復(fù)習(xí)指的是教師指導(dǎo)學(xué)生溫習(xí)已經(jīng)學(xué)過(guò)的教材,以強(qiáng)化知識(shí)記憶,加深理解,融會(huì)貫通,從而使知識(shí)系統(tǒng)化.它不是對(duì)原有舊知識(shí)進(jìn)行機(jī)械性重復(fù)和再現(xiàn),是孔子所說(shuō)的“溫故而知新”,是華羅庚先生在《高等數(shù)學(xué)引論》的序言里寫(xiě)的“熟書(shū)生溫,似乎在復(fù)習(xí),但把新東西講進(jìn)去了……,找另一條線(xiàn)索把舊東西重新貫穿起來(lái)”[1]的一個(gè)再創(chuàng)造過(guò)程,使得學(xué)生在復(fù)習(xí)舊知識(shí)、舊方法的同時(shí)又收獲了新知識(shí)、新方法.因此,復(fù)習(xí)課的設(shè)計(jì)要有一條線(xiàn)索來(lái)貫穿,這條線(xiàn)索能激活己有知識(shí)、方法,并能帶出新知識(shí)、新方法.
1 以新的知識(shí)內(nèi)容為線(xiàn)索貫穿舊知識(shí)
新知識(shí)指的是在新授課中沒(méi)學(xué)或不宜講的知識(shí).學(xué)生對(duì)這些新知識(shí)認(rèn)知還沒(méi)成熟,或知識(shí)點(diǎn)的區(qū)別與聯(lián)系還不夠系統(tǒng).如一個(gè)單元多個(gè)概念的出現(xiàn),象人教A版必修5中的《解三角形》、《數(shù)列》,《不等式》,選修23中的《隨機(jī)變量的分布列》;概念的進(jìn)一步深化、拓展等,象必修1中的《函數(shù)概念》、《函數(shù)的應(yīng)用》,必修2中的《圓與方程》,選修21中的《圓錐曲線(xiàn)與方程》等等.這些只能在一個(gè)單元學(xué)習(xí)完畢,在單元復(fù)習(xí)課中,把這些新授課中沒(méi)學(xué)的新知識(shí)作為貫穿舊知識(shí)的紐帶,使得學(xué)生看似在復(fù)習(xí),但把新東西學(xué)進(jìn)去了.下面以《隨機(jī)變量的分布列》的章節(jié)復(fù)習(xí)的設(shè)計(jì)為例來(lái)說(shuō)明.可以通過(guò)比較二項(xiàng)分布與超幾何分布的關(guān)系來(lái)復(fù)習(xí),超幾何分布和二項(xiàng)分布這兩種離散型隨機(jī)變量的概率分布表面上看來(lái)風(fēng)馬牛不相及,但通過(guò)一節(jié)章末復(fù)習(xí)課,發(fā)現(xiàn)這兩種分布可以通過(guò)有無(wú)“返回”,隔離正品和次品等方法來(lái)互相轉(zhuǎn)換,也可把二項(xiàng)分布看作超幾何分布的極限,它們的期望和方差之間也存在這種極限關(guān)系.下面是《超幾何分布和二項(xiàng)分布復(fù)習(xí)課》的設(shè)計(jì).
超幾何分布和二項(xiàng)分布是新課標(biāo)人教版選修23第二章《隨機(jī)變量的分布列》中的核心內(nèi)容.教材通過(guò)幾個(gè)生活中的實(shí)例讓學(xué)生認(rèn)識(shí)兩種模型所刻畫(huà)的隨機(jī)變量的各自特點(diǎn),從而建立兩種新模型.但在實(shí)際建模過(guò)程中有些學(xué)生往往容易把超幾何分布與二項(xiàng)分布孤立起來(lái),也甚至有些學(xué)生把兩個(gè)模型完全混淆,很難談得上靈活運(yùn)用兩模型解決一些實(shí)際問(wèn)題.因此,此章復(fù)習(xí),可以通過(guò)比較二項(xiàng)分布與超幾何分布的關(guān)系來(lái)復(fù)習(xí).
環(huán)節(jié)一 學(xué)生回顧兩個(gè)概念.
環(huán)節(jié)二 通過(guò)定義比較兩者最本質(zhì)的區(qū)別.
