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八年級(jí)數(shù)學(xué)下冊(cè)《數(shù)據(jù)的分析》第1講:平均數(shù)——從數(shù)據(jù)中提取信息,于生活里應(yīng)用真知一、教學(xué)內(nèi)容分析??本節(jié)課隸屬于《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)》“統(tǒng)計(jì)與概率”領(lǐng)域中的“數(shù)據(jù)的收集、整理與描述”及“數(shù)據(jù)的分析”主題。作為八年級(jí)下冊(cè)“數(shù)據(jù)的分析”單元的起始課,“平均數(shù)”是刻畫數(shù)據(jù)集中趨勢(shì)的第一個(gè)也是最基礎(chǔ)的統(tǒng)計(jì)量。從知識(shí)圖譜看,它上承小學(xué)階段對(duì)平均數(shù)的初步感知,下啟中位數(shù)、眾數(shù)、方差等更復(fù)雜統(tǒng)計(jì)量的學(xué)習(xí),是構(gòu)建數(shù)據(jù)分析觀念的關(guān)鍵基石。課標(biāo)要求不僅在于掌握算術(shù)平均數(shù)和加權(quán)平均數(shù)的計(jì)算技能(應(yīng)用水平),更在于引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷“收集數(shù)據(jù)—處理數(shù)據(jù)—提取信息—形成決策”的完整過程,體會(huì)統(tǒng)計(jì)思維與確定性思維的差異。因此,本節(jié)課的過程方法路徑應(yīng)設(shè)計(jì)為:通過真實(shí)問題情境驅(qū)動(dòng),讓學(xué)生親歷“為何需要平均數(shù)—如何計(jì)算平均數(shù)—平均數(shù)能說明什么—平均數(shù)有何局限”的探究鏈條,滲透統(tǒng)計(jì)建模(用代表性數(shù)值刻畫整體)和批判性思維(理解統(tǒng)計(jì)量的適用范圍)的思想。其素養(yǎng)價(jià)值在于,通過從數(shù)據(jù)中提取信息的實(shí)踐,培育學(xué)生的數(shù)據(jù)意識(shí)、應(yīng)用意識(shí),并理解數(shù)學(xué)作為認(rèn)識(shí)現(xiàn)實(shí)世界工具的價(jià)值,實(shí)現(xiàn)從“算數(shù)”到“用數(shù)”的觀念躍遷。??學(xué)情診斷方面,八年級(jí)學(xué)生已具備求簡(jiǎn)單算術(shù)平均數(shù)的運(yùn)算能力,生活經(jīng)驗(yàn)中也常接觸“平均分”“平均速度”等概念,這構(gòu)成了教學(xué)的有利起點(diǎn)。然而,潛在的認(rèn)知障礙主要體現(xiàn)在三方面:一是容易將“平均數(shù)”等同于“算術(shù)平均數(shù)”,對(duì)“權(quán)”的意義缺乏理解;二是對(duì)平均數(shù)的統(tǒng)計(jì)意義(作為一組數(shù)據(jù)的“代表”)理解模糊,難以脫離純計(jì)算視角;三是在復(fù)雜情境中識(shí)別數(shù)據(jù)關(guān)系并選擇合適平均方法的能力薄弱?;诖?,教學(xué)調(diào)適策略在于:首先,通過對(duì)比性任務(wù)暴露前概念,如“用總身高除以總?cè)藬?shù)求平均身高對(duì)嗎?”,引發(fā)認(rèn)知沖突。其次,設(shè)計(jì)層層遞進(jìn)的問題鏈,如“去掉一個(gè)最高分和最低分再求平均,背后的道理是什么?”,引導(dǎo)深度思考。最后,為不同思維層次的學(xué)生提供“腳手架”:對(duì)基礎(chǔ)薄弱學(xué)生,提供計(jì)算步驟清單和實(shí)例;對(duì)學(xué)有余力學(xué)生,則引導(dǎo)他們思考“若權(quán)重改變,結(jié)論會(huì)如何變化?”,挑戰(zhàn)其思維的靈活性。課堂中將通過觀察小組討論、分析學(xué)生板書、巡回批閱隨堂練習(xí)等方式進(jìn)行動(dòng)態(tài)評(píng)估,即時(shí)調(diào)整教學(xué)節(jié)奏與支持力度。二、教學(xué)目標(biāo)??知識(shí)目標(biāo):學(xué)生能夠準(zhǔn)確闡述算術(shù)平均數(shù)和加權(quán)平均數(shù)的概念,辨析二者的聯(lián)系與區(qū)別;能夠熟練、規(guī)范地運(yùn)用公式進(jìn)行計(jì)算,并理解公式中每個(gè)符號(hào)的統(tǒng)計(jì)含義;能在具體情境中判斷應(yīng)使用何種平均數(shù),并解釋其合理性,從而構(gòu)建起關(guān)于“平均數(shù)”的層次化知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。??能力目標(biāo):學(xué)生能夠從現(xiàn)實(shí)生活或跨學(xué)科情境(如體育比賽評(píng)分、學(xué)業(yè)成績(jī)核算)中,識(shí)別并抽象出求平均數(shù)的問題模型;能夠通過信息提取、數(shù)據(jù)處理、計(jì)算驗(yàn)證等步驟,獨(dú)立或協(xié)作完成問題求解;初步具備對(duì)數(shù)據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行合理解釋和簡(jiǎn)單推斷的能力。??