),也可能是通過抽樣獲得的數(shù)據(jù)(抽樣數(shù)據(jù))。在第一、第二學(xué)段中,學(xué)生收集的基本都是總體數(shù)據(jù)現(xiàn)成的數(shù)據(jù);需要自己調(diào)查的數(shù)據(jù)(換乳牙、看電視的時間)。常用的收集數(shù)據(jù)的方法包括:調(diào)查、試驗、測量、查閱資料。1.收集數(shù)據(jù)的方法在收集數(shù)據(jù)方面,所涉及的數(shù)據(jù)可能是全體的數(shù)1001.收集數(shù)據(jù)的方法學(xué)生應(yīng)該對收集數(shù)據(jù)的方法都有比較豐富的體驗?!稑?biāo)準(zhǔn)》在第一學(xué)段提出“了解調(diào)查、測量等收集數(shù)據(jù)的簡單方法”;在第二學(xué)段提出“會根據(jù)實際問題設(shè)計簡單的調(diào)查表,能選擇適當(dāng)?shù)姆椒ǎㄈ缯{(diào)查、試驗、測量)收集數(shù)據(jù)”“能從報紙雜志、電視等媒體中,有意識地獲得一些數(shù)據(jù)信息”。1.收集數(shù)據(jù)的方法學(xué)生應(yīng)該對收集數(shù)據(jù)的方法都有比較豐富的體驗101注意收集數(shù)據(jù)的討論研究表明在計劃如何收集數(shù)據(jù)上花時間是值得的。注意收集數(shù)據(jù)的討論研究表明在計劃如何收集數(shù)據(jù)上花時間是值102
美國數(shù)學(xué)教師雜志向全美的中小學(xué)數(shù)學(xué)教師推薦的一節(jié)數(shù)學(xué)課為什么有的人跑得快?有的人跑得慢?師:今天我們一起討論一個問題,大家有沒有想過這樣的事情,我們都有跑步的體驗,為什么有的人跑得快,有的人跑得慢?有的學(xué)生說:“誰個高誰就跑得快,誰個矮誰跑得慢.”
馬上就有學(xué)生提出問題:“老師,不對,我們班×××個子不高,但他跑得很快.”
隨后學(xué)生又提出問題:“我們班有兩個學(xué)生,他們的個子一般高,結(jié)果一個人跑得快,一個人跑得慢.”
案例美國數(shù)學(xué)教師雜志向全美的中小學(xué)數(shù)學(xué)教師推薦的一節(jié)數(shù)學(xué)103
●過程二:用100米跑的步數(shù)m1,…m6與時間t1,…t6的比可以算出每個人的步頻.
步頻,每個人1秒鐘跨了多少步.如果跨了150步,總共用9秒8,兩數(shù)一除,我就知道1秒鐘跨了多少步.有了步數(shù),有了時間就可以算出步頻.
于是有的學(xué)生猜測步頻越大,跑得越快,結(jié)果發(fā)現(xiàn),總體的狀況是這樣,步頻比較高的人,他跑的成績是比較好的.
一個人跑得快,都受哪些因素影響呢?是由2個因素影響的,步距與步頻.這就是美國小學(xué)六年級討論的問題.●過程二:用100米跑的步數(shù)m1,…m6與時間t1104實際問題中收集數(shù)據(jù)的有趣案例
對種群的估計對敏感性問題的調(diào)查實際問題中收集數(shù)據(jù)的有趣案例1052.整理、描述、分析數(shù)據(jù)的方法在第一學(xué)段,學(xué)生將學(xué)習(xí)分類的方法,分類是整理數(shù)據(jù)和描述數(shù)據(jù)的開始。在此基礎(chǔ)上,能用自己的方式(文字、圖畫、表格等)呈現(xiàn)整理數(shù)據(jù)的結(jié)果,而不學(xué)習(xí)正式的統(tǒng)計圖表或統(tǒng)計量。有研究表明,早期經(jīng)驗的多樣化,有助于兒童建立進一步學(xué)習(xí)的經(jīng)驗和興趣。2.整理、描述、分析數(shù)據(jù)的方法在第一學(xué)段,學(xué)生將學(xué)習(xí)分類的方106分組全班同學(xué)的身高情況單位:厘米分組全班同學(xué)的身高情況單位:厘米107“點線”圖