發(fā)現(xiàn):兩者最本質(zhì)的區(qū)別是二項(xiàng)分布的隨機(jī)變量發(fā)生的概率是等可能的,而超幾何分布概型的隨機(jī)變量X發(fā)生的概率不是等可能的.導(dǎo)致兩者不同的根源在于超幾何分布是不放回抽取,而二項(xiàng)分布則是有放回地抽取.
環(huán)節(jié)三 提出問(wèn)題
若將條件做些許改變,兩者能融會(huì)貫通嗎?
1)若將有放回的抽取改為不放回,那么超幾何分布將轉(zhuǎn)化為二項(xiàng)分布嗎?
2)當(dāng)產(chǎn)品的數(shù)量N巨大時(shí),超幾何分布將非常接近二項(xiàng)分布嗎?
環(huán)節(jié)四 解決問(wèn)題
問(wèn)題1
1)現(xiàn)有兩臺(tái)在兩地獨(dú)立工作的雷達(dá),每臺(tái)雷達(dá)發(fā)現(xiàn)飛行目標(biāo)的概率分別為09和085,設(shè)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)的雷達(dá)臺(tái)數(shù)為X,求EX
2)設(shè)有mkg水,其中含有n個(gè)大腸桿菌.現(xiàn)任取1kg水檢驗(yàn),設(shè)其中含大腸桿菌的個(gè)數(shù)為X,試求EX,DX.
3)在含有5件次品的100件產(chǎn)品中,任取3件,求:
(1)取到次品數(shù)X的分布列
(2)至少取到1件次品的概率
4)在某年級(jí)的聯(lián)歡會(huì)上設(shè)計(jì)了一個(gè)摸獎(jiǎng)游戲,在一個(gè)口袋中裝有10個(gè)紅球和20個(gè)白球,這些球除顏色外完全相同.一次從中摸出5球,至少摸到三個(gè)紅球就中獎(jiǎng),求中獎(jiǎng)的概率.
通過(guò)4個(gè)小題讓學(xué)生回顧超幾何分布與二項(xiàng)分布相關(guān)的問(wèn)題,感受有放回抽取與不放回抽取的不同.
問(wèn)題2
1)從含有3件次品的100個(gè)燈泡中,有放回地抽取一個(gè)燈泡進(jìn)行檢測(cè),連續(xù)取3次,用ξ表示次品數(shù),求ξ的分布列.
2)從一批數(shù)量巨大的紅酒中隨機(jī)抽取20瓶進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè),若這批紅酒的合格概率為95%,隨機(jī)變量ξ表示這20件產(chǎn)品中的不合格數(shù),求隨機(jī)變量ξ的數(shù)學(xué)期望Eξ.
3)現(xiàn)在有一批數(shù)量很大的汽車(chē)輪胎,其中次品2%,現(xiàn)從中任意地連續(xù)取出100件進(jìn)行檢測(cè),設(shè)其次品數(shù)為ξ,求Eξ和Dξ.
通過(guò)3個(gè)小例子讓學(xué)生感受到超幾何分布與二項(xiàng)分布的聯(lián)系,通過(guò)改變抽取方式或者讓總體的容量無(wú)限大時(shí),超幾何分布就可以近似地理解成二項(xiàng)分布.
環(huán)節(jié)五 拓展提升
為了將學(xué)生對(duì)超幾何分布和二項(xiàng)分布的理解上升到更高的層次,給出這樣一個(gè)結(jié)論:設(shè)隨機(jī)變量X服從超幾何分布H(n,M,N),則當(dāng)N→+∞時(shí),X近似的服從二項(xiàng)分布B(n,p),即CrMCn-rN-MCnN≈Crnprqn-r,其中p=MN,q=1-p.
環(huán)節(jié)六 概括總結(jié)
1.我們把次品都放入一個(gè)次品袋,把正品放入一個(gè)正品袋,若摸到正品袋中的產(chǎn)品看作“成功”,摸到次品袋中的產(chǎn)品看作“失敗”,每次摸球的過(guò)程中“成功”與“失敗”的概率相等,且每次試驗(yàn)都是相互獨(dú)立的,這正是典型的二項(xiàng)分布,由此用二項(xiàng)分布去刻劃其概率分布列.兩種分布僅“一袋之隔”,將正品和次品隔離,則超幾何分布將成為二項(xiàng)分布.
