初中数学人教版八年级下册第二十章数据的分析20.2数据的波动程度第1课时方差教案新版新373
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人教版数学八年级下册20.2第1课时《方差》教学设计一. 教材分析《方差》是人教版数学八年级下册20.2第1课时的重要内容。
方差是描述一组数据波动大小,稳定程度的量。
通过学习方差,使学生更好地理解数据的波动情况,为以后学习概率和统计打下基础。
二. 学情分析学生在学习本课时,已经掌握了平均数、标准差等基础知识,能理解数据的波动情况。
但对方差的概念和计算方法可能存在理解上的困难,需要通过实例来引导学生理解方差的概念,并运用计算公式进行计算。
三. 教学目标1.知识与技能:理解方差的概念,掌握方差的计算方法,能计算一组数据的方差。
2.过程与方法:通过实例分析,引导学生理解方差的意义,培养学生的数据分析能力。
3.情感态度与价值观:激发学生对数学的兴趣,培养学生的团队协作精神,使学生感受到数学在生活中的应用。
四. 教学重难点1.重点:方差的概念,方差的计算方法。
2.难点:方差公式的推导,方差在实际问题中的应用。
五. 教学方法1.情境教学法:通过生活实例,引导学生理解方差的概念。
2.小组合作学习:分组讨论,共同完成方差的计算。
3.激励性评价:鼓励学生积极参与,提高学习积极性。
六. 教学准备1.准备相关的生活实例,用于引导学生理解方差的概念。
2.准备方差的计算练习题,用于巩固所学知识。
3.准备多媒体教学设备,用于展示实例和讲解。
七. 教学过程1.导入(5分钟)通过一个生活实例,如学生的身高数据,引导学生思考:如何描述这些数据的波动情况?引入方差的概念。
2.呈现(10分钟)讲解方差的定义,用公式表示。
并通过动画演示方差的计算过程,让学生直观地理解方差的含义。
3.操练(10分钟)学生分组讨论,共同完成一些方差的计算练习题。
教师巡回指导,解答学生的疑问。
4.巩固(10分钟)学生独立完成一些方差的计算题,检验自己对方差的理解。
教师选取部分题目进行讲解,巩固所学知识。
5.拓展(10分钟)引导学生思考:方差在实际生活中有哪些应用?让学生举例说明,进一步体会方差的意义。
第二十章数据的分析20.2数据的波动程度第1课时方差学习活动一、课前自学检测环节二、课堂教学环节附件:洋葱数学预学案:【概念课】方差学习目标☐ 理解方差的定义并掌握方差的计算公式 ☐ 会用方差比较两组数据波动的大小视频助学 请先思考引导问题,再看视频【方差】,然后完成引导问题下方的摘要填空.引导问题 1 什么是方差?如何比较两组数据波动程度的大小?(00:00-05:49) 1.我们用差距的平方和除以____________来代表这组数据的平均差距;这个可用来衡量数据的波动程度的指标叫做数据的________.引导问题 2 如何计算方差?方差有什么应用?(05:49-07:51) 2.计算方差的步骤:第一步:求出这组数据的________.12nx x x n++=… .第二步:每个数据与平均数________. 12.n x x x x x x --- , , 第三步:求________. ()()()22212.n x xxx x x -+-++-… 第四步:除以________________.()()()22212.n x x x x x x n-+-++-…3.按上面的步骤计算 7 , 7 ,8 , 9 , 9 的方差.求平均数:x =_________________________________________________; 数据与平均数做差:____________________________________________; 求平方和:____________________________________________________; 除以数据个数:________________________________________________. 