初中 数学 动手操作活动 进阶难度 统计与概率

基于控制变量法的摸球袋方差研究

摸球袋 · 方差 · 控制变量法

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围绕「统计与概率」中的重要内容,通过 摸球袋 研究 方差,得出可以复现的结论。

配套虚拟仿真:基于控制变量法的摸球袋方差研究(虚拟探究)

围绕「统计与概率」中的重要内容,通过 摸球袋 研究 方差,得出可以复现的结论。

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探究目的

  • 学会使用计算器、骰子测算并记录 摸球袋 的 方差。
  • 会用控制变量法研究 摸球袋 的 方差,知道如何设置对照与重复测算。
  • 理解并归纳:方差越小,数据的波动越小、越稳定。

数学原理

方差越小,数据的波动越小、越稳定。

随机试验的次数越多,频率越接近概率。

本实验以控制变量法为基础,只改变一个因素、保持其他条件相同,通过比较不同条件下 方差 的变化来猜想并验证规律。

关键关系式 / 结论 s² = Σ(xᵢ - x̄)² / n

学具准备

计算器
骰子
几何画板
坐标纸
直尺
扇形纸片

探究步骤

1

准备学具

按探究要求选取并检查学具:计算器、骰子、几何画板、坐标纸,确认齐全可用。

2

提出猜想

先根据已有经验对 摸球袋 的 方差 作出猜想,说明猜想的依据。

3

设计对照

确定要研究的变量(如 条件的取值范围),设计"只改变一个因素、其他条件相同"的对照方案。

4

动手探究

按方案操作,改变研究的条件,测算并记录 摸球袋 的 方差 的变化情况。

5

重复测算

每种条件至少重复 3 次,把结果整理到表格中,保证结论可靠。

6

归纳规律

比较不同条件下 方差 的差异,必要时画出图形或图像,找出其中的规律。

7

得出结论

结合原理写出结论,并分析可能影响结果的因素。

探究结果

随着研究条件不同,方差 出现有规律的变化,不同条件下得到的结果明显不同。

探究结论

结论

通过探究可以归纳出:方差越小,数据的波动越小、越稳定。

注意事项

请遵守以下操作与安全要求

使用圆规、剪刀时注意针尖和刀口方向,不要对着自己或同学。

涉及天平、砝码时轻拿轻放,不要用手直接抓取砝码。

数据要如实记录,不能为了让结论好看而修改数据。

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