生日相同的概率（一）教學(xué)設(shè)計(jì)

1、第六章頻率與概率生日相同的概率（一）河南省鄭州中學(xué)李根香一、學(xué)生知識(shí)狀況分析學(xué)生的知識(shí)技能基礎(chǔ)：學(xué)生在上節(jié)投針試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)通過(guò)試驗(yàn)估計(jì)隨機(jī)事件發(fā)生的概率有了初步的認(rèn)識(shí)，知道了“當(dāng)試驗(yàn)次數(shù)較大，實(shí)驗(yàn)頻率穩(wěn)定于理論概率，并可據(jù)此估計(jì)某一事件發(fā)生的概率”.學(xué)生的活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)：上節(jié)課學(xué)生親身體驗(yàn)了“投針試驗(yàn)”，經(jīng)歷了試驗(yàn)、統(tǒng)計(jì)過(guò)程、獲得試驗(yàn)方法估計(jì)復(fù)雜事件發(fā)生的概率的體驗(yàn)，并且在以前的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)活動(dòng)中已經(jīng)歷了很多合作學(xué)習(xí)的過(guò)程，具有了一定的合作學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，具備了一定的合作與交流的能力.二、教學(xué)任務(wù)分析教材基于上節(jié)課的基礎(chǔ)上，提出了本節(jié)課的具體學(xué)習(xí)任務(wù)：能用試驗(yàn)的方法估計(jì)一些復(fù)雜的隨機(jī)事件發(fā)生的概率；經(jīng)

2、歷試驗(yàn)、統(tǒng)計(jì)等活動(dòng)過(guò)程，在活動(dòng)中進(jìn)一步發(fā)展學(xué)生合作交流的意識(shí)和能力.本節(jié)課的重點(diǎn)是掌握試驗(yàn)的方法估計(jì)復(fù)雜的隨機(jī)事件發(fā)生的概率；難點(diǎn)是試驗(yàn)估計(jì)隨機(jī)事件發(fā)生的概率；關(guān)鍵是通過(guò)試驗(yàn)、統(tǒng)計(jì)活動(dòng)，體會(huì)隨機(jī)事件的概率，為此，本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)是：1、知識(shí)與技能經(jīng)歷收集數(shù)據(jù)、進(jìn)行試驗(yàn)、統(tǒng)計(jì)結(jié)果、合作交流的過(guò)程，估計(jì)一些復(fù)雜的隨機(jī)事件發(fā)生的概率.2、過(guò)程與方法經(jīng)歷試驗(yàn)、統(tǒng)計(jì)等活動(dòng)過(guò)程，在活動(dòng)中進(jìn)一步發(fā)展學(xué)生合作交流的意識(shí)和能力.3、情感、態(tài)度、價(jià)值觀(guān)通過(guò)對(duì)貼近學(xué)生生活的有趣的生日問(wèn)題的試驗(yàn)、統(tǒng)計(jì)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣，且有助于破除迷信，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和辯證唯物主義世界觀(guān).三、教學(xué)過(guò)程分析本節(jié)課設(shè)計(jì)了七

3、個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)：一、課前準(zhǔn)備；二、情境引入；三、探索新知；四、練習(xí)提高；五、課時(shí)小結(jié)；六、布置作業(yè)；七、活動(dòng)探究.第一環(huán)節(jié)：課前準(zhǔn)備（提前一周布置）內(nèi)容：以6人合作小組為單位，開(kāi)展調(diào)查活動(dòng)：每人課外調(diào)查10個(gè)人的生日、生肖.目的：收集數(shù)據(jù)，為本節(jié)課的學(xué)習(xí)提供素材，在課堂中運(yùn)用源于學(xué)生實(shí)際調(diào)查的真實(shí)數(shù)據(jù)展開(kāi)教學(xué)，能極大地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣及學(xué)習(xí)的積極性與主動(dòng)性.另一方面，也鍛煉了學(xué)生的社交能力.實(shí)際效果與注意事項(xiàng)：學(xué)生課外收集數(shù)據(jù)時(shí)有可能來(lái)自相同的人，各小組課前準(zhǔn)備時(shí)老師提醒盡量避免調(diào)查相同的人.第二環(huán)節(jié)：情境引入內(nèi)容：紅樓夢(mèng)第62回中有這樣的情節(jié)：當(dāng)下又值寶玉生日已到，原來(lái)寶琴也是這日，二人相