情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo):在探究“權(quán)”的意義等活動(dòng)中,學(xué)生能體會(huì)到數(shù)學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)性與應(yīng)用的廣泛性,激發(fā)對(duì)數(shù)據(jù)世界的好奇心;在小組合作解決復(fù)雜情境問題時(shí),能主動(dòng)分享思路、傾聽同伴見解,形成基于證據(jù)進(jìn)行討論的理性交流氛圍。??科學(xué)(學(xué)科)思維目標(biāo):重點(diǎn)發(fā)展學(xué)生的數(shù)據(jù)分析觀念和模型思想。通過實(shí)際問題抽象為數(shù)學(xué)問題、利用平均數(shù)模型進(jìn)行求解、再將結(jié)論返回到原情境進(jìn)行解釋的全過程,體驗(yàn)統(tǒng)計(jì)思維的基本流程。例如,思考“用平均成績(jī)代表一個(gè)班的水平是否總是合理?”,培養(yǎng)批判性審視數(shù)據(jù)結(jié)論的思維習(xí)慣。??評(píng)價(jià)與元認(rèn)知目標(biāo):在課堂小結(jié)環(huán)節(jié),引導(dǎo)學(xué)生對(duì)照學(xué)習(xí)目標(biāo)清單,自主評(píng)估對(duì)核心概念的理解程度;在練習(xí)講評(píng)中,鼓勵(lì)學(xué)生使用“說題”的方式,不僅呈現(xiàn)答案,更要闡述解題思路和易錯(cuò)點(diǎn)反思,逐步培養(yǎng)監(jiān)控和調(diào)節(jié)自身學(xué)習(xí)過程的元認(rèn)知能力。三、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)??教學(xué)重點(diǎn)是加權(quán)平均數(shù)的概念理解與計(jì)算應(yīng)用。平均數(shù)作為描述數(shù)據(jù)集中趨勢(shì)的核心統(tǒng)計(jì)量,其教學(xué)不能停留在算術(shù)平均的簡(jiǎn)單回顧,必須深入到加權(quán)平均這一更能反映數(shù)據(jù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)差異的層面。確立此為重點(diǎn)的依據(jù)有二:一是課標(biāo)將“理解加權(quán)平均數(shù)的意義,能計(jì)算加權(quán)平均數(shù)”列為明確要求,它體現(xiàn)了對(duì)數(shù)據(jù)“重要性”差異的考量,是統(tǒng)計(jì)思維從“平等看待”到“區(qū)別對(duì)待”的深化,屬于統(tǒng)計(jì)領(lǐng)域的“大概念”;二是從中考命題趨勢(shì)看,加權(quán)平均數(shù)常作為考點(diǎn)嵌入到與實(shí)際生活緊密相連的應(yīng)用題中,考察學(xué)生信息處理能力和模型應(yīng)用能力,分值比重和出現(xiàn)頻率均較高。??教學(xué)難點(diǎn)在于對(duì)“權(quán)”的含義的深刻理解及其在不同情境中的靈活識(shí)別與應(yīng)用。學(xué)生理解難點(diǎn)在于,“權(quán)”往往不直接以數(shù)字形式給出,而是隱含在“重復(fù)次數(shù)”、“重要性比例”、“時(shí)間占比”等現(xiàn)實(shí)表述中,需要學(xué)生完成從情境語(yǔ)言到數(shù)學(xué)符號(hào)的轉(zhuǎn)化。成因在于學(xué)生缺乏將具體問題“數(shù)學(xué)化”的經(jīng)驗(yàn),且容易受到算術(shù)平均數(shù)強(qiáng)認(rèn)知定勢(shì)的干擾。預(yù)設(shè)依據(jù)來自常見作業(yè)錯(cuò)誤,如計(jì)算平均速度時(shí)直接求速度的算術(shù)平均,忽視時(shí)間權(quán)重。突破方向是設(shè)計(jì)一組對(duì)比鮮明的情境,引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)“直接平均”的不合理性,從而自發(fā)產(chǎn)生對(duì)“權(quán)”的需求。四、教學(xué)準(zhǔn)備清單1.教師準(zhǔn)備??1.1媒體與教具:交互式多媒體課件(內(nèi)含情境動(dòng)畫、動(dòng)態(tài)圖表、分層練習(xí)題);實(shí)物投影儀。??1.2學(xué)習(xí)材料:設(shè)計(jì)并打印《學(xué)習(xí)任務(wù)單》(包含探究記錄表、分層練習(xí)區(qū)、課堂小結(jié)框架);準(zhǔn)備小組討論卡片(印有不同的情境問題)。2.學(xué)生準(zhǔn)備??2.1知識(shí)預(yù)習(xí):回顧小學(xué)所學(xué)的平均數(shù)計(jì)算方法,并嘗試解釋“平均分”的含義。??2.2學(xué)具:攜帶常規(guī)文具、計(jì)算器。3.環(huán)境準(zhǔn)備??3.1座位安排:課桌按“異質(zhì)分組”原則排成46人小組,便于合作探究。??3.2板書記劃:預(yù)留左側(cè)主板用于呈現(xiàn)核心概念與公式推導(dǎo);右側(cè)副板用于記錄學(xué)生生成的關(guān)鍵問題與不同解法。五、教學(xué)過程第一、導(dǎo)入環(huán)節(jié)1.情境創(chuàng)設(shè)與問題驅(qū)動(dòng)??同學(xué)們,上課前我們先來看一個(gè)有趣的對(duì)比。(課件展示)甲、乙兩個(gè)小組進(jìn)行投籃比賽,甲組5人,投中個(gè)數(shù)分別為:8,7,6,7,6;乙組4人,投中個(gè)數(shù)分別為:10,8,5,5?,F(xiàn)在宣布:甲組總共投中34個(gè),乙組總共投中28個(gè),所以甲組獲勝!