摘要:通過(guò)統(tǒng)計(jì)的課例講解讓學(xué)生切身經(jīng)歷“感知數(shù)據(jù)、認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、探索與發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)規(guī)律”的全過(guò)程!溯源教材母題對(duì)數(shù)據(jù)處理能力的要求,從而探討數(shù)據(jù)處理能力的提升方法!
關(guān)鍵詞:統(tǒng)計(jì);數(shù)據(jù)處理能力;線性回歸
一、 考綱背景
隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái),數(shù)據(jù)分析處理能力在高中數(shù)學(xué)教育中顯得愈發(fā)重要?!读x務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》在課程設(shè)計(jì)思路中指出:“數(shù)據(jù)分析觀念包括:了解在現(xiàn)實(shí)生活中有許多問(wèn)題應(yīng)當(dāng)先做調(diào)查研究,收集數(shù)據(jù),通過(guò)分析做出判斷,體會(huì)數(shù)據(jù)中蘊(yùn)涵著信息;了解對(duì)于同樣的數(shù)據(jù)可以有多種分析的方法,需要根據(jù)問(wèn)題的背景選擇合適的方法;通過(guò)數(shù)據(jù)分析體驗(yàn)隨機(jī)性,一方面對(duì)于同樣的事情每次收集到的數(shù)據(jù)可能不同,另一方面只要有足夠的數(shù)據(jù)就可能從中發(fā)現(xiàn)規(guī)律。數(shù)據(jù)分析是統(tǒng)計(jì)的核心。”數(shù)據(jù)分析與概率是我國(guó)義務(wù)教育和高中“數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)”的主干內(nèi)容,從數(shù)據(jù)分析觀念到高中的數(shù)據(jù)分析能力,如何發(fā)展學(xué)生的數(shù)據(jù)分析能力,顯得越來(lái)越重要!
概率與統(tǒng)計(jì)這個(gè)模塊是提高數(shù)據(jù)處理能力的主要載體,在頻率分布直方圖的制作過(guò)程中體現(xiàn)了“數(shù)據(jù)的收集、整理與描述”;在中位數(shù)、平均數(shù)、眾數(shù)的計(jì)算中體現(xiàn)“數(shù)據(jù)處理”;而統(tǒng)計(jì)的核心就是“數(shù)據(jù)分析”通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的分析體驗(yàn)隨機(jī)性,同樣的一件事收集的數(shù)據(jù)可能會(huì)是不同的,只要有足夠的數(shù)據(jù)就能發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律,這是統(tǒng)計(jì)的精髓所在。
二、 教學(xué)現(xiàn)狀
在實(shí)際的教學(xué)中現(xiàn)成的經(jīng)典題目比較少都是高考真題,除此以外都是一些陳題舊題,逐漸脫離了高考對(duì)數(shù)據(jù)處理能力的考查現(xiàn)狀的軌道,而我們因?yàn)轭}目資源有限往往束手無(wú)策!在實(shí)際教學(xué)中,不少師生把數(shù)據(jù)處理能力等同于數(shù)據(jù)計(jì)算能力這就使學(xué)生失去了感知數(shù)據(jù)、認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)、探索與發(fā)現(xiàn)規(guī)律的機(jī)會(huì)。久而久之學(xué)生的數(shù)據(jù)處理能力只停留在“計(jì)算與畫圖”。
三、 如何提高學(xué)生的數(shù)據(jù)處理能力
通過(guò)統(tǒng)計(jì)教學(xué),激發(fā)學(xué)生的數(shù)據(jù)分析觀念。在教學(xué)過(guò)程中我們要選擇合適的實(shí)際素材,讓學(xué)生感受到數(shù)據(jù)分析的現(xiàn)實(shí)意義。我們不但要讓學(xué)生知道這些聯(lián)系,還要培養(yǎng)學(xué)生有意識(shí)地從統(tǒng)計(jì)的角度思考有關(guān)問(wèn)題,也就是遇到問(wèn)題時(shí)能想到用統(tǒng)計(jì)的知識(shí)分析數(shù)據(jù)的能力。鼓勵(lì)學(xué)生從多角度分析數(shù)據(jù),掌握數(shù)據(jù)分析的方法,通過(guò)數(shù)據(jù)分析,培養(yǎng)學(xué)生思維的靈活性。讓學(xué)生經(jīng)歷“數(shù)據(jù)分析、體驗(yàn)隨機(jī)觀念、數(shù)據(jù)增加發(fā)現(xiàn)規(guī)律”,過(guò)程感受統(tǒng)計(jì)的精髓——數(shù)據(jù)處理。
充分利用有限的高考真題的講解提高學(xué)生的數(shù)據(jù)處理能力??梢浴熬皖}精講—感受解題過(guò)程”“變式練—驗(yàn)收學(xué)生掌握情況”“多角度分析—提升能力”!下面展示一個(gè)我的課例。
四、 課例展示
【例1】在一次抽樣調(diào)查中測(cè)得樣本的5個(gè)樣本點(diǎn),數(shù)值如表:
x0.250.5124
y1612521
試建立y與x的回歸方程?