4. 小李和小锤数次考试的成绩是:小李:59 ,61,57 ,58 ,65;小锤:64 ,58 ,62 ,缺考,56 .谁的成绩比较稳定?线上练习 完成视频后相应的【专项练习】.总结回顾 请回顾本节内容的【学习目标】,如果达成,在学习目标前的“◻”打✔. 提出疑问预习过程中还有什么疑问没有解决呢?请你将有疑问的问题记录下来:__________________________________________________________。
第二十章:数据的分析20.2.2方差的应用教学目标:知识与技能1.复习方差的定义和计算公式.2.会用方差计算公式来比较两组数据的波动大小.过程与方法经历探索方差的应用过程,体会数据波动中的方差的求法,积累统计经验.情感态度与价值观培养学生的统计意识,形成尊重事实、用数据说话的态度,认识数据处理的实际意义.教学重难点【重点】应用方差公式解决实际问题.【难点】理解方差公式,应用方差对数据波动情况的比较、判断.教学过程复习导入一.我们常常用平均数、中位数来刻画数据的“平均水平”,但在有些情况下“平均水平”是不够的,还需要方差,请同学们回忆一下方差的计算公式。
二.方差的应用(教材例1)在一次芭蕾舞比赛中,甲、乙两个芭蕾舞团都表演了舞剧《天鹅湖》,参加表演的女演员的身高(单位: cm)如下表:哪个芭蕾舞团女演员的身高更整齐?教师引导学生分析:(1)题目中“整齐”的含义是什么?学生通过思考可以回答出整齐即身高的波动小,所以要研究的是两组数据的波动大小,即求方差.(2)在求方差之前先要求哪个统计量?(平均数)(3)老师板书解题过程,学生和老师一起计算、判断、解决问题.[解题策略]注意先算平均数,再算方差.(教材例2)某快餐公司的香辣鸡腿很受消费者的欢迎,现有甲、乙两家农副产品加工厂到快餐公司推销鸡腿,两家鸡腿的价格相同,品质相近.快餐公司决定通过检查鸡腿的质量来确定选购哪家的鸡腿.检查人员从两家的鸡腿中各随机抽取15个,记录它们的质量(单位:g)如下表所示.根据表中数据,你认为快餐公司应该选购哪家加工厂的鸡腿?教师引导学生分析:(1)题目中“选购”的标准是什么?学生通过思考可以回答出首先比较平均数,在平均数基本相同的时候,通过方差比较稳定性.(2)老师板书解题过程,学生和老师一起计算、判断、解决问题.[设计意图]使学生明确利用方差计算的步骤,以及方差反映数据波动大小的规律,同时使学生深刻体会到数学来源于实践,又反过来作用于实践,不仅使学生对学习数学产生浓厚的兴趣,而且培养了学生应用数学的意识.课堂小结师生一起回顾本节课所学的主要内容:方差是衡量一组数据波动大小的特征数.本章是用方差比较两组数据的波动大小,值得注意的是,只有当两组数据的平均数相等或接近时,才能采用这种方法.[设计意图]引导学生回顾方差计算公式,并掌握方差的作用.检测反馈1.小李和小林练习射箭,射完10箭后两人的成绩如图所示,通常新手的成绩不太稳定,根据图中的信息,估计这两人中的新手是.解析:从图象上观察,小林的波动比较小,说明小林的成绩稳定;小李的波动比较大,说明小李的成绩不稳定,应该是一个新手.故填小李.2.跳远运动员李刚对训练效果进行测试,6次跳远的成绩如下:7.6,7.8,7.7,7.8,8.0,7.9(单位:m),这6次成绩的平均数为7.8,方差为.如果李刚再跳两次,成绩分别为7.7,7.9,则李刚这8次跳远成绩的方差.(填“变大”“不变”或“变小”)解析:这8次成绩的平均数为7.8 m,根据方差公式计算s2=<,所以李刚8次跳远成绩的方差变小了.故填变小.3.甲、乙两种水稻实验品种连续5年的平均单位面积产量如下表(单位:吨/公顷):经计算,=10, =10,试根据这组数据估计种水稻品种的产量比较稳定.