高二數(shù)學必修三教學計劃《隨機抽樣》

　　接到任務后，筆者首先查閱了一些統(tǒng)計論著。可惜，統(tǒng)計專業(yè)知識介紹的書籍多，統(tǒng)計教學的論著少之又少。這也從一個側面反映了我國對中學統(tǒng)計教學研究的不足。

　　一、教什么

　　起始課究竟上什么內容？筆者征詢了同事們的意見，絕大多數(shù)人認為，由于義教階段學生對全面調查、抽樣調查、樣本、樣本容量等概念都已很熟悉，沒必要再糾纏。因此，第一堂課除了簡單介紹本章學習內容以及隨機抽樣的必要性和重要性外，應將“2。1。1簡單隨機抽樣”作為重點，這樣整堂課就比較充實，不至于沒有內容可講。也有人認為，《教師教學用書》建議“2。1隨機抽樣”約為5課時，因此第一課時應只介紹隨機抽樣而不必涉及抽樣方法。

　　筆者在聽取了這些建議，經過再三思考后，決定把本課的教學內容定位于章引言和“隨機抽樣”的開篇，但不涉及具體抽樣方法。理由如下：

　　1。章引言是整章內容的概括和介紹，既有先行組織者的作用，同時也能以此引出本課需要學習的內容。作為起始課，章引言的作用不可忽略。

　　2。雖然學生在小學、初中都學過統(tǒng)計，但對為什么要隨機抽樣，怎么進行隨機抽樣等的認識還不足。

　　3。作為統(tǒng)計的起始課，更重要的是讓學生通過一些具體的實例感受隨機抽樣的必要性和重要性，而不是介紹一些具體的抽樣方法。

　　二、怎么教

　　上述內容定位對教師提出的最大挑戰(zhàn)就是如何尋找合適的素材，這個素材既要貼近學生的生活，又能讓學生比較容易地參與到抽樣活動中，在活動中體會隨機抽樣。幾經選擇后，筆者從教材中近視率的背景圖中得到啟發(fā)，設置了一系列關于調查學生近視率的問題串，以此開展整堂課的教學。整個教學過程分解為以下幾個部分：

　　1。通過章頭圖提供的信息讓學生感受數(shù)據(jù)，提出質疑即：這些數(shù)據(jù)是怎么來的？

　　2。讓學生調查班級的近視率，感受普查的作用。

　　3。通過調查年級和全市高一學生的近視率，感受抽樣調查的必要性，感受如何才能使樣本具有代表性。

　　4。在小組討論和師生交流中體會統(tǒng)計結果的不確定性。

　　5。在小結中結合章頭圖進行總結回顧，引出本章的知識框架。

　　教學設計

　　一、內容和內容解析

　　1。內容

　　本課主要內容是讓學生了解：認識客觀現(xiàn)象的第一步就是通過觀察或試驗取得觀測資料，然后分析這些資料來認識此現(xiàn)象。獲取有代表性的觀測資料并正確地加以分析是正確認識未知現(xiàn)象的基礎，也是統(tǒng)計所研究的基本問題。

　　2。內容解析

　　本課是高中統(tǒng)計的第一節(jié)課，統(tǒng)計是研究如何合理收集、整理、分析數(shù)據(jù)的學科，它可以為人們制定決策提供依據(jù)。學生在義教階段已學了收集、整理、描述和分析數(shù)據(jù)等處理數(shù)據(jù)的基本方法。高中的統(tǒng)計學習將逐步讓學生體會確定性思維與統(tǒng)計思維的差異，了解統(tǒng)計結果的隨機性特征，知道統(tǒng)計推斷可能出錯。統(tǒng)計有兩種：一種是把所有個體的信息都收集起來，然后進行描述，這種統(tǒng)計方法稱為描述性統(tǒng)計，例如人口普查。但在很多情況下我們無法采用描述性統(tǒng)計對所有個體進行調查，通常是在總體中抽取一定的樣本為代表，從樣本的信息來推斷總體的特征，這稱為推斷性統(tǒng)計。例如有的產品數(shù)量非常大，或者質量檢查具有破壞性。

　　抽樣調查是收集數(shù)據(jù)的一種重要途徑，是一種重要的、科學的非全面調查方法。它根據(jù)調查的目的和任務要求，按照隨機原則，從若干單位組成的事物總體中，抽取部分樣本單位來進行調查、觀察，用樣本數(shù)據(jù)來推斷總體。其中蘊涵了重要的統(tǒng)計思想——樣本估計總體。而樣本代表性的好壞直接影響統(tǒng)計結論的準確性，所以抽樣過程中，考慮的最主要原則是保證樣本能很好地代表總體。而隨機抽樣的出發(fā)點是使每個個體都有相同的機會被抽中，這是基于對樣本數(shù)據(jù)代表性的考慮。

