第二章 统计全章教学设计.docx
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第二章统计全章教学设计
第二章统计
备课人
授课时间
课题
2.1.1简单随机抽样
课标要求
正确理解随机抽样的概念，掌握抽签法、随机数表法的一般步骤
教
学
目
标
知识目标
理解随机抽样的概念，掌握抽签法、随机数表法的一般步骤
技能目标
通过自学课后“阅读与思考”，让学生进一步了解虚假广告是淡化总体和抽样方法、强化统计结果来夸大产品的有效性，以提高学生理论联系实际的能力．
情感态度价值观
通过对现实生活和其他学科中统计问题的提出，体会数学知识与现实世界及各学科知识之间的联系，认识数学的重要性。
重点
正确理解简单随机抽样的概念，掌握抽签法及随机数法的步骤，并能灵活应用相关知识从总体中抽取样本。
难点
随机数表的应用
教
学
过
程
及
方
法
问题与情境及教师活动
学生活动
教学设想：
假设你作为一名食品卫生工作人员，要对某食品店内的一批小包装饼干进行卫生达标检验，你准备怎样做？
显然，你只能从中抽取一定数量的饼干作为检验的样本。
（为什么？
）那么，应当怎样获取样本呢？
【探究新知】
一、简单随机抽样的概念
一般地，设一个总体含有N个个体，从中逐个不放回地抽取n个个体作为样本（n≤N）,如果每次抽取时总体内的各个个体被抽到的机会都相等，就把这种抽样方法叫做简单随机抽样，这样抽取的样本，叫做简单随机样本。
【说明】简单随机抽样必须具备下列特点：
（1）简单随机抽样要求被抽取的样本的总体个数N是有限的。
（2）简单随机样本数n小于等于样本总体的个数N。
（3）简单随机样本是从总体中逐个抽取的。
第二章统计
问题与情境及教师活动
学生活动
（4）简单随机抽样是一种不放回的抽样。
（5）简单随机抽样的每个个体入样的可能性均为n/N。
思考？
下列抽样的方式是否属于简单随机抽样？
为什么？
（1）从无限多个个体中抽取50个个体作为样本。
（2）箱子里共有100个零件，从中选出10个零件进行质量检验，在抽样操作中，从中任意取出一个零件进行质量检验后，再把它放回箱子。
二、抽签法和随机数表法
1、抽签法的定义
一般地，抽签法就是把总体中的N个个体编号，把号码写在号签上，将号签放在一个容器中，搅拌均匀后，每次从中抽取一个号签，连续抽取n次，就得到一个容量为n的样本。
【说明】抽签法的一般步骤：
（1）将总体的个体编号。
（2）连续抽签获取样本号码。
思考？
你认为抽签法有什么优点和缺点：
当总体中的个体数很多时，用抽签法方便吗？
2、随机数表法的定义：
利用随机数表、随机数骰子或计算机产生的随机数进行抽样，叫随机数表法，这里仅介绍随机数表法。
怎样利用随机数表产生样本呢？
下面通过例子来说明，假设我们要考察某公司生产的500克袋装牛奶的质量是否达标，现从800袋牛奶中抽取60袋进行检验，利用随机数表抽取样本时，可以按照下面的步骤进行。
第一步，先将800袋牛奶编号，可以编为000，001，…，799。
第二步，在随机数表中任选一个数，例如选出第8行第7列的数7（为了便于说明，下面摘取了附表1的第6行至第10行）。
2
教
学
过
程
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方
法
问题与情境及教师活动
学生活动
162277943949544354821737932378
844217533157245506887704744767
630163785916955567199810507175
332112342978645607825242074438
576086324409472796544917460962
87352096438426349164
21763350258392120676
12867358074439523879
15510013429966027954
90528477270802734328
