课题:在实验中寻找规律(说课教案)
一、教材分析
(一)教材的主要内容
“在实验中寻找规律”是鲁教版八年级下册第十章 频率与概率第一节内容。本节教材安排了抛掷一枚硬币,抛掷两枚硬币以及转盘这三个实验,希望学生通过动手实验和观察数据,发现不确定事件的发生并非完全没有规律可循,体会随着重复实验次数的增大,随机事件发生的频率将呈现逐渐稳定的趋势,可以由此来预测机会大小,了解用稳定后的频率值估计事件发生的机会的合理性。
(二)知识与技能分析
学生已经具备了确定事件、随机事件的概念,能够进行简单的实验,具备收集数据、分析数据的基本能力,并且会画统计图。通过本节学习,学生进一步体会随机事件在每次实验中发生与否具有不确定性,进而体会在相同实验条件下,随着实验次数的增大,随机事件中所隐含的确定性内涵。
(三)教材的地位和作用
“华东师大版”教材对概率内容的处理,是采取先概率的频率定义再概率的公式定义的安排方式,这和整个数学体系中概率部分的安排是一致的。本章内容是围绕频率定义展开的。本节知识是在学生已经学习了数据的收集和统计的基础上进行的,通过实验寻找出的规律是后面学习的基础,因此本节知识起到了承上启下的作用,符合学生的认知规律,从而充分体现知识螺旋上升的特点。
(四)教学理念
本节内容充分体现了数学离不开生活,生活处处都离不开数学,进一步认识到数学的重要性。体现“人人学有价值的数学,人人都能获得必须的数学”的新课标精神。学生学到了动手实践、自主探索和合作交流的学习数学的重要方式。
同时把现代信息技术作为学生学习数学和解决问题的强有力工具,使学生乐意并有更多的精力投入到现实的、探索性的数学活动中去。
二、目标分析
(一)教学目标
根据学生认知发展水平和已有的知识经验基础,结合新课标“统计与概率”的目标要求,依据教学大纲,我从“知识与技能、过程与方法、情感与态度”三个方面确定了本节课的教学目标。
知识与技能目标:
1、借助实验,进一步体会随机事件在每次实验中发生与否具有不确定性。
2、获得“在相同实验条件下,随着实验次数的增大,随机事件发生的频率会逐渐趋于稳定”的认识。
3、体会随机事件中所隐含的确定性内涵。
过程与方法目标:
1、通过动手实验和课堂交流,进一步提高收集、描述、分析数据的技能。
2、经历对不确定事件的确定性内涵的认识过程,提高透过现象看本质的思维习惯,培养思维的深刻性。
3、通过观察频率折线统计图探索规律,培养数形结合的数学思想方法。
情感与态度目标
1、经历动手实验和课堂交流的过程,提高数学交流的水平,发展合作探索精神。
2、经历对实际问题的解决过程,感受到数学的有趣和有用,并在解决过程中体会成功的乐趣。
3、学生真实记录实验数据,养成崇尚科学的良好品质。
(二)重点、难点
教学重点:
本节通过实验寻找出的规律是下一节“用频率估计机会的大小”的依据,因此将重点定为:通过大量实验,体会随着重复实验次数的增大,随机事件发生的频率将呈现逐渐稳定的趋势,可以由此来预测机会的大小。
教学难点:
本节内容要求学生从不确定事件中寻找确定性内涵,产生认知冲突,因此将难点定为:认识实验结果的随机性和规律性。
三、教学方法
(一)教法分析
本节内容主要是学生通过实验寻找出规律,所以选择“活动--参与”的教学模式,以活动为核心, 学生自己动手实验与自主探索为主,在参与活动中学习知识。
因为本课利用电子表格统计数据,所以使用了多媒体辅助教学的手段。
(二)学法分析
因为本节内容需要做大量重复的实验以探索频率的变化规律,因此学生应进行自主探索,特别是合作探索,充分利用集体学习的优势,一方面比较不同小组实验结果的异同,另一方面汇总各自的实验数据,观察大数次实验结果的趋势,以加深对实验结果的不确定性和规律性的认识。
四、教学程序
(一)总体框架
I、创设问题情境 (3分钟左右)
动手实验、收集数据(15分钟左右)
II、学习新课
分析数据、探索规律(10分钟左右)
III、能力迁移(6分钟左右)
IV、小结与作业(3分钟左右)
(二)教学过程
I、创设问题情境
1、 前面已经做过抛掷一枚硬币的实验,老师手里有一枚硬币,抛掷它,你能预
测出将出现正面朝上还是反面朝上吗?
学生活动: 有的会猜测出现正面,有的会猜测出现反面,也有的学生会认为不能确定。
2、追问:为什么不能确定?
