視頻標(biāo)簽:第十一屆全國(guó)高中
所屬欄目:高中數(shù)學(xué)優(yōu)質(zhì)課視頻
視頻課題:第十一屆全國(guó)高中青年數(shù)學(xué)教師優(yōu)質(zhì)課大賽《超幾何分布》重慶—何
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重慶—何春強(qiáng)—設(shè)計(jì)—超幾何分布
§7.4.2 “超幾何分布”教學(xué)設(shè)計(jì)
人民教育出版社 普通高中教科書(A版) 選擇性必修第三冊(cè)
【授課內(nèi)容】 超幾何分布
【課時(shí)與課型】 一課時(shí) 新授課
【教學(xué)內(nèi)容解析】
超幾何分布是人民教育出版社普通高中教科書(A版)選擇性必修第三冊(cè)第七章第4節(jié)第2課時(shí)內(nèi)容,是統(tǒng)計(jì)學(xué)上的一種離散型隨機(jī)變量的概率分布,它與二項(xiàng)分布一樣,都是描述從有限()個(gè)物件(其中包含
個(gè)指定種類的物件)中抽出
個(gè)物件,成功抽出該指定種類物件次數(shù)的概率分布情況.不同的是,二項(xiàng)分布采用有放回抽樣,超幾何分布采用不放回抽樣!因其概率形式與“超幾何函數(shù)”的級(jí)數(shù)展式的系數(shù)有關(guān),故稱為超幾何分布.
超幾何分布與二項(xiàng)分布都是特殊的離散型隨機(jī)變量的分布,在日常生活中大量存在,他們有著相同的數(shù)學(xué)期望,但抽取方式不同,超幾何分布更集中在均值附近.當(dāng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于
時(shí),每抽取一次后,放回與不放回對(duì)
的影響都很小,此時(shí),超幾何分布可以與二項(xiàng)分布近似.
超幾何分布的學(xué)習(xí)安排在一般離散型隨機(jī)變量及其分布列之后,緊接二項(xiàng)分布,通過具體實(shí)例,去感受“放回抽樣”與“不放回抽樣”的區(qū)別與聯(lián)系,這種由一般到特殊,由抽象到具象的辨析對(duì)比,自然關(guān)注了學(xué)生數(shù)學(xué)抽象、邏輯推理等數(shù)學(xué)核心素養(yǎng),也是對(duì)本章知識(shí)的一種深度理解與完美總結(jié).
教學(xué)重點(diǎn):超幾何分布,超幾何分布的分布列和均值.
【教學(xué)目標(biāo)設(shè)置】
1.通過對(duì)比放回和不放回抽樣說明超幾何分布的特征,能求超幾何分布的分布列、均值,發(fā)展學(xué)生的數(shù)學(xué)建模、數(shù)學(xué)抽象素養(yǎng);
2.能用自己的語(yǔ)言解釋二項(xiàng)分布與超幾何分布的區(qū)別與聯(lián)系,并能夠正確選擇模型解決實(shí)際問題,發(fā)展學(xué)生的數(shù)學(xué)建模素養(yǎng).
【學(xué)生學(xué)情分析】
學(xué)生在學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容之前,已經(jīng)完整的學(xué)習(xí)了一般離散型隨機(jī)變量及其分布列的內(nèi)容,明確了研究離散型隨機(jī)變量及其分布列的一般方法,同時(shí),通過二項(xiàng)分布的學(xué)習(xí),學(xué)生對(duì)“有放回”摸球試驗(yàn)已經(jīng)非常熟悉,這些都有利于我們進(jìn)行“不放回”摸球試驗(yàn)的教學(xué).但超幾何分布的概率依托于古典概型,要借助組合數(shù)的計(jì)算,特別是對(duì)超幾何分布的數(shù)字特征進(jìn)行研究時(shí),公式推理較復(fù)雜,計(jì)算量也較大.另外,在對(duì)二項(xiàng)分布和超幾何分布進(jìn)行對(duì)比分析時(shí),要求學(xué)生有較強(qiáng)的數(shù)學(xué)建模和數(shù)學(xué)抽象的能力.通過設(shè)置有趣的情境案例,借助PPT、Excel等多媒體軟件,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提升數(shù)字運(yùn)算效率,讓學(xué)生直觀感受二項(xiàng)分布與超幾何分布的區(qū)別與聯(lián)系.
教學(xué)難點(diǎn):在實(shí)際問題中抽象出模型的特征;超幾何分布期望的推導(dǎo)以及區(qū)別二項(xiàng)分布和超幾何分布.