4、同。襲人笑道：“這是他來(lái)給你拜壽.今兒也是他的生日，你也該給他拜壽.”寶玉聽(tīng)了，喜的忙作下揖去，說(shuō)：原來(lái)今兒也是姐姐的芳誕.”平兒還福不迭。探春忙問(wèn)：“原來(lái)邢妹妹也是今兒，我怎么就忘了?！碧酱盒Φ溃骸暗褂行┮馑迹荒晔€(gè)月，月月有幾人生日。人多了，便這等巧了，也有三個(gè)一日，兩個(gè)一日的。目的：以小說(shuō)情節(jié)開(kāi)篇，引人入勝，直接引入與生日有關(guān)的話(huà)題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.實(shí)際效果：學(xué)生置身于情境之中，并陷入思考：為什么“便這等巧？”第三環(huán)節(jié)：探索新知經(jīng)歷試驗(yàn)、統(tǒng)計(jì)等活動(dòng)過(guò)程，估計(jì)復(fù)雜隨機(jī)事件（生日相同）的概率。 內(nèi)容：教師提出問(wèn)題串（1）400位同學(xué)中，一定有2人的生日相同（可以不同年）嗎？有什么依據(jù)

5、呢？（2）300位同學(xué)中，一定有2人的生日相同（可以不同年）嗎？（3）教師提出一個(gè)論斷：“我認(rèn)為咱們班50個(gè)同學(xué)中很可能就有2個(gè)同學(xué)的生日相同”你相信嗎？對(duì)于問(wèn)題（1），學(xué)生能給予肯定的回答“一定”，對(duì)于能力比較強(qiáng)的學(xué)生可以用“抽屜原理”加以解釋。例如，有的學(xué)生會(huì)給出如下的解釋?zhuān)骸耙荒曜疃?66天，400個(gè)同學(xué)中一定會(huì)出現(xiàn)至少2人出生在同月同日，相當(dāng)于400個(gè)物品放到366個(gè)抽屜里，一定至少有2個(gè)物品放在同一抽屜里抽屜原理：把m個(gè)物品任意放進(jìn)幾個(gè)空抽屜里（mn），那么一定有一個(gè)抽屜中放進(jìn)了至少2個(gè)物品”。對(duì)于問(wèn)題（2），學(xué)生會(huì)給出“不一定”的答案。對(duì)于問(wèn)題（3），學(xué)生會(huì)表示懷疑，不太相信。于是

6、，在班級(jí)課堂里展開(kāi)現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)查。得到數(shù)據(jù)后請(qǐng)學(xué)生反思： 如果50個(gè)同學(xué)中有2人生日相同，能否說(shuō)明50人中有2人生日相同的概率是1？ 如果50人中沒(méi)有2人生日相同，就說(shuō)明50人中2 人生日相同的概率為0？學(xué)生能根據(jù)以往的知識(shí)進(jìn)行反思，并能舉一些類(lèi)似的問(wèn)題作為例子。例如：隨意拋擲一枚硬幣，若國(guó)徽面朝上，說(shuō)它的確概率為1，國(guó)徽面朝下的概率為0.顯然是錯(cuò)誤的，我們知道它們的概率均為0.5.隨意拋擲一枚骰子，“6朝上”時(shí)我們說(shuō)“6朝上”的概率為1，6朝下的概率為0，顯然也是錯(cuò)誤的，我們知道它們的概率為1/6.活動(dòng)一，每個(gè)同學(xué)課外調(diào)查10人的生日，從全班的調(diào)查結(jié)果中隨機(jī)選擇50人，看有沒(méi)有2人生日相同，設(shè)計(jì)

7、方案估計(jì)50人中有2人生日有相同的概率.活動(dòng)設(shè)計(jì)目的：通過(guò)具體收據(jù)數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)、統(tǒng)計(jì)結(jié)果過(guò)程，豐富學(xué)生的數(shù)學(xué)活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)本節(jié)課有更直觀(guān)的感知，經(jīng)歷用實(shí)驗(yàn)估計(jì)理論概率的過(guò)程，初步感受到生日相同的概率較大.設(shè)計(jì)方案：學(xué)生自主設(shè)計(jì).附學(xué)生設(shè)計(jì)的方案：方案一：將每個(gè)同學(xué)調(diào)查的生日隨機(jī)排列成一方陣，然后按某一規(guī)則從中選取50個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（如2520），從某行某列開(kāi)始，自左而右，自上而下，選出50個(gè)數(shù)）.方案二：把全班每個(gè)同學(xué)所調(diào)查的數(shù)據(jù)寫(xiě)在紙條上，放在箱子里隨機(jī)抽取.方案三：從50個(gè)同學(xué)手里隨機(jī)抽取一個(gè)調(diào)查數(shù)據(jù)，組成50個(gè)數(shù)據(jù).方案四：全班分成10個(gè)小組，把每個(gè)小組調(diào)查數(shù)據(jù)放在一起，打亂次序，隨機(jī)抽取5