大家覺得,這樣比公平嗎?有沒有更科學(xué)的方法?(等待學(xué)生思考并發(fā)表看法)我聽到有同學(xué)說“看平均每人投中幾個(gè)”,非常好!這個(gè)“平均每人投中的個(gè)數(shù)”,就是我們今天要深入研究的“平均數(shù)”。它不僅能解決比賽的公平性問題,更是我們從一堆數(shù)據(jù)中提取關(guān)鍵信息的“第一把鑰匙”。1.1喚醒舊知與明確路徑??小學(xué)我們就接觸過平均數(shù),大家會(huì)算嗎?(請(qǐng)一位學(xué)生口述甲組的平均投中數(shù)計(jì)算過程)很棒,用總數(shù)量除以總?cè)藬?shù)。但生活中所有求平均的問題都這么簡(jiǎn)單直接嗎?比如,計(jì)算你的期末總評(píng)成績(jī),通常期末考試比平時(shí)作業(yè)占的比重更大,這又該如何計(jì)算平均呢?這節(jié)課,我們將從大家熟悉的算術(shù)平均數(shù)出發(fā),去解鎖一個(gè)更強(qiáng)大、更貼合實(shí)際的工具——加權(quán)平均數(shù)。我們的探索路線是:重溫舊知→發(fā)現(xiàn)局限→建構(gòu)新知→理解核心(“權(quán)”)→靈活應(yīng)用。準(zhǔn)備好開啟這段數(shù)據(jù)分析之旅了嗎?第二、新授環(huán)節(jié)任務(wù)一:重溫算術(shù)平均數(shù),明確其意義與局限教師活動(dòng):首先,引導(dǎo)學(xué)生用規(guī)范語(yǔ)言復(fù)述算術(shù)平均數(shù)的定義和公式。教師在黑板上板書公式:x ̄=x1+x2+...+xnn...erline{x}=\frac{x_1+x_2+...+x_n}{n}...x1?+x2?+...+xn??。并提問:“這個(gè)公式求出的$\overline{x}$,能代表這組數(shù)據(jù)的什么特征?”接著,拋出第一個(gè)挑戰(zhàn):“用這個(gè)方法計(jì)算一下剛才乙組的平均投中數(shù)?!贝龑W(xué)生計(jì)算后(結(jié)果為7個(gè)),追問:“甲組平均6.8個(gè),乙組平均7個(gè),所以乙組整體投籃水平更高。這個(gè)結(jié)論還有沒有問題?”引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注數(shù)據(jù)本身:乙組有兩人只投中5個(gè),但一個(gè)高手(10個(gè))就把平均數(shù)拉高了?!斑@說明平均數(shù)容易受什么值影響?”由此引出極端值的影響,并簡(jiǎn)單提及比賽中“去掉一個(gè)最高分和最低分”的做法與之關(guān)聯(lián)。學(xué)生活動(dòng):跟隨教師提問,齊聲或個(gè)別回答算術(shù)平均數(shù)公式。獨(dú)立計(jì)算乙組平均數(shù)。思考并討論“極端值對(duì)平均數(shù)的影響”,嘗試用自己語(yǔ)言描述平均數(shù)作為“數(shù)據(jù)中心”的代表性以及其易受極端值影響的特性。即時(shí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn):1.能否準(zhǔn)確寫出并解釋算術(shù)平均數(shù)公式。2.計(jì)算過程是否規(guī)范、結(jié)果正確。3.能否口頭表述“平均數(shù)代表一組數(shù)據(jù)的集中趨勢(shì)”及“受極端值影響”這兩點(diǎn)核心認(rèn)識(shí)。形成知識(shí)、思維、方法清單:★算術(shù)平均數(shù):定義:一組數(shù)據(jù)的總和除以這組數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)所得的商。公式:x ̄=1n∑i=1nxi\overline{x}=\frac{1}{n}\sum_{i=1}^{n}x_ix=n1?∑i=1n?xi?。核心理解:它反映了一組數(shù)據(jù)的“集中趨勢(shì)”或“一般水平”,是數(shù)據(jù)的“代表”。▲注意點(diǎn):平均數(shù)易受數(shù)據(jù)中極端值(極大或極?。┑挠绊懀诜治鰰r(shí)需要警惕這一點(diǎn)。例如,“一個(gè)百萬富翁進(jìn)入房間,所有人的平均財(cái)富會(huì)劇增”,但這并不能真實(shí)反映大多數(shù)人的財(cái)富狀況。任務(wù)二:創(chuàng)設(shè)認(rèn)知沖突,引出加權(quán)平均數(shù)需求教師活動(dòng):呈現(xiàn)新情境:“學(xué)校廣播站招新,考核成績(jī)由筆試(滿分100)和面試(滿分100)組成。小明筆試85分,面試90分。如果簡(jiǎn)單平均,他的成績(jī)是87.5分。但招聘方案規(guī)定:筆試成績(jī)占40%,面試成績(jī)占60%。這時(shí),他的最終成績(jī)還能用簡(jiǎn)單平均算嗎?”讓學(xué)生先直覺判斷。預(yù)計(jì)有學(xué)生認(rèn)為不能,但說不清如何算。教師引導(dǎo):“‘占40%’和‘占60%’是什么意思?意味著這兩個(gè)分?jǐn)?shù)在總評(píng)里的‘重要性’或‘分量’不同。在數(shù)學(xué)上,我們給每個(gè)數(shù)據(jù)配上一個(gè)表示其重要程度的‘?dāng)?shù)’,叫做‘權(quán)’。”學(xué)生活動(dòng):傾聽情境,產(chǎn)生認(rèn)知沖突。思考“占比不同”對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響。初步感知“權(quán)”的概念,理解它是衡量數(shù)據(jù)重要性的指標(biāo)。