内容正文:
高等教育出版社《数学 基础模块下册》(第三版)
第八章 概率与统计初步
8.1.2频率与概率
一、教材
高等教育出版社《数学 基础模块下册》(第三版)
二、教学时长
1课时
三、授课类型
新授课
4、 教材分析
本节是概率统计初步的核心起始课,承接随机事件的基本概念,从试验、频数、频率入手,引出概率的统计定义,是学生从 “经验直觉” 走向 “量化概率” 的关键。
教材以抛硬币、射击、摸球等贴近生活的实例为载体,突出频率的稳定性,强调 “大量重复试验下,频率稳定于概率”,为后续古典概型、概率性质打下基础,兼具工具性与素养价值。
五、学情分析
学生数学基础偏弱,抽象思维能力不足,但对生活中的随机现象(抽奖、天气预报、游戏概率)兴趣浓厚,具备一定的生活经验和直观认知。
学生容易混淆频率与概率:认为概率是某次试验的结果、频率等于概率、概率随试验变化。本节课需多举实例、多对比辨析,从直观到抽象,降低理解难度。。
六、教学目标
知识层面
理解频数、频率的概念,掌握概率的定义、取值范围及必然事件、不可能事件的概率
能力层面
能通过重复试验计算事件的频率,能根据频率估计随机事件的概率并解决简单实际问题
核心素养层面
通过探究频率与概率的关系,培养逻辑推理能力,提升数据分析与数学抽象的核心素养
七、教学重点
1.理解频数、频率的定义与意义,熟练掌握频率计算公式,能根据试验数据准确计算事件发生的频率;
2.明确频率与概率的区别与联系,能从本质上区分二者,会利用频率估计随机事件的概率。
八、教学难点
建立从试验现象(频率)到理论本质(概率)的认知跨越,初步形成用频率估计概率的统计思想。
九、教学方法
1.情境教学法:选取天气预报降水概率、生活抛硬币、抽奖中奖等贴近学生生活的真实情境,辅以历史经典试验案例导入,引发认知冲突,激发学习兴趣与探究欲望,自然引出课题;
2.试验探究法:呈现历史数学家抛硬币的大量试验数据,引导学生观察、分析、归纳,直观感知 “试验次数越多,频率越稳定” 的规律,在探究中构建概率的统计定义;
3.讲练结合法:精讲核心概念、公式与易错点,突出重点、突破难点;搭配由浅入深、层次分明的例题、课堂练习与课后作业,及时巩固知识,提升计算与应用能力;
4.对比辨析法:通过表格、关键词对比、正误判断等方式,从定义、性质、取值、与试验关系等维度辨析频率与概率,强化本质区别,消除概念混淆,培养严谨的数学思维。
十、教学环节设计
教学环节
教学内容
设计意图
教学引入
天气预报
播放视频
天气预报中的概率
“天气预报显示,明天的降水概率是 70%”
思考一下 这是不是意味着明天一定会下雨?或者是有 70% 的时间在下雨?
试验者
抛硬币次数()
正面朝上次数()
正面朝上频率()
德·摩根
2048
1061
0.5181
蒲丰
4040
2048
0.5069
皮尔逊
12000
6019
0.5016
皮尔逊
24000
12012
0.5005
情境 —— 生活中的随机现象
抛硬币
同学A说:“我抛了 3 次,3 次都是正面!”
这硬币是魔术币吗?
正面出现的可能性是多少?
伟大的数学家们做过大量的抛硬币实验
历史上众多数学家开展了大量抛硬币重复试验,单次少量试验无规律,大量重复试验会呈现稳定规律。
实验结论:随着试验次数增多,硬币正面朝上的频率越来越稳定地接近0.5,验证了频率的稳定性规律。
从天气预报切入,制造认知冲突,引发对 “概率到底意味着什么” 的思考;再用身边抛硬币小故事激发兴趣,配合历史数学家的经典试验数据,直观呈现 “少量试验随机、大量试验稳定” 的现象,为概率定义做好铺垫。
新知讲授
频数与频率定义
在相同条件下进行 次试验,事件A发生的次数 称为事件A发生的频数;比值 称为事件A发生的频率。
观察
根据下表可以发现,在抛掷硬币的试验中,当抛掷次数 n 逐渐增多 事件正面向上的频数 m 也增多,事件 A 的频率 在数值 0.5 附近波动,并且随着 n 的增大,波动幅度越来越小且趋于稳定.
