学生多数“识计”但讲不出分母从哪里来。这一堂所有答案都由样本空间数出来,不由公式背出来。
本堂目标 学生能够:① 写出一个实验的样本空间并数出总结果数(52 张牌、36 个骰子结果);② 分辨何时用加法法则、何时用乘法法则,并讲出“互斥”与“独立”的分别;③ 由一组 5 个数据算出平均数、中位数、众数与标准差,并讲出每个统计量回答什么问题。
01 先备知识(开课前 3 分钟快检)
以下任何一项未过关,本堂就会卡住,先补该项:
| 技能 |
快检题 |
过关标准 |
| 分数与百分数 |
将 12/52 约到最简 |
3/13 |
| 平均数 |
四个数的平均怎样计 |
总和除以数量 |
| 平方根 |
8.8 的平方根大约是多少 |
约 2.97 |
02 课堂流程(45 分钟)
| 时间 |
环节 |
导师做什么 |
学生做什么 |
| 0–8 分 |
数分母 |
由 52 张牌与两粒骰开始,要求写出完整样本空间 |
52 与 36 都由学生数出 |
| 8–20 分 |
加法还是乘法 |
两个法则各示范一题,讲清互斥与独立 |
每题先讲用哪个法则 |
| 20–32 分 |
期望值 |
用两粒骰的和示范期望值 3.5 |
讲出 3.5 不是任何一次结果 |
| 32–40 分 |
五个统计量 |
用 [4, 7, 7, 9, 13] 计平均、中位、众数、标准差 |
标准差 ≈ 2.97 |
| 40–45 分 |
离场三问 |
即场批,错即场改 |
三题全对 |
03 讲解脚本(照着说就可以)
第一幕:先数分母,不背公式
一副牌 52 张、4 种花色、每种 13 张。问“抽到红心”的概率,先要学生写出分母:全部可能结果 52 个,红心 13 个,所以 13/52 = 0.25。
再问“抽到人头牌(J、Q、K)”,人头共 12 张,概率 12/52 ≈ 0.23。两题的分母一样,分子不同,学生就会明白分母是“所有结果”,不是“我关心的结果”。
然后转两粒骰:结果不是 12 个而是 36 个,因为 (1,2) 与 (2,1) 是两个结果。这一步一定要学生自己列出 6×6 的表,写完才讲“和是 7 有 6 个组合”。
要学生讲:为什么两粒骰有 36 个结果而不是 12 个?
第二幕:加法讲“或者”,乘法讲“然后”
加法法则处理“A 或者 B”:P(A∪B) = P(A) + P(B) − P(A∩B)。抽一张牌是红心或者人头的机会,要把重复算的人头红心扣一次。互斥事件(不可能同时发生)才可以不扣。
乘法法则处理“先 A 然后 B”:只有独立事件才可以直接相乘,否则要用条件概率。教科书最常考的分别就在这里:掷两粒骰,第一粒的结果不影响第二粒,所以独立;抽两张牌不放回,第二张的概率会变,所以不独立。
教法固定一句话:先问“或者”还是“然后”,再问“会不会互相影响”。两个答案决定用哪条式。
要学生讲:抽两张牌不放回,为什么第二张抽到红心的概率不再是 1/4?
第三幕:平均数答“典型”,标准差答“稳定”
用 [4, 7, 7, 9, 13] 这组数:总和 40,5 个数,平均数 8;排序后中间是 7;出现最多的是 7;全距 9。
标准差先算每个数与平均数的差距,平方,平均,再开方:差距是 −4、−1、−1、1、5,平方和 44.0,除以 5 得 8.8,开方约 2.97。
四个统计量各有分工:平均数讲典型值、中位数抵抗极端值、众数讲最常见、标准差讲分散程度。学生只会讲“平均数大些就叻些”,是因为没有人告诉他每个数字在答什么问题。
要学生讲:如果加入一个 100,平均数与中位数哪个变动较大?
04 必教题型与步骤
| 题型 |
例子 |
步骤 |
答案 |
| 样本空间计数 |
两粒骰同时掷,和是 7 的概率是多少? |
列表或数组合,分母写 36,分子数出 6 |
6/36 = 1/6 |
| 加法法则 |
抽一张牌,是红心或者人头的概率 |
先加再扣交集,讲明是否互斥 |
13/52 + 12/52 − 3/52 = 22/52 |
| 期望值 |
掷一粒骰一次,期望值是多少? |
每个结果乘概率再相加,讲明期望值不是可能结果 |
3.5 |
| 标准差比较 |
两组数据平均数相同,哪组较稳定? |
先看全距,再算标准差,最后用文字解释 |
标准差较小者较稳定 |
合理性检查(一定要教):检查数字与时间:52 张牌、4 种花色、每种 13 张,人头 12 张;两粒骰 36 个结果,和是 7 有 6 个组合,概率 0.167。[4, 7, 7, 9, 13] 的平均数 8、中位数 7、标准差 2.97。所有数字都可以由学生自己数与算,不需要查表。
05 独立练习三题
| 题目 |
答案 |
想观察什么 |
| 掷两粒骰,求和大于或等于 10 的概率。 |
6/36 = 1/6(4+6、5+5、5+6、6+4、6+5、6+6)。 |
分母是否写 36,以及是否把 (5,6) 与 (6,5) 都算进去 |
| 一副牌抽一张,求是红心或者 A 的概率。 |
13/52 + 4/52 − 1/52 = 16/52 = 4/13。 |
是否扣掉红心 A 这个交集 |
| 数据 [4, 7, 7, 9, 13],求平均数与标准差。 |
平均数 8,标准差约 2.97。 |
是否用除以 5(不是除以 4),以及单位 |
06 学生常见错误与纠正句
| 错误 |
学生通常这样写 |
导师这样说 |
| 分母用错 |
两粒骰的和是 7,答 1/12 |
“结果总数是 36,不是 12;先把表列出来。” |
| 互斥与独立混淆 |
“抽两张牌,两张都是红心的概率是 1/4 × 1/4” |
“第二张的时候牌少了,红心也少了,两个事件不独立。” |
| 期望值当预测 |
“期望值 3.5,所以下一次一定掷到 3 或 4” |
“期望值是长期平均,一次结果不会是 3.5。” |
| 标准差除以 n−1 |
样本标准差与总体标准差混用 |
“DSE 这一科用除以 n,除非题目明讲样本。” |
07 家课建议(直接指到练习卷题号)
- DSE 数学概率练习卷 概率部分第 1 至 4 题:每题先写样本空间与结果总数,再写分子,限 20 分钟。
- 同一份卷统计部分 第 5 至 7 题:用 [4, 7, 7, 9, 13] 这组数计平均数、中位数、众数与标准差,每个答案旁写一句它回答什么问题。
08 离场检查(最后 5 分钟)
| 题目 |
答案 |
判定 |
| 两粒骰的结果总数 |
36 |
答 12 表示未建立有序对的概念 |
| 掷一粒骰的期望值 |
3.5 |
答 3 或 4 表示仍当期望值是预测 |
| [4, 7, 7, 9, 13] 的中位数 |
7 |
答 8 表示把中位数与平均数混淆 |
09 导师常问
标准差公式要背吗?
要,但先要学生讲得出“先减平均、再平方、再平均、再开方”四步,否则背了也不会用。
期望值可以是分数或小数吗?
可以,期望值不一定是可能出现的结果,这正是它与概率不同的地方。
中位数与平均数几时分别最大?
数据有极端值时,例如加入一个 100,平均数会被拉高,中位数几乎不变。
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