解析:因为=10,=10,=×[(9.8-10)2+(9.9-10)2+(10.1-10)2+(10-10)2+(10.2-10)2]=0. 02,=×[(9.4-10)2+(10.3-10)2+(10.8-10)2+(9.7-10)2+(9.8-10)2]=0.244,所以甲种水稻品种的产量比较稳定.故填甲.[设计意图]再次强化方差的定义和应用范围,让学生进一步体会“知识来源于实践”,同时学生的思路得以拓展.板书设计:20.2数据的波动程度1.方差的意义2.方差的计算3.例题讲解例1例2作业布置【必做题】教材第128页习题20.2第3,4题.二、课后作业【基础巩固】1.甲、乙、丙、丁四位选手各射击10次,每人的平均成绩都是9.3环,方差如下表:则这四人中成绩发挥最稳定的是()A.甲B.乙C.丙D.丁2.数据4,2,6的中位数和方差分别是()A.2,B.4,4C.4,D.4,3.(2015·遵义中考)如果一组数据x1,x2,…,x n的方差是4,则另一组数据x1+3,x2+3,…,x n+3的方差是()A.4B.7C.8D.19【能力提升】4.已知甲、乙两组数据的平均数相等,若甲组数据的方差s甲2=0.055,乙组数据的方差s乙2=0.105,则组数据波动较大.5.如图所示的是甲、乙两人在一次射击比赛中击中靶的情况(击中靶中心的圆面为10环,靶中各数字表示该数所在圆环被击中所得的环数),每人射击了6次.(1)请用列表法将他们的射击成绩统计出来;(2)请你用学过的统计知识,对他们的这次射击情况进行比较.【拓展探究】6.为了从甲、乙两名选手中选拔一个参加射击比赛,现对他们进行一次测验,两个人在相同条件下各射靶10次,为了比较两人的成绩,制作了如下统计图表.甲、乙射击成绩统计表甲、乙射击成绩折线图(1)请补全上述图表;(2)如果规定成绩较稳定者胜出,你认为谁应胜出?说明你的理由.(3)如果希望(2)中的另一名选手胜出,根据图表中的信息,应该制定怎样的评判规则?为什么?教学反思本节课从知识与方法、能力与素质的层面确定了相应的教学目标.把学生的探索和验证活动放在首位,一方面要求学生在老师的引导下自主探索,合作交流,另一方面要求学生对探究过程中用到的数学思想方法有一定的领悟和认识,达到培养能力的目的.整节课以“问题情境——分析探究——得出结论——实践应用——总结升华”为主线,使学生亲身体验方差的探索和验证过程,努力做到由传统的数学课堂向实验课堂转变.学生对于方差公式的理解不是特别到位,特别对于方差公式的得到有疑问.。
初中数学人教版八年级下册实用资料
20.2 数据的波动程度
第1课时方差
1.掌握方差的定义和计算公式;(重点)
2.会用方差公式进行计算,会比较数据的波动大小.(重点)
一、情境导入
在生活和生产实际中,我们除了用平均数、中位数和众数来描述一组数据的集中程度外,有时需要了解一组数据的离散程度.乒乓球的标准直径为40mm,质检部门对甲、乙两厂生产的乒乓球的直径进行检测.甲、乙两厂生产的乒乓球中各抽样调查了10只,检测的结果如下(单位:mm):
甲厂:40.0,40.1,39.9,40.0,39.8,40.2,40.0,40.1,40.0,39.9;
乙厂:40.1,39.8,39.9,40.3,39.8,40.2,40.1,40.2,39.7,39.9.
你认为哪个厂生产的乒乓球的直径与标准的误差更小呢?
二、合作探究
探究点一:方差的计算
【类型一】根据数据直接计算方差
为了从甲、乙两名同学中选拔一个射击比赛,对他们的射击水平进行了测验,两个在相同条件下各射击10次,命中的环数如下(单位:环):
甲:7,8,6,8,6,5,9,10,7,4
乙:9,5,7,8,6,8,7,6,7,7
(1)求x甲,x乙,s2甲,s2乙;
(2)你认为该选择哪名同学参加射击比赛?为什么?
解析:方差就是各变量值与其均值差的平方的平均数,根据方差公式计算即可,所以计算方差前要先算出平均数,然后再利用方差公式计算.
