内容正文:
6.5 频数分布表和频数分布直方图
张 炎
1、 教学目标
1.根据收集的数据绘制频数分布表、频数分布直方图.
2.经历数据的收集、整理、描述等活动,发展学生统计意识和数据分析、处理能力.
3.能根据统计结果作出合理判断和预测,体会统计对决策的作用.
2、 教学重点、难点
教学重点:了解频数分布的意义,会绘制频数分布表和频数分布直方图.
教学难点:决定组距与组数,对统计结果作出合理的判断和预测.
3、 教学过程
(一)情境设计
某校为了解八年级学生身高的范围和整体分布情况,抽样调查了八年级50名学生的身高,结果如下(单位:cm ):
156.5 164.7 170.6 155.8 162.6 167.3 154.4 172.1 170.8 171.7
168.2 155.9 161.9 154.8 158.8 171.7 172.9 164.1 167.8 174.9
156.7 161.3 165.2 158.9 173.0 161.8 160.8 160.6 164.9 153.9
173.4 159.6 158.9 157.4 169.5 175.6 153.3 172.5 157.5 161.1
148.9 153.8 159.9 156.7 161.7 162.6 159.7 152.7 148.3 152.5
问题1 观察数据,思考怎样描述这50名学生身高的分布情况?
追问 从数据中能直接看出最高和最矮的身高吗?两者相差多少?
问题2 仅知道身高范围,能清晰看出数据的分布情况吗?如何更精准描述数据的分布?
师生活动 多数学生能发现数据零散,直接观察难以看出分布规律,进而讨论提出“分组统计”的思路.学生自主观察数据,尝试找出最高值(175.6 cm)和最矮值(148.3 cm),计算极差为27.3 cm;教师引导学生聚焦“如何分组”“怎样统计”等核心问题,自然过渡到后续数学活动.
设计意图 以真实的身高调查数据创设情境,让学生感受数据整理的必要性;通过追问引导学生从“找范围”到“想精准描述”,层层递进激发探究欲,为频数分布的学习奠定情感基础.
(二)数学活动
活动1 将50个数据分为10组,利用极差计算定组距.
追问1 极差与组数的商为小数怎么办?
追问2 为使每个数据都能分到某一组内,分组范围的最小值怎么选?
追问3 你能写出所有的分组范围吗?
师生活动 学生计算极差后,讨论组距取值,明确“组距取整数且略大于计算结果”(此处取3 cm);在确定分组最小值时,学生通过尝试发现需小于最小值,最终达成共识取148 cm;分组过程中,教师引导学生注意“每组包含起点值,不包含终点值”,规范写出148≤x<151,151≤x<154,…,175≤x<178等10组范围.
设计意图 通过三个追问突破“组距与分组范围确定”的难点,让学生在讨论中掌握统计分组的基本原则.
活动2 将这50个数据按照范围分别“划记”到相应的组中,统计每组中相应数据出现的频数.
师生活动 学生以小组为单位,分工协作进行划记(用“正”字记录),教师巡视指导,纠正“重复划记”“漏记”等问题;各组完成后,汇总数据形成全班统一的频数分布表,明确“频数”的定义(每组数据出现的次数).
设计意图 通过小组合作完成划记与统计,培养学生的协作能力和数据处理技能;让学生在实践中理解频数的含义,为后续绘制直方图做好铺垫.
活动3 根据频数分布表,用横轴表示各分组数据,用纵轴表示各组数据的频数,绘制条形统计图.
师生活动 学生自主尝试绘制频数分布直方图,教师展示典型作品,强调“横轴标注分组范围,纵轴标注频数,刻度均匀,条形高度对应频数”;部分学生绘制时出现条形宽度不一致的问题,教师引导全班讨论修正,最终形成规范的频数分布直方图.
设计意图 让学生经历“从表格到图形”的转化过程,掌握频数分布直方图的绘制步骤,体会“图形比表格更直观”的优势.
活动4 观察频数分布直方图,找出图形特点.
追问1 各个“条形”之间为何是无缝隙的?
追问2 各个“条形”的宽度相同吗?
师生活动 学生观察图形后,结合分组规则,解释“无缝隙是因为分组连续且不重叠”“宽度相同是因为组距一致”.
设计意图 通过观察与追问,帮助学生理解频数分布直方图的本质特征,深化对直方图的认知.
(三)数学建构
问题3 根据上面的频数分布表、频数分布直方图,你能获得哪些信息?