第三步，从选定的数7开始向右读（读数的方向也可以是向左、向上、向下等），得到一个三位数785，由于785＜799，说明号码785在总体内，将它取出；继续向右读，得到916，由于916＞799，将它去掉，按照这种方法继续向右读，又取出567，199，507，…，依次下去，直到样本的60个号码全部取出，这样我们就得到一个容量为60的样本。
【说明】随机数表法的步骤：
（1）将总体的个体编号。
（2）在随机数表中选择开始数字。
（3）读数获取样本号码。
【例题精析】
例1：
人们打桥牌时，将洗好的扑克牌随机确定一张为起始牌，这时按次序搬牌时，对任何一家来说，都是从52张牌中抽取13张牌，问这种抽样方法是否是简单随机抽样？
[分析]简单随机抽样的实质是逐个地从总体中随机抽取样本，而这里只是随机确定了起始张，其他各张牌虽然是逐张起牌，但是各张在谁手里已被确定，所以不是简单随机抽样。
例2：
某车间工人加工一种轴100件，为了了解这种轴的直径，要从中抽取10件轴在同一条件下测量，如何采用简单随机抽样的方法抽取样本？
[分析]简单随机抽样一般采用两种方法：
抽签法和随机数表法。
解法1：
（抽签法）将100件轴编号为1，2，…，100，并做好大小、形状相同的号签，分别写上这100个数，将这些号签放在一起，进
3
第二章统计
教
学
过
程
及
方
法
问题与情境及教师活动
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均匀搅拌，接着连续抽取10个号签，然后测量这个10个号签对应的轴的直径。
解法2：
（随机数表法）将100件轴编号为00，01，…99，在随机数表中选定一个起始位置，如取第21行第1个数开始，选取10个为68，34，30，13，70，55，74，77，40，44，这10件即为所要抽取的样本。
【课堂练习】见课本
【课堂小结】
1、简单随机抽样是一种最简单、最基本的抽样方法，简单随机抽样有两种选取个体的方法：
放回和不放回，我们在抽样调查中用的是不放回抽样，常用的简单随机抽样方法有抽签法和随机数法。
2、抽签法的优点是简单易行，缺点是当总体的容量非常大时，费时、费力，又不方便，如果标号的签搅拌得不均匀，会导致抽样不公平，随机数表法的优点与抽签法相同，缺点上当总体容量较大时，仍然不是很方便，但是比抽签法公平，因此这两种方法只适合总体容量较少的抽样类型。
3、简单随机抽样每个个体入样的可能性都相等，均为n/N，但是这里一定要将每个个体入样的可能性、第n次每个个体入样的可能性、特定的个体在第n次被抽到的可能性这三种情况区分开业，避免在解题中出现错误。
教
学
小
结
通过本节的学习，应明确什么是系统抽样，系统抽样的适用范围，如何用系统抽样获取样本．
课后
反思
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备课人
授课时间
课题
2.1.2系统抽样
课标要求
理解系统抽样，会用系统抽样从总体中抽取样本
教
学
目
标
知识目标
了解系统抽样在实际生活中的应用
技能目标
通过自学课后“阅读与思考”，让学生进一步了解虚假广告是淡化总体和抽样方法、强化统计结果来夸大产品的有效性，以提高学生理论联系实际的能力．
情感态度价值观
通过了解系统抽样的应用，提高学生学习数学的兴趣.
重点
实施系统抽样的步骤．
难点
当
不是整数，如何实施系统抽样．
教
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及
方
法
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导入新课
上一节我们学习了简单随机抽样，那么简单随机抽样的特点是什么？
简单随机抽样是最简单和最基本的抽样方法，当总体中的个体较少时，常采用简单随机抽样．但是如果总体中的个体较多时，怎样抽取样本呢？
教师点出课题：
系统抽样．
提出问题
（1）某学校为了了解高一年级学生对教师教学的意见，打算从高一年级500名学生中抽取50名进行调查，除了用简单随机抽样获取样本外，你能否设计其他抽取样本的方法？
（2）请归纳系统抽样的定义和步骤.