“點線”圖1082.整理、描述、分析數(shù)據(jù)的方法在第二學(xué)段,學(xué)生將學(xué)習(xí)條形統(tǒng)計圖、扇形統(tǒng)計圖、折線統(tǒng)計圖等常見的統(tǒng)計圖,并且能用它們直觀、有效地表示數(shù)據(jù)。第二學(xué)段還將學(xué)習(xí)一個重要的刻畫數(shù)據(jù)集中趨勢的統(tǒng)計量——平均數(shù)。2.整理、描述、分析數(shù)據(jù)的方法在第二學(xué)段,學(xué)生將學(xué)習(xí)條形統(tǒng)計109案例:從下圖中,你能獲取哪些信息?一、五年級學(xué)生的情況有什么不同?能嘗試解釋原因嗎?一年級、五年級學(xué)生睡眠情況統(tǒng)計圖案例:從下圖中,你能獲取哪些信息?一、五年級學(xué)生的情況有什么110張思明、史寧中的看法張:最大的差別;差別的原因和合理性;指標(biāo)有問題,能否合并;人均睡眠時間也許更好史:目標(biāo);變化趨勢;注意到人數(shù)不同;經(jīng)驗的積累張思明、史寧中的看法張:最大的差別;差別的原因和合理111三個水平Curcio(1987)把學(xué)生對數(shù)據(jù)的讀取分為三個水平:(1)數(shù)據(jù)本身的讀取(readingthedata),包括用能夠得到的信息來回答具體的問題,這些問題圖表中有明顯的答案。(2)數(shù)據(jù)之間的讀?。╮eadingbetweenthedata)。這包括做比較(例如比較好、最好,最高、最小等)和對數(shù)據(jù)進行操作(例如加減乘除)。(3)超越數(shù)據(jù)本身的讀取(readingbeyondthedata),包括通過數(shù)據(jù)來進行推斷預(yù)測推理,并回答具體的問題。三個水平Curcio(1987)把學(xué)生對數(shù)據(jù)112讀圖的建議要讀統(tǒng)計圖中能看見到或推理能得到的信息。包括:統(tǒng)計圖的名字和圖標(biāo),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))。
讀圖的建議要讀統(tǒng)計圖中能看見到或推理能得到113讀圖的建議統(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(yù)測,思考為什么數(shù)據(jù)會呈現(xiàn)這種情況等。讀圖的建議統(tǒng)計數(shù)據(jù)能否回答開始提出的問題,114小婷身高統(tǒng)計圖小婷身高統(tǒng)計圖115小婷身高統(tǒng)計圖小婷身高統(tǒng)計圖116統(tǒng)計與概率課件117北京城市女生身高生長情況統(tǒng)計北京城市女生身高生長情況統(tǒng)計118北京城市女生身高生長情況統(tǒng)計北京城市女生身高生長情況統(tǒng)計119讀圖的建議更進一步的層次,就是評價的意識。不僅要去閱讀圖,還要對統(tǒng)計圖中的指標(biāo)、收集數(shù)據(jù)的方法、統(tǒng)計圖使用的是否合理、得出的結(jié)論是否有道理等進行一些評價。
讀圖的建議更進一步的層次,就是評價的意識120
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年10萬元5萬元1991年12.5萬元7.5萬元1992年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(dāng)”,你如何看待他的說法?