追问 对该校八年级学生身高的整体分布情况能做出怎样的估计?
师生活动 学生从图表中提取“163≤x<166组频数最高(8人)”.
“154≤x<175组涵盖大部分学生(约84%)”等信息;在估计整体分布时,学生能得出“该校八年级学生身高主要集中在154~175 cm之间,分布较为均匀”的结论,教师引导学生用“样本估计总体”的统计思想解释判断依据.
设计意图 让学生在数据分析中体会统计的意义,培养从图表中提取有效信息的能力,渗透样本估计总体的思想.
活动5 回顾上述过程,请同学们总结绘制频数分布直方图的一般步骤.
(差异化任务 学有余力的同学尝试用流程图表示.)
师生活动 学生自主梳理,总结出“计算极差—确定组距与组数—确定分组范围—划记统计频数—绘制直方图”的步骤;差异化任务完成者展示流程图,教师予以肯定并补充完善.
设计意图 通过总结步骤,帮助学生构建知识框架,培养归纳能力;差异化任务兼顾分层教学,激发学有余力的学生探寻数学模型.
活动6 在上述问题中,尝试把数据分成4组和20组,分别画出频数分布直方图.
问题4 你觉得分成4组、10组、20组哪个比较合适?
师生活动 学生分组尝试不同组数的分组与绘图,对比发现:分4组时数据过于笼统,无法看出细节分布;分20组时,图形零散;分10组时既能看出分布规律,又不冗余,最终达成“组数需适中,兼顾简洁性与实用性”的共识.
设计意图 通过对比不同组数的效果,让学生理解“组数合理选择”的重要性,突破教学难点.
问题5 试比较条形统计图、频数分布直方图各自的特点,并与同学交流.
追问1 条形统计图的横、纵轴分别表示什么内容?
追问2 频数分布直方图的横、纵轴分别表示什么内容?
师生活动 学生结合之前的绘制经验,讨论得出:条形统计图横轴表示具体类别(如不同班级,不同物品),纵轴表示对象的数量,条形之间有间隙;频数分布直方图横轴表示连续分组数据,纵轴表示频数,条形无缝隙,宽度一致.教师补充两者的适用场景:前者适用于离散数据分类统计,后者适用于连续数据分布描述.
设计意图 通过对比辨析,帮助学生厘清两种统计图的区别与联系,提升统计图表的辨析与运用能力.
(四)课堂练习
练习1 根据某森林动物园监测的40只梅花鹿体重的频数分布直方图(每组包含起点值,不包含终点值),回答下列问题:
1.体重在哪个范围内的梅花鹿最多?
2.体重不低于99.5kg的梅花鹿占全园梅花鹿的百分之几?
设计意图 巩固频数分布直方图的读图能力,让学生学会从图表中提取信息并进行简单计算,体会统计的实际应用价值.
练习2 100名学生参加消防安全知识竞赛的成绩(单位:分)分组及各组的频数如下:
成绩x/分
频数
82≤x<84
2
84≤x<86
5
86≤x<88
11
88≤x<90
15
90≤x<92
21
92≤x<94
19
94≤x<96
13
96≤x<98
9
98≤x<100
5
画出这组数据的频数分布直方图.
设计意图 让学生独立完成“从表格到图形”的转化,强化绘图技能,同时渗透消防安全教育,实现学科融合.
(五)课堂小结
1.通过这节课的学习你有什么收获?
2.你能根据统计结果作出合理的判断和预测吗?
设计意图 引导学生自主梳理知识,形成完整的认知结构;通过第二问回扣教学目标,让学生体会统计的实用价值,体现数学在实际生活中的作用.
(六)作业布置
课本P26~27习题.
四、教学设计说明
本教学设计以《义务教育数学课程标准(2022年版)》为指导,紧扣“体验教学”理念,围绕“数据整理—图表绘制—分析应用”主线展开.情境创设贴近学生生活,以身高调查为载体让学生感受统计的现实意义,通过层层追问激发探究欲望,自然引入新知;教学过程注重实践体验,借助“分组—划记—绘图—对比”等数学活动,让学生在动手操作中突破“组距与组数确定”“直方图绘制”等重难点,发展数据处理能力与统计意识;同时关注分层教学,设置差异化任务满足不同学生需求,通过小组合作,典型展示培养协作与表达能力;注重知识关联,对比两种统计图帮助构建系统知识体系,依托课堂练习与作业强化应用,让学生体会统计决策价值,落实“数学源于生活,服务生活”的理念.
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