常数 0.5 是事件正面向上发生的频率 的稳定值,我们可以用它来描述事件 A 发生的可能性的大小.
概率
一般地,在 n 次重复试验中,事件 A 发生的频率 总稳定在某个常数附近,就把这个常数称为事件 A 发生的概率,记作
抛掷硬币的试验中,事件正面向上的频率稳定值为 0.5
所以事件 A 发生的概率是 0.5, 即
数学史知识
雅各布・伯努利 (1654−1705) 瑞士数学家,被公认为概率理论的先驱,他给出了著名的大数定律。大数定律阐述了随着试验次数的增加,频率稳定在概率附近.
对比辨析
概率特征:固定不变的客观数值,与试验次数、随机试验无关。
频率特征:随机不固定,试验前无法确定,相同次数的重复试验,频率结果可能不同。
由概率的定义可知
概率的取值范围
对于任意事件 A , 概率值永远介于 0 和 1 之间
特殊事件的概率
必然事件
不可能事件
1.频数与频率
在相同条件下进行 n 次试验,事件 A 发生的次数 称为事件 A 发生的频数, 比值 称为事件 A 发生的频率.
2.概率
一般地,在 n 次重复试验中,事件 A 发生的频率 总稳定在某个常数附近,就把这个常数称为事件 A 发生的概率,记作
3.由概率的定义可知:
(1) 概率的取值范围:
(2) 必然事件的概率
(3) 不可能事件的概率
由具体试验抽象出频数、频率概念,符合中职学生从具象到抽象的认知规律;通过观察频率变化趋势,引导学生自主归纳 “稳定值”,顺势给出概率统计定义;引入大数定律,让学生理解概率背后的理论支撑;用对比辨析强化频率 “随机可变”、概率 “固定客观” 的本质区别,突破核心难点;最后系统梳理知识框架,帮助学生快速构建本节概念体系。
案例分析
例 1
某射击运动员为参加奥运会进行射击训练,结果见下表:
射击次数n
60
150
600
900
1200
1800
击中靶心次数m
53
134
537
817
1073
1629
(1) 计算选手击中靶心的频率;(保留到小数点后第 3 位)
(2) 求这个选手击中靶心的概率。
解:
60
150
600
900
1200
1800
击中靶心次数m
53
134
537
817
1073
1629
击中靶心频率
0.883
0.893
0.895
0.908
0.894
0.905
(2) 比值 稳定在 0.9 附近,这个选手击中靶心的概率是 0.9。
例 2
事件 的概率 ,事件 是必然事件吗?
解:不是,因为必然事件的概率为 1,所以事件 显然不是必然事件。
例 1 紧扣本节课核心技能,训练学生计算频率、观察趋势、估计概率的完整过程,强化频率稳定性的应用,提升数据分析能力;例 2 针对易错点设计,区分 “高概率” 与 “必然事件”,深化对概率取值范围的理解。
学以致用
练习 1
一个容量为 的样本分成若干组,若某组的频数和频率分别是 20 和 0.1,则 等于?
解:由 得
解得 。
练习 2
某人将一枚硬币连续掷了 20 次,12 次正面朝上,若事件 表示 “抛掷一枚硬币,正面朝上”,则事件 的频率为 。
解:
练习 3
在一个不透明的袋子里,装有 9 枚白色棋子和若干枚黑色棋子,这些棋子除颜色外都相同。将袋子里的棋子摇匀,从中随机摸出一枚棋子,记下它的颜色后再放回袋子里,不断重复这一过程,统计发现,摸到白色棋子的频率稳定在 0.3 附近,由此估计袋子里黑色棋子的个数为 ( )
A. 20 B. 21 C. 22 D. 23
解:由于频率稳定在 0.3,说明摸到白色棋子的概率约为 0.3。
设有黑色棋子 枚:
解得 。
三道练习由易到难、层层递进:练习 1、2 巩固频率公式正向、逆向计算,夯实基础;练习 3 结合生活情境,强化 “用频率估计概率” 的思想,提升建模与方程求解能力;限时独立完成,及时检测新知掌握情况,快速反馈、查漏补缺,为课堂练习做铺垫。
课堂练习
1.判断正误:
(1) 一次摸奖活动中,中奖概率为 0.2, 则摸 5 张票,一定有一张中奖.( ) ×
(2) 随机事件的频率和概率不可能相等.( ) ×
(3) 随机事件的概率不会随着试验次数的变化而变化.( ) √
2.在 ("I like math") 中,字母 "e" 出现的频率是多少?(不考虑空格)
解:I , L , i , k , e , m , a , t , h , e ,m, a , t , h , C , S 总共有 16 个字母
在句子 "I like math" 中,字母 "e" 出现了 2 次
3.选择题.