案例
“有福同享,有難同當(dāng)”嗎?案例“有福同享,有難同當(dāng)”嗎?121案例
“有福同享,有難同當(dāng)”嗎?案例“有福同享,有難同當(dāng)”嗎?122統(tǒng)計量
最多、最少平均數(shù)、中位數(shù)、眾數(shù)極差、方差、標(biāo)準(zhǔn)差……
123
平均數(shù)的三個角度:算法理解、概念理解、統(tǒng)計理解。注重平均數(shù)的理解
124概念理解平均數(shù)介於最小值和最大值之間。資料與平均數(shù)之間的差,其和為零。平均數(shù)易受平均以外的資料的影響。平均數(shù)未必是資料中的一個值。平均數(shù)可能是非整數(shù)且無實物可以對照。計算平均數(shù)時不可刪去零值的資料。平均數(shù)代表被平均的所有資料。概念理解125平均數(shù)意義及價值的學(xué)習(xí)
案例:北京大學(xué)附屬實驗小學(xué)王杰平均數(shù)意義及價值的學(xué)習(xí)案例:北京大學(xué)附屬實驗小學(xué)王杰126平均數(shù)案例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:為什么要節(jié)約用水?(根據(jù)學(xué)生回答評價學(xué)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(xué)讀一讀。看到這條信息你有什么感覺?(學(xué)生可能產(chǎn)生疑問:水并不少,世界100多個國家,我們排第四名。)平均數(shù)案例1.利用節(jié)約用水信息深入理解平均數(shù)的意義。127平均數(shù)案例(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(xué)生通過名次下降或貧乏再次提起對平均數(shù)的理解?!柏毞Α边@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(jié):言之有理,看來同學(xué)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(yīng)該去節(jié)約用水了。平均數(shù)案例(3)我們再來看看下面這條信息。出示:我國人均水資128平均數(shù)案例2.出示:兒童乘車免票線“長個”了的標(biāo)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(圖略)。經(jīng)過市發(fā)改委與相關(guān)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(xué)生自然會想到:孩子們都長高了。)師:我們怎么去確定這個標(biāo)準(zhǔn)的呢?(學(xué)生可能會回答:我們可以調(diào)查一下。)平均數(shù)案例2.出示:兒童乘車免票線“長個”了的標(biāo)題。129平均數(shù)案例2師:調(diào)查誰?如果數(shù)據(jù)來了,有高的、有矮的,如何處理?(這里要明確調(diào)查六歲兒童的身高,滲透抽樣調(diào)查的想法。學(xué)生結(jié)合平均數(shù)的理解,回答調(diào)查完了可以計算平均數(shù)。)師:總結(jié):我們同學(xué)真了不起,既能準(zhǔn)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。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。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??磥?,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。平均數(shù)案例2師:調(diào)查誰?如果數(shù)據(jù)來了,有高的、有矮的,如何處130平均數(shù)案例3.那你們能利用平均數(shù)幫我解決判斷一件事情嗎?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1號橋的車輛為1756輛,需要通過2號橋的車輛965輛(兩個橋的寬度等條件差不多)。王老師回家這兩條路都可以,并且駕車路程差不多你們覺得我走哪好?那我走那一定快嗎?為什么?(學(xué)生建議教師走2號橋,但偶爾也不一定快)總結(jié):同學(xué)們理解得很好,平均數(shù)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。平均數(shù)案例3.那你們能利用平均數(shù)幫我解決判斷一件事情嗎?131統(tǒng)計與概率課件132平均數(shù)與中位數(shù)、眾數(shù)的關(guān)系
我們現(xiàn)在處理的數(shù)據(jù),大部分是對稱的數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)符合或者近似符合正態(tài)分布。這時候,均值(平均數(shù))、中位數(shù)和眾數(shù)是一樣的。
小學(xué)階段不要求中位數(shù)、眾數(shù)
平均數(shù)與中位數(shù)、眾數(shù)的關(guān)系我們現(xiàn)在處理的數(shù)據(jù),大部133平均數(shù)與中位數(shù)、眾數(shù)的關(guān)系
只有在數(shù)據(jù)分布偏態(tài)(不對稱)的情況下,才會出現(xiàn)均值、中位數(shù)和眾數(shù)的區(qū)別。所以說,如果是正態(tài)的話,用哪個統(tǒng)計量都行。如果偏態(tài)的情況特別嚴重的話,可以用中位數(shù)。平均數(shù)與中位數(shù)、眾數(shù)的關(guān)系只有在數(shù)據(jù)分布偏態(tài)(不對134一個例子11名男同學(xué)100米跑的成績?nèi)缦拢?3秒217秒13秒515秒812秒17秒116秒715秒617秒16秒616秒7。學(xué)生能計算出這組數(shù)據(jù)的平均數(shù)是:15秒6;這組數(shù)據(jù)的中位數(shù)是:16秒6。在此基礎(chǔ)上讓學(xué)生利用數(shù)據(jù)分析如下問題:
(1)如果選擇參加一項比賽,希望有一半的男同學(xué)可以參加,選擇哪個成績作為標(biāo)準(zhǔn)?
(2)如果希望確定一個較高的標(biāo)準(zhǔn),選擇哪個成績作為標(biāo)準(zhǔn)?
