高职“概率”教学的几点建议

时间:2022-06-27 02:38:40

高职“概率”教学的几点建议

概率是研究和揭示客观世界中随机现象的规律性的科学。概率理论的产生、建立和发展与生产生活的实践紧密相关,同时,它又在生产生活、科学研究和经济管理中有着十分广泛的应用。

高职“概率”选修部分是在学生已掌握了集合、排列组合知识的基础上研究概率论的一些初步知识,同时又为学习数理统计提供知识准备。在高职毕业学生所从事的金融、经管、质检、营销、管理等许多行业中,都要用到概率知识。

教学实践中,由于概率问题通常来源于客观现实,其条件与背景千差万别,解题一般没有固定的法则和套路。如果忽视随机现象的特性,而将概率问题当作传统的确定性问题对待,学习概率的方向就完全错了。有些教师把概率公式、法则作为教学重点,试图为学生提供一套现成的模式,结果淡化了学生的随机观念意识,弱化了学生分析、解决概率问题的能力。

概率教学,首先要让学生充分了解随机现象的本质和概率的意义,着重培养学生分析、描述随机现象的过程和方法,体会概率模型的特点和作用,进而能用所学知识解决一些简单的概率问题,并初步形成随机意识和科学辩证的世界观。下面就高职“概率”的教学提供几点建议:

一、随机观念培养

数学之所以成为研究自然现象的有力工具,是因为它的一个显著特点――确定性。但人们逐步发现,许多自然现象和科学实验的结果,并非都是确定的。如掷硬币,结果是正面向上还是反面向上,是不确定的,这就是随机现象。然而,通过大量观察和多次重复试验后,人们发现其结果具有一定的客观规律(即具有确定性),这就是随机现象的本质。如某种即开型的中奖率为百分之一,实际上是总共100M张中,M张为中奖。又如,某商品的合格率为90%,实际上是质监部门抽查了若干件商品,经计算合格品约占90%。再如,7、8号降雨概率分别为20%和80%,这是气象部门依据天象分析得出的理论结果。实际情况可能是7号下雨,8号无雨,但它提醒你,8号出门带雨具是理性的行为。

随机现象中,包含着如下几种辩证关系:1. 有限与无限:掷硬币正面向上的概率P= ,但2M次试验,一般不会刚好出现M次正面。只有当试验次数越来越大时,正面向上次数才接近总数的 。2. 确定与不确定:中奖率是确定的,但每次购买时,中奖率是不确定的。3. 正确与错误:“结论A的置信概率95%”,就是在一定范围内,结论A正确的概率95%,同时错误的概率5%。4. 理论与实践:概率是与实践联系最密切的数学分支之一,但概率是可能性的代名词,理论上的概率值往往与试验实践中得到的数据不相等。

概率学习,使学生认识到随机现象与确定性现象的思维区别,认识到随机现象充满辩证思想,让学生在认识客观世界时,有一个新的视角,这种随机观念的建立和意识的培养,是概率学习的目标之一。

二、概率模型运用

在古典概型教学中,不能满足于简单的计数求值,而是应该通过对具体事例的分析,把握古典概型中结果的有限性和每个结果的等可能性两个特征,将不同的古典概型问题归结为同一概率模型。

问题一:将一枚硬币掷两次,观察向上的面的情况。

结果有4种:正正、正反、反正、反反,每种结果的可能性都等于 ,它与下面两个问题是同一模型:

1. 将两枚硬币掷一次,观察向上的面的情况;

2. 袋中有质地外观相同的球两个,各编1、2号,有放回地从中任取二次,每次一球,看编号。

也许有人认为问题1中,两枚硬币同时掷,没有先后顺序,结果只有3种:二正面,一正一反面,二反面,如果这样看,则这3种结果的可能性不相等。其实,我们可以理解为它们编了不同号,这种模型还适合掷骰子的试验。

三、讨论问题多种解法

概率问题通常没有固定解法,教师在教学中,可根据实际情况,讨论问题的多种解法,这样能培养学生多角度,更全面地认识概率问题,还能训练学生思维的深刻性和灵活性。

问题二:盒中有6只灯泡,其中4只正品,2只次品。求取得正品、次品各1只的概率。

1. 有放回取2次,每次1只。

2. 无放回取2次,每次1只。

1问方法一:每次取灯都有6种取法,故共有6×6=36种,其中先正品后次品和先次品后正品的取法各有8种, P=

四、理论联系实践

1. 澄清错误认识

在概率教学中,教师要适时联系实际,利用日常生活中的事例,了解和纠正学生对概率问题已有的错误经验和直觉,以及用确定性思维看待一切客观事物的惯性意识。

问题三:掷10次硬币,一定出现5次正面吗?

这是一个独立重复试验,正面出现次数服从二项分布,出现5次正面的概率P=p (5)=C( ) ≈0.25。结论与学生想象的值P=1相差很远。其实,出现0到10次正面都有可能,只是5次的概率最大,而0次、10次的概率最小,呈现“两边小,中间大”的情形。如果用X表示出现正面的次数,则期望E(X)=5。这时,学生可能又问:如果100人试验,是否恰有25人掷出5次正面。

2. 动手试验

教学过程中,教师不要仅限于用理论方法计算事件的概率,许多事例,可以同学在一起,设计一个实验方案(包括利用计算器、电脑模拟),通过动手实践,得出概率(频率)。使学生正确地理解随机事件发生的不确定性及其频率的稳定性,更好地体会概率和统计的意义。

问题四:模拟

在49张纸片上分别写上生肖号,每次抽一张,100次为一轮。记录各轮的中奖频率,将所有频率的均值作为中奖率,与返奖倒数 比较。实验既让学生对知识有亲身体会,体验“做”数学的乐趣,又能使学生对彩有深刻的认识。

3. 对事物进行理性判断

激励学生利用所学概率知识对客观事物进行分析探讨,进而做出自己的思考判断,提高学生分析、解决简单实际问题的能力,是知识内化,学以致用的体现。

问题五:用老工艺加工零件的次品率为3%,张同学设计了一套新工艺,连续加工出10个合格品。问新工艺能提高合格品率吗?

乍一看,会认为新工艺更好,其实老工艺的合格品率为97%,连续加工出10个合格品也是常有的。问题的关键是看用老工艺加工10个零件,会不会出次品。出次品,则说明新工艺好,否则不能说明新工艺更好。假设加工零件出次品数服从二项分布,n=10,p=0.03,q=0.97,则P(出次品)=1-P(10个全为正品)=1-Cq ≈1-0.74。

即用老工艺加工10个零件出次品的概率为26%,这就是说,结论“新工艺能提高合格品率”成立的概率只有26%,不能说明新工艺能提高合格品率。

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