在統(tǒng)計里主要有兩種估計方法:一是用樣本的頻率分布估計總體的分布,二是用樣本的數(shù)據(jù)特征(如平均數(shù)、中位數(shù)和眾數(shù))估計總體的數(shù)據(jù)特征。 1.統(tǒng)計思想的概念 現(xiàn)實生活中有大量的數(shù)據(jù)需要分析和研究,如人口數(shù)量、物價指數(shù)、商品合格率、種子發(fā)芽率等等。有時需要對所有的數(shù)據(jù)進行全面調(diào)查,如我國為了掌握人口的真實情況,曾經(jīng)進行過全國人口普查。一般情況下不可能也不需要考察所有對象,如物價指數(shù)、商品合格率等,就需要采取抽樣調(diào)查的方法收集和分析數(shù)據(jù),用樣本來估計總體,從而進行合理的推斷和決策,這就是統(tǒng)計的思想方法。 2.統(tǒng)計思想的重要意義 在《課程標準》實施前的小學數(shù)學中,統(tǒng)計圖表的知識也是必學的內(nèi)容,但受那個時代人們觀念的局限,對統(tǒng)計的認識和教學主要限于統(tǒng)計知識和技能本身,并沒有把統(tǒng)計與信息時代和市場經(jīng)濟社會很好地聯(lián)系起來。當今社會,人們每天的日常工作和生活都會面對紛繁復雜的信息和數(shù)據(jù),如何收集、整理和分析數(shù)據(jù),學會運用數(shù)據(jù)說話,做出科學的推斷和決策,是每一個公民必須具備的數(shù)學素養(yǎng)和思維方式。因此,使學生在義務教育階段熟悉統(tǒng)計的思想方法,逐步形成統(tǒng)計觀念,有助于運用隨機的觀點理解世界,形成科學的世界觀和方法論。 3.統(tǒng)計思想的具體應用 在小學數(shù)學中,統(tǒng)計思想的應用大體上可分為兩種:一是統(tǒng)計作為四大領域知識中的一類知識,安排了很多獨立的單元進行統(tǒng)計知識的教學;二是在學習了一些統(tǒng)計知識后,在其他領域知識的學習中,都不同程度地應用了統(tǒng)計知識,作為知識呈現(xiàn)的載體和解決問題的方法進行教學。因而,統(tǒng)計思想在小學數(shù)學中的應用是比較廣泛的。 小學數(shù)學中統(tǒng)計的知識點主要有:象形統(tǒng)計圖、単式統(tǒng)計表、復式統(tǒng)計表、單式條形統(tǒng)計圖、復式條形統(tǒng)計圖、單式折線統(tǒng)計圖、復式折線統(tǒng)計圖、扇形統(tǒng)計圖、平均數(shù)、中位數(shù)、眾數(shù)等。這些知識作為學習統(tǒng)計的基礎是必須掌握的,但更重的是能夠根據(jù)數(shù)據(jù)的特點和解決問題的需要選擇合適的統(tǒng)計圖表或者統(tǒng)計量來描述和分析數(shù)據(jù)、做出合理的預測和決策。 4.統(tǒng)計思想的教學 《課程標準》的頒布和實施,賦予了統(tǒng)計更加豐富的內(nèi)涵。教師要全面理解《課程標準》關于統(tǒng)計知識的內(nèi)容和理念,在教學中要注意以下幾點。 第一,注意過程性目標的教學。讓學生經(jīng)歷數(shù)據(jù)的收集、整理、描述、分析、推斷和決策的過程。包括設計合適的調(diào)查表、選擇合適的統(tǒng)計圖表和統(tǒng)計量描述數(shù)據(jù)、科學地分析數(shù)據(jù)并做出合理的決策。統(tǒng)計的教學要改變以往注重統(tǒng)計知識和技能這種數(shù)學化的傾向,要讓學生經(jīng)歷統(tǒng)計的全過程,把統(tǒng)計與生活密切聯(lián)系起來,讓學生學習活生生的統(tǒng)計,而不是僅僅回答枯燥乏味的純數(shù)學問題。 第二,認識統(tǒng)計對決策的作用,能從統(tǒng)計的角度思考與數(shù)據(jù)有關的問題。學會用數(shù)據(jù)說話,能使我們的思維更加理性,避免感性行事。從小學開始就要讓學生認識統(tǒng)計對決策的重要作用,為將來的進一步學習和走向社會培養(yǎng)良好的統(tǒng)計意識。如作為市場經(jīng)濟和信息化社會的公民,每個人無不與經(jīng)濟活動和投資理財打交道,如果能夠根據(jù)影響經(jīng)濟運行的各種主要數(shù)據(jù)進行合理的分析和推斷,做出正確的投資理財決策、使自己的投資不斷保值和升值,對于每個公民意義重大。 