聚焦核心素养 关注数学应用 考查关键能力 —— 谈“函数模型视角下的概率统计”的复习备考论文

2023-08-09 10:21:17 来源: 作者:liuhong
摘要:新高考对概率统计的考查更加关注数学的应用性.试题创设真实问题情境,理论联系实际,聚焦核心素养,关注数学应用,突出理性思维,考查关键能力,发挥了选拔功能.其中函数模型视角下的概率统计倍受关注,这类试题主要考查综合应用概率、方程、函数等知识和方法解决实际问题的能力.
摘要:新高考对概率统计的考查更加关注数学的应用性.试题创设真实问题情境,理论联系实际,聚焦核心素养,关注数学应用,突出理性思维,考查关键能力,发挥了选拔功能.其中函数模型视角下的概率统计倍受关注,这类试题主要考查综合应用概率、方程、函数等知识和方法解决实际问题的能力.
关键词:新高考;函数模型;概率统计;核心素养;数学应用
中国高考评价体系提出基础性、应用性、综合性、创新性考查要求,2021年新高考Ⅱ卷21题全面落实了这4个方面的考查要求,并在应用性上进行了重点探索.该题聚焦核心素养,关注数学应用,突出理性思维,考查关键能力,发挥了选拔功能.该题属于函数模型视角下的概率统计试题,其倡导理论联系实际,学以致用,体现数学的应用价值.
1真题研究
(3)实际含义:当1个微生物个体繁殖下一代的个数的期望值小于或等于1时,该种微生物经过多代繁殖后必然灭绝;当1个微生物个体繁殖下一代的个数的期望值大于1时,该种微生物经过多代繁殖后也不会灭绝.
注该题的第(1)问是随机变量期望的直接计算.第(2)问是从函数的视角解决零点(方程的根)问题.第(3)问则是根据数据结果说明概率问题,属于开放性问题,反映出该生物多代繁殖后,期望值越小,临近灭绝的概率越大;期望越大,临近灭绝的概率越小,与我们提倡的三胎政策相吻合.
2变式训练
函数模型视角下的概率统计试题创设真实问题情境,体现数学思想方法在解决实际问题中的价值和作用,考查利用数学工具解决实际问题的能力.再看下面三道变式题.
变式1(2022届高三第一次八校联考)元旦将至,学校文学社拟举办“品诗词雅韵,看俊采星驰”的古诗词挑战赛.初赛阶段有个人晋级赛和团体对决赛.个人晋级赛为“信息连线”题,每位参赛者只有一次挑战机会.比赛规则为:电脑随机给出错乱排列的五句古诗词和五条相关的诗词背景(如诗词题名、诗词作者等),要求参赛者将它们一一配对,有三对或三对以上配对正确即可晋级.团体对决赛为“诗词问答”题,为了比赛的广泛性,要求以班级为单位,各班级团队的参赛人数不少于30人,且参赛人数为偶数.为了避免答题先后的干扰,当一个班级团队全体参赛者都答题完毕后,电脑会依次显示各人的答题是否正确,并按比赛规则裁定该班级团队是否挑战成功.参赛方式有如下两种,各班可自主选择其中之一参赛.
方式一:将班级团队选派的2n个人平均分成n组,每组2人.电脑随机分配给同一组两个人一道相同的试题,两人同时独立答题,若这两人中至少有一人回答正确,则该小组闯关成功.若这n个小组都闯关成功,则该班级团队挑战成功.
方式二:将班级团队选派的2n个人平均分成2组,每组n人.电脑随机分配给同一组n个人一道相同的试题,各人同时独立答题,若这n个人都回答正确,则该小组闯关成功.若这两个小组至少有一个小组闯关成功,则该班级团队挑战成功.
所以为使本班挑战成功的可能性更大,应选择方式一参赛.
变式2(2022届广州市高三调研)某校开展“学习中国史”的主题学习活动.为了调查学生对新中国史的了解情况,需要对学生进行答题测试,答题测试的规则如下:每位参与测试的学生最多有两次答题机会,每次答一题,第一次答对,答题测试过关,得5分,停止答题测试;第一次答错,继续第二次答题,若答对,答题测试过关,得3分;若两次均答错,则答题测试不过关,得0分.某班有12位学生参与答题测试,假设每位学生第一次和第二次答题答对的概率分别为m,0.5,两次答题是否答对互不影响,每位学生答题测试过关的概率为p.
(1)若m=0.5,求每一位参与答题测试的学生所得分数的数学期望;
(2)设该班恰有9人答题测试过关的概率为f(p),当f(p)取最大值时,求p,m.
变式3(2021年山东省广饶市)为落实立德树人根本任务,坚持五育并举全面推进素质教育,某学校举行了乒乓球比赛,其中参加男子乒乓球决赛的12名队员来自3个不同校区,三个校区的队员人数分别是3,4,5.本次决赛的比赛赛制采取单循环方式,即每名队员进行11场比赛(每场比赛都采取5局3胜制),最后根据积分选出最后的冠军.积分规则如下:比赛中以3∶0或3∶1取胜的队员积3分,失败的队员积0分;而在比赛中以3∶2取胜的队员积2分,失败的队员积1分.已知第10轮张三对抗李四,设每局比赛张三取胜的概率均为p(0<p<1).
(1)比赛结束后冠亚军恰好来自不同校区的概率是多少?
(2)第10轮比赛中,记张三3∶1取胜的概率为f(p).
①求出f(p)的最大值点p0;
②若以p0作为p的值,这轮比赛张三所得积分为X,求X的分布列及期望.
解析(1)比赛结束后冠亚军恰好来自不同校
3复习备考建议
函数模型视角下的概率统计试题创设真实问题情境,理论联系实际,聚焦核心素养,关注数学应用,突出理性思维,考查关键能力,发挥了选拔功能.我们从以下三点来谈谈在高三的复习备考中如何突破这一类试题.
3.1注重对历年高考真题的研究
高考真题是高考命题专家智慧的结晶,很经典而且具有很好的代表性和预见性,是高三复习必备的素材.例如2018年全国Ⅰ卷理科第20题,2017年全国Ⅲ卷理科第18题,2016年全国Ⅰ卷理科第18题,2012年全国课标卷理科第18题等都是以生活实际问题为背景,考查函数思想在概率统计中的应用.熟悉这些高考真题,对解决新的概率问题具有很好的借鉴与指导意义.
3.2掌握概率的相关知识与函数知识
要做好一道综合题,需要掌握很多的知识与思想方法.要解决一道与函数模型有关的概率统计题,则需要掌握古典概型、概率分布(超几何分布、二项分布和正态分布)、随机事件的概率计算与数学期望、互斥事件与对立事件的概率计算等.此外还需掌握作差法比较两个数的大小,利用导数求函数的单调性、极值与最值等.
3.3聚焦核心素养,关注数学应用.
新高考对概率统计试题的考查更加关注数学的应用性,注重结合生活实际,创设真实问题情境,考查数学核心素养与关键能力,同时也综合考查了高中数学常见的数学思想方法.
作为一线教师,在平时的教学尤其是在高三的复习备考中,千万不能忽略对学生核心素养的培养,同时也要培养学生综合应用概率、方程、函数等知识和方法解决实际问题的能力,这样才能适应新高考.
参考文献:
[1]彭海燕,张瑞.概率统计的秘密[M].杭州:浙江大学出版社,2021.
[2]李鸿昌,杨春波,程汉波.高中数学一点一题型[M].合肥:中国科学技术大学出版社,2021.