　　本節(jié)課重點：能從現(xiàn)實生活或其他學科中提出具有一定價值的統(tǒng)計問題，理解隨機抽樣的必要性與重要性。

　　二、目標和目標解析

　　1。目標

　　（1）通過具體案例的分析，逐步學會從現(xiàn)實生活中提出具有一定價值的統(tǒng)計問題；

　　（2）結合實際問題情境，理解隨機抽樣的必要性和重要性，深刻理解樣本的代表性。

　　2。目標解析

　　章引言列舉了我國水資源缺乏問題、土地沙漠化問題等情境，提出了學習統(tǒng)計的意義。通過具體實例，引導學生嘗試從實際問題中發(fā)現(xiàn)并提出統(tǒng)計問題。以培養(yǎng)學生從現(xiàn)實生活或其他學科中發(fā)現(xiàn)問題、提出問題的能力、意識和習慣。

　　對某個問題的調查最簡單的方法就是普查，但是這種方法的局限性很大。出于費用和時間的考慮，有時一個精心設計的抽樣方案，其實施效果甚至可以勝過普查。教學中要通過一定實例讓學生體會隨機抽樣的必要性和重要性。為了使由樣本到總體的推斷有效，樣本必須是總體的代表。在對實例的分析過程中，探討獲取有代表性的樣本的方法，得到隨機樣本的概念，逐步理解樣本的代表性與統(tǒng)計推斷結論可靠性之間的關系。

　　三、教學問題診斷分析

　　學生在初中已有對統(tǒng)計活動的認識，并學習了統(tǒng)計圖表、收集數(shù)據(jù)的方法，但對設計合理的抽樣方法，以使樣本具有好的`代表性的意識還不強。在已有學習中，學習內容多以確定性數(shù)學為主；學生對全面調查，即普查有所了解，它在經驗上更接近確定性數(shù)學；這里，我們要通過具體問題，讓學生體會統(tǒng)計的重要思想——用樣本估計總體以及統(tǒng)計結果的不確定性。因此，學生已有知識經驗與本節(jié)要達成的教學目標之間有較大差距。主要的困難有：對樣本估計總體的思想、對統(tǒng)計結果的“不確定性”產生懷疑，對統(tǒng)計的科學性有所質疑；對抽樣應該具有隨機性，每個樣本的抽取又都落實在某個人的具體操作上不理解，因此教學中要通過具體實例的研究給學生釋疑。

　　教學中，可以鼓勵學生從自己的生活中提出與典型案例類似的統(tǒng)計問題，如每天完成家庭作業(yè)所需的時間，每天的體育鍛煉時間，學生的近視率，一批燈泡的壽命等。在學生提出這些問題后，要引導學生考慮問題中的總體是什么，要觀測的變量是什么，如何獲取樣本等，這樣可以培養(yǎng)學生提出統(tǒng)計問題的能力。

　　因此，本課的教學難點是：理解怎樣的抽樣才是隨機抽樣，如何抽樣才能更好地代表總體。

　　四、教學支持條件分析

　　準備一些隨機抽樣成功或失敗的事例，利用實物投影或放映的多媒體設備輔助教學。

　　五、教學過程設計

　　（一）感悟數(shù)據(jù)、引入課題

　　問題1：請同學們看章頭圖中的有關沙漠化和缺水量的數(shù)據(jù)，你有什么感受？

　　師生活動：讓學生充分思考和探討，并逐步引導學生產生質疑：這些數(shù)據(jù)是怎么來的？

　　設計意圖：通過一些數(shù)據(jù)讓學生充分感受我們生活在一個數(shù)字化時代，要學會與數(shù)據(jù)打交道，養(yǎng)成對數(shù)據(jù)產生的背景進行思考的習慣。