（3）系统抽样有什么特点？
讨论结果：
（1）可以将这500名学生随机编号1—500，分成50组，每组10人，第1组是1—10，第二组11—20，依次分下去，然后用简单随机抽样在第1组抽取1人,比如号码是2，然后每隔10个号抽取一个，得到2，12，22，…，492．
这样就得到一个容量为50的样本．
1
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问题与情境及教师活动
学生活动
这种抽样方法称为系统抽样．
（2）一般地，要从容量为N的总体中抽取容量为n的样本，可将总体分成均衡的若干部分，然后按照预先制定的规则，从每一部分抽取一个个体，得到所需要的样本，这种抽样的方法叫做系统抽样.
其步骤是：
1°采用随机抽样的方法将总体中的N个个体编号;
2°将整体按编号进行分段，确定分段间隔k（k∈N,l≤k）;
3°在第1段用简单随机抽样确定起始个体的编号l（l∈N,l≤k）;
4°按照一定的规则抽取样本.通常是将起始编号l加上间隔k得到第2个个体编号（l+k），再加上k得到第3个个体编号（l+2k），这样继续下去，直到获取整个样本．
说明：
从系统抽样的步骤可以看出，系统抽样是把一个问题划分成若干部分分块解决，从而把复杂问题简单化，体现了数学转化思想．
（3）系统抽样的特点是：
1°当总体容量N较大时，采用系统抽样；
2°将总体分成均衡的若干部分指的是将总体分段，分段的间隔要求相等，因此，系统抽样又称等距抽样，这时间隔一般为k＝［
］．
3°预先制定的规则指的是：
在第1段内采用简单随机抽样确定一个起始编号，在此编号的基础上加上分段间隔的整倍数即为抽样编号．
应用示例
例1为了了解参加某种知识竞赛的1000名学生的成绩，应采用什么抽样方法较恰当？
简述抽样过程．
解：
适宜选用系统抽样，抽样过程如下：
（1）随机地将这1000名学生编号为1，2，3，…，1000．
（2）将总体按编号顺序均分成50部分，每部分包括20个个体．
（3）在第一部分的个体编号1，2，3，…，20中，利用简单随机抽样抽取一个号码，比如18．
（4）以18为起始号码，每间隔20抽取一个号码，这样得到一个容量为50的样本：
18，38，58，…，978，998．
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方
法
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点评：
系统抽样与简单随机抽样一样，每个个体被抽到的概率都相等,从而说明系统抽样是等概率抽样，它是公平的．系统抽样是建立在简单随机抽样的基础之上的，当将总体均分后对每一部分进行抽样时，采用的是简单随机抽样．
例2为了了解参加某种知识竞赛的1003名学生的成绩，请用系统抽样抽取一个容量为50的样本．
分析：
由于
不是整数，所以先从总体中随机剔除3个个体．
步骤：
（1）随机地将这1003个个体编号为1，2，3，…，1003．
（2）利用简单随机抽样，先从总体中剔除3个个体（可利用随机数表），剩下的个体数1000能被样本容量50整除，然后再重新编号为1，2，3，…，1000．
（3）确定分段间隔．
=20，则将这1000名学生分成50组，每组20人，第1组是1，2，3，…，20；第2组是21，22，23，…，40；依次下去，第50组是981，982，…，1000．
（4）在第1组用简单随机抽样确定第一个个体编号l（l≤20）.