即時(shí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn):1.能否識(shí)別出情境中“直接求算術(shù)平均”可能不合理。2.能否初步理解“權(quán)”是表示“重要性”或“比重”的數(shù)。形成知識(shí)、思維、方法清單:★權(quán)的引入:當(dāng)一組數(shù)據(jù)中各個(gè)數(shù)據(jù)的重要程度不同時(shí),我們需要給每個(gè)數(shù)據(jù)賦予一個(gè)能夠表示其重要程度的“權(quán)”(weight)。權(quán)可以是整數(shù)、百分比、比例等。思維轉(zhuǎn)折點(diǎn):認(rèn)識(shí)到并非所有數(shù)據(jù)都應(yīng)被平等看待,統(tǒng)計(jì)需要反映現(xiàn)實(shí)情境中的差異。這是加權(quán)平均數(shù)出現(xiàn)的根本原因。任務(wù)三:建構(gòu)加權(quán)平均數(shù)公式,理解其本質(zhì)教師活動(dòng):“那么,如何將‘權(quán)’融入計(jì)算呢?我們來類比一下?!被氐酵痘@情境,將甲組數(shù)據(jù)換一種呈現(xiàn)方式:投中6個(gè)的有2人,投中7個(gè)的有2人,投中8個(gè)的有1人。提問:“這時(shí),‘人數(shù)’在這里扮演了什么角色?”引導(dǎo)學(xué)生得出:人數(shù)就是每個(gè)投中個(gè)數(shù)的“權(quán)”,投中6個(gè)這個(gè)數(shù)據(jù)出現(xiàn)了2次(權(quán)為2),以此類推。接著,引導(dǎo)學(xué)生用兩種方法計(jì)算平均:(1)原始數(shù)據(jù)相加除以5;(2)(6×2+7×2+8×1)÷(2+2+1)。比較結(jié)果,發(fā)現(xiàn)相同。教師指出:“方法二就是加權(quán)平均數(shù)的雛形。每個(gè)數(shù)據(jù)乘以它的權(quán),加起來,再除以權(quán)的總和?!闭桨鍟訖?quán)平均數(shù)公式:x ̄=w1x1+w2x2+...+wnxnw1+w2+...+wn......ine{x}=\frac{w_1x_1+w_2x_2+...+w_nx_n}{w_1+w_2+...+w_n}......w2?+...+wn?w1?x1?+w2?x2?+...+wn?xn??,并規(guī)范讀法。然后回到廣播站例題,帶領(lǐng)學(xué)生一步步代入計(jì)算:85×40%+90×60%,再除以(40%+60%)=100%,結(jié)果為88分。強(qiáng)調(diào)權(quán)為百分比時(shí),權(quán)之和為1,公式可簡(jiǎn)化為直接加權(quán)和。學(xué)生活動(dòng):觀察新的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)方式,理解“次數(shù)”可作為“權(quán)”。動(dòng)手用兩種方法計(jì)算,驗(yàn)證結(jié)果一致性。參與公式的歸納過程。在教師帶領(lǐng)下,完成廣播站例題的計(jì)算,理解百分比作為權(quán)時(shí)的計(jì)算方法。即時(shí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn):1.能否理解“重復(fù)次數(shù)”是“權(quán)”的一種表現(xiàn)形式。2.能否跟隨推導(dǎo),理解加權(quán)平均數(shù)公式的結(jié)構(gòu)由來。3.能否在教師引導(dǎo)下,正確完成含有百分比權(quán)重的計(jì)算。......維、方法清單:★加權(quán)平均數(shù)公式:若n個(gè)數(shù)據(jù)$x_1,x_2,...,x_n$的權(quán)依次是$w_1,w_2,...,w_n$,則其加權(quán)平均數(shù)x ̄=∑i=1nwixi∑i=1nwi\overline{x}=\frac{\sum_{i=1}^{n}w_ix_i}{\sum_{i=1}^{n}w_i}x=∑i=1n?wi?∑i=1n?wi?xi??。核心理解:加權(quán)平均數(shù)是算術(shù)平均數(shù)的一種推廣,當(dāng)各項(xiàng)權(quán)相等時(shí),加權(quán)平均數(shù)就等于算術(shù)平均數(shù)。▲計(jì)算技巧:當(dāng)權(quán)以比例或百分比給出且總和為1時(shí),加權(quán)平均數(shù)就等于各數(shù)據(jù)與其權(quán)的乘積之和,無需再除以權(quán)的和。任務(wù)四:深挖“權(quán)”的多元表現(xiàn)形式與意義教師活動(dòng):分發(fā)小組討論卡片,每組一個(gè)不同情境:1.計(jì)算平均房?jī)r(jià)(不同戶型的面積作為權(quán))。2.計(jì)算混合糖果的平均單價(jià)(不同糖果的質(zhì)量作為權(quán))。3.計(jì)算上周平均每天作業(yè)耗時(shí)(一周各天作業(yè)時(shí)間不同,但天數(shù)權(quán)相同嗎?)。要求學(xué)生:(1)找出問題中的“數(shù)據(jù)”和“權(quán)”;(2)說明“權(quán)”在此處的實(shí)際意義;(3)列出計(jì)算式。巡視指導(dǎo),重點(diǎn)關(guān)注學(xué)生是否準(zhǔn)確識(shí)別“權(quán)”。之后,請(qǐng)小組代表分享,尤其關(guān)注第三題,引發(fā)討論:計(jì)算日平均作業(yè)時(shí)間,是否應(yīng)該給每一天賦予相同的權(quán)(即除以7)?還是需要考慮周末與工作日?