8、個(gè)，然后10個(gè)小組的結(jié)果放在一組成50個(gè)數(shù)據(jù).活動(dòng)過(guò)程指導(dǎo)：（1）節(jié)約時(shí)間，生日表示方式簡(jiǎn)化成四位數(shù).如“0217”（2）人人參與，大膽發(fā)言、交流、討論從大量的重復(fù)試驗(yàn)活動(dòng)中感受生日相同的概率較大. （3）激勵(lì)學(xué)生提出更好的活動(dòng)方案，如：產(chǎn)生1365之間某一自然數(shù)隨機(jī)數(shù)的方法；分工制作1365自然數(shù)卡片，放入紙箱隨機(jī)抽取一張，記下號(hào)碼，放回去，再隨機(jī)抽取，直至抽出50張，多次重復(fù)試驗(yàn)，并估計(jì)出50人中有2人生日相同的概率，此為模擬試驗(yàn).活動(dòng)評(píng)價(jià)指導(dǎo)：（1）學(xué)生的參與程度，活動(dòng)過(guò)程中的思維方式，與同學(xué)合作交流情況.（2）鼓勵(lì)思維多樣性.（3）關(guān)注學(xué)生能否用實(shí)驗(yàn)方法估計(jì)一些較復(fù)雜隨機(jī)事件發(fā)生的概率

9、.（4）關(guān)注學(xué)生對(duì)概率的理解是否全面.（5）關(guān)注實(shí)驗(yàn)次數(shù).實(shí)際效果：通過(guò)以上探索活動(dòng)，經(jīng)歷了大量重復(fù)試驗(yàn)，能估算出50人中有2人生日相同的概率是多少.約0.9704，很大.結(jié)果可解釋紅樓夢(mèng)生日相同“遇的巧”的問(wèn)題.這個(gè)結(jié)果出人意料之處就在于其結(jié)果違反了人們的直覺(jué)：人們往往覺(jué)得兩人生日相同是一種可能性不大的事情，計(jì)算結(jié)果卻是：如果人數(shù)不少于是23人，這種可能性就達(dá)50%.看下表是“幾個(gè)人中至少有2人生日相同”的概率大小表：npnpnpnpnp200.4114290.6810380.8641470.9548560.9883210.4437300.7105390.8781480.9606570.99

10、01220.4757310.7305400.8912490.9658580.9917230.5073320.7533410.9032500.9704590.9930240.5383330.7750420.9140510.9744600.9941250.5687340.7953430.9239520.9780260.5982350.8144440.9329530.9811270.6269360.8322450.9410540.9839280.6545370.8487460.9483550.9836第四環(huán)節(jié)：練習(xí)提高內(nèi)容：課本P175隨堂練習(xí)課外調(diào)查的10個(gè)人的生肖分別是什么？他們中有2人的生肖相

11、同嗎？6個(gè)人中呢？利用全班的調(diào)查數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)一個(gè)方案，估計(jì)6個(gè)人中有2個(gè)人生肖相同的概率.目的：本問(wèn)題與前面生日問(wèn)題類(lèi)似，借助于課外調(diào)查的數(shù)據(jù)再次進(jìn)行有關(guān)問(wèn)題的概率估算，豐富數(shù)學(xué)活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)，直觀(guān)感受較復(fù)雜事件的概率問(wèn)題.設(shè)計(jì)方案：模仿生日問(wèn)題，學(xué)生自主設(shè)計(jì)，以上方案僅供參考.方案一：全班分6人一小組試驗(yàn)（多出人員可一人當(dāng)2人，3人），每人隨機(jī)寫(xiě)下自己調(diào)查的一個(gè)生肖，小組長(zhǎng)匯總收集數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果，課代表收集全班數(shù)據(jù)，估算6人中有2人生肖相同的概率.方案二：將全班調(diào)查好所有結(jié)果寫(xiě)在紙條上，放進(jìn)箱子里隨機(jī)抽取6張.方案三：生肖結(jié)果用數(shù)字代替排成方陣.活動(dòng)過(guò)程指導(dǎo)：（1）簡(jiǎn)化過(guò)程，把生肖按順序用1-12個(gè)數(shù)

