3 глава «Случайные величины» (9 класс).
Вводятся понятия случайной величины – дискретной и непрерывной. Рассматриваются таблицы распределения значений случайной величины и его графическое представление (полигоны). Далее рассматриваются такие понятия как генеральная совокупность и выборка, мода, медиана, размах. А завершается глава дополнительными параграфами, в которых рассматриваются отклонение от среднего, дисперсия, среднее квадратичное отклонение и правило трех сигм.
На мой взгляд, изложение некоторых вопросов в этом учебном пособии не совсем удачно. Во-первых, классическое определение вероятности вводится до того как рассматривается понятие частоты и статистическое определение вероятности, что, по моему мнению, как я уже отмечала не совсем логично. Во-вторых, в главе о случайных величинах с простейшими статистическими характеристиками знакомят уже в последнюю очередь, а ведь именно их учащийся может использовать при анализе статистической информации. В-третьих, в учебнике вообще мало внимания уделено работе со статистическими данными.
В конце учебника содержатся краткие методические рекомендации для учителя. Также методические рекомендации к первой главе данного учебного пособия можно найти в статье Ткачевой.
На данный момент одним из действующих учебников в школе является учебник Мордковича, к нему также имеются дополнительные главы для 7-9 классов:
Мордкович А.Г., Семенов П.В.
«События, вероятности, статистическая обработка данных».
Первые два параграфа посвящены комбинаторике. Сначала приводятся простые комбинаторные задачи, рассматривается таблица возможных вариантов, которая показывает принцип правила умножения. Затем рассматриваются деревья возможных вариантов и перестановки. После теоретического материала идут упражнения по каждому из подпунктов.
Следующий параграф – выбор нескольких элементов, в котором рассматриваются сочетания. Сначала выводится формула для двух элементов, затем для трех, а потом общая для п элементов.
Третий параграф – случайные события и их вероятность. Вводится классическое определение вероятности.
Четвертый параграф посвящен статистике. Рассматривается группировка информации в виде таблиц. В этом разделе вводится много новых терминов, и авторы, оформили их в виде таблицы, где кроме определений идет еще и описание этих терминов. Дальше рассматривается таблица распределения и ее графическое представление (многоугольник распределений), нормальное распределение. Числовые характеристики выборки (среднее арифметическое, мода, медиана). Следующий пункт – экспериментальные данные и вероятности событий, в котором говорится о связи между вероятностью и экспериментальными статистическими данными, после чего вводится определение статистической вероятности.
И завершает учебник параграф, содержащий материал по следующим вопросам: схема Бернулли (при рассмотрении двух возможных исходов), вычисление вероятности с помощью функции φ, закон больших чисел.
В этом учебном пособии очень мало внимания уделено теории вероятностей. Этот учебник напоминает учебник Ткачевой. В нем также сначала вводится классическое определение вероятности, и уже намного позднее вводится статистическое определение, связанное с экспериментальными статистическими данными. Статистические характеристики вводятся для выборки, и после рассмотрения вопроса о распределении значений случайной величины. По комбинаторике материал изложен более удачно, замечания по данному учебному пособию содержатся в статье Студенецкой и Фадеевой.
Тюрин Ю.Н., Макаров А.А. и др.
«Теория вероятностей и статистика».
Это пособие для учащихся 7-9 классов, в котором исследуемая линия реализуется в следующем порядке. Первые две главы посвящены таблицам и диаграммам. Рассматриваются статистические данные в таблицах, идет обучение работе с таблицами (поиск информации, вычисления в таблицах, занесение результатов подсчетов и измерений в таблицы). Рассматриваются гистограмма, круговая и диаграмма рассеивания.
В третьей главе вводятся основные статистические характеристики, а также такие понятия, как «отклонение» и «дисперсия».
Четвертая глава посвящена случайной изменчивости и содержит ряд примеров изменчивых величин (температура воздуха каждый день, рост или вес человека и т.п.). Затем в 5 главе переходят к изучению случайных событий и их вероятностей. Вероятность случайного события определяется здесь как числовая мера его правдоподобия. После определения вероятности рассматривается частота и эксперименты с монетой и игральной костью. Дальше вероятностная линия продолжается, и рассматриваются элементарные события, их равновозможность, противоположные события, диаграммы Эйлера, объединения и пересечения событий, сложение и умножение вероятностей.
