高中数学人教A版 (2019)必修 第二册9.2 用样本估计总体教学设计及反思

这是一份高中数学人教A版 (2019)必修 第二册9.2 用样本估计总体教学设计及反思，共6页。教案主要包含了内容和内容解析，目标和目标解析，教学策略分析，教学过程与设计等内容，欢迎下载使用。
内容：总体百分位数的估计．
内容解析：本节课选自《普通高中课程标准数学教科书-必修第二册》（人教A版）第九章第2节第2课时的内容．本节内容是抽样的基础上，对统计的数据进行分析，同时，利用样本数据估计总体情况，主要针对频率分布表和频率分布直方图进行统计分析的学习．
通过对百分位数概念的学习，让学生尝试运用总体百分位数的估计来解决实际问题，体会总体百分位数的估计的意义和作用，体会用样本估计总体的思想与方法。从而发展学生的直观想象、逻辑推理、数学建模的核心素养．
二、目标和目标解析
目标：
（1）理解百分位数的统计含义．
（2）会求样本数据的第p百分位数．
目标解析：
（1）百分位数直观上比较容易理解，它把一组按大小排列的数据分成相应百分比的两部分．不管是对有限总体，还是从总体中抽取的样本，观测得到的都是一组数据.
（2）数学核心素养是数学教学的重要目标，但数学核心素养需要在每一堂课中寻找机会去落实．在本节的教学中，利用电子表格进行求解百分位数，同时在具体问题中学习百分位数，也是进行数学建模教学的好机会．
基于上述分析，本节课的教学重点定为：结合实例，能用样本估计百分位数．
三、教学策略分析
本节课的教学目标与教学问题为我们选择教学策略提供了启示．为了让学生通过观察、实践理解并会求百分位数，应该为学生创造积极探究的平台．因此，在教学过程中使用情境教学．既可以帮助学生理解，也可以让学生从被动学习状态转到主动学习状态中来．
在教学设计中，采取问题引导方式来组织课堂教学．问题的设置给学生留有充分的思考空间，让学生围绕问题主线，通过自主探究达到突出教学重点，突破教学难点．
在教学过程中，重视百分位数统计含义，让学生体会到应用知识解决问题的基本过程，同时，求具体问题百分位数的过程其实就是数学模型的建立与应用的典范．因此，本节课的教学是实施数学具体内容的教学与核心素养教学有机结合的尝试．
四、教学过程与设计
教学环节
问题或任务
师生活动
设计意图
创设情境，引入新知
[问题1] 如果该市政府希望使80%的居民用户生活用水费支出不受影响，根据9.2.1节中100户居民用户的月均用水量数据，你能给市政府提出确定居民用户月均用水量标准的建议吗？
教师1： 提出问题1．
学生1：根据市政府的要求确定居民用户月均用水量标准，就是要寻找一个数a,使全市居民用户月均用水量中不超过a的占80%,大于a的占20%.
把得到的100个样本数据按从小到大排序，得到第80个和81个数据分别为13.6和13.8.可以发现，区间（13.6,13.8)内的任意一个数，都能把样本数据分成符合要求的两部分.一般地，我们取这两个数的平均数()13.6+13.8)/2=13.7,并称此数为这组数据的第80百分位数（percentile), 或80%分位数.
根据样本数据的第80百分位数，我们可以估计总体数据的第80百分位数为13.7左右.由于样本的取值规律与总体的取值规律之间会存在偏差，而在决策问题中，只要临界值近似为第80百分位数即可，因此为了实际中操作的方便，可以建议市政府把月均用水量标准定为14t,或者把年用水量标准定为168t.
通过具体问题，让学生感受总体百分位数在解决实际问题中的运用，发展学生数学抽象、逻辑推理的核心素养.
探索交流，解决问题
[问题2] 什么是第p百分位数？
[问题3] 如何计算一组n个数据的第p百分位数？
[问题4] 第p百分位数含有哪些常用的四分位？
[问题5] 班级人数为50的班主任老师说“90%的同学能够考取本科院校”，这里的“90%”是百分位数吗？
[问题6] “这次数学测试成绩的第70百分位数是85分”这句话是什么意思？
教师2：阅读课本，提出问题2．
学生2：第p百分位数的定义
一般地，一组数据的第p百分位数是这样一个值，它使得这组数据中至少有p%的数据小于或等于这个值，且至少有(100－p)%的数据大于或等于这个值．
教师3：提出问题3．
学生3：计算一组n个数据的第p百分位数的步骤
第1步，按从小到大排列原始数据．
第2步，计算i＝n×p%.
第3步，若i不是整数，而大于i的比邻整数为j，则第p百分位数为第j项数据；若i是整数，则第p百分位数为第i项与第(i＋1)项数据的平均数．
教师4：提出问题4．
学生4：四分位数
常用的分位数有第25百分位数、第50百分位数、第75百分位数，这三个分位数把一组由小到大排列后的数据分成四等份，因此称为四分位数．其中第25百分位数也称为第一四分位数或下四分位数等，第75百分位数也称为第三四分位数或上四分位数等．
教师5：提出问题5．
学生5：不是.是指能够考取本科院校的同学占同学总数的百分比．