解:(1)x甲=(7+8+6+8+6+5+9+10+7+4)÷10=7,s2甲=[(7-7)2+(8-7)2+(6-7)2+(8-7)2+(6-7)2+(5-7)2+(9-7)2+(10-7)2+(7-7)2+(4-7)2]÷10=3,x乙=(9+5+7+8+6+8+7+6+7+7)÷10=7,s2乙=[(9-7)2+(5-7)2+(7-7)2+(8-7)2+(6-7)2+(8-7)2+(7-7)2+(6-7)2+(7-7)2+(7-7)2]÷10=1.2;
(2)∵s2甲>s2乙,∴乙的成绩稳定,选择乙同学参加射击比赛.
方法总结:用“先平均,再求差,然后平方,最后再平均”得到的结果就是方差.【类型二】已知原数据的方差,求新数据的方差
已知数据x1,x2,x3,…,x20的平均数是2,方差是
1
4
,则数据4x1-2,4x2-2,4x3-2,…,4x20-2的平均数和方差是( )
A.2,
1
4
B.4,4 C.6,
1
4
D.6,4
解析:∵x=
1
20
(x1+x2+x3+…+x20)=
2,x新=1
20
(4x1-2+4x2-2+4x3-2+…+
4x20-2)=6;s2=
1
10
[(x1-2)2+(x2-2)2+
(x3-2)2+…+(x20-2)2]=1
4
,s24x-2=
1
20
[(4x1-2-6)2+(4x2-2-6)2+(4x3-2-
6)2+…+(4x20-2-6)2]=1
4
×16=4.故选
D.
方法总结:掌握数据都加上一个数(或减去一个数)时,方差不变,即数据的波动情况不变,平均数也加或减这个数;当乘以一个数时,方差变成这个数的平方倍,平均数也乘以这个数是本题的关键.
【类型三】根据统计图表判断方差的大小
如图是2014年1~12月份某市居民消费价格指数、工业产品出厂价格指数以及原材料等购进价格指数的折线统计图.由统计图可知,三种价格指数方差最小的是( )
A.居民消费价格指数
B.工业产品出厂价格指数
C.原材料等购进价格指数
D.不能确定
解析:从折线统计图中可以明显看出居民消费价格指数的波动最小,故方差最小的是居民消费价格指数.故选A.
方法总结:折线图不但可以表示出数量的多少,而且能够清楚地表示出数量的增减变化情况.
探究点二:由方差判断数据的波动程度
为了考察甲、乙两种小麦的长势,分别从中抽取10株麦苗,测得苗高如下(单位:cm):
甲:12,13,14,13,10,16,13,13,
15,11
乙:6,9,7,12,11,16,14,16,20,19
(1)将数据整理,并通过计算后把下表
小麦中位数众数平均数方差
甲1313
乙1621
(2)选择合适的数据代表,说明哪一种小麦长势较好.
解析:(1)中位数是将一组数据从小到大(或从大到小)重新排列后,最中间的那个数(最中间两个数的平均数);出现次数最多的这个数即为这组数据的众数;(2)方差越小,数据越稳定,小麦长势较好.
解:(1)将数据整理如下:
甲
1
1
1
1
2
1
3
1
3
1
3
1
3
1
4
1
5
1
6 乙679
1
1
1
2
1
4
1
6
1
6
1
9
2
小麦中位数众数平均数方差
甲131313 2.8 乙13161321
(2)因为甲种小麦苗高的方差远小于乙种小麦苗高的方差,故甲种小麦苗高整齐,而两种小麦苗高的中位数和平均数相同,故甲种小麦长势较好.
方法总结:平均数表示一组数据的平均程度;中位数是将一组数据从小到大(或从大到小)重新排列后,最中间的那个数(最中间两个数的平均数);方差是用来衡量一组数据波动大小的量.
三、板书设计
1.方差的概念
2.方差的计算公式
通过这节课的教学,让我深刻的体会到只要我们充分相信学生,给学生以最大的自主探索空间,让学生经历数学知识的探究过程,这样既能让学生自主获取数学知识与技能,而且还能让学生达到对知识的深层次理解,更主要的是能让学生在探究过程中学习
科学研究的方法,从而增强学生的自主意识,培养学生的探索精神和创新思维.。