学生活动:因为出现正面或出现反面是随机事件,在实验前无法预知结果。
3、 问:有没有规律可循呢?下面我们就通过两个实验来寻找规律。这就是我们
今天要学习的课题“在实验中寻找规律”。
设计意图:在学生已有的知识基础之上,提出新的研究问题,出现认知冲突,使
学生产生探究的兴趣。
II、学习新课
1、实验内容及规则
一是抛掷一枚硬币的实验,二是摸球实验。假设全班有60名学生, 两人一
组,分成两部分,前10组完成实验一,后20组完成实验二。
设计意图:抛掷硬币实验学生熟悉、操作方便,速度比摸球实验快,为了统一进
度,所以实验人数减少一半。
实验一“抛掷一枚硬币”规则:
(1)抛掷一枚硬币,分别统计出正面朝上和反面朝上的频数。
(2)两人合作,进行两组实验,每组40次,共80次实验,记录每一次实验结
果。
设计意图:每小组两人合作进行两组实验,目的是为了体现出小数次实验频率的
特点,同时也和实验二统一次数。
实验二“摸球”规则:
(1)从装有8个红球,2个白球的盒子中,摸出一球,分别统计出摸出红球和白球的频数。
(2)每次摸出一球后,放回盒中,再进行下一次实验。
(3)两人一组,进行40次实验,记录每一次实验结果。
设计意图:抛掷硬币和转盘的实验学生非常熟悉,所以又安排了摸球实验,这也是对教材资源的合理开发,有利于提高实验积极性。同时进行不同的实验,寻找“频率趋于稳定”的相同规律,体会随机事件所隐含的确定性内涵更有说服力。通过集体合作,将课堂上只能独立完成的少数次实验,合成较大数次实验,有效利用时间。
2、实验准备
问题1:如何保证实验公平?
学生活动:提出第一个实验要把硬币抛起来,让它旋转;第二个实验要在每一次实验前摇匀、不能看。
设计意图:强调“在相同实验条件下”这一重要条件。
问题2:你能预测本组实验中出现正面或者摸出红球的具体次数吗?
学生活动:有的学生胡乱猜测,有的学生认为无法猜测。
设计意图:强调“出现正面”“摸出红球”是随机事件。
问题3:如何迅速记录实验结果?
学生活动:提出各种办法,回忆出数据收集时所学的用“正”字记录的简便方法。
设计意图:使用简便记录方法,提高实验速度,节约时间。
3、进行实验
教师巡视,指导实验。
学生活动:两人一组,进行实验,并记录实验结果。
设计意图:学生动手实验,经历数据收集的过程,培养动手能力、合作精神。
4、统计分析
(1)统计准备:
利用电子表格软件所具有的功能,设计出统计表,绘出频率折线统计图。例如:
抛掷一枚硬币实验 摸球实验
各组统计表 各组统计表
组号 1(1) 1(2) 2(1) 2(2) 组号 11 12 13 14
实验次数 40 40 40 40 实验次数 40 40 40 40
出现正面的频数 15 27 11 30 摸出红球的频数 38 22 36 20
出现反面的频数 25 13 29 10 摸出白球的频数 2 18 4 20
出现正面的频率 37.50% 67.50% 27.50% 75.00% 摸出红球的频率 95.00% 55.00% 90.00% 50.00%
出现反面的频率 62.50% 32.50% 72.50% 25.00% 摸出白球的频率 5.00% 45.00% 10.00% 50.00%
全班汇总表 全班汇总表
实验次数 40 80 120 160 实验次数 40 80 120 160
出现正面的频数 15 42 53 83 摸出红球的频数 38 60 96 116
出现反面的频数 25 38 67 77 摸出白球的频数 2 20 24 44
出现正面的频率 37.50% 52.50% 44.17% 51.88% 摸出红球的频率 95.00% 75.00% 80.00% 72.50%
出现反面的频率 62.50% 47.50% 55.83% 48.13% 摸出白球的频率 5.00% 25.00% 20.00% 27.50%
系列1表示抛掷一枚硬币实验中出现正面的频率折线
系列2表示摸球实验中摸出红球的频率折线
设计意图:在统计表中只需要输入每组“出现正面”和“摸出红球”的频数,就可以自动计算出其余内容,以及自动生成频率折线统计图。这样利用软件功能,可以充分节约课堂时间。两个实验的统计同时进行,频率折线画在一个统计图中,便于比较,发现规律。利用折线统计图探索规律,体现了数形结合的数学思想方法,培养观察、分析能力。
(2)统计分析步骤:
步骤①:输入1、2组160次实验“出现正面”的频数,输入11至14组160次实验“摸出红球”的频数,引导学生分别观察各组频率。
步骤②:增大实验次数,分别累积前160次实验“出现正面”和“摸出红球”的数据,观察频率之间的关系。
步骤③:在同一统计图中,电脑分别绘制出前160次实验“出现正面”、“摸出红球”的频率折线统计图,观察频率折线的规律。
步骤④:增大实验次数,输入3、4组160次实验“出现正面”的频数,输入15至18组160次实验“摸出红球”的频数;在同一统计图中,电脑根据前320次实验频率分别绘制出折线统计图,观察频率折线的规律。
步骤⑤:再增大实验次数,输入其余小组实验“出现正面”、“摸出红球”的频数;电脑根据全部实验频率在同一统计图中分别绘制出折线统计图,观察频率折线的规律。
学生活动:逐组报出频数。观察统计图,独立思考,通过频率折线寻找规律。
步骤⑥:如果继续增大实验次数,几千、几万、几亿,乃至无数多次,“出现正面”、“摸出红球”的频率折线有什么规律?
