独立性检验在高中数学与大学数学中的衔接研究

时间:2022-11-03 20:50:10 浏览量:

【摘 要】 独立性检验理论是高中阶段和大学阶段的重要数学知识。本文首先介绍在两阶段学习的差异性,然后给出衔接策略。

【关键词】 独立性检验;假设检验;列检表;衔接

一、问题的提出

在高中阶段,独立性检验是人教A版选修2-3(理科)和选修1-2(文科)中的内容,在大学阶段,独立性检验是大学二年级概率论与数理统计中的内容。

关于独立性检验这一部分的内容,绝大多数高中教师在教学中都是围绕高考进行教学,往往只是教学生理解独立性检验的原理思想,会套用公式即可,并没有使学生真正体会到独立性检验在实际问题中的重要应用。

为此,针对我们教学中存在的“盲区”,本文将分析独立性检验在高中和大学的差异,随之提出一些衔接策略,为学生今后的学习提供帮助。

二、独立性检验理论在高中阶段和大学阶段的差异分析

1.学习人群的知识储备方面

高中阶段,学生只学习了古典概型和几何概型,只会解决一些简单的概率问题。大学阶段,概率论是统计学的基础课程,学生对于统计学的知识储备已经足够丰富,他们不但系统地受过高等数学、线性代数等课程的学习培训,也充分掌握了概率论的知识以及统计学的主要知识脉络。

2.教材内容方面

高中阶段,独立性检验的内容作为独立的一节,前面没有任何铺垫的知识。教材中主要介绍在2×2情况下(即同一主体按照两种属性各分成两类)判断两个分类变量是否相互独立。大学阶段,在介绍独立性检验之前,对假设检验进行了充分的介绍,并且作为假设检验理论的实际应用,列联表的独立性检验作为一整节的内容显得更加具体。在教材中,通过拉格朗日数乘法,依照假设检验理论的计算步骤,系统地推导出m×n列联表的拒绝域。

总的来说,高中阶段侧重于简单情况下的基本运算,大学阶段侧重于理论推导。

3.教学目的方面

高中阶段的学习,我们不能回避高考指挥棒的作用。作为高考的一个考点,课程标准要求通过列联表对独立性与否做出最终结果的判断。而在大学阶段的学习中,我们不但要求对理论来源有深入的掌握,更需要对经济生产当中的一系列现象进行列联表的独立性检验判断。对于计算机类、电子信息工程类本科生,还需要求利用列联表实现其程序化;对于经济类、管理类本科生,还需要求利用列联表对税务知识、财政水平等管理信息进行有效筛查判断。总之,大学阶段的学习更加系统化、职业化、应用化。

三、独立性检验理论在高中阶段和大学阶段的衔接策略

1.高中阶段激发学生学习兴趣

高中阶段的学习虽然不能回避高考,但是可以引入学生喜闻乐见的例子来激发学生的学习兴趣。课本上的例子虽然有一定的教育性和严肃性,但是在吸引学生学习兴趣方面还有一定的上升空间。既然独立性检验来源于实际问题,那么就可以启发引导学生自己举出感兴趣的例子进行独立性判断。

例如,近年来娱乐新闻的受关注度越来越高,我们可以抽查某天某门户网站的评论点击量来进行检验,进而形成下述引例:一般情况下,我们认为网友对娱乐新闻的关注度更高。为对这一现象进行调查核实,我们对某大型门户网站不同新闻跟帖情况进行筛选。我们将新闻进行分类,分为娱乐新闻、体育新闻、财经新闻、环球新闻。对某日某门户网站的调查中发现:娱乐新闻前五条点击量中,过万跟帖有4个;体育新闻前五条点击量中,过万跟帖有3个;财经新闻前五条点击量中,过万跟帖有1个;环球新闻前五条点击量中,过万跟帖有1个。所以我们形成了下表:

2.高中阶段介绍假设检验的基础知识

根据目前的高中教学规划,直接根据列联表进行检验,一般要求学生会套用公式計算出随机变量的观测值即可,但是这样的教学总感觉突兀,学生根本不理解为什么这样算,所以我觉得不妨可以考虑适当加入大学的一部分内容。课堂上首先说明原假设以及备择假设的概念,接着给出拒绝域形式,关键是让学生理解什么是“犯错误的概率”。通过这样的大致介绍,给高中生们一个轮廓认识。

3.明确独立性检验的具体步骤,增加学生的参与感

通过请教大学老师了解到,在大学阶段,假设检验过程需要五个步骤。受限于知识水平,高中阶段我们并不将所有步骤一一介绍。但是,对于列联表的独立性检验,我们可以通过学生的互动探究将步骤一一呈现出来,从中增加学生的参与感。课堂中我们还可以引导学生总结独立性检验的计算步骤的口诀:第一作出列联表,两种分类不能少;第二计算观测值,再与临界比大小;最后一步做判断,独立与否明确好。各个步骤要记牢,统计学习无苦恼。

作为教师的我们应该深入理解教材,精心设计课堂教学,使学生成为课堂的主人,在教学活动中加强数学思想的形成,为今后学生的大学学习打下基础。

【参考文献】

[1]茆诗松,程依明,濮晓龙.概率论与数理统计教程[M].北京:高等教育出版社,2011.

[2]闫佳洁,马海霞.影响高中生独立性检验学习困难的因素分析[J].数学教学研究,2017(11).

[3]杨兴军.独立性检验的教材研读与思考[J].中小学数学,2014(11):30-34.

【备注:此研究为保定市教育科学研究“十三五”规划2017年度课题(课题编号172044),经保定市教育科学规划办公室批准立项】

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