内容正文:
教学设计
课程基本信息
学科
数学
年级
高二年级
学期
春季
课题
条件概率
教科书
书 名:普通高中教科书 数学 选择性必修 第三册
出版社:人民教育出版社
教学目标
1.通过实例对比探索,结合古典概型,抽象出条件概率的概念;并举例说明条件概率与独立性的关系,发展数学抽象核心素养。
2.通过实例计算结合古典概率类型,发现条件概率计算公式,感受数学发展途径。
3.通过应用条件概率解决问题,理解条件概率的概念和计算公式,发展数学运算核心素养。
教学内容
教学重点:
1.条件概率的概念及计算。
2.概率的乘法公式及应用。教学难点:
1.条件概率概念的正确理解。
2.条件概率与无条件概率的比较。
教学过程
一、课前学习任务
复习必修第二册中概率的相关知识。
师生活动 结合思维导图,利用学习任务单快速回顾相关知识。
设计意图 了解学情,为本节课的学习做好铺垫,并引出不相互独立事件时是否可以计算积事件的概率。
二、情境创设 提出问题
游戏真情境 幸运抽奖大挑战:共有45 张奖券,其中仅有 1 张是中奖券,其余均为空白奖券,依次不放回抽取,抽到唯一中奖券的同学,即为本轮幸运者。
设计意图 让学生在真实情境中思考抽奖顺序是否影响中奖概率,引出条件概率形式。
问题 1 班级有45 名学生,其中男生、女生的人数及中奖的人数如下表所示:
在班级里随机选择一人:
(1)选到男生的概率是多少?
(2)如果已知选到的是中奖的学生,那么选到的是男生的概率是多少?
师生活动 由学生自主完成上述问题,要求学生用符号表示样本空间和相关事件,结合古典概型相关知识分析上述问题
追问 1 为什么都是求事件 B 发生的概率,但是结果却不相同?
追问 2 计算式P中,分子为什么用 n (AB)而不是用 n (B)?
师生活动 引导学生发现问题(1)是以样本空间为Ω来考虑事件 B 发生的概率,问题(2)
是以样本空间为 A 来考虑事件 B 发生的概率,而在新的样本空间中事件 B 就是积事件 AB。教师引导学生思考、交流、总结。教师展示借助ai 工具生成的可视化样本空间(图 1),进一步让学生直观感受样本空间的变化。
图 1
设计意图 通过具体的实例以及ai 生成的可视化样本空间,引入条件概率的直观概念,使学生认识到事件 A 发生的条件下会缩小样本空间,条件概率的本质是在新的样本空间 A 中事件 AB 的概率,使学生直观理解条件概率的概念及计数原理。
问题 2 假定生男孩生女孩是等可能的,现在考虑有两个小孩的家庭。随机选择一个家庭,那么 : (1)该家庭中两个小孩都是女孩的概率是多大?
(2)如果已经知道这个家庭有女孩,那么两个小孩都是女孩的概率又有多大?
师生活动 要求学生用集合语言表示样本空间和问题中相应的事件,判断问题(2)是否
满足古典概型的条件,引导学生进行互动交流。引导学生根据古典概型知识得出(1)(2)的概率。
三、抽象概括 形成概念
思考 通过问题 1 和问题 2,你能得到什么结论?
师生活动 引导学生交流、讨论得出对于一般的古典概型,在事件 A 发生的条件下,事件 B 发生的概率都是P
探究 结合以上内容,借助 Venn 图(图 2),你能探索 P(B|A)与 P(A),P (AB)之间的关系吗?
图 2
师生活动 教师适当引导、解答,小组讨论展示讨论成果,归纳总结条件概率的概念。
条件概率的概念 一般地,设A , B为两个事件,且 P (A)> 0 ,称
为在事件 A 发生的条件下,事件 B 发生的条件概率,简称条件概率。
追问 P (B|A)与 P(AB)有何区别与联系?它们的大小如何?
师生活动 学生讨论回答,教师有针对性地点拨。
设计意图 通过探究感知和图 2 的直观分析,使条件概率的定义不再局限于古典概型,对一般的概率模型都成立,实现由特殊到一般的数学概念呈现。通过对追问的讨论和讲解,理解有条件和无条件下事件 AB 的概率,进一步加深对条件概率概念的理解。
剖析关联 公式推导
探究 在问题 1 和问题 2 中,都有 P(B|A)≠P(B). 一般地,P (B|A)与 P (B)不一定相等。如果 P(B|A)与 P(B)相等,那么事件 A 与 B 应满足什么条件?
师生活动 引导学生根据 P(B|A)=P (B)的直观意义先猜结果,再说明理由。通过相互独立事件的积事件的概率公式和条件概率公式结合,论证猜想。得出条件概率与事件独立性的关系。
归纳总结 条件概率与事件独立性的关系:当 P (A)>0 时,当且仅当A 与 B 相互独立时,有 P (B|A)=P (B)。
追问 对于任意两个事件 A 与 B,如果已知 P(A)与 P(B|A),如何计算 P(AB)呢?