（5）按照一定的规则抽取样本．抽取的学生编号为l+20k（k=0,1,2,…，19），得到50个个体作为样本，如当k=2时的样本编号为2，22，42，…，982．
点评：
如果遇到
不是整数的情况，可以先从总体中随机地剔除几个个体，使得总体中剩余的个体数能被样本容量整除．
教
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通过本节的学习，应明确什么是系统抽样，系统抽样的适用范围，如何用系统抽样获取样本．
课后
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课题
2.1.3分层抽样
课标要求
理解分层抽样的概念，掌握其实施步骤，
教
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目
标
知识目标
理解分层抽样的概念，掌握其实施步骤，培养学生发现问题和解决问题的能力；
技能目标
掌握分层抽样与简单随机抽样和系统抽样的区别与联系，
情感态度价值观
提高学生的总结和归纳能力，让学生领会到客观世界的普遍联系性．
重点
分层抽样的概念及其步骤．
难点
确定各层的入样个体数目，以及根据实际情况选择正确的抽样方法．
教
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问题与情境及教师活动
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一、导入新课
中国共产党第十七次代表大会的代表名额原则上是按各选举单位的党组织数、党员人数进行分配的，并适当考虑前几次代表大会代表名额数等因素．按照这一分配办法，各选举单位的代表名额，比十六大时都有增加．另外，按惯例，中央将确定一部分已经退出领导岗位的老党员作为特邀代表出席大会．这种产生代表的方法是简单随机抽样还是系统抽样？
教师点出课题：
分层抽样．
我们已经学习了两种抽样方法：
简单随机抽样和系统抽样，本节课我们学习分层抽样．
二、新知探究
提出问题，学生讨论
（1）假设某地区有高中生2400人，初中生10900人，小学生11000人，此地教育部门为了了解本地区中小学的近视情况及其形成原因，要从本地区的小学生中抽取1%的学生进行调查，你认为应当怎样抽取样本？
（2）想一想为什么这样取各个学段的个体数？
（3）请归纳分层抽样的定义.
（4）请归纳分层抽样的步骤.
（5）分层抽样时如何分层？
其适用于什么样的总体？
讨论结果：
（1）分别利用系统抽样在高中生中抽取2400×1%=24人，在初中生中抽取10900×1%=109人，在小学生中抽取11000×1%=110人．这种抽样方法称为分层抽样．
（2）含有个体多的层，在样本中的代表也应该多，即样本从该层中抽取的个体数也应该多．这样的样本才有更好的代表性．
第二章统计
问题与情境及教师活动
学生活动
（3）一般地，在抽样时，将总体分成互不交叉的层，然后按照一定的比例，从各层独立地抽取一定数量的个体，将各层取出的个体合在一起作为样本，这种抽样的方法叫分层抽样．
（4）分层抽样的步骤：
①分层：
按某种特征将总体分成若干部分（层）；
②按抽样比确定每层抽取个体的个数；
③各层分别按简单随机抽样的方法抽取样本；
④综合每层抽样，组成样本．
（5）分层抽样又称类型抽样，应用分层抽样应遵循以下要求：
①分层时将相似的个体归入一类，即为一层，分层要求每层的各个个体互不交叉，即遵循不重复、不遗漏的原则，即保证样本结构与总体结构一致性．
②分层抽样为保证每个个体等可能入样，需遵循在各层中进行简单随机抽样，每层样本数量与每层个体数量的比与这层个体数量与总体容量的比相等．
③当总体个体差异明显时，采用分层抽样．
三、应用示例
例1一个单位有职工500人，其中不到35岁的有125人，35岁至49岁的有280人，50岁以上的有95人，为了了解这个单位职工与身体状况有关的某项指标，要从中抽取100名职工作为样本，职工年龄与这项指标有关，应该怎样抽取？
分析：
由于职工年龄与这项指标有关，所以应选取分层抽样来抽取样本.
解：
用分层抽样来抽取样本,步骤是:
（1）分层：
按年龄将150名职工分成三层：
不到35岁的职工；35岁至49岁的职工；50岁以上的职工.
（2）确定每层抽取个体的个数．抽样比为
，则在不到35岁的职工中抽125×
=25人；在35岁至49岁的职工中抽280×
=56人；在50岁以上的职工中抽95×
=19人．
（3）在各层分别按抽签法或随机数表法抽取样本.
