獲取數據的途徑教學設計 高一下學期數學人教A版（2019）必修第二冊

教學設計

課程基本信息學科數學年級高一學期春季課題9.1.3獲取數據的途徑教科書書名：普通高中教科書數學必修第二冊出版社：人民教育出版社教學目標1.知道獲取數據的四種途徑2.了解獲取數據的四種途徑的內容以及特點3.會通過四種途徑解決統(tǒng)計分析的有關問題教學內容教學重點：掌握常用的獲取數據的基本方法教學難點：獲取數據的基本途徑的準確應用教學過程情境導入前面幾節(jié)課我們已經學習了統(tǒng)計學的一些基本知識，那么今天學習新的內容之前請同學們看屏幕上的圖，第一個是兒童青少年用眼習慣情況，第二個是2017年和2020年中國未成年人網齡年齡對比，第三個是人口變動抽樣調查，第四個是二胎情況調查結果。這些圖片同學們都比較常見，這些都是一些數據呈現(xiàn)和獲取數據的方式，也就是獲取數據的途徑。我們再來看一段小視頻，（播放視頻）從這個視頻中我們還看到了各行各業(yè)數據生成的過程，那么數據該如何獲取，我們生活中有哪些常用的獲取數據的方式呢？二、新課講解我們知道統(tǒng)計學是通過收集數據和分析數據來認識未知現(xiàn)象，今天我們接著學習統(tǒng)計學的知識，學習獲取數據的一些基本途徑。前面我們已經學習了獲取數據的基本方法，如全面調查，抽樣調查。這就是我們今天介紹的獲取數據的第一種途徑——調查。像人口普查就是全面調查，食品質量檢驗就是抽樣調查。我們在抽樣調查的方法上學會了簡單隨機抽樣和分層隨機抽樣，其實在我們的統(tǒng)計學當中，抽樣方法不止這些，還有系統(tǒng)抽樣，整群抽樣，不等概率抽樣，自適應抽樣、兩階段抽樣等很多其他方法。那么這么多的抽樣方法在什么時候使用呢？每個問題不一樣，我們關鍵是要針對不同的問題和特點選取最有效的抽樣方法。我想問同學們一個問題：是所有的問題都能靠調查獲取數據的嗎？當然不是，我們說對于有限總體問題，我們一般通過抽樣調查或普查的方法獲取數據，例如人口總數、城鄉(xiāng)就業(yè)狀況、農村脫貧人口狀況等，要注意的是，要充分有效利用背景信息選擇或者創(chuàng)建更好的抽樣方法，并有效的避免抽樣過程中的人為錯誤。有時候也用問卷調查進行，我們在設計調查問卷時需要注意這么幾個事項，，①問題要具體有針對性，使受調查者能夠容易作答；②語言簡單準確、含義清楚，避免出現(xiàn)有歧義或意思含混的句子③題目不能出現(xiàn)引導受調查者答題傾向的語句；④設計問題時要注意如何得到敏感性問題的誠實回答.，感興趣的同學不妨查找一下相關資料進行進一步的學習。接下來我們看幾個案例，案例1，我們想知道培育的小麥新品種是否具有更高的產量，如果是，那它能比普通小麥增產多少呢？這個數據當然不能通過調查取得。我們可以將新品種和普通小麥進行比對試驗進而獲取數據。案例2我們要知道研制的新藥是否有效，如果有效，有效率是多少？我們也需要對新藥進行試驗并得出一系列的統(tǒng)計數據，由數據分析出該新藥是有效率高且安全穩(wěn)定才可以投入市場。那么像這種沒有現(xiàn)存的數據可以查詢，就需要用對比實驗的方法去獲取樣本數據，這種獲取數據的途徑就是試驗。如前面給出的兩個案例以及產品的質量。要注意的是進行試驗時要嚴格控制試驗環(huán)境，通過精心的設計安排試驗，以提高數據質量.（同時做試驗通常能得到可靠的數據資料，但需花費的人力、物力、時間較多，有時帶有破壞性.)在統(tǒng)計中，這種安排試驗的學問叫做“試驗設計”，感興趣的同學可以查閱實驗設計教科書。問題2：同學們，在我們所知的范圍內，還有沒有什么問題的數據靠調查和試驗無法獲取的呢？我們來看我們國家在一年內各個月的降水量，很明顯，這個數據既無法靠調查也無法通過試驗得到，還有我們每天的天氣溫度，空氣濕度的數據，在現(xiàn)實生活中，我們感興趣的很多自然現(xiàn)象都不能被人類所控制，如地震、降水、大氣污染、宇宙射線等.自然現(xiàn)象會隨著時間的變化而變化，不能用我們已經學過的有限總體來刻畫，也就不能用抽樣的方法獲取觀測數據；另一方面，由于自然現(xiàn)象不能被人為控制，也不能通過實驗獲取觀測數據.研究這類現(xiàn)象，只能通過長久的持續(xù)觀察獲取數據。這就是我們今天學習的第三種途徑，通過觀察獲取數據，一般通過觀察自然現(xiàn)象所獲取的數據性質比較復雜，其中蘊含著所觀察現(xiàn)象的本質信息，需要通過統(tǒng)計學理論和方法來挖掘.