　　問題2：我們班級有很多同學都是戴眼鏡的，你知道我們班的近視率嗎？你是怎么知道的？

　　設計意圖：通過與學生比較貼近的案例，讓他們體會統(tǒng)計與日常生活的關系。

　　（二）操作實踐、展開課題

　　問題3：如果我想了解我校所有高一學生的近視率，你打算怎么做呢？

　　師生活動：以四人小組為單位進行討論，每個小組派一個代表匯報方案。

　　設計意圖：從這個問題中引出抽樣調查和樣本的概念，使學生對于如何產生樣本進行一定的思考，同時也使學生認識到樣本選擇的好壞對于用樣本估計總體的精確度是有所不同的。

　　問題4：你認為下列預測結果出錯的原因是什么？

　　在1936年美國總統(tǒng)選舉前，一份頗有名氣的雜志（Literary Digest）的工作人員做了一次民意測驗。調查蘭頓（A。Landon）（當時任堪薩斯州州長）和羅斯福（F。D。Roosevelt）（當時的總統(tǒng)）中誰將當選下一屆總統(tǒng)。為了了解公眾意向，調查者通過電話簿和車量登記簿上的名單給一大批人發(fā)了調查表（注意在1936年電話和汽車只有少數(shù)富人擁有）。通過分析收回的調查表，顯示蘭頓非常受歡迎，于是雜志預測蘭頓將在選舉中獲勝。實際選舉結果正好相反，最后羅斯福在選舉中獲勝，其數(shù)據(jù)如下：

　　設計意圖：通過普查和抽樣調查的比較，使學生感受抽樣調查的必要性和重要性。

　　問題6：如果我們想了解晉中市高一學生的近視率，你認為該怎么做呢？

　　師生活動：以2人小組為單位進行討論，說出比較可行的抽樣方案。

　　問題7：是否可以用晉中市高一年級學生的近視率來估計山西省高中生的近視率？為什么？

　　師生活動：教師繼續(xù)讓學生進行小組討論，引導學生從樣本容量以及樣本抽取需要考慮的要素，如：學生的層次（高一、高二、高三），學生生活的環(huán)境（城市、縣鎮(zhèn)、農村）等。教師對學生的回答進行歸納、整理，與學生一起討論出比較可行的抽樣方案。

　　設計意圖：通過進一步的追問，加深學生對樣本代表性的理解。讓學生進一步認識到：在多背景下的抽樣會產生偏差，以及樣本的隨機性與樣本大小在產生有代表性的樣本中的作用，同時對后面的內容進行簡單介紹。

　　（三）總結拓展、提升思想

　　問題8：請你用簡要的語言說說自己在本節(jié)課的收獲。

　　師生活動：引導學生從怎樣學會提出統(tǒng)計問題？抽樣調查與普查的優(yōu)缺點？樣本的代表性與統(tǒng)計推斷結論之間的關系等方面進行總結和回顧。教師結合章頭圖對這一章的框架進行簡單的介紹，引導學生建構知識體系。

　　3。為了了解全校學生的平均身高，王一調查了自己座位旁邊的五位同學，把這五位同學的身高的平均值作為全校學生平均身高的估計值。

　　（1）王一的調查是抽樣調查嗎？

　　（2）如果是抽樣調查，指出調查的總體、個體、樣本和樣本容量；

　　（3）這個調查結果能較好的反映總體的情況嗎？如果不能，請說明理由。

　　設計意圖：回顧抽樣調查的幾個基本概念，強化抽樣調查中樣本的代表性。

　　教學反思

　　上完課后，許多聽課的教師都對這堂課提出了自己不同的看法，同時也促使筆者進一步思考，究竟該如何來上好這一堂課。

　　一、如何利用章引言

　　在人教A版教材中每一章的開頭都有章頭圖和章引言，統(tǒng)計也不例外。對于一線教師來說，章引言的作用以及如何用好章引言都是值得探討的問題。

　　1。章引言的作用

　　統(tǒng)計的章頭圖、章引言包括日常生活中的一些數(shù)據(jù)，如缺水量、沙漠化以及相關的一些圖表等，還有對本章內容的文字介紹。這些信息的作用在哪里，如何在起始課中把這些信息傳遞給學生成為筆者首要考慮的問題。在與教研員和同行的探討中，我們認為統(tǒng)計的章引言有以下幾點作用：

　　（1）沙漠化的圖片以及文字說明可以讓學生體會到有些數(shù)據(jù)無法普查，只能通過抽樣調查來得到，這還滲透著環(huán)保意識。

　　（2）十大城市缺水量的圖表及相關文字既回顧了初中的統(tǒng)計圖表，同時也為學習“用樣本估計總體”埋下伏筆。

　　（3）章頭圖中三個章節(jié)的標題以及整個文字介紹對整章起著統(tǒng)領作用。

　　2。章引言的教學思考

　　鑒于上述三點作用，對于章引言的教學我們采取了以下做法：

　　（1）充分利用章頭圖、章引言中的數(shù)據(jù)和圖片如沙漠化、我國缺水量排名等，在讓學生增強環(huán)保意識的同時能更為理性地關注數(shù)據(jù)的來源及其真實性，學會質疑、通過質疑引入本節(jié)課的課題，同時也讓學生體會到學習這一知識的必要性。