（4）综合每层抽样，组成样本．
点评：
本题主要考查分层抽样及其实施步骤．如果总体中的个体有差异时，那么就用分层抽样抽取样本．用分层抽样抽取样本时，要把性质、结构相同的个体组成一层。
变式训练
1.某市的3个区共有高中学生20000人，且3个区的高中学生人数之比为2∶3∶5，现要从所有学生中抽取一个容量为200的样本，调查该市高中学生的视力情况，试写出抽样过程
第二章统计
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程
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方
法
问题与情境及教师活动
学生活动
分析：
由于该市高中学生的视力有差异，按3个区分成三层，用分层抽样来抽取样本．在3个区分别抽取的学生人数之比也是2∶3∶5
解：
用分层抽样来抽取样本，步骤是：
（1）分层：
按区将20000名高中生分成三层.
（2）确定每层抽取个体的个数．在这3个区抽取的学生数目分别是40、60、100．
（3）在各层分别按随机数表法抽取样本.
（4）综合每层抽样，组成样本．
2.某单位有老年人28人，中年人54人，青年人81人，为了调查他们的身体状况，从他们中抽取容量为36的样本，最适合抽取样本的方法是A.简单随机抽样B.系统抽样
C.分层抽样D.先从老年人中剔除1人，再用分层抽样
分析：
总人数为28+54+81=163．样本容量为36，由于总体由差异明显的三部分组成，考虑用分层抽样.若按36∶163取样，无法得到整解，故考虑先剔除1人，抽取比例变为36∶162=2∶9，则中年人取12人，青年人取18人，先从老年人中剔除1人，老年人取6人，组成36的样本.
例2某商场有四类食品，其中粮食类、植物油类、动物性食品类及果蔬类分别有40种、10种、30种、20种，现从中抽取一个容量为20的样本进行食品安全检测．若采用分层抽样的方法抽取样本，则抽取的植物油类与果蔬类食品种数之和是（）
A.4B.5C.6D.7
分析：
抽样比为
=
，则抽取的植物油类种数是10×
=2，则抽取的果蔬类食品种数是20×
=4，所以抽取的植物油类与果蔬类食品种数之和是2＋4＝6.
点评：
如果A、B、C三层含有的个体数目分别是x、y、z,在A、B、C三层应抽取的个体数目分别是m、n、p,那么有x∶y∶z=m∶n∶p；如果总体有N个个体,所抽取的样本容量为n,某层所含个体数目为a,在该层抽取的样本数目为b,那么有
．
教
学
小
结
本节课重视从学生的生活经验和已有知识中学习数学和理解数学.首先为教材内容选择生活背景，让学生体验数学问题来源于生活实际;其次，大胆调用学生熟知的生活经验，使数学学习变得易于理解掌握；
反思
第二章统计
备课人
授课时间
课题
§２.2.1用样本的频率分布估计总体分布
课标要求
学会列频率分布表，画频率分布直方图、频率折线图和茎叶图
教
学
目
标
知识目标
会列频率分布表，画频率分布直方图、频率折线图和茎叶图
技能目标
会频率分布直方图、频率折线图、茎叶图的各自特征，从而恰当地选择上述方法分析样本的分布，准确地做出总体估计
情感态度价值观
通过对样本分析和总体估计的过程，感受数学对实际生活的需要，认识到数学知识源于生活并指导生活的事实，体会数学知识与现实世界的联系。
重点
会列频率分布表，画频率分布直方图、频率折线图。
难点
能通过样本的频率分布估计总体的分布。
教
学
过
程
及
方
法
问题与情境及教师活动
学生活动
一．引入
在ＮＢＡ的2004赛季中,甲、乙两名篮球运动员每场比赛得分的原始记录如下﹕
甲运动员得分﹕12，15，20，25，31，31，36，36，37，39，44，49，50
乙运动员得分﹕8，13，14，16，23，26，28，38，39，51，31，29，33
请问从上面的数据中你能否看出甲，乙两名运动员哪一位发挥比较稳定？