师生活动 教师引导学生通过对条件概率公式进行变形,得到计算 P(AB)的公式。
概率的乘法公式 对任意两个事件 A 与 B,若 P(A)>0,则 P(AB)=P (A)P (B|A).我们称该式为概率的乘法公式。
设计意图 通过对问题的进一步探究和追问,得到了两个事件 A,B 相互独立的充要条件,并推导出概率的乘法公式。有了条件概率的定义、条件概率与事件独立性的关系、概率乘法公式,就初步具备了解决较复杂概率的能力。
四、典例讲授 素养提升
例 1 在 5 道试题中有 3 道代数题和 2 道几何题,每次从中随机抽出 1 道题,抽出的题不再放回。求 :
(1)第 1 次抽到代数题且第 2 次抽到几何题的概率 ;
(2)在第 1 次抽到代数题的条件下,第 2 次抽到几何题的概率。
师生活动 教师作示范性分析,并展示AI 生成的可视化样本空间(图 3),再由学生独立完成。学生完成本例题的解答后,教师给出完整的结题过程,要求学生与板书过程进行对比分析,进行反思,教师对解法进行总结。
图 3
设计意图 通过AI生成的可视化样本空间与定义分析进行对比,引导学生解决问题时工具或方法的适当选择都能提高我们解决问题的能力和效率。
追问 1 通过以上的例题解答,请问求条件概率一般有几种方法?
追问 2 通过以上的学习,请你试着总结条件概率有什么性质?
师生活动 学生思考并回答,教师投影屏幕并进行总结。
设计意图 通过具体实例,分清条件概率与积事件概率的区别与练习,归纳求条件概率的两种方法和条件概率具有概率相同的性质,为下节课做铺垫。
五、回扣情境 课堂评价
例 2 已知 3 张奖券中只有 1 张有奖, 甲、乙、丙 3 名同学依次不放回地各随机抽取 1张。同学们中奖的概率与抽奖的次序有关吗?
师生活动 本例题由学生自主完成。
追问 若是放回随机抽样,中奖的概率与抽奖的次序有关吗?
师生活动 教师引导学生与放回随机抽样中奖的概率进行比较,得出结论:在抽奖问题中,无论是放回或是不放回,中奖的概率都与抽奖的次序无关。
设计意图 引导学生从实际问题中抽象出数学模型,再通过所学解决实际问题,本例虽然可以借助古典概型概率公式求解,但安排在本节的意图是让学生体会用乘法公式计算概率,具有结题思路清晰,运算量小的优点。
六、梳理回顾 总结提升
回顾本节课所学内容,并回答下列问题:
1.条件概率的定义:
2.求条件概率的一般方法:
3.事件的独立性与条件概率的关系:
4.概率的乘法公式:
5.条件概率的性质:
师生活动 要求学生自己回顾本节课知识,开展小组交流,形成统一答案,师生互动,生生互动。
设计意图 通过以上问题,梳理本节课的核心内容和方法,使学生能够整体上把握条件概率的含义,能运用条件概率知识进行运算。
七、布置作业,检验效果
1.概念掌握: 回顾本节课,完善学习任务单;完成课本第 48 页练习 1-3题,课本习题
7.1 第 1、2、3、6 题。
2.模型应用:课本习题 7.1 第 9、10 题。
3.构建模型:借助AI 工具制作交互式随机事件概率运算公式思维导图。
设计意图 概念掌握作业都是概念及公式的简单应用,模型应用习题是概念及公式的推理证明和拓展,体现条件概率公式在概率计算中的实际应用和一般化应用。构建模型作业意图能够运用AI辅助构建思维导图,提升数学建模学科素养,也为下一节课的学习做铺垫。
板书设计
7.1.1 条件概率
1.条件概率的概念 例 1
2.条件概率的求解方法 方法一 方法二3.条件概率与事件独立性的关系
4.概率的乘法公式
5.条件概率的性质
课后反思
本节课借助生活实例引入条件概率,结合韦恩图推导公式,AI工具生成可视化样本空间,例题梯度清晰,学生能掌握基础计算。
存在问题:学生仅机械套公式,易混淆 P(A|B)与 P(B|A),难以找准题干限定条件;无放回抽取等综合题型中,不会结合计数解题;分层训练不足,学困生理解吃力,优等生缺少拓展,答题步骤书写也不够规范。
后续改进:精简理论讲解,增加易混题型对比辨析,训练学生快速定位条件;教授缩小样本空间解题思路,规范答题格式;分层设计习题,夯实基础同时增设拓展题;整理典型错题当堂纠错,课前小测巩固薄弱点,深化学生对概念本质的理解。
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