После этого идет блок комбинаторики, в котором рассматривается правило умножения, перестановки, сочетания, формулы числа перестановок и сочетаний, а затем с их помощью решаются задачи на вычисление вероятностей. В отдельных главах рассматриваются геометрические вероятности и испытания Бернулли (о двух возможных исходах).
Следующие несколько глав посвящены случайным величинам: примеры случайных величин, распределение вероятностей случайных величин, их числовые характеристики (математическое ожидание, дисперсия), случайные величины в статистике. Дается определение частоты, и теорема, утверждающая, что частота приближенно равна вероятности при большом числе опытов.
Приложение включает в себя вопросы: формула бинома Ньютона, треугольник Паскаля, также имеется несколько самостоятельных и контрольных работ по предложенному материалу.
В данном приложении так же содержится пункт, в котором рассматриваются таблицы и диаграммы. Этот пункт необходим, так как именно таблицы и диаграммы учат учащихся представлению и первоначальному анализу данных.
Немало внимания уделено случайным величинам и вероятностям, но, я считаю, что некоторые пункты можно рассматривать как дополнительные. А понятия дисперсии и математическое ожидание лучше перенести для изучения в старшие классы. Комбинаторные формулы в данном пособии рассматриваются, как средство для подсчета вероятности и даются после определения вероятности. Но основной целью изучения комбинаторики является развитие мышления, и ее нельзя рассматривать только как средство для подсчета вероятности.
Бунимович Е.А., Булычев В.А.
«Вероятность и статистика. 5-9 классы».
Начинается учебник с рассмотрения случайных событий и сравнения их вероятности (что вероятнее). Затем, опираясь на эксперимент, вводим понятие частоты (тут же рассматриваются таблицы частот и гистограммы). После чего идет пункт с названием «Куда стремятся частоты?», в котором вводятся статистическое определение вероятности, а затем и классическое.
В пункте «вероятность и комбинаторика», рассматриваются правило умножения, правило вычитания и сочетания и их число. Все эти формулы используются для вычисления вероятности. А в пункте «точка тоже бывает случайной» речь идет о геометрическом определении вероятности.
В последнем пункте «сколько изюма в булке и сколько рыб в пруду?» рассматривается вопрос статистического оценивания и прогнозирования.
В данном пособии более удачным является введение понятия вероятности. Последовательность изложения вопросов по данной линии более логична, чем в остальных пособиях.
Последний пункт имеет практическое значение, так как показывает практическую пользу из подсчета вероятности. Содержит ряд интересных задач, непосредственно связанных с реальной жизнью.
2.2. Тематическое планирование
2.2.1. Введение
В большинстве учебников комбинаторные формулы рассматривается лишь как средство для подсчета вероятности, это сказывается на содержании этого материала в учебниках и месте его изучения. Но комбинаторика ставит и другие цели: в первую очередь – это развитие мышления, и использование комбинаторных знаний для решения задач прикладного характера.
Так как в школах тему “комбинаторика” преподают неразрывно с такими темами, как “теория вероятностей” и “случайные величины”, то в данной работе решено было разработать такой элективный курс, как "Изучение основ комбинаторики и теории вероятностей".
Предлагаемый элективный курс предназначен для реализации в старших классах средней общеобразовательной школы, носит междисциплинарный характер и ориентирован на учащихся физико-математического профиля. Курсу отводится два полугодия по 1 часу в неделю; всего 32 учебных часа.
Курс рассчитан на учеников 10 - 11 классов, имеющих хорошую логическую математическую культуру мышления.
Элективный курс выполняет одну из главных функций современного образования – показывает связь теоретической математики с жизнью. Учащиеся узнают об очевидной универсальности вероятностно-статистических законов, которые широко применяются в современной химии, физике, биологии, социально-экономических науках, военном деле и т. д.
Задачи, которые ставит перед выпускником средней школы жизнь, в большинстве своем связаны с необходимостью анализа влияния случайных факторов и принятия решений в ситуациях, имеющих вероятностную основу. Поэтому некоторый запас вероятностно-статистических знаний является неотъемлемым условием творческой работы во многих областях.