從而指出“權(quán)”的確定取決于分析問題的視角。學(xué)生活動(dòng):以小組為單位,分析卡片上的情境。討論并辨析哪個(gè)量是“數(shù)據(jù)”,哪個(gè)量是“權(quán)”。嘗試用數(shù)學(xué)語(yǔ)言表述權(quán)的實(shí)際意義(如“面積越大,該戶型房?jī)r(jià)對(duì)總平均房?jī)r(jià)的影響就越大”)。準(zhǔn)備分享。參與關(guān)于“日平均作業(yè)時(shí)間”的討論,理解“權(quán)”的設(shè)定具有主觀性和目的性。即時(shí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn):1.小組討論時(shí),能否準(zhǔn)確找出情境中的數(shù)據(jù)和權(quán)。2.分享時(shí),能否清晰表達(dá)“權(quán)”在該情境中的具體含義。3.能否理解“權(quán)”的確定依賴于實(shí)際問題背景和分析目標(biāo)。形成知識(shí)、思維、方法清單:★權(quán)的多樣性:權(quán)可以表現(xiàn)為重復(fù)次數(shù)、比重、百分比、面積、質(zhì)量、時(shí)間長(zhǎng)度等。核心思維:識(shí)別權(quán)的關(guān)鍵,是找到那個(gè)衡量“每個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)總平均的貢獻(xiàn)大小”的量?!鴳?yīng)用意識(shí):在解決實(shí)際問題時(shí),首先問自己:“哪些數(shù)據(jù)是‘被平均’的對(duì)象?影響它們重要性的因素是什么?”這能將實(shí)際問題順利轉(zhuǎn)化為加權(quán)平均模型。任務(wù)五:對(duì)比歸納,形成結(jié)構(gòu)化認(rèn)知教師活動(dòng):引導(dǎo)學(xué)生回顧黑板上的兩個(gè)公式。組織全班進(jìn)行對(duì)比總結(jié):“算術(shù)平均數(shù)和加權(quán)平均數(shù),究竟是一家親,還是兩家人?”通過提問引導(dǎo):1.形式上,有什么關(guān)系?(加權(quán)平均是通式,算術(shù)平均是特例)2.思想上,關(guān)鍵區(qū)別在哪?(是否承認(rèn)并量化數(shù)據(jù)間的“重要性”差異)3.應(yīng)用上,如何選擇?(當(dāng)數(shù)據(jù)“地位平等”或不知其權(quán)時(shí)用算術(shù)平均;當(dāng)已知重要性差異時(shí)用加權(quán)平均)最后,用一道快速判斷題鞏固:“下列哪些情況應(yīng)用加權(quán)平均?A.求3,5,7,9,11的平均數(shù)。B.求班級(jí)學(xué)生的平均年齡。C.根據(jù)平時(shí)成績(jī)30%、期中30%、期末40%計(jì)算學(xué)期總評(píng)。D.求一塊混合金屬(由金和銅組成)的平均密度。”學(xué)生活動(dòng):對(duì)比兩個(gè)公式,思考教師的系列問題,參與歸納總結(jié)。完成快速判斷,并簡(jiǎn)要說明理由。即時(shí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn):1.能否清晰說出兩種平均數(shù)的聯(lián)系與區(qū)別。2.能否根據(jù)情境描述,準(zhǔn)確判斷應(yīng)使用何種平均數(shù)。形成知識(shí)、思維、方法清單:★算術(shù)平均數(shù)與加權(quán)平均數(shù)的關(guān)系:聯(lián)系:加權(quán)平均數(shù)是算術(shù)平均數(shù)的推廣,當(dāng)各項(xiàng)權(quán)相等時(shí),二者相同。區(qū)別:核心在于是否考慮并量化數(shù)據(jù)的“重要性”差異?!椒ㄟx擇策略:審題時(shí),重點(diǎn)關(guān)注數(shù)據(jù)之間是否存在明確的“比重”、“占比”、“重要程度不同”等描述,有則用加權(quán)平均,無則可用算術(shù)平均(默認(rèn)權(quán)相等)。第三、當(dāng)堂鞏固訓(xùn)練??接下來,我們通過一組“闖關(guān)”練習(xí)來鞏固新知。請(qǐng)大家根據(jù)自己的情況,至少完成前兩關(guān)。第一關(guān):基礎(chǔ)應(yīng)用(全體必做)??1.計(jì)算數(shù)據(jù)2,4,4,5,5,5的算術(shù)平均數(shù)和加權(quán)平均數(shù)(以出現(xiàn)次數(shù)為權(quán)),比較結(jié)果。2.某學(xué)生學(xué)科期末成績(jī)由作業(yè)、測(cè)驗(yàn)、期中、期末四部分構(gòu)成,成績(jī)分別為90,95,88,92,若各項(xiàng)占比為10%,20%,30%,40%,求該生的學(xué)期總評(píng)成績(jī)。(設(shè)計(jì)意圖:第1題直接對(duì)比,強(qiáng)化“權(quán)相等時(shí)二者一致”的認(rèn)識(shí)。第2題規(guī)范加權(quán)平均數(shù)計(jì)算流程。教師巡視,重點(diǎn)關(guān)注計(jì)算規(guī)范性和對(duì)百分比權(quán)的處理。)第二關(guān):綜合理解(多數(shù)學(xué)生挑戰(zhàn))??3.(情境題)一家公司招聘職員,對(duì)應(yīng)聘者的學(xué)歷、工作經(jīng)驗(yàn)、面試表現(xiàn)三項(xiàng)打分(百分制),并賦予權(quán)重2:3:5。甲三項(xiàng)得分是85,80,90,乙三項(xiàng)得分是90,85,80。