2.超幾何分布和二項(xiàng)分布這兩種離散型隨機(jī)變量的概率分布從表面上看來(lái)風(fēng)馬牛不相及,但通過(guò)本節(jié)課的設(shè)計(jì),讓學(xué)生在復(fù)習(xí)兩種分布列相關(guān)知識(shí)的同時(shí),也讓學(xué)生了解了這兩種分布列可以通過(guò)有無(wú)“放回”、隔離正品和次品等方法來(lái)互相轉(zhuǎn)換,也可把二項(xiàng)分布看作超幾何分布的極限,它們的期望和方差之間也存在這種極限關(guān)系.
在新授課中,大部分學(xué)生看待超幾何分布與二項(xiàng)分布是停留在區(qū)別上,而不是關(guān)系上,通過(guò)此復(fù)習(xí)課,學(xué)生不僅回顧了《隨機(jī)變量的分布列》的整章內(nèi)容,且收獲了全新的知識(shí).
2 以新的推理、思想方法為線(xiàn)索歸納、整理舊知識(shí)
數(shù)學(xué)是一門(mén)邏輯推理的學(xué)科,思想方法是高中數(shù)學(xué)課程的主線(xiàn),很多復(fù)習(xí)課可以以新的推理或思想方法為線(xiàn)索進(jìn)行設(shè)計(jì),推理包括歸納推理、類(lèi)比推理、演繹推理.思想方法包括數(shù)形結(jié)合思想、方程與函數(shù)思想、建模思想、分類(lèi)討論思想和化歸與轉(zhuǎn)化思想等.例如《等差數(shù)列的復(fù)習(xí)課》可以以函數(shù)的思想方法為線(xiàn)索復(fù)習(xí)等差數(shù)列的有關(guān)性質(zhì),《計(jì)數(shù)原理的復(fù)習(xí)》中可以利用數(shù)列思想進(jìn)行復(fù)習(xí),扇形染色問(wèn)題中的數(shù)列方法、走樓梯—斐波拉契數(shù)列方法調(diào)換座位—貝努利裝錯(cuò)信問(wèn)題、傳球問(wèn)題—縱向考慮的遞推思想、幾何問(wèn)題—等差數(shù)列的應(yīng)用.《等差數(shù)列與等比數(shù)列的復(fù)習(xí)課》可以運(yùn)用類(lèi)比推理為線(xiàn)索,先復(fù)習(xí)等差數(shù)列的性質(zhì),再運(yùn)用類(lèi)比思想復(fù)習(xí)等比數(shù)列,在選修21的《圓錐曲線(xiàn)與方程》章節(jié)復(fù)習(xí)中通過(guò)圓的性質(zhì)類(lèi)比得到橢圓、雙曲線(xiàn)、拋物線(xiàn)等一系列性質(zhì).下面來(lái)看《等差數(shù)列的復(fù)習(xí)課》的教學(xué)設(shè)計(jì),它是以函數(shù)的思想方法為線(xiàn)索復(fù)習(xí)等差數(shù)列的有關(guān)性質(zhì).
教學(xué)目標(biāo)
讓學(xué)生學(xué)會(huì)利用等差數(shù)列的概念來(lái)判斷一個(gè)數(shù)列是否為等差數(shù)列,能利用等差數(shù)列的性質(zhì)特征解決一些簡(jiǎn)單數(shù)列問(wèn)題.
學(xué)會(huì)利用函數(shù)的觀(guān)點(diǎn)來(lái)研究數(shù)列,認(rèn)識(shí)等差數(shù)列的通項(xiàng)公式,前n項(xiàng)和公式均為特殊的一次函數(shù)與二次函數(shù),培養(yǎng)學(xué)生利用函數(shù)思想解決數(shù)列問(wèn)題的能力.
讓學(xué)生體會(huì)到數(shù)列與函數(shù)不分家,數(shù)形不分家,享受數(shù)學(xué)的美.
教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn):等差數(shù)列的判斷及其性質(zhì)的應(yīng)用
教學(xué)難點(diǎn):利用函數(shù)思想認(rèn)識(shí)等差數(shù)列,解決數(shù)列相關(guān)問(wèn)題
教學(xué)過(guò)程
引例 請(qǐng)你給出兩個(gè)整數(shù).