學(xué)生們帶著非常愉悅的心情,飛速的求解出它的答案:設(shè)線性回歸為y^=b^x+a^
b^=∑4i=1xiyi-4x·y∑4i=1xi2-4x2=-1.84918
a^=y-b^x=4.333771
所以回歸方程為y^=-1.85x+4.33
問(wèn):“同學(xué)我們驗(yàn)證一下誤差,把x=1帶入回歸方程得y=2.48發(fā)現(xiàn)誤差較大,擬合程度不夠呀?”
引導(dǎo)學(xué)生“為什么會(huì)出現(xiàn)這種情況呢,同學(xué)們作出它的散點(diǎn)圖看看?”
通過(guò)觀察自己作出的散點(diǎn)圖,不少學(xué)生發(fā)現(xiàn)它不具有線性回歸關(guān)系!
繼續(xù)引導(dǎo)“如何判斷兩個(gè)變量是否具有線性關(guān)系?”
引導(dǎo)學(xué)生算出它們的相關(guān)系數(shù)
rxy=∑4i=1xiyi-4x·y(∑4i=1xi2-4x2)(∑4i=1yi2-4y2)
由于時(shí)間關(guān)系我沒(méi)有讓學(xué)生去算,直接告訴學(xué)生rxy>-0.8不具有線性相關(guān)關(guān)系!
“同學(xué)們能找到一個(gè)我們學(xué)過(guò)的基本初等型函數(shù),可以很好地?cái)M合這個(gè)散點(diǎn)圖呢?”
學(xué)生很快發(fā)現(xiàn)反比例型y=kx+b
“可是我們只學(xué)過(guò)線性回歸方程的求解方法,非線性的怎么辦?”
學(xué)生很快想到了課本上的一個(gè)例題(典型母題)“用換元法!”
規(guī)范解答:設(shè)y=b^x+a^,令t=1x,則y=b^t+a^。由y與x的數(shù)據(jù)表可得y與t的數(shù)據(jù)表:
x0.250.512
t4210.5
y161252
又t=4+2+1+0.54=7.54≈1.5,y=16+12+5+24=354≈8.8
∑4i=1tiyi=64+24+5+1=94
∑4i=1t2i=16+4+1+0.25=21.25≈21.3
b^=∑4i=1tiyi-4ty∑4i-1t2i-4t2=94-4×1.9×8.821.3-4×1.92=27.126.86≈4.0
a^=y-b^t=8.8-4.0×1.9=1.2,
∴y^=4.0t+1.2=4.0x+1.2。
所以y與x的回歸方程是y^=4.0x+1.2。
此題讓學(xué)生切身經(jīng)歷“感知數(shù)據(jù)、認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、探索與發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)規(guī)律”的全過(guò)程!沒(méi)有停留在對(duì)公式的生搬硬套的模式上!通過(guò)散點(diǎn)圖讓數(shù)據(jù)圖像化表格化使數(shù)據(jù)更為的形象具體,而相關(guān)系數(shù)的求解是對(duì)數(shù)據(jù)的具體分析,從而發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)不具有線性回歸關(guān)系!然后通過(guò)圖形走勢(shì)得到擬合的函數(shù)模型!由此可見數(shù)據(jù)處理能力是統(tǒng)計(jì)的關(guān)鍵!
五、 結(jié)束語(yǔ)
縱觀近幾年的高考的發(fā)展對(duì)數(shù)據(jù)處理能力提出越來(lái)越高的要求,教學(xué)的過(guò)程中數(shù)據(jù)的處理能力決不能等同于計(jì)算能力來(lái)培養(yǎng)。如果我們學(xué)生的數(shù)據(jù)處理能力得不到提高,很難適應(yīng)在當(dāng)下的高考取得突破。也不能適應(yīng)當(dāng)今大數(shù)據(jù)的時(shí)代背景。
參考文獻(xiàn):
[1]張定強(qiáng).高中數(shù)據(jù)處理能力的現(xiàn)狀調(diào)查與教學(xué)啟示[J].數(shù)學(xué)教育學(xué)報(bào),2016(02).
[2]李春長(zhǎng).數(shù)據(jù)處理能力在高考評(píng)價(jià)中的體現(xiàn)[J].中學(xué)數(shù)學(xué)雜志,2015(09).
[3]王林全.發(fā)展學(xué)生數(shù)據(jù)分析能力的要領(lǐng)[J].中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)參考,2008(z2).
作者簡(jiǎn)介:
鄒海平,福建省漳州市,漳州康橋?qū)W校。