学生活动:小组讨论,合作交流;小组代表发言,组间交流,提高数学交流水平。
步骤⑦:总结规律,得出:“在相同实验条件下,随着实验次数的增大,随机事件发生的频率逐渐趋于稳定”的规律。
设计意图:分析规律一共设计了7个步骤,从少数次实验频率体会随机性,再逐步增大实验次数,到大数次实验频率发现规律,体会确定性内涵,以此建立梯度,突破难点。通过两个不同实验同时进行分析,寻找出相同的规律,更具说服力,也符合学生认知规律。学生先进行充分独立思考,再进行小组交流,最后组间交流,逐步扩大合作范围,培养数学交流的水平和合作精神。
5、问:“出现正面”和“摸出红球”的频率分别稳定在什么值附近?为什么?
学生活动:小组讨论,合作交流,观察频率折线,估计出频率分别稳定在50%和80%附近。有的学生可以分析出,因为硬币只有正反两面,所以出现的机会各占50%;因为一共有10个球,从8个红球中摸出一个的机会为8/10=80%。
设计意图:初步理解用平稳时的频率值估计事件发生的机会较为合理。
6、问:观察“出现反面”、“摸出白球”的频率折线,有相同的结论吗?
学生活动:独立思考,通过观察,得出相同结论。
设计意图:进一步体会规律,加深印象。
7、问:抛掷硬币和摸球,我们在生活中大量出现,你能举出一些实例吗?
学生活动:列举体育比赛选择场地、商场摸奖等。
设计意图:联系实际,体会数学来源于生活又反作用于生活,数学与生活密不可分。
III、能力迁移
问题:2006年世界杯决赛阶段共有32支球队参赛,第一阶段小组赛共分8个小
组,试问被定为种子队的巴西队抽签时被分在A组的机会有多大?
学生活动:小组讨论,有的学生会直接计算,有的学生会想到用数学实验的方法解决。
设计意图:学生体会动手实践、自主探索和合作交流的获取数学知识的重要方法;进一步领会“在相同实验条件下,随着实验次数的增大,随机事件发生的频率逐渐趋于稳定”的规律;体会数学来源于生活又反作用于生活。
IV、小结与作业
1、学生活动:用自己的语言对本节课所学的知识加以表述。
设计意图:培养学生的归纳和概括能力。
2、教师总结:①数学含中有丰富的实验,并且在今后还会用实验的方法解决更多的问题。
②热爱生活, 用数学的眼光看待生活,用数学的方式解决生活中的一些实际问题。
3、 作业:①以小组为单位,完成能力迁移实验。
②练习册P94-P97内容。
设计意图:实验作业和书面作业结合,培养动手、动脑能力;小组配合,培养合作精神。
五、评价
1、本堂课的设计是建立在学生已有的知识经验基础之上,通过实验帮助学生从数据的收集、整理、分析过程中,获得数学知识。
2、可能出现问题及处理方法
(1)因为实验是学生现场动手操作的,具有很强的随机性,可能出现统计完成后,频率折线呈现不出趋于稳定的规律,或者频率折线稳定值与机会大相径庭。
出现这种情况的原因主要是实验次数只有几百次,还没有大到可以体现出规律的程度。
按照新课标精神,不能将结果强加于学生,所以如果遇到这样的情况,我会采取继续实验的方法,增大实验次数,直到能够呈现出规律。
(2)因为各班人数不同,所以在设计统计表时,加入了调节功能,能够随时根据学生人数确定分组和每组实验次数。
(3)在分析数据、探索规律时,学生可能在小数次实验时就发现规律。遇到这样的情况,不可立即下结论,我会引导学生体会少数次实验的随机性大,应继续探索大数次实验的结果。
(4)在能力迁移部分,有的学生可能会通过计算得出结果,这时候,我会引导学生,通过实验,去验证结果的正确性。
3、通过本节课的学习,学生初步感受到用数学方法解决生活实际问题的过程,
提高了收集、描述、分析数据的技能,通过亲自实验,探索出 “在相同实验
条件下,随着实验次数的增大,随机事件发生的频率逐渐趋于稳定”的规律,培
养自主探索、合作交流的能力。