(1) 射击运动员进行训练,上下午各射击 100 次,上午射中 80 次,下午失误 10 次,射击运动员一天射中的频率是 ()
A.0.15 B.0.015 C.0.085 D.0.85
(2) 下列说法错误的是 ( ).
A.事件发生的频率与试验次数无关
B .事件发生的概率与试验次数无关
C.
D.
4.填空题.
(1) 从一批种子中抽取 500 颗进行发芽测试,其中有 400 颗发芽,则事件种子发芽的频率是 0.8.
(2) 在一个装有红色球的盒子中,事件 取到红球 的概率, 事件取到绿球的概率
5.一名篮球运动员在罚球线上进行投篮练习,结果如下表所示:
投篮次数n
100
150
200
250
300
350
400
投中次数m
55
83
111
138
165
194
221
投中频率
0.550
0.553
0.555
0.552
0.550
0.554
0.553
(1) 计算这名篮球运动员投中的频率,并填入表格(保留到小数点后第 3 位);
(2) 求篮球运动员投中的概率。
解:(2) 比值 总在 0.5 附近波动,篮球运动员投中的概率是 0.5。
6.事件 的概率 ,事件 是不可能事件吗?
解:事件 的概率是 。
由于 ,事件 不是不可能事件。
题型丰富、覆盖全面,兼顾基础、易错点与综合应用:判断题直击易混概念,强化频率与概率区别;字母频率、射击、种子发芽等题贴近生活,提升应用能力;投篮题再次巩固频率稳定性;小概率事件辨析区分 “小概率” 与 “不可能事件”;分层设计适配不同水平学生,全面检测学习效果,及时纠正错误认知。
课堂小结
1.频数与频率
在相同条件下进行 n 次试验,事件 A 发生的次数 称为事件 A 发生的频数, 比值 称为事件 A 发生的频率.
2.概率
一般地,在 n 次重复试验中,事件 A 发生的频率 总稳定在某个常数附近,就把这个常数称为事件 A 发生的概率,记作
3.由概率的定义可知:
(1) 概率的取值范围:
(2) 必然事件的概率
(3) 不可能事件的概率
用简洁、结构化语言梳理本节课核心知识点,帮助学生快速回顾、串联内容,形成清晰知识脉络。
作业布置
1. 书面作业:完成《学习指导与练习》中本节相关习题;
2. 查漏补缺:根据课堂练习和课堂小结,结合个人情况,对本节课知识进行复习与回顾,弥补知识漏洞;
3. 拓展作业:预习下一节内容,阅读教材扩展延伸部分。
通过分层作业,既巩固本节课所学知识,又培养学生自主学习和查漏补缺的能力,为后续学习做好铺垫。
板书设计
1.频数与频率
在相同条件下进行 n 次试验,事件 A 发生的次数 称为事件 A 发生的频数, 比值 称为事件 A 发生的频率.
2.概率
一般地,在 n 次重复试验中,事件 A 发生的频率 总稳定在某个常数附近,就把这个常数称为事件 A 发生的概率,记作
3.由概率的定义可知:
(1) 概率的取值范围:
(2) 必然事件的概率
(3) 不可能事件的概率
板书简洁精炼、重点突出、逻辑清晰,将核心概念、公式、结论集中呈现,便于学生课堂记录、快速回顾。
11、 教学反思
本节课围绕频率与概率展开教学,以生活情境和经典试验引入,贴合中职学生认知,有效激发学习兴趣。通过讲练结合、对比辨析,多数学生能掌握频数、频率计算及概率定义,理解频率稳定性。但仍存在不足:部分学生对频率与概率的本质区别理解不透彻,抽象思维薄弱;课堂互动形式较单一,学生动手探究不足。后续教学可增加分组试验环节,借助动态演示强化直观感知,多设计易错辨析题,帮助学生突破难点,提升数据分析素养,优化课堂参与度与教学实效。
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