公司應(yīng)錄用誰(shuí)?請(qǐng)計(jì)算并說明。4.討論:在計(jì)算國(guó)家“人均GDP”時(shí),是否使用了加權(quán)平均?其中的“權(quán)”可能是什么?(設(shè)計(jì)意圖:第3題需要將比例權(quán)重轉(zhuǎn)化為小數(shù)或分?jǐn)?shù)進(jìn)行計(jì)算,并做出基于數(shù)據(jù)的決策。第4題為開放討論,引導(dǎo)學(xué)生思考宏觀統(tǒng)計(jì)中的“權(quán)”(如各省人口),深化理解。采用小組討論后全班分享形式。)第三關(guān):思維挑戰(zhàn)(學(xué)有余力選做)....已知一組數(shù)據(jù)x1,x2,...,xn的算術(shù)平均數(shù)是20。若將每個(gè)數(shù)據(jù)先乘以2,再減去10,得到一組新數(shù)據(jù),求這組新數(shù)據(jù)的算術(shù)平均數(shù)。6.若一組數(shù)據(jù)的加權(quán)平均數(shù)是$\overline{x}$,現(xiàn)將每個(gè)數(shù)據(jù)的權(quán)都增加相同的常數(shù)k,新的加權(quán)平均數(shù)會(huì)改變嗎?為什么?(設(shè)計(jì)意圖:第5題考察平均數(shù)的性質(zhì),第6題探究“權(quán)”的平移對(duì)結(jié)果的影響,涉及代數(shù)推理。教師提供思路點(diǎn)撥,鼓勵(lì)學(xué)生嘗試推導(dǎo)。)反饋機(jī)制:基礎(chǔ)關(guān)答案通過投影快速核對(duì),同桌互批。綜合關(guān)選取不同解法的學(xué)生上臺(tái)講解,教師點(diǎn)評(píng)思路和規(guī)范性。挑戰(zhàn)關(guān)請(qǐng)有思路的學(xué)生分享,重在思維過程的展示,不要求全員掌握。第四、課堂小結(jié)??旅程接近尾聲,請(qǐng)大家合上課本,我們一起來梳理今天的收獲。(教師利用板書框架引導(dǎo))今天,我們圍繞“平均數(shù)”這位老朋友,進(jìn)行了一次深度對(duì)話。(邀請(qǐng)學(xué)生用一句話總結(jié))有同學(xué)說“學(xué)會(huì)了算加權(quán)平均”,有同學(xué)說“明白了‘權(quán)’就是重要性”,都很好!從知識(shí)上,我們建構(gòu)了從算術(shù)平均數(shù)到加權(quán)平均數(shù)的完整認(rèn)知;從思想上,我們體會(huì)到數(shù)據(jù)因“權(quán)”而不同,統(tǒng)計(jì)要貼合實(shí)際。這就是數(shù)據(jù)分析觀念的初步萌芽。??課后,請(qǐng)完成以下作業(yè):必做(基礎(chǔ)性作業(yè)):教材對(duì)應(yīng)章節(jié)的基礎(chǔ)練習(xí)題,重點(diǎn)鞏固公式計(jì)算。選做A(拓展性作業(yè)):調(diào)查本班至少5位同學(xué)上周末每天使用手機(jī)的時(shí)間,并計(jì)算他們周末的平均每天使用時(shí)間。思考:用算術(shù)平均合理嗎?你是否考慮了“權(quán)”?寫一份簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)報(bào)告。選做B(探究性作業(yè)):查閱資料,了解“加權(quán)平均數(shù)”在股票指數(shù)(如上證指數(shù))、學(xué)生綜合測(cè)評(píng)、績(jī)效考評(píng)中的一個(gè)具體應(yīng)用實(shí)例,并簡(jiǎn)述其如何體現(xiàn)“權(quán)”的思想。??最后,留一個(gè)思考題給我們下一節(jié)課:平均數(shù)能完美代表一組數(shù)據(jù)嗎?如果兩組數(shù)據(jù)的平均數(shù)相同,它們的情況就完全一樣嗎?我們下節(jié)課繼續(xù)探索。六、作業(yè)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)性作業(yè)(必做)??1.完成教材本節(jié)后練習(xí)中直接關(guān)于算術(shù)平均數(shù)和加權(quán)平均數(shù)計(jì)算的題目(約56道)。要求:書寫工整,步驟完整。??2.整理課堂筆記,用自己的語(yǔ)言復(fù)述“權(quán)”的含義,并各舉一個(gè)生活實(shí)例說明何時(shí)用算術(shù)平均、何時(shí)用加權(quán)平均。拓展性作業(yè)(建議大多數(shù)學(xué)生完成)??3.(情境應(yīng)用)學(xué)?!瓣?yáng)光體育”班級(jí)考核中,出勤率占10%,廣播操比賽成績(jī)占30%,體質(zhì)測(cè)試平均分占60%。八(1)班三項(xiàng)得分分別為95分、88分、75分。請(qǐng)計(jì)算該班的最終考核成績(jī)。如果八(2)班的最終考核成績(jī)是82分,且已知其出勤率98分,廣播操成績(jī)85分,你能推測(cè)其體質(zhì)測(cè)試平均分的大致范圍嗎?說明你的思路。??4.(微型項(xiàng)目)以小組為單位,設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的“班級(jí)文藝之星”評(píng)選方案。方案需包含至少3個(gè)評(píng)價(jià)維度(如才藝展示、同學(xué)投票、平時(shí)參與),并為每個(gè)維度賦予合理的權(quán)重。模擬3位候選人的得分,用你的方案計(jì)算出最終排名。探究性/創(chuàng)造性作業(yè)(選做)??5.(跨學(xué)科聯(lián)系)在物理中,計(jì)算“平均速度”與數(shù)學(xué)中的“平均”概念一致嗎?