問(wèn)題1 若這兩個(gè)數(shù)依次是等差數(shù)列{an}的第3項(xiàng)、第7項(xiàng),你能寫(xiě)出an嗎?
追問(wèn):為什么給出兩項(xiàng)就能確定an?
設(shè)計(jì)意圖 引出等差數(shù)列的通項(xiàng)公式an=a1+(n-1)d,并認(rèn)識(shí)到點(diǎn)(n,an)是直線(xiàn)上的離散點(diǎn).
問(wèn)題2 若數(shù)列{an}滿(mǎn)足an=pn+q(p、q是常數(shù)),求證數(shù)列{an}是等差數(shù)列.
設(shè)計(jì)意圖 回顧定義,學(xué)會(huì)用定義來(lái)證明等差數(shù)列.
問(wèn)題3 若數(shù)列{an}滿(mǎn)足2an=an-1+an+1(n≥2)記Sn=a1+a2+…+an,且a4=4,則可求( ?)值
A.S6 ? B.S7 ? C.S8 ? D.S9
設(shè)計(jì)意圖 復(fù)習(xí)等差中項(xiàng),學(xué)會(huì)用2an=an-1+an+1(n≥2)證明等差數(shù)列.
追問(wèn):為什么S7與a1,d都無(wú)關(guān)?
設(shè)計(jì)意圖 揭示等差數(shù)列的幾何背景,加深對(duì)核心概念的理解.
問(wèn)題4 若等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,若S2=S8=4.
(1)求S10的值;(2)求Sn的最大值.
設(shè)計(jì)意圖 通過(guò)一題多解,復(fù)習(xí)等差數(shù)列的兩個(gè)前n項(xiàng)和公式,鞏固等差數(shù)列的性質(zhì),認(rèn)識(shí)到點(diǎn)(n,Sn)是拋物線(xiàn)上的離散點(diǎn).滲透函數(shù)方程和數(shù)形結(jié)合思想.
問(wèn)題5 若數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,若Sn=An2+Bn(A,B是常數(shù)),求證數(shù)列{an}是等差數(shù)列.
變式 若等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,若S12=84,S20=460.求S28的值.
設(shè)計(jì)意圖 揭示等差數(shù)列的前n項(xiàng)和的本質(zhì)特征,進(jìn)一步加深對(duì)核心概念的理解.
利用函數(shù)思想來(lái)設(shè)計(jì)《等差數(shù)列的復(fù)習(xí)》,讓學(xué)生從一次函數(shù)的角度認(rèn)識(shí)等差數(shù)列通項(xiàng)公式,從二次函數(shù)角度來(lái)認(rèn)識(shí)等差數(shù)列前n項(xiàng)和公式,不僅有效地復(fù)習(xí)了等差數(shù)列中的核心知識(shí)點(diǎn),同時(shí)又讓學(xué)生對(duì)數(shù)列的認(rèn)識(shí)上升到更高的層次,也培養(yǎng)了學(xué)生用函數(shù)的觀(guān)點(diǎn)來(lái)認(rèn)識(shí)數(shù)列問(wèn)題的意識(shí).
原有的舊問(wèn)題的解決往往有固定模式,而以新的知識(shí)、推理、思想方法為線(xiàn)索歸納、整理舊知識(shí)會(huì)讓學(xué)生從另一個(gè)角度來(lái)理解數(shù)學(xué)問(wèn)題,使得要解決的問(wèn)題更加立體化,同時(shí)也讓學(xué)生感受到數(shù)學(xué)知識(shí)是融會(huì)貫通的[2].
參考文獻(xiàn)
[1] 華羅庚.高等數(shù)學(xué)引論[M].北京:高等教育出版社,2009.
[2] 張維忠.基于課程標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)學(xué)教學(xué)研究[M].杭州:浙江大學(xué)出版社,2013.
作者簡(jiǎn)介 夏曉華,女,1971年生,浙江省永嘉縣人,教育碩士,中學(xué)數(shù)學(xué)高級(jí)教師.曾獲浙江省第五屆教育科學(xué)研究?jī)?yōu)秀成果三等獎(jiǎng),浙江省優(yōu)秀教師、溫州市名師及溫州市勞動(dòng)模范 .發(fā)表論文10余篇.