(3)如果需要確定一個標(biāo)準(zhǔn),你如何確定?為什么?一個例子11名男同學(xué)100米跑的成績?nèi)缦拢?352.整理、描述、分析數(shù)據(jù)的方法教學(xué)中應(yīng)鼓勵學(xué)生運用所學(xué)習(xí)的方法,盡可能多地從數(shù)據(jù)中提取有用的數(shù)據(jù),并且能夠根據(jù)問題的背景選擇合適的方法,而不是單純地名詞、計算方法等的掌握。需要我們根據(jù)問題的背景選擇合適的統(tǒng)計圖??傊?,“統(tǒng)計學(xué)對結(jié)果的判斷標(biāo)準(zhǔn)是‘好壞’”,而不是“對錯”。
2.整理、描述、分析數(shù)據(jù)的方法教學(xué)中應(yīng)鼓勵學(xué)生運用所學(xué)習(xí)的方136三、數(shù)據(jù)的隨機性數(shù)據(jù)的隨機主要有兩層涵義:一方面對于同樣的事情每次收集到的數(shù)據(jù)可能會是不同的;另一方面只要有足夠的數(shù)據(jù)就可能從中發(fā)現(xiàn)規(guī)律。兩個案例:摸球、上學(xué)時間三、數(shù)據(jù)的隨機性數(shù)據(jù)的隨機主要有兩層涵義:一方面對137三、數(shù)據(jù)的隨機性
概率也是研究隨機現(xiàn)象的,那么為什么又提出數(shù)據(jù)的隨機性呢?
實際上,統(tǒng)計與概率都是研究隨機現(xiàn)象的學(xué)科。統(tǒng)計與概率正是從不同的角度研究如何刻畫隨機現(xiàn)象,統(tǒng)計側(cè)重于從數(shù)據(jù)來刻畫隨機,概率側(cè)重于建立理論模型來刻畫隨機
。鼓勵學(xué)生運用數(shù)據(jù)來體會隨機,更能體會隨機的特點。三、數(shù)據(jù)的隨機性概率也是研究隨機現(xiàn)象的,那么為什么又138史校長的采訪
我并不是反對前一種教法本身,而是說如果這么教,蘊含的隨機思想并不強,學(xué)生也不感興趣,都知道了概率為什么還要做實驗。而后來的這種教法,學(xué)生體會到每一次摸的結(jié)果事先都不知道,但是摸多了能夠幫助我們做一些判斷。這樣一來,學(xué)生既體會了隨機,又感受到了數(shù)據(jù)中蘊含著信息,我想這種類似于“猜謎”的活動學(xué)生也會很有興趣”。史校長的采訪我并不是反對前一種教法本身,而是說如果這139三、數(shù)據(jù)的隨機性
實際上這種“猜謎”絕不是“瞎猜”,在《標(biāo)準(zhǔn)》案例40的說明中給出了這種推斷背后的科學(xué)依據(jù),也就是雖然不能保證估計得完全一致,但能保證在一定實驗次數(shù)下,估計值與實際情況相差不大的可能性是很大的。
實際上,如果袋中裝有4個紅球和1個白球,可以知道摸到紅球的概率為4/5(也就是8/10)。通過計算可以得到:保證有80%以上的可能使得“摸到紅球的頻率在7/10到9/10之間”,需要摸27次以上;保證有95%以上的可能使得“摸到紅球的頻率在7/10到9/10之間”,需要摸60次以上。三、數(shù)據(jù)的隨機性實際上這種“猜謎”絕不是“瞎猜”,在140
習(xí)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。
——陳希孺習(xí)慣于從統(tǒng)計規(guī)律看問題的人在思想上不拘執(zhí)一端141“摸球”活動的總結(jié)第一類:驗證類(淡化)第二類:體會隨機類第三類:體會推斷類第四類:運用頻率估計概率類第五類:體會頻率與概率的關(guān)系類“摸球”活動的總結(jié)第一類:驗證類(淡化)142驗證類(淡化)老師拿出一個盒子,盒子里有9個白球、1個黃球。如果從中任意摸出1個球,可能是什么顏色的球?摸到白球的可能性有多大,黃球呢?(學(xué)生略做思考后交流。)
生1:可能摸到白球,也可能是黃球。生2:摸到白球的可能性是9/10,因為有10個球,其中9個是白球。(大家都表示同意)師:好,下面就請你們分小組摸球,記錄摸球的結(jié)果,驗證一下大家的想法。驗證類(淡化)老師拿出一個盒子,盒子里有9個白球、1143體會隨機類組織小組活動:盒子里有3個黃球、3個白球。每次摸出1個,摸之前先猜猜你會摸到什么顏色的球?每次你都猜對了么?
活動結(jié)束時,老師詢問:有沒有每次都猜對的同學(xué)?(全班只有2人舉手。)
師:為什么我們那么多的同學(xué)都沒有猜對呢?(此時,兩個猜對的同學(xué)急于向大家介紹方法。)
體會隨機
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