【教學(xué)策略分析】
為了便于教學(xué)的順利切入和展開,本節(jié)課從一個(gè)有趣的生活案例引入,通過對(duì)“有放回”和“不放回”兩種抽獎(jiǎng)方式的對(duì)比分析,在學(xué)生作“決策”的過程中“悄無聲息”的提出超幾何分布的概念,并在此基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生猜想、推理論證超幾何分布的均值.再通過一個(gè)數(shù)據(jù)較大的摸球模型,借助Excel計(jì)算功能,讓學(xué)生感受超幾何分布和二項(xiàng)分布的區(qū)別與聯(lián)系。這樣分散了教學(xué)重難點(diǎn),通過由特殊到一般再到特殊的層層推進(jìn),設(shè)計(jì)“問題串”教學(xué),以問題的提出,問題的解決為主線,始終在學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”設(shè)置問題,通過不斷探究、發(fā)現(xiàn),在師生互動(dòng),生生互動(dòng)中完成超幾何分布的探究與學(xué)習(xí)。
為了調(diào)動(dòng)學(xué)生的探究積極性,使每個(gè)學(xué)生都經(jīng)歷數(shù)學(xué)模型的抽象過程,遵循以學(xué)生為主體,教師是課堂活動(dòng)的組織者、引導(dǎo)者和參與者的課堂教學(xué)原則,教學(xué)上采取“啟發(fā)式教學(xué)”方法,學(xué)生主要采取自主學(xué)習(xí)和小組合作相結(jié)合的“探究式學(xué)習(xí)法”,小組合作也為不同認(rèn)知的學(xué)生提供了學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)和幫助.
【教學(xué)過程設(shè)計(jì)】
引導(dǎo)語(yǔ) 上一節(jié)我們認(rèn)識(shí)了建立在重伯努利試驗(yàn)基礎(chǔ)上的二項(xiàng)分布,本節(jié)課我們來認(rèn)識(shí)另外一種常見的概率分布模型.
環(huán)節(jié)一 實(shí)例引入,提出問題
問題1 雙11即將來臨,某商家擬推出一項(xiàng)抽獎(jiǎng)優(yōu)惠活動(dòng):在一個(gè)不透明的盒子里放有外觀相同的10個(gè)乒乓球,其中有3個(gè)乒乓球的表面上寫有“獎(jiǎng)”字,顧客消費(fèi)滿500元便可獲得兩次抽獎(jiǎng)機(jī)會(huì),每次從盒中任意摸取一個(gè)球,抽中帶有“獎(jiǎng)”字的乒乓球,均可獲得50元現(xiàn)金代用券.現(xiàn)有兩種抽獎(jiǎng)方式可供選擇:有放回抽獎(jiǎng)和不放回抽獎(jiǎng),請(qǐng)同學(xué)們利用所學(xué)數(shù)學(xué)知識(shí),給出合理的決策方案.
師生活動(dòng) 每組同學(xué)分成兩個(gè)小組,分別進(jìn)行“有放回抽獎(jiǎng)”和“不放回抽獎(jiǎng)”兩種方案的計(jì)算,然后再進(jìn)行小組討論,給出合理的決策方案.
記中獎(jiǎng)的次數(shù)為,獎(jiǎng)金為
元,則
.
事實(shí)上,若采用有放回抽獎(jiǎng),每次中獎(jiǎng)的概率均為0.3,且各次抽取的結(jié)果相互獨(dú)立,此時(shí)服從二項(xiàng)分布,即
,
,
(元),其中
.
若采用不放回抽獎(jiǎng),則每次抽取時(shí)條件不同,且各次抽取的結(jié)果不獨(dú)立,不滿足重伯努利試驗(yàn)的特征,此時(shí)
不服從二項(xiàng)分布,只能根據(jù)古典概型求
的分布列.而在不放回抽獎(jiǎng)過程中,逐個(gè)不放回抽取2個(gè)乒乓球和一次性抽取2個(gè)乒乓球,結(jié)果相同,故可用如下方法求
的分布列.
從10個(gè)乒乓球中任取2個(gè)共有種不同的取法,中獎(jiǎng)個(gè)數(shù)
的可能取值為0,1,2.恰有
個(gè)中獎(jiǎng)的取法有
種.
.
即隨機(jī)變量的分布列為
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0 | 0.00004 | 0.00001 | 11 | 0.07099 | 0.06376 |
1 | 0.00049 | 0.00015 | 12 | 0.03550 | 0.02667 |
2 | 0.00309 | 0.00135 | 13 | 0.01456 | 0.00867 |
3 | 0.01235 | 0.00714 | 14 | 0.00485 | 0.00217 |
4 | 0.03499 | 0.02551 | 15 | 0.00129 | 0.00041 |
5 | 0.07465 | 0.06530 | 16 | 0.00027 | 0.00006 |
6 | 0.12441 | 0.12422 | 17 | 0.00004 | 0.00001 |
7 | 0.16588 | 0.17972 | 18 | 0.00000 | 0.00000 |
8 | 0.17971 | 0.20078 | 19 | 0.00000 | 0.00000 |
9 | 0.15974 | 0.17483 | 20 | 0.00000 | 0.00000 |
10 | 0.11714 | 0.11924 |
抽樣方式 |
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有放回 | 二項(xiàng)分布 |
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無放回 | 超幾何分布 |
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視頻來源:優(yōu)質(zhì)課網(wǎng) www.jjlqy.cn
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