當然,統(tǒng)計推斷往往是基于用樣本來估計總體,屬于合情推斷,并不是一種必然的邏輯關系;因而決策有時是符合預期的,有時也可能不十分正確甚至有可能是錯誤的,如中國2004、2005、2006、2007年的全年國內(nèi)生產(chǎn)總值比上一年分別增長9.5%、9.9%、10.7%、11.4%,根據(jù)這個變化趨勢,預測2008年有可能增長12%;這種預測是一種簡單的統(tǒng)計推斷,這僅僅是一種可能;換句話說,2008年如果沒有增長那么快也是有可能的。實際上,2008年突發(fā)的全球金融危機影響了經(jīng)濟增長,2008年比上年只增長了9%。 第三,能對給定數(shù)據(jù)的來源、收集和描述的方法,以及分析的結論進行合理的質(zhì)疑?,F(xiàn)實生活中的各種統(tǒng)計數(shù)據(jù)和信息紛繁復雜,權威部門發(fā)布的統(tǒng)計數(shù)據(jù)基本上是科學可信的,但是有些公司或者廣告發(fā)布的數(shù)據(jù)可能存在偏差。有些數(shù)據(jù)不十分合理或者不夠精細,從而影響人們的認識和決策,甚至給人們帶來誤導。學習了統(tǒng)計知識以后,尤其是作為未來的公民,應該能夠從科學、全面、微觀的角度分析數(shù)據(jù),從而做出正確的判斷和決策。如最近公布的2009年各地區(qū)單位職工年平均工資情況。很多人認為自己沒有這么高的收入,而平均工資為什么會這么高,因而就質(zhì)疑統(tǒng)計結果。如果我們從統(tǒng)計的角度對數(shù)據(jù)的來源進行全面、細致的分析,把平均數(shù)和中位數(shù)結合起來,搞清楚數(shù)據(jù)的大致分布情況,就不會有疑問了。這個數(shù)據(jù)是一個平均數(shù),是把各個單位(不包括個體戶)的工資收入總額除以職工總數(shù)的得出來的平均數(shù)。如某市在統(tǒng)計的19個行業(yè)中,有10個行業(yè)的平均工資低于平均數(shù),而且這10個行業(yè)的就業(yè)人數(shù)相對較多,平均工資最高的行業(yè)是最低行業(yè)的8倍還多。高收入行業(yè)的收入過高,極端值拉高了平均數(shù),導致平均數(shù)大于中位數(shù)。實際上一半以上的人均工資要低于平均數(shù),所以很多人以為自己的收入“被增長”了 另外,在小學階段,由于計算難度的制約,解決一些統(tǒng)計問題時選定的樣本容量往往較少,這時我們要注意這樣的統(tǒng)計推斷是否可信。如把一個班級50人作為一個樣本進行調(diào)查收集數(shù)據(jù),進而對全年級甚至同齡人進行估計,要注意50人的數(shù)據(jù)是否具有代表性。如果調(diào)查50人的身高、體重、血型、鞋子號碼、服裝型號分布等等可能是合適的。如果調(diào)查50人出生的月份分布情況,以此來推斷全年級甚至同齡人出生的月份,出現(xiàn)差錯的可能性會大一些。因為一年有12個月,50人平均下來每個月也就4到5人,容量太小代表性就差。 第四,對有關概念應正確理解,應注重知識的應用,避免單純的數(shù)據(jù)計算和概念判斷。如平均數(shù)、中位數(shù)和眾數(shù)的聯(lián)系和區(qū)別,這三個統(tǒng)計量到底在什么條件下適用,一直困擾著很多老師。另外,有些老師喜歡在一些概念上糾纏,而不是關注知識的應用和實際意義,如讓學生找出下面一組數(shù)據(jù)的眾數(shù):75 84 84 89 89 92 92 96 98。這樣的問題沒有什么現(xiàn)實意義,不如給一組聯(lián)系實際的數(shù)據(jù),讓學生去思考用什么量數(shù)作為該組數(shù)據(jù)一般水平的代表,更有意義。 平均數(shù)、中位數(shù)和眾數(shù)都是反映一組數(shù)據(jù)集中趨勢的量數(shù),代表一般水平。 平均數(shù)能反映全體數(shù)據(jù)的信息,任何一個數(shù)據(jù)的改變都會引起平均數(shù)的改變,比較敏感,因而應用比較普遍;缺點是易受極端值的影響。日常生活和研究領域的統(tǒng)計數(shù)據(jù),多數(shù)都選擇平均數(shù)作為代表值。如我們國家和地方統(tǒng)計部門經(jīng)常公布的人均產(chǎn)值、人均收入、物價指數(shù)等等,都是應用平均數(shù)作為代表值。 