如何根据这些数据作出正确的判断呢？
这就是我们这堂课要研究、学习的主要内容——用样本的频率分布估计总体分布（板出课题）。
二．研探新知
探究一:
我国是世界上严重缺水的国家之一，城市缺水问题较为突出，某市政府为了节约生活用水，计划在本市试行居民生活用水定额管理，即确定一个居民月用水量标准a，用水量不超过a的部分按平价收费，超出a的部分按议价收费。
如果希望大部分居民的日常生活不受影响，那么标准a定为多少比较合理呢？
你认为，为了了较为合理地确定出这个标准，需要做哪些工作？
（让学生展开讨论）
为了制定一个较为合理的标准a，必须先了解全市居民日常用水量的分布情况，比如月均用水量在哪个范围的居民最多，他们占全市居民的百分比情况等。
因此采用抽样调查的方式，通过分析样本数据来估计全市居民用水量的分布情况。
（如课本P56）
1
第二章统计
教
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及
方
法
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分析数据的一种基本方法是用图将它们画出来，或者用紧凑的表格改变数据的排列方式，作图可以达到两个目的，一是从数据中提取信息，二是利用图形传递信息。
表格则是通过改变数据的构成形式，为我们提供解释数据的新方式。
下面我们学习的频率分布表和频率分布图，则是从各个小组数据在样本容量中所占比例大小的角度，来表示数据分布的规律。
可以让我们更清楚的看到整个样本数据的频率分布情况。
〈一〉频率分布的概念：
频率分布是指一个样本数据在各个小范围内所占比例的大小。
一般用频率分布直方图反映样本的频率分布。
其一般步骤为：
（1）计算一组数据中最大值与最小值的差，即求极差
（2）决定组距与组数
（3）将数据分组
（4）列频率分布表
（5）画频率分布直方图
以课本P56制定居民用水标准问题为例，经过以上几个步骤画出频率分布直方图。
（让学生自己动手作图）
频率分布直方图的特征：
（1）从频率分布直方图可以清楚的看出数据分布的总体趋势。
（2）从频率分布直方图得不出原始的数据内容，把数据表示成直方图后，原有的具体数据信息就被抹掉了。
探究二
同样一组数据，如果组距不同，横轴、纵轴的单位不同，得到的图和形状也会不同。
不同的形状给人以不同的印象，这种印象有时会影响我们对总体的判断，分别以0.1和1为组距重新作图，然后谈谈你对图的印象？
（把学生分成两大组进行，分别作出两种组距的图，然后组织同学们对所作图不同的看法进行交流……）
〖思考1〗：
如果当地政府希望使85%以上的居民每月的用水量不超出标准，根据频率分布表2-2和频率分布直方图2.2-1，（见课本P57）你能对制定月用水量标准提出建议吗？
（让学生仔细观察表和图）
〈二〉频率分布折线图、总体密度曲线
1．频率分布折线图的定义：
连接频率分布直方图中各小长方形上端的中点，就得到频率分布折线图。
2．总体密度曲线的定义：
在样本频率分布直方图中，相应的频率折线图会越来越接近于一条光滑曲线，统计中称这条光滑曲线为总体密度曲线。
它能够精确地反映了总体在各个范围内取值的百分比，它能给我们提供更加精细的信息。
（见课本P60）
2
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教
学
过
程
及
方
法
问题与情境及教师活动
学生活动
〖思考2〗：
１．对于任何一个总体，它的密度曲线是不是一定存在？
为什么？
２．对于任何一个总体，它的密度曲线是否可以被非常准确地画出来？
为什么？
实际上，尽管有些总体密度曲线是饿、客观存在的，但一般很难想函数图象那样准确地画出来，我们只能用样本的频率分布对它进行估计，一般来说，样本容量越大，这
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