查閱資料或與物理老師討論,研究“勻變速直線運(yùn)動(dòng)的平均速度”公式,并嘗試用數(shù)學(xué)中的平均數(shù)思想進(jìn)行解釋。??6.(深度探究)有人認(rèn)為,在計(jì)算平均收入時(shí),使用中位數(shù)比平均數(shù)更能反映普通人的真實(shí)收入水平。請(qǐng)搜集相關(guān)資料,寫一篇300字左右的短評(píng),談?wù)勀銓?duì)平均數(shù)、中位數(shù)在反映社會(huì)數(shù)據(jù)時(shí)各自優(yōu)缺點(diǎn)的看法。七、本節(jié)知識(shí)清單及拓展??★1.算術(shù)平均數(shù):一組數(shù)據(jù)的總和除以數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)所得的商。公式:$\overline{x}=\frac{1}{n}\sum_{i=1}^{n}x_i$。它刻畫了數(shù)據(jù)的集中趨勢(shì),是數(shù)據(jù)的“代表值”。教學(xué)提示:強(qiáng)調(diào)其“平等看待”每個(gè)數(shù)據(jù)的特性。??★2.加權(quán)平均數(shù):當(dāng)一組數(shù)據(jù)中各個(gè)數(shù)據(jù)的重要程度(即“權(quán)”)不同時(shí),通過每個(gè)數(shù)據(jù)乘以其權(quán),求和后再除以權(quán)的總和得到的平均數(shù)。公式:$\overline{x}=\frac{\sumw_ix_i}{\sumw_i}$。核心:它量化了數(shù)據(jù)間的差異性貢獻(xiàn)。??★3.權(quán)(weight):衡量各個(gè)數(shù)據(jù)重要程度的量。權(quán)越大,表明該數(shù)據(jù)對(duì)平均數(shù)的影響越大。權(quán)可以是非負(fù)實(shí)數(shù),常見形式有:重復(fù)次數(shù)、百分比、比例、時(shí)間、面積等。??▲4.算術(shù)平均與加權(quán)平均的關(guān)系:加權(quán)平均是算術(shù)平均的推廣。當(dāng)一組數(shù)據(jù)中每個(gè)數(shù)據(jù)的權(quán)都相等時(shí),加權(quán)平均數(shù)就等于算術(shù)平均數(shù)。因此,算術(shù)平均數(shù)是加權(quán)平均數(shù)在權(quán)相等時(shí)的特例。??★5.權(quán)的識(shí)別:解決加權(quán)平均數(shù)應(yīng)用問題的關(guān)鍵步驟。需仔細(xì)閱讀情境,找到描述數(shù)據(jù)“重要性”、“占比”、“比重”、“次數(shù)”等關(guān)鍵信息的量,即為權(quán)。??▲6.權(quán)的歸一化:當(dāng)權(quán)以百分比或比例給出,且總和為1(或100%)時(shí),加權(quán)平均數(shù)可直接計(jì)算為$\overline{x}=\sumw_ix_i$,簡(jiǎn)化了運(yùn)算。這是常見的考試情景。??★7.平均數(shù)的統(tǒng)計(jì)意義:平均數(shù)是一組數(shù)據(jù)的“中心”估計(jì)值,用于概括數(shù)據(jù)整體水平。但它是一個(gè)“虛擬”的數(shù),不一定等于原數(shù)據(jù)中的任何一個(gè)。??▲8.平均數(shù)的局限性:平均數(shù)易受極端值(異常大或異常小的數(shù)據(jù))的影響而“失真”。在數(shù)據(jù)分布不對(duì)稱或存在極端值時(shí),需謹(jǐn)慎使用平均數(shù)作為唯一代表。??★9.加權(quán)平均數(shù)的計(jì)算步驟:(1)識(shí)別數(shù)據(jù)$x_i$和對(duì)應(yīng)的權(quán)$w_i$;(2)計(jì)算每個(gè)數(shù)據(jù)與權(quán)的乘積$w_ix_i$;(3)求所有乘積之和$\sumw_ix_i$;(4)求所有權(quán)之和$\sumw_i$;(5)用步驟(3)的結(jié)果除以步驟(4)的結(jié)果。??▲10.權(quán)的作用探究:若對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)的權(quán)都加上同一個(gè)正數(shù),加權(quán)平均數(shù)通常會(huì)改變;若對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)的權(quán)都乘以同一個(gè)正數(shù)(即權(quán)同比縮放),加權(quán)平均數(shù)不變。因?yàn)楣街蟹肿臃帜竿茸兓??▲11.生活中的加權(quán)平均:學(xué)生成績(jī)總評(píng)、員工績(jī)效考核、股票指數(shù)計(jì)算、綜合國(guó)力排名、混合物價(jià)/單價(jià)計(jì)算等。理解這些有助于建立數(shù)學(xué)與生活的連接。......平均數(shù)的性質(zhì):若一組數(shù)據(jù)$x_1,...,x_n$的平均數(shù)為$\overline{x}$,則數(shù)據(jù)$ax_1+b,ax_2+b,...,ax_n+b$的平均數(shù)為$a\overline{x}+b$。這一性質(zhì)在解決一些靈活變形題時(shí)很有用。??★13.易錯(cuò)點(diǎn):忽略權(quán)之和:計(jì)算加權(quán)平均數(shù)時(shí),必須除以權(quán)的總和,不能直接除以數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)。