加權幾何平均數 平均數的認識

2021-10-12 08:26:58 字數 2587 閱讀 1710

一.概念描述

現代數學:平均數分為算術平均數、加權平均數、幾何平均數、調和平均數、指數平均數和平方平均數等。在小學數學中常用的平均數主要是算術平均數和加權平均數,它們都是統計學的基本概念,因常用於計算樣本的集中趨勢,所以也分別叫作樣本算術平均數(值)和樣本加權算術平均數(值)。

小學數學:小學數學教材中沒有明確給出平均數的定義,主要通過「總數除以總份數所得的結果就是平均數」進行過程性定義,重點在於讓學生掌握計算平均數的方法,並能結合實際問題進行分析,感受平均數的價值。

二.概念解讀

(1)平均數與中位數和眾數

平均數在資料分析的過程中發揮著重要的作用,與中位數和眾數有著密切的聯絡。在日常學習和生活中處理的資料大部分是對稱的資料,資料符合或者近似符合正態分佈,這時平均數、中位數和眾數是一樣的。如果資料偏態分布, 三者才會有所區別。

平均數易受極端資料的影響,但是與中位數和眾數相比,平均數能更多地利用所有資料的資訊。另外,還有乙個原因:假設x和y的平均數為a,利用中學的知識可以證明a是與x,y這兩個資料差的平方和達到最小的實數,即對任意的實數有(x-a)2+(y-a)2≤(y-b)2(a≠b)。這說明平均數使平方和達到最小,也就是說用平均數代表資料,可以使二次損損失最小。而利用中位數和眾數,可以使一次損失(誤差絕對值的和)最小。

(2)算術平均數與加權平均數

過去小學數學把算術平均數叫作「簡單平均數」,把加權平均數叫作「較複雜的平均數」。在小學階段,權重主要指資料出現的頻率。如果一組資料中每個資料都只出現一次,也就是每個資料的重要性相同,則計算的結果為算術平均數。所謂加權平均數,是指各個資料的「分

量」不同,有的重要些,有的輕些,將它們的重要性用權重表示,即一組資料中每個資料出現的次數不止一次,則計算出的平均數就是加權平均數。例如:

①每千克奶糖15元,每千克水果糖10元,每千克巧克力糖20元,三種糖各1千克混合在一起,平均每千克多少元錢?

(15+10+20)÷3=15(元)

由於每種糖都是1千克,所以只需要簡單求和然後除以總質量,所得結果就是算術平均數。

②每千克奶糖15元,每千克水果糖10元,每千克巧克力糖20元,將2千克奶糖,3千克水果糖和5千克巧克力糖混合在一起,平均每千克多少元錢?

(15x2+10x3+20x5)÷(2+3+5)=16(元)

由於每種糖所佔的比重不相同,在計算平均數時就要加以考慮,所以按這種方法計算的結果就是加權平均數。

三.教學建議

平均數是小學數學中的教學內容,新課程改革明確「平均數」不再是單純的應用題的型別之一,而是「作為一種統計量」。因此,在傳統教學強例平均數計算意義的基礎上,教師應進一步突出概念意義和統計意義。

(1)經歷所平均數產生的過程,感受平均數的作用

平均數作為一種重要的統計量,如何讓學生體會到它在統計中的作用呢?吳正憲老師在執教「平均數」一課時,巧妙地運用拍球比賽這一學生喜聞樂見的遊戲形式,調動了遊戲規則的生活經驗,學生乙個「不公平!」,否定了人數不同比拍球總個數定輸贏的方法。「這可怎麼辦呢?」隨著吳老師的追問,乙個胖胖的小男孩站起來伸開雙臂,結結巴巴地說:「把這兒個數勻乎勻乎,看看得幾,就能比較出來了。」吳老師對這個小男孩兒讚賞不已。是呀, 乙個「勻乎勻乎」就使平均數應運而生了。

(2)通過具體資料分析,加深對平均數概念意義的理解

平均數本身是不能孤立存在的,因此要加強原始資料和平均數的溝通,通過建立聯絡讓學生感受平均數的特點,加深對概念意義的理解。下面這個經典案例同樣出現在吳正憲老師的課堂上:

「前三次小紅和小亮分別平均每人打兒環?可以怎麼算呢?」(如下表)很多學生用打中總環數除以射擊次數,有個別學生想出了移多補少的方法。吳老師評價:「這樣的方法真好,一下子就讓我們看到了平均數真的能代表這些資料的水平!」吳老師繼續提問:「小紅第4槍打了7環,小強第4槍打10環,打了第4槍後,會不會影響前三次的平均數?」經過一系列的思考,學生感受到加入乙個資料以後,會對原平均數產生影響,感受到平均數和一組資料中每個資料有關的特點。

(3)結合具具體問題情境,客觀理解平均數的統計意義

統計和生活緊密相關,在利用平均數分析問題時要和生活緊密聯絡,以凸顯平均數的統計意義。王傑老師在執教「平均數」一課時,設計了這樣乙個問題:周一至周五高峰時,平均每小時通過1號橋的車輛為1756輛,通過2號橋的車輛為965輛(兩個橋的跨度等條件差不多),那麼駕車走哪條路會比較通暢?為什麼?學生對此意見不同,展開爭論。最後王老師總結:平均數可以作為參考,但是它反映的只是一般情況,並不能反映出某種特殊情況。在這個過程中,學生既可以體會到平均數的意義,又可以體會到資料的隨機性。

四.推薦閱讀

(1)《小學數學研究》(張奠宙等,高等教育出版社,2009)

該書第220-222頁論述了加權平均數的作用和價值,以及與算術平均數的聯絡和區別。

(2)《吳正憲的兒童數學教育》(周玉仁、楊文榮,北京師範大學出版社,2010)

該書中的一些案例生動、具體,本詞條引用的案例主要來自該書。

(3)《回歸平均數的統計意義》(曹培英,《小學數學教師》,2023年第7-8期)

該文從平均數歷史回顧、練習的審視、新設計關注點等幾個角度詳細進行了介紹,對廣大一線教師有一定的指導意義。

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