一、概念描述
现代数学:平均分为算术平均、加权平均、几何平均、调和平均、指数平均和平方平均等。小学数学常用的平均值是算术平均值和加权平均值,这是统计学的基本概念。因为它们常用于计算样品的浓度趋势,所以也分别称为样品算术平均值(值)和样品加权算术平均值(值)。
小学数学:小学数学教材中没有明确给出平均数的定义。过程定义主要由“总份数除以总份数得到的结果为平均值”来确定。重点是让学生掌握计算平均值的方法,结合实际问题进行分析,感受平均值的价值。
二.概念解释
(1)平均值、中值和模式
平均值在数据分析过程中起着重要作用,与中位数和众数密切相关。日常学习和生活中处理的数据大多是对称数据,且数据符合或接近正态分布,所以均值、中位数、众数是相同的。如果数据有偏差,三者就会不同。
平均值容易受到极端数据的影响,但与中值和模式相比,平均值可以更多地利用所有数据信息。此外,还有一个原因:假设X和Y的平均值为A,可以用中学知识证明A是X和Y的平方和最小的实数,即(x-a)2+(y-a)2≤(y-b)2(a≠b)对于任意实数。这说明平均值可以最小化平方和,也就是说用平均值来表示数据可以最小化二次损失。通过使用中值和模式,可以将主要损失(绝对误差值之和)降至最低。
(2)算术平均和加权平均
过去,小学数学把算术平均称为“简单平均”,加权平均称为“比较复杂的平均”。小学阶段,权重主要指数据出现的频率。如果一组数据中的每个数据只出现一次,即每个数据具有相同的重要性,则计算结果为算术平均值。所谓加权平均,是指每个数据的“点数”。
数量”是不同的,有的更重要,有的更轻,它们的重要性是用权重来表示的,也就是说,如果一组数据中的每个数据出现不止一次,那么计算出来的平均值就是加权平均值。例如:
(1)每公斤太妃糖15元,每公斤水果糖10元,每公斤巧克力糖20元,和1kg三种糖混合在一起,平均每公斤多少钱?
(15+10+20)3=15(元)
由于每颗糖都是1kg,只需要简单的求和除以总质量,结果就是算术平均值。
②每公斤太妃糖15元,每公斤水果糖10元,每公斤巧克力糖20元,把2公斤太妃糖,3公斤水果糖,5公斤巧克力糖混合在一起,平均每公斤多少钱?
(15x2+10x3+20x5)(2+3+5)=16(元)
由于每种糖的比例不同,在计算平均值时要考虑,所以用这种方法计算出来的结果就是加权平均值。
三.教学建议
平均分是小学数学中的教学内容。新课改明确“平均”不再是简单应用题的类型之一,而是“作为一种统计”。因此,在传统教学中计算强案例平均数意义的基础上,教师应进一步突出概念意义和统计意义。
(1)体验生成平均值的过程,感受平均值的作用。
作为一个重要的统计学,如何让学生认识到它在统计学中的作用?在讲授“平均分”课时,吴正宪老师巧妙地运用了学生最喜欢的游戏形式——拍球游戏,来调动生活经验的游戏规则,而学生们却“不公平!”它否定了根据人数与球拍总数的不同来决定输赢的方法。“对此我能做些什么?”在吴老师的追问下,一个胖乎乎的小男孩站了起来,伸出双臂,结结巴巴地说:“我们把这里的数字平均一下,看几眼就可以对比一下。”吴老师对这个小男孩充满了钦佩。是的,一个“平或平”就产生了平均数。
(2)通过具体数据分析,加深对平均值概念含义的理解。
平均数本身不能孤立存在,要加强原始数据与平均数的沟通,通过建立联系让学生感受平均数的特点,从而加深对概念意义的理解。以下经典案例也出现在吴正宪的课堂上:
“前三次,萧红和梁肖平均每人打了一个循环?怎么算?”(如下表所示)很多同学把总命中数除以出手数,也有同学想出了一个办法来弥补更多。吴老师评价:“这个方法真的很好。我们一下子就能看出,平均值确实能代表这些数据的水平!”吴老师继续提问:“小红第四次出手命中7环,第四次出手命中10环。第四次出手后,会不会影响前三次的平均分?”经过一系列的思考,学生觉得加一条数据会对原来的平均值产生影响,觉得平均值和一组数据中的每个数据都有关系。
(3)结合有具体问题的情况,客观认识平均值的统计意义。
统计与生活息息相关。用平均数分析问题时,要与生活密切相关,突出平均数的统计意义。在《平均》一课中,王杰老师设计了这样一个问题:周一到周五的高峰时段,通过一号桥的车辆平均为1756辆,通过二号桥的车辆为965辆(两座桥的跨度条件差不多),那么哪条路行驶起来会更顺畅呢?为什么呢?学生们对此有不同的看法,并开始争论。最后,王小姐总结说,平均值可以作为参考,但它只反映了一般情况,而不是一些特殊情况。在这个过程中,学生不仅能体会到平均值的意义,还能体会到数据的随机性。
四.推荐阅读
(1)《小学数学研究》(张奠宙等著,高等教育出版社,2009)
这本书的第220-222页讨论了加权平均的功能和价值,以及加权平均和算术平均之间的联系和区别。
(2)儿童数学教育(周、杨,北京师范大学出版社,2010)
本书有些案例生动具体,本条目引用的案例主要来源于本书。
(3)回归平均值的统计意义(曹佩英,小学数学教师,2011年第7-8期)
本文从平均值的历史回顾、实践检验、新的设计关注点等几个角度进行了详细的介绍。,这对广大一线教师具有一定的指导意义。
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