這是最常見的計(jì)算錯(cuò)誤。??▲14.易錯(cuò)點(diǎn):混淆數(shù)據(jù)與權(quán):例如在求平均速度問題時(shí),時(shí)間是權(quán),路程除以時(shí)間才是速度(數(shù)據(jù))。要分清哪個(gè)量是“被平均”的對(duì)象(數(shù)據(jù)),哪個(gè)量是衡量其出現(xiàn)頻率或重要性的(權(quán))。??▲15.算術(shù)平均數(shù)的另一種理解:可以看作每個(gè)數(shù)據(jù)的權(quán)都為1的加權(quán)平均數(shù)。這種視角有助于統(tǒng)一理解。??▲16.權(quán)的相對(duì)性:權(quán)的具體數(shù)值大小不重要,重要的是權(quán)之間的比例關(guān)系。例如權(quán)重2:3:5與0.2:0.3:0.5計(jì)算出的加權(quán)平均數(shù)相同。??▲17.決策中的應(yīng)用:加權(quán)平均數(shù)常用于多指標(biāo)決策。通過合理設(shè)置權(quán)重,可以將多個(gè)指標(biāo)綜合成一個(gè)可比較的數(shù)值,為選擇提供量化依據(jù)。??▲18.與后續(xù)知識(shí)的聯(lián)系:加權(quán)平均的思想在后續(xù)學(xué)習(xí)“期望”(概率加權(quán)平均)、“加權(quán)殘差”(統(tǒng)計(jì))等概念時(shí)還會(huì)出現(xiàn),是重要的基礎(chǔ)。??★19.核心素養(yǎng)落腳點(diǎn):本節(jié)課直接培育“數(shù)據(jù)意識(shí)”和“模型觀念”。即認(rèn)識(shí)到數(shù)據(jù)蘊(yùn)含著信息,需要運(yùn)用統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行分析;并能從現(xiàn)實(shí)情境中抽象出加權(quán)平均的數(shù)學(xué)模型,用數(shù)學(xué)解決問題。??▲20.拓展思考:其他集中趨勢(shì)量:平均數(shù)只是描述數(shù)據(jù)中心的工具之一。當(dāng)數(shù)據(jù)中存在極端值或分布特殊時(shí),中位數(shù)、眾數(shù)可能更具代表性。這為下節(jié)課的學(xué)習(xí)埋下伏筆。八、教學(xué)反思??假設(shè)本課教學(xué)實(shí)況已畢,靜心復(fù)盤,得失并存。從預(yù)設(shè)目標(biāo)達(dá)成度看,通過課堂觀察和隨堂練習(xí)反饋,約85%的學(xué)生能獨(dú)立、規(guī)范地完成加權(quán)平均數(shù)的基本計(jì)算,這表明知識(shí)技能目標(biāo)基本達(dá)成。在小組討論“權(quán)”的識(shí)別時(shí),多數(shù)小組能準(zhǔn)確找出情境中的權(quán)并解釋其意義,體現(xiàn)了對(duì)概念的理解。然而,在“綜合理解”關(guān)的第4題(人均GDP的權(quán))討論中,學(xué)生的思維深度出現(xiàn)明顯分化,部分學(xué)生僅停留在“總GDP除以總?cè)丝凇钡乃阈g(shù)平均層面,未能自發(fā)聯(lián)想到各省人口作為“權(quán)”的加權(quán)過程,這說明將加權(quán)思想遷移到陌生、宏觀情境的能力仍是多數(shù)學(xué)生的薄弱環(huán)節(jié),也是素養(yǎng)目標(biāo)達(dá)成的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。??對(duì)各教學(xué)環(huán)節(jié)有效性的評(píng)估如下:導(dǎo)入環(huán)節(jié)的“投籃比賽”情境迅速聚焦了“公平比較”這一核心問題,激發(fā)了探究欲,效果良好。新授環(huán)節(jié)的五個(gè)任務(wù)構(gòu)成了清晰的認(rèn)知階梯,其中“任務(wù)二”創(chuàng)設(shè)的“廣播站招新”沖突是亮點(diǎn),成功引出了“權(quán)”的必要性?!叭蝿?wù)四”的小組討論雖活躍,但時(shí)間稍顯倉(cāng)促,部分小組對(duì)第三個(gè)情境(日平均作業(yè)時(shí)間)的討論未能充分展開,對(duì)于“權(quán)”的設(shè)定依賴于分析視角這一辯證思維點(diǎn)挖掘不夠深。鞏固環(huán)節(jié)的分層設(shè)計(jì)照顧了差異,但挑戰(zhàn)關(guān)的題目對(duì)部分學(xué)生思維跳躍性要求較高,現(xiàn)場(chǎng)僅少數(shù)學(xué)生能完全獨(dú)立解決,未來可考慮在此處增加一個(gè)“提示卡”作為選擇性支架。??對(duì)不同層次學(xué)生的課堂表現(xiàn)剖析:對(duì)于數(shù)學(xué)基礎(chǔ)較弱的學(xué)生,他們能緊跟“任務(wù)一”和“任務(wù)三”的公式推導(dǎo)與計(jì)算,但在“任務(wù)四”的自主識(shí)別權(quán)和“任務(wù)五”的對(duì)比歸納中,更多地表現(xiàn)為傾聽和記錄,主動(dòng)輸出較少。針對(duì)他們,教師巡回時(shí)的個(gè)別指導(dǎo)至關(guān)重要,需用更具體的例子(如“你看,這里‘占40%’就是筆試成績(jī)的‘權(quán)’”)幫助他們建立連接。對(duì)于學(xué)有余力的學(xué)生,他們?cè)谕瓿苫A(chǔ)任務(wù)后表現(xiàn)出了對(duì)“
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