教师6：提出问题6.
学生6：有70%的同学数学测试成绩小于或等于85分.
通过思考，引入百分位数的概念，提高学生分析问题、概括能力。
典例分析，举一反三
1.百分位数的计算
例1.从某珍珠公司生产的产品中，任意抽取12颗珍珠，得到它们的质量(单位：g)如下：
7.9，9.0，8.9，8.6，8.4，8.5，8.5，8.5，9.9，7.8，8.3，8.0.
(1)分别求出这组数据的第25，50，95百分位数；
(2)请你找出珍珠质量较小的前15%的珍珠质量；
(3)若用第25，50，95百分位数把公司生产的珍珠划分为次品、合格品、优等品和特优品，依照这个样本的数据，给出该公司珍珠等级的划分标准.
2.百分位数的应用
例2.某中学举行电脑知识竞赛，现将高一参赛学生的成绩进行整理后分成五组绘制成如图所示的频率分布直方图．
估计参赛学生的成绩的25%,90%分位数．
[课堂练习1]
某中学从高一年级中抽取了30名男生，测量其体重，数据如下(单位：千克)：
62 60 59 59 59 58 58 57 57 57
56 56 56 56 56 56 55 55 55 54
54 54 53 53 52 52 51 50 49 48
(1)求这30名男生体重的25%,75%分位数；
(2)估计本校高一男生体重的第80百分位数．
[课堂练习2]
为了了解一片经济林的生长情况,随机抽测了其中60株树木的底部周长(单位:cm),所得数据均在区间[80,130]上,其频率分布直方图如图所示,你能估计一下60株树木的第50百分位数和第75百分位数吗?
教师7：完成例题1.
学生7：(1)将所有数据从小到大排列，得
7.8，7.9，8.0，8.3，8.4，8.5，8.5，8.5，8.6，8.9，9.0，9.9，
因为共有12个数据，所以12×25%＝3，12×50%＝6，12×95%＝11.4，
则第25百分位数是eq \f(8.0＋8.3,2)＝8.15，第50百分位数是eq \f(8.5＋8.5,2)＝8.5，
第95百分位数是第12个数据为9.9.
(2)因为共有12个数据，所以12×15%＝1.8，则第15百分位数是第2个数据为7.9.
即产品质量较小的前15%的产品有2个，它们的质量分别为7.8，7.9.
(3)由(1)可知样本数据的第25百分位数是8.15 g，第50百分位数为8.5 g，第95百分位数是9.9 g，所以质量小于或等于8.15 g的珍珠为次品，质量大于8.15 g且小于或等于8.5 g的珍珠为合格品，质量大于8.5 g且小于或等于9.9 g的珍珠为优等品，质量大于9.9 g的珍珠为特优品.
教师8：完成例题2.
学生8：由直方图得，从左到右的第一、二、三、四、五小组的频率分别是0.30、0.40、0.15、0.10、0.05.
成绩在60分以下的学生所占比例为30%>25%，
所以25%分位数一定位于[50,60)内．
由50＋10×eq \f(0.25－0,0.30－0)＝58.3，可以估计参赛学生的成绩的25%分位数为58.3；
成绩在80分以下的学生所占比例为30%＋40%＋15%＝85%90%，
所以90%分位数一定位于[80,90)内．
由80＋10×eq \f(0.90－0.85,0.95－0.85)＝85，可以估计参赛学生的成绩的90%分位数为85.
教师9：布置课堂练习1、2．
学生9：完成课堂练习，并核对答案．
通过实例分析，让学生掌握求总体百分位数基本步骤，并熟悉的应用能力，提升推理论证能力，提高学生的数学抽象、数学建模及逻辑推理的核心素养。
[课堂练习1]
巩固百分位数的求法．
[课堂练习2] 巩固频率分布直方图中百分位数的求法

课堂小结
升华认知
[问题7]通过这节课，你学到了什么知识？
在解决问题时，用到了哪些数学思想？
[课后练习] 1.已知100个数据的第75百分位数是9.3，则下列说法正确的是( )
A.这100个数据中一定有75个数小于或等于9.3
B.把这100个数据从小到大排列后，9.3是第75个数据
C.把这100个数据从小到大排列后，9.3是第75个数据和第76个数据的平均数
D.把这100个数据从小到大排列后，9.3是第75个数据和第74个数据的平均数
2.数据7.0，8.4，8.4，8.4，8.6，8.7，9.0，9.1的第30百分位数是________.
3.一组样本数据的频率分布直方图如图所示，试估计此样本数据的第50百分位数为________.
答案：1.C 2.8.4 3.eq \f(100,9)
教师10：提出问题7．
学生10：

学生11：学生课后进行思考，并完成课后练习．
答案：1.C 2.8.4 3.eq \f(100,9)
师生共同回顾总结．引领学生感悟数学认知的过程，体会数学核心素养．
课后练习是对定理巩固，是对本节知识的一个深化认识，同时也为下节内容做好铺垫．