小学统计概率的教与学

薛钰萍

【摘要】 2001年，《义务教育阶段国家数学课程标准》采取了循序渐进的方法，从小学阶段开始，逐步引入统计与概率的有关内容，提高了对中小学统计概率的重视. 研究发现，部分中小学生对统计概率概念存在许多错误观念，并提出相应的教学策略.

【关键词】 等可能性；机会；概率；随机；变量数学

信息社会，人们每天都面对着大量的数据和信息，常常需要在不确定情景中，根据大量无组织的数据，作出合理的决策，如购彩票、降雨概率、买卖股票的收益、统计部门大量的数据统计及决策等. 概率与统计正是通过对数据的收集、整理、描述和分析以及对不确定现象和事件发生可能性的刻画，来为人们更好地制定决策提供依据和建议.

部分中小学生会对概率统计产生某些错误概念，概率概念高度抽象，随机现象很难把握，尤其是概率说理有一个特殊的问题，那就是它有时会与因果的、逻辑的、确定性的思维形成冲突. 如，在教“三角形任意两边中点的连线平行于第三边且等于第三边的一半”时，只需作图，并稍作推理，学生就能接受这一事实，但若教“抛掷一枚匀称的骰子，掷得一点的概率为”时，教师却不能在数次或几十次实验后，保证学生能观察到这一事实. 而且要让学生接受，要用大数次观察的频率作为一次试验概率的估计值这一观点更非易事，这正是造成概率概念难教难学的原因之一.

李俊博士对中小学概率统计的研究为我们制定教学策略提供了宝贵的依据和深刻的启示：

分析产生错误认识的原因尽管是多方面的，比如，每名学生的数学现实与生活经验不同，不同文化的影响，题目中的数据和背景，等等，但更重要的一点还在于学生从小学到中学学习常量数学所形成的片面地、孤立静止地看问题的思维方式和习惯，不适应于随机变量数学的学习. 为此，相应的概率概念的教学策略应是：

第一，引导学生用全面的、联系的、运动变化的观点看问题，学会辩证思维.

概率与统计和微积分等变量数学进入中小学，彻底打破了以往常量数学长期独占天下的格局，片面地、孤立静止地分析和解决问题的思维方式与习惯已完全不能适应新数学课程的学习. 学生必须学会用全面的、联系的、运动变化的观点分析和解决问题，在学会概率思维的同时学会辩证思维，教师要引导帮助学生逐步树立辩证唯物主义的世界观和方法论.

比如，“比例数”是静态概念，“概率”是动态概念，古典概率计算体现了“动”与“静”的辩证观. 例如，“静态”地看，一颗骰子奇数点所占的比例数为■；“动态”地讲，任意掷一次出现奇点的概率为■. 不难看出，在“静态”向“随机”转化时，“比例数”相应于“概率”. 然而，概率思维与比例推导却是基于两种截然不同的心智模式.

第二，以具体直观教学活动把握随机性理解抽象概念，培养学生的随机性数学意识.

数学思维活动建立在直接感知具体形式的基础上才能形成生动的直观和活泼的想象，概率概念教学应通过真实的活动、真实的数据和直观模拟，让学生在做中学. 教师要创造问题情境鼓励学生检查、修改和更正他们对概率的信念和常发生的错误认识，帮助学生分析和发现产生错误认识的原因，采取探究式的学习策略学习概率概念知识，结合实验教学，让学生通过实例认识到机会可以被量化，大量重复试验会使频率趋于稳定，接受用频率估计概率的思想，逐步引入概率的公理化定义.

关于随机性数学意识的培养，我们可以从以下三个方面着手：（1）改进教学方式. 我们应注重确定性数学与不确定数学的联系，统计与概率的联系，概率统计知识与日常生活、自然、社会和科学技术领域的联系；注重学生的实践，使教学的视野延伸到广阔的社会中去；还应该注重学生的合情推理和逻辑推理.（2）转变思维方式. 概率可以用频率近似代替，但频率是变数，而概率是定值，这里有变与不变的辩证关系；小概率事件虽然有发生的可能性，但概率太小，我们就认为是不可能事件，这又体现了可能与不可能的辩证关系. 当然，思维方式的转变绝非一朝一夕之事，在此过程中，应首先学会学会“返璞归真”，即当所学的新知识在原认知结构中没有恰当的知识与之同化时，就必须以原始的初级的思维方式重建认知结构，以形成顺应. 其次是学会“合理利用”，即当思维回到原始状态时，认知结构中一些看似已没有价值的经验却是可供利用的最好的工具，因为它已塑造了个人的数学修养，而数学修养是从“原始”走向“文明”的催化剂. （3）改进学习方式. 学生在学习中应该逐渐形成“用数学”的意识. 在学习中，一方面要不断地丰富“模式库”，另一方面还要不断提高创建模式的能力. 如果在学习的过程中不断地努力创建模式来解决新问题，就能在丰富模式库的同时，不断提高解题能力.

第三，培养模型意识和应用能力.

见于有些错误的发生常与题目中的数据和背景有关，因此，概率教学中要有意识地训练学生用不同的替代物来模拟同一个概率问题，使学生认识到怎样由现实随机问题抽象出概率模型，并能举例说明某一概率模型的若干现实原型.

总 结

在教学中根据学生的各种错误概念，科学地设计实例实验，就等于为学生搭起了脚手架，提供了有利的学习环境，才可以保证学习活动的有效性. 如何更好地实施教学实现2001版《标准》中的要求，给出以下几点建议：

（1）突出统计思维的特点和作用；

（2）统计教学应通过案例来进行；

（3）注重从数据中提取信息；

（4）重视对概率模型的理解和应用，淡化繁杂的计算；

（5）注重对随机现象与概率的意义的理解；

（6）注重建立正确的概率直觉；

（7）注重信息技术的使用.