學生多數「識計」但講不出分母從哪裡來。這一堂所有答案都由樣本空間數出來,不由公式背出來。
本堂目標 學生能夠:① 寫出一個實驗的樣本空間並數出總結果數(52 張牌、36 個骰子結果);② 分辨何時用加法法則、何時用乘法法則,並講出「互斥」與「獨立」的分別;③ 由一組 5 個數據算出平均數、中位數、眾數與標準差,並講出每個統計量回答什麼問題。
01 先備知識(開課前 3 分鐘快檢)
以下任何一項未過關,本堂就會卡住,先補該項:
| 技能 |
快檢題 |
過關標準 |
| 分數與百分數 |
將 12/52 約到最簡 |
3/13 |
| 平均數 |
四個數的平均怎樣計 |
總和除以數量 |
| 平方根 |
8.8 的平方根大約是多少 |
約 2.97 |
02 課堂流程(45 分鐘)
| 時間 |
環節 |
導師做什麼 |
學生做什麼 |
| 0–8 分 |
數分母 |
由 52 張牌與兩粒骰開始,要求寫出完整樣本空間 |
52 與 36 都由學生數出 |
| 8–20 分 |
加法還是乘法 |
兩個法則各示範一題,講清互斥與獨立 |
每題先講用哪個法則 |
| 20–32 分 |
期望值 |
用兩粒骰的和示範期望值 3.5 |
講出 3.5 不是任何一次結果 |
| 32–40 分 |
五個統計量 |
用 [4, 7, 7, 9, 13] 計平均、中位、眾數、標準差 |
標準差 ≈ 2.97 |
| 40–45 分 |
離場三問 |
即場批,錯即場改 |
三題全對 |
03 講解腳本(照著說就可以)
第一幕:先數分母,不背公式
一副牌 52 張、4 種花色、每種 13 張。問「抽到紅心」的概率,先要學生寫出分母:全部可能結果 52 個,紅心 13 個,所以 13/52 = 0.25。
再問「抽到人頭牌(J、Q、K)」,人頭共 12 張,概率 12/52 ≈ 0.23。兩題的分母一樣,分子不同,學生就會明白分母是「所有結果」,不是「我關心的結果」。
然後轉兩粒骰:結果不是 12 個而是 36 個,因為 (1,2) 與 (2,1) 是兩個結果。這一步一定要學生自己列出 6×6 的表,寫完才講「和是 7 有 6 個組合」。
要學生講:為甚麼兩粒骰有 36 個結果而不是 12 個?
第二幕:加法講「或者」,乘法講「然後」
加法法則處理「A 或者 B」:P(A∪B) = P(A) + P(B) − P(A∩B)。抽一張牌是紅心或者人頭的機會,要把重複算的人頭紅心扣一次。互斥事件(不可能同時發生)才可以不扣。
乘法法則處理「先 A 然後 B」:只有獨立事件才可以直接相乘,否則要用條件概率。教科書最常考的分別就在這裡:擲兩粒骰,第一粒的結果不影響第二粒,所以獨立;抽兩張牌不放回,第二張的概率會變,所以不獨立。
教法固定一句話:先問「或者」還是「然後」,再問「會不會互相影響」。兩個答案決定用哪條式。
要學生講:抽兩張牌不放回,為甚麼第二張抽到紅心的概率不再是 1/4?
第三幕:平均數答「典型」,標準差答「穩定」
用 [4, 7, 7, 9, 13] 這組數:總和 40,5 個數,平均數 8;排序後中間是 7;出現最多的是 7;全距 9。
標準差先算每個數與平均數的差距,平方,平均,再開方:差距是 −4、−1、−1、1、5,平方和 44.0,除以 5 得 8.8,開方約 2.97。
四個統計量各有分工:平均數講典型值、中位數抵抗極端值、眾數講最常見、標準差講分散程度。學生只會講「平均數大啲就叻啲」,是因為沒有人告訴他每個數字在答什麼問題。
要學生講:如果加入一個 100,平均數與中位數哪個變動較大?