12、據(jù)代替.（2）鼓勵(lì)學(xué)生積極大膽發(fā)表自己的見(jiàn)解.（3）在討論、交流過(guò)程中使學(xué)生進(jìn)一步感受大量重復(fù)試驗(yàn)中頻率穩(wěn)定于概率的意義.（4）激勵(lì)學(xué)生探索該問(wèn)題的模擬試驗(yàn).活動(dòng)評(píng)價(jià)指導(dǎo)：（1）主要是積極評(píng)價(jià)，鼓勵(lì)學(xué)生思維的多樣性.（2）看學(xué)生能否用試驗(yàn)的方法估計(jì)一些復(fù)雜隨機(jī)事件的概率.（3）關(guān)注學(xué)生對(duì)概率意義的理解是否全面.（4）此問(wèn)題的理論概率約0.78，在此不要求學(xué)生把結(jié)果精確到那一位.第五環(huán)節(jié)：課時(shí)小結(jié)內(nèi)容：師生共同總結(jié)本節(jié)內(nèi)容目的：回顧本節(jié)教學(xué)目標(biāo)學(xué)生先自我總結(jié)，然后師生共析：本節(jié)課經(jīng)歷了調(diào)查、收集數(shù)據(jù)、整理數(shù)據(jù)、進(jìn)行試驗(yàn)、統(tǒng)計(jì)結(jié)果，合作交流的過(guò)程，知道了用大量的實(shí)驗(yàn)頻率來(lái)估計(jì)，一些復(fù)雜的隨機(jī)事件的

13、概率，當(dāng)試驗(yàn)次數(shù)趙多時(shí)，實(shí)驗(yàn)頻率穩(wěn)定于理論概率，還知道了“直覺(jué)并不可靠”，本節(jié)“生日相同的概率”50人中有2人生日相同的概率竟高達(dá)0.97，這有違我們的“常識(shí)”.實(shí)際上，生活中有很多類(lèi)似巧合，實(shí)則平凡且極為平凡的現(xiàn)象，如果我們從科學(xué)的角度通過(guò)實(shí)驗(yàn)估計(jì)隨機(jī)事件發(fā)生的概率，用知識(shí)來(lái)武裝我們的頭腦，我們就會(huì)“透過(guò)現(xiàn)象看本質(zhì)”，也不會(huì)受別有用心的人的欺騙，從而破除迷信，樹(shù)立正確的唯物主義世界觀(guān).第六環(huán)節(jié)：布置作業(yè)1、課本P175習(xí)題6.52、收集有關(guān)概率的文章第七環(huán)節(jié)：活動(dòng)探究 本環(huán)節(jié)對(duì)學(xué)生的思維要求較高，僅供給部分學(xué)有余力的學(xué)生閱讀和提高，并非對(duì)全體同學(xué)的要求。 內(nèi)容: 1、用“樹(shù)狀圖”原理，求班上

14、60名同學(xué)中至少有2人生日相同的概率先求出“60人中沒(méi)有兩人生日相同的概率” 365364363306P(A)= =0.0059 365365365365則60人中有2人生日相同的概率為：P=1-P(A)=1-0.0059=0.9941即“60人中有2人生日相同的概率”為0.9941如果班人有45人或55人等，可類(lèi)似地進(jìn)行計(jì)算2、用“樹(shù)狀圖”原理，求6人中至少有2人生肖相同的概率先求出“6人中沒(méi)有2人生日相同的概率”： 121110987 P(A)= =0.22 121212121212 則“6人中有2人生肖相同的概率”為：P=1-P(A)=1-0.22=0.78目的：鞏固并拓展學(xué)生學(xué)習(xí)應(yīng)用知識(shí)的能力.四、教學(xué)反思1、教材是教與學(xué)的素材，可以充分利用、拓展、豐富、創(chuàng)新.本節(jié)課教材提出的生日相同的問(wèn)題，教師可充分發(fā)揮學(xué)生的想象能力，發(fā)散思維，設(shè)計(jì)多種多樣的活動(dòng)方案，完成本節(jié)教學(xué)任