第三节“随机现象及其发生可能性”内容与教材分析
在义务教育阶段所涉及的随机现象都是简单随机现象,即所有可能发生的结果个数是有限的,并且每一个结果发生的可能性大小相等。在《数学课程标准》中已减少了大部分随机现象内容,其中第一学段已经完全删除随机现象发生的可能性的内容,而在第二学段只有一部分。总体而言,这部分教学内容较少,但并不意味着这部分不重要。在小学和初中阶段应该让学生理解概率的一些基本概念,建立随机的观念,知道在生活中存在着一些确定的量,也有一些不确定的量。
一、《数学课程标准》对随机现象及其发生可能性的要求
课标摘要
(1)结合具体情境,了解简单的随机现象;能列出简单的随机现象中所有可能发生的结果。
(2)通过试验、游戏等活动,感受随机现象结果发生的可能性是有大小的,能对一些简单的随机现象发生的可能性大小作出定性描述,并能进行交流。
我们可以从两个层面理解《数学课程标准》的要求:一是了解简单的随机现象,列出简单随机现象可能性的结果;二是对随机现象发生可能性大小作出定性描述。所谓了解简单随机现象,就是使学生了解在现实世界中有一些现象是确定的,有一些是不确定的,而不确定的现象的发生是随机的。但对于不确定现象可以通过列出可能的结果,以及判定可能结果的大小来认识其规律。因此,让学生感受随机现象,并针对具体的随机现象列出可能的结果是教学中应重点把握的内容。学生能列出可能的结果,就可以进一步判定可能结果的大小,《数学课程标准》只要求用定性的方式描述大小,这是因为,小学所涉及的都是所谓的古典概型,古典概型的随机现象可以用一个分数来表示。如抛硬币正面向上的概率是1/2。
这样就可以用数量的方式描述随机事件的概率。但问题是,在实际操作的时候往
往得到的是频率,而不是概率。如下表是典型的抛硬币的试验结果。
表 抛硬币正面向上的频率变化趋势
| 实验者 | 投掷次数 | 正面向上的次数 | 频率 |
| 德摩根 | 2048 | 1061 | 0.5181 |
| 布丰 | 4040 | 2048 | 0.5069 |
| 费勒 | 10000 | 4979 | 0.4979 |
| 皮尔逊 | 24000 | 12012 | 0.5005 |
| 罗曼诺夫斯基 | 80640 | 40173 | 0.4982 |
可以看出多次试验的结果频率都是在0.5左右,但不是恰恰等于0.5。从数学上说明当试验次数无限大的时候,频率逼近的值就是概率。问题是,在小学阶段所做的试验次数都是有限的,当学生得不到理论的数值时,就会对结果产生怀疑。对于学生的这种怀疑又很难用概率论解释,所以采用定性的描述是合理的。
二、教材分析
(一)教材展示
各版本教材在第二学段都编排了可能性的内容。
首先,从教材组织结构来看,两个版本教材编写中采用了不同方式,北师大版教材采用螺旋式组织形式,人教版教材采用直线式组织形式。北师大版教材分两个层次,通过两个阶段来呈现,这可以给学生更多的感受和体验可能性的机会。第一阶段(四年级上册)的重点是感受简单的随机现象,能够列出可能发生的所有结果,通过感受随机现象来体会可能性的大小区别,第二阶段(五年级上册)则对可能性大小进行定性描述。人教版教材是一次全部呈现,比较集中地把《数学课程标准》的几个要求展示出来,让学生从整体上感受可能性及其大小的描述。
其次,从情境的选取方面来看。两个版本教材都选用了比较典型的表现可能性的情境,如抛硬币、摸球、掷色子、抽卡片等。这些情境都可以使学生理解随机现象和可能性的大小。
最后,从呈现方式方面来看,北师大版教材和人教版教材都是依据《数学课程标准》编写的,因此教材的编写理念是相同的。两个版本教材都设计了具体的、可操作的情境,让学生参与到学习活动之中,通过实际的活动体验随机现象,理解事件发生的可能性的大小。由于概率的知识对学生而言较难理解,北师大版教材安排两次学习过程,会加深学生体验或者经历的体会,对学生掌握概率知识更加有益。可以看出,《数学课程标准》是统一的,只不过教材呈现的方式不一样。教师如何恰当地运用教材从而达到《数学课程标准》的要求,需要教师自己去理解和把握,同时在实际教学中,也要根据学生的实际情况进行调整。
(二)教材处理与教学建议
教材只是一个参考,它提供了思维和设计的线索,实际教学中,我们要重点从以下方面考虑。
1.体现《数学课程标准》两个层次的要求
在实际教学中,要以《数学课程标准》指向为目标,合理安排教学活动,无论我们所用的教材在编排随机现象时采用何种形式,都应体现《数学课程标准》中的两个层次。
2.选择和运用学生熟悉并有助于学生感受的情境
教学情境是“情”与“境”的有机融合,为了达到教学目标,教师要创设与教学内容相适切的教学情境。一个好的教学情境,首先要充分考虑学生现有的知识水平和已有的生活经验,把抽象的知识与现实生活联系起来,符合学生的需要,一个真实的、源于学生已有生活经验和认知水平的教学情境,能够调动学生参与学习活动的积极性,激发学生对实际问题探索的兴趣;其次,要以教学目标为出发点,为教学服务;最后,要具有趣味性、开放性和思考性,使学生在轻松、愉快的氛围中,积极思考。在随机现象的教学中常用的情境有抛硬币、摸球等,还可以选择一些不是等可能的情境,如汽水瓶盖正反面出现的概率。
3.与统计结合,在统计活动中体会随机
在每一次试验中,学生体验到结果的不确定性,在重复若干次以后,便可以引导学生去发现一些规律,这恰恰是统计的核心思想,因此,我们在讲可能性时,可以与统计相结合,让学生在统计的过程中感受随机思想,而正是结果的随机性,才导致结果出现的可能性有大小之分。
4.把握随机现象发生的可能性大小的定性描述
随机现象学生初次接触,因此让学生比较好地理解和感悟可能性有一定的难度。学生会有很多疑问,比如盒子里边有五个球,四红一黄,摸了四次都是红球的时候,问学生下次能摸到什么球,学生可能会说是黄球。定量地描述随机现象,对于小学生来说具有一定的难度,但是定性描述却比较容易把握,所以把握随机现象发生的可能性仅仅要求作定性描述。
这一章我们对“统计与概率”内容和教材进行了分析,教师还需要在实际教学中不断把握和体会,进而加深对《数学课程标准》要求和教材内容的认识与理解程度。