04 必教題型與步驟
| 題型 |
例子 |
步驟 |
答案 |
| 樣本空間計數 |
兩粒骰同時擲,和是 7 的概率是多少? |
列表或數組合,分母寫 36,分子數出 6 |
6/36 = 1/6 |
| 加法法則 |
抽一張牌,是紅心或者人頭的概率 |
先加再扣交集,講明是否互斥 |
13/52 + 12/52 − 3/52 = 22/52 |
| 期望值 |
擲一粒骰一次,期望值是多少? |
每個結果乘概率再相加,講明期望值不是可能結果 |
3.5 |
| 標準差比較 |
兩組數據平均數相同,哪組較穩定? |
先看全距,再算標準差,最後用文字解釋 |
標準差較小者較穩定 |
合理性檢查(一定要教):檢查數字與時間:52 張牌、4 種花色、每種 13 張,人頭 12 張;兩粒骰 36 個結果,和是 7 有 6 個組合,概率 0.167。[4, 7, 7, 9, 13] 的平均數 8、中位數 7、標準差 2.97。所有數字都可以由學生自己數與算,不需要查表。
05 獨立練習三題
| 題目 |
答案 |
想觀察什麼 |
| 擲兩粒骰,求和大於或等於 10 的概率。 |
6/36 = 1/6(4+6、5+5、5+6、6+4、6+5、6+6)。 |
分母是否寫 36,以及是否把 (5,6) 與 (6,5) 都算進去 |
| 一副牌抽一張,求是紅心或者 A 的概率。 |
13/52 + 4/52 − 1/52 = 16/52 = 4/13。 |
是否扣掉紅心 A 這個交集 |
| 數據 [4, 7, 7, 9, 13],求平均數與標準差。 |
平均數 8,標準差約 2.97。 |
是否用除以 5(不是除以 4),以及單位 |
06 學生常見錯誤與糾正句
| 錯誤 |
學生通常這樣寫 |
導師這樣說 |
| 分母用錯 |
兩粒骰的和是 7,答 1/12 |
「結果總數是 36,不是 12;先把表列出來。」 |
| 互斥與獨立混淆 |
「抽兩張牌,兩張都是紅心的概率是 1/4 × 1/4」 |
「第二張的時候牌少了,紅心也少了,兩個事件不獨立。」 |
| 期望值當預測 |
「期望值 3.5,所以下一次一定擲到 3 或 4」 |
「期望值是長期平均,一次結果不會是 3.5。」 |
| 標準差除以 n−1 |
樣本標準差與總體標準差混用 |
「DSE 這一科用除以 n,除非題目明講樣本。」 |
07 家課建議(直接指到練習卷題號)
- DSE 數學概率練習卷 概率部分第 1 至 4 題:每題先寫樣本空間與結果總數,再寫分子,限 20 分鐘。
- 同一份卷統計部分 第 5 至 7 題:用 [4, 7, 7, 9, 13] 這組數計平均數、中位數、眾數與標準差,每個答案旁寫一句它回答什麼問題。
08 離場檢查(最後 5 分鐘)
| 題目 |
答案 |
判定 |
| 兩粒骰的結果總數 |
36 |
答 12 表示未建立有序對的概念 |
| 擲一粒骰的期望值 |
3.5 |
答 3 或 4 表示仍當期望值是預測 |
| [4, 7, 7, 9, 13] 的中位數 |
7 |
答 8 表示把中位數與平均數混淆 |
09 導師常問
標準差公式要背嗎?
要,但先要學生講得出「先減平均、再平方、再平均、再開方」四步,否則背了也不會用。
期望值可以是分數或小數嗎?
可以,期望值不一定是可能出現的結果,這正是它與概率不同的地方。
中位數與平均數幾時分別最大?
數據有極端值時,例如加入一個 100,平均數會被拉高,中位數幾乎不變。
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