　　（2）由于章引言中有些概念學生尚未學習，不適宜在課堂一開始就介紹，將其放在課堂小結之后，教師引導學生進行知識框架的構建，可能效果更好。

　　3。章引言教學效果的分析

　　自我感受是章引言的作用沒有很好的體現(xiàn)，原因在于：

　　（1）沒有考慮學生已有的認知基礎。筆者本以為在上課一開始給出沙漠化等數(shù)據(jù)后，學生會對數(shù)據(jù)的來源產生質疑，但是幾乎全班同學都肯定地認為這個數(shù)據(jù)是通過抽樣調查得到的。

　　（2）由于上課的節(jié)奏沒有把握好，沒能利用章引言幫助學生構建好知識框架，我自己在課堂上也沒有進行很好地解讀。

　　二、如何體現(xiàn)螺旋上升

　　上完這一節(jié)課后，部分聽課教師認為這節(jié)課似乎是把初中的統(tǒng)計課重上了一遍。新課程實施后，學生從小學一年級就開始學習統(tǒng)計，到初中什么是統(tǒng)計，如何進行數(shù)據(jù)的收集、整理與描述已有較多的體驗，什么是普查、抽樣調查、樣本、樣本容量等概念也都已經比較清晰。而“2。1隨機抽樣”的教學內容也就是這一些，聽課教師有此感受實屬正常。

　　筆者在上這一堂課的時候也存在著這個困惑。對于高中的統(tǒng)計內容，從隨機抽樣到用樣本估計總體、兩個變量的相關關系以及選修IA中的統(tǒng)計案例，知識上的螺旋上升比較明顯，但是從小學、初中、高中統(tǒng)計學習的螺旋上升框架卻并不明晰。比如“隨機抽樣”中概念、內容基本上都是學生初中已學過的，甚至教材上“一個著名案例”在有些初中教材中也曾出現(xiàn)過。針對這個情況，筆者確定將教學重心落在讓學生體會隨機抽樣的必要性和重要性上，通過課堂的實踐操作讓學生進一步體會為什么要抽樣，如何進行抽樣，并在對抽樣的比較中體會樣本的隨機性和統(tǒng)計結果的不確定性。這些在初中的統(tǒng)計教學中沒有得到強化，同時也成為本節(jié)課值得提升的內容。

　　課堂實踐后，從聽課教師的反應來看，這個螺旋上升還沒有得到很好的體現(xiàn)，究其原因：

　　1。教學設計中各個教學環(huán)節(jié)的設計意圖不夠明晰。

　　2。教學過程中強調了學生的參與，教師有效的歸納、總結、提升相對缺乏。

　　3。沒有將理念性的信息通過有效的載體顯現(xiàn)，教學中的問題鏈未達到需要達到的教學層次。

　　三、如何滲透統(tǒng)計思想

　　讓學生不斷體會統(tǒng)計思想是一個重要的教學任務。隨機抽樣中滲透統(tǒng)計思想是基本任務也是主要任務。筆者在本堂課的教學中也深切體會到了教學的困難。

　　1。思想是教不會的，它是學生在參與對具體的問題的實踐和分析中逐步體會得到，如何尋找恰當、適時的問題或案例讓學生進行有效的體會、研究、實踐是一個重要問題。筆者在本堂課中通過讓學生調查班級、年級、全市、全省中學生的近視率這一條主線進行隨機抽樣的教學，在讓學生小組討論、全班交流的過程中滲透統(tǒng)計思想。從課堂效果來看，這個教學載體并不是最佳的，但是筆者至今也尚未找到更好的教學載體。

　　2。概念教學應更多地采用歸納式教學，這對教師提出了極大的挑戰(zhàn)。教師絕大多數(shù)是在“演繹”的教學中學習長大，我們在中學時所接受的學習方式會影響自己的教學方式。筆者也不例外，從小被演繹慣了，即使有意識地要讓學生自己進行實踐體會并逐步歸納，但是在教學中還是時不時地“滑向”演繹。

　　3。課堂的教學時間是有限的，如何在有限的時間內既讓學生充分體驗、感受統(tǒng)計思想，又能很好完成各項教學任務，提高教學效率，這將是筆者今后的努力方向，雖然做到這一點會很難。

　　最后感謝課題組專家、成員以及所有的聽課教師提出的建議和意見，同時也希望這一堂課能起到拋磚引玉的作用，讓更多的教師關注統(tǒng)計，關注統(tǒng)計教學，使這個現(xiàn)代公民必備的常識能在課堂上打下良好基礎，并能促使學生學以致用。

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