中位數(shù)處于中間水平,不受極端值的影響,運算簡單,在一組數(shù)據(jù)中起分水嶺的作用;缺點是不能反映全體數(shù)據(jù)的情況,可靠性較差。 眾數(shù)不受極端數(shù)據(jù)的影響,運算簡單,當要找出適應多數(shù)需要的數(shù)值時,常用眾數(shù);缺點是不能反映全體數(shù)據(jù)的情況,可靠性較差。眾數(shù)可能不唯一,甚至有時沒有。 這三個統(tǒng)計量有著各自的特點和適用的條件,可以根據(jù)研究和解決問題的需要來選擇;與中位數(shù)和眾數(shù)比較而言,平均數(shù)可以反映更多的樣本數(shù)據(jù)全體的信息。然而他們?nèi)齽t并不是一種完全排斥的關系,特殊情況下這三個統(tǒng)計量或者其中的兩個統(tǒng)計量都有可能成為一組數(shù)據(jù)一般水平的代表。如學生的考試成績往往服從正態(tài)或者近似正態(tài)分布,那么這三個統(tǒng)計量很可能相等或者非常接近;這時用三個統(tǒng)計量中的任何一個作為該數(shù)據(jù)一般水平的代表都是可以的。有時把平均數(shù)和中位數(shù)結合使用,會了解更多的信息。如某次數(shù)學考試全班49人平均分數(shù)為92分,小林考了93分、排名第25、小明的成績比小林高2分??梢园l(fā)現(xiàn)中位數(shù)是93分,小明的成績處于中上等水平,平均分低于中位數(shù),說明可能有極端的低分數(shù)。 案例1:一家公司2008年和2009年職工年工資情況如下表。
(1)這家公司2008年和2009年職工平均工資各是多少? (2)這家公司對外宣稱,2009年職工平均工資比2008年增長17%以上,這種說法有不妥之處嗎? 分析:(1)2008年和2009年職工平均工資分別為: (8+2×7+8×5+10×4+79×2)÷100=2.6(萬元) (10+2×8.5+8×6+10×4.8+79×2.3)=3.047(萬元) (2)(3.047-2.6)÷2.6≈17.2%,(2.3-2)÷2=15%。從全體職工平均工資角度看,2009年比上年增長確實超過了17%。但是代表公司大多數(shù)的普通員工的平均工資低于平均數(shù),增長率也低于平均增長率,普通員工與高級管理人員的收入差距在逐年擴大。 案例2:日本和中國2009年國內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)大約分別是50458、49285億美元,分別排名世界第二和第三。如果中國人口總數(shù)按13.4億計算,日本人口總數(shù)大約是中國的9.5%。在參加統(tǒng)計的183個經(jīng)濟體中,人均GDP日本排名17位,中國排在101位,排在第92位的人均GDP為4059美元。比較中國和日本GDP的總量及人均GDP,并結合中位數(shù)分析,你能發(fā)現(xiàn)哪些信息? 分析:從GDP總量上來說,中國已經(jīng)排名世界第三,而且與排名第二位的日本非常接近,可以發(fā)現(xiàn)中國是世界經(jīng)濟大國。但是從平均數(shù)的角度看,日本人均GDP為39731美元,中國為3678美元,中國遠落后于日本,而其低于中位數(shù)4059美元,說明我們的人均GDP處于中下水平。與中等水平相差大約10%。 案例3:有關部門對一個社區(qū)的100個居民月度人均用水量進行了調(diào)查統(tǒng)計,數(shù)據(jù)如下表:
(1)計算這組數(shù)據(jù)的平均數(shù)、中位數(shù)和眾數(shù)。 (2)什么數(shù)可以代表居民人均用水量的一般水平? (3)如果采取階梯水價,標準用水量以上加價收費,希望至少70%的居民不受影響,你認為人均標準用水量定為多少比較合適? 分析: (1)平均數(shù):(2×8+3×24+4×40+5×22+6×6)÷100=3.94(噸) 中位數(shù)和眾數(shù)都是4噸。 (2)中位數(shù)和眾數(shù)相等,平均數(shù)也約等于中位數(shù)和眾數(shù),這三個量差別很小,都可以作為該組數(shù)據(jù)一般水平的代表。 (3)100×70%=70,用水量在4噸及以下的人數(shù)為72人,所以人均標準用水量定為4噸比較合適。 |
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