那么對于各個不同的行業(yè)，往往需要專業(yè)測量設備獲取觀測數據.隨著科技水平的提高，專業(yè)測量設備的自動化程度越來越高，通過觀測獲取或存儲數據的成本越來越低，這成為大數據產生的根源.我們來回顧一下學習的這三種方法，不難發(fā)現(xiàn)，無論哪種方法都需要花費相當多的時間和精力，也就是耗時耗力。那有沒有一種方法獲取數據又快又省時又省力呢？其實是有的，現(xiàn)在的人們已經在大量的使用的，那就是查詢的方法。舉個例子，某個同學要寫一篇論文，他論文當中的一些數據其實是一些某些專家研究過的，那么他有必要再去重新創(chuàng)造并獲取這些數據嗎？沒有必要，他只要通過網絡、或者書籍或者報刊，查詢到相關的資料就可以獲取這些數據，然后自己進行再加工。我們感興趣的問題，可能有眾多專家研究過，他們在研究中所收集的樣本觀測數據可能存儲于學術論文、專著、新聞稿、公報或互聯(lián)網上.這些數據是寶貴的財富，我們可以收集前人的勞動成果并加以利用，從而減少收集數據的成本.我們往往把這樣獲得的數據叫做二手數據.國家統(tǒng)計局是我國最主要的統(tǒng)計數據收集和發(fā)布的部門，調查統(tǒng)計的數據涉及經濟、社會、民生的方方面面.國家統(tǒng)計局的統(tǒng)計數據通過多種形式進行公布，例如定期發(fā)布新聞稿、舉辦新聞發(fā)布會、發(fā)布統(tǒng)計公報、出版各類統(tǒng)計資料等.統(tǒng)計公報有年度統(tǒng)計公報、經濟普查公報、人口普查公報、農業(yè)普查公報等；統(tǒng)計資料出版物有《中國統(tǒng)計摘要》、以《中國統(tǒng)計年鑒》為代表的統(tǒng)計年鑒系列等.例如，我們想了解2014年全國交通事故情況，通過查找《中國統(tǒng)計年鑒》可以得到如下表所示的數據.如果我們關心機動車交通事故逐年變化的情況，那么需要通過查找每年的數據表，并把它們合并整理.（視頻）我們還可以利用互聯(lián)網進入國家統(tǒng)計局網站查找一些數據，如2022年全國交通事故情況。我們只要打開網站，找到搜索欄目，輸入我們要查詢的內容，點擊搜索即可。要注意的是，現(xiàn)在互聯(lián)網（強大搜索功能）成為獲取二手數據的主要方式。網絡上查找的數據來歷和渠道多樣，質量參差不齊。必須根據問題背景知識“清洗”數據，去偽存真，為進一步的數據分析奠定基礎.三、例題講解【例1】(1)為了研究近年我國高等教育發(fā)展狀況，小明需要獲取近年來我國大學生入學人數的相關數據，他獲取這些數據的途徑最好是()A.通過調查獲取數據 B.通過試驗獲取數據C.通過觀察獲取數據 D.通過查詢獲得數據答案：D（2）要得到某鄉(xiāng)鎮(zhèn)的貧困人口數據，應采取的方法是()A．通過調查獲取數據B．通過試驗獲取數據C．通過觀察獲取數據D．通過查詢獲得數據答案：A（3）“中國天眼”為500米口徑球面射電望遠鏡(Five--hundred-meterApertureSphericalradioTelescope，簡稱FAST)，是具有我國自主知識產權、世界最大單口徑、最靈敏的射電望遠鏡.建造“中國天眼”的目的是（）A.通過調查獲取數據B.通過試驗獲取數據C.通過觀察獲取數據D.通過查詢獲得數據答案：C【例2】為了緩解城市的交通擁堵情況，某市準備出臺限制私家車的政策，為此要進行民意調查.某個調查小組調查了一些擁有私家車的市民，你認為這樣的調查結果能很好地反映該市市民的意愿嗎？答：(1)一個城市的交通狀況的好壞將直接影響著生活在這個城市中的每個人，關系到每個人的利益.為了調查這個問題，在抽樣時應當關注到各種人群，既要抽到擁有私家車的市民，也要抽到沒有私家車的市民.調查時，如果只對擁有私家車的市民進行調查，結果一定是片面的，不能代表所有市民的意愿.因此，在調查時，要對生活在該城市的所有市民進行隨機地抽樣調查，不要只關注到擁有私家車的市民.四、課堂小結今天這節(jié)課我們主要學習了獲取數據的四種基本途徑，那么在統(tǒng)計活動中，尤其是大型的統(tǒng)計活動，為避免一些外界因素的干擾，通常需要確定調查的對象、調查的方法與策略，需要精心設計前期的準備工作和收集數據的方法，然后對數據進