108課綱高中數學該如何準備?從排列組合與機率談起

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二項式定理最重要的,是其一般項的設立,其次則是公式的變化型。

高中數學99課程綱要與108課程綱主要差異對照表. 刪除|必修部分(相對 ... 部落格 首頁 部落格 學習資訊 108課綱高中數學該如何準備?從排列組合與機率談起 搜尋 學習資訊 2021-06-25 Facebook Line Twitter 108課綱高中數學該如何準備?從排列組合與機率談起 新的學期再過不久即將開始,從舊課方過度到新課綱,有些人對於新的學習方向可能還是有些無所適從;在這篇文章裡,STOODY會簡單地整理出新舊課綱之間的一些主要差異,並且以數學科當中的排列組合與機率為例子,分享在面對新版課綱的同時,該如何為自己做出充足的準備。

  108數學課綱,哪裡不一樣? 108課綱在數學這方面,有幾個比較具體的改動: 引進核心素養 所謂的「核心素養」,主要包含學生對於數學領域更全面、更系統化的思考,以數學作為工具的應用和創新,以及培養更有效的溝通表達和科技素養。

這樣的訴求乍看之下也許還是讓人摸不著頭緒,但它的精神可以體現在以下兩個項目,也就是「允許計算工具的使用」和「遞進式的學習架構」上。

允許計算工具的使用 從新課綱的推行開始,我們將允許學生使用計算工具來進行運算,這意味著新課綱重視的教學重點,已經與舊課綱不同。

新課綱更需要證明的是學生是否具備「基於對數學原理的理解,進而求出問題的答案」之能力,也因為如此,妥善利用計算工具,確認正確的計算結果,會更能夠減省解題的時間,而得以把同樣的時間拿去做更有意義的安排。

遞進式的學習架構 從上面核心素養的要求出發,我們可以發現新版課綱的編排,有別於傳統「一個單元,從頭上到尾」的模式,而是以「遞進式」的方式來引導學生。

以往同一個單元內的學習內容,將會被拆解成好幾個區塊,分別在不同的學習階段讓學生學習。

學生所學的內容會符合該學習階段足以吸收的程度,拉高層次來看,各個單元又能互相構織成一個網狀、向上疊加的認知架構,以此來帶動學生對學科中各個單元的整理認知與進步。

  學霸都怎麼讀數學——從排列組合和機率談起 根據STOODY的資深教師,超過十年以上的數學教學經驗,排列組合和機率幾乎是八成以上的學生們最無法掌握的單元之一,而這次新課綱的修改,也針對這兩個單元有一定程度的增刪和修改,所以我們決定從排列組合來談談我們對108課綱的看法。

首先,還是讓我們先對排列組合有一個基礎的概念: 排列與組合之關聯性 排列跟組合有什麼差別呢?我們需要先對這兩種概念有一定程度的認識。

假設有一天,我們去雜貨店買糖果,糖果罐裡有n種糖果混雜放置,而我們預計要買m顆糖果...... 當我伸手從n種糖果中,抓取m顆糖果,不討論糖果排列的順序,只觀察我抓到的糖果當中,有哪些種類,這樣的概念,就是組合;而當我把這m顆糖果的排列順序也加進來一起考慮,就變成排列了。

一開始先用這樣的觀念去了解什麼是排列、什麼是組合,就會相對容易許多。

排列組合之特性 接下來,排列組合具備著以下幾種特性。

一、邏輯系統的嚴整性 整個排列組合課程的概念就是在架構完整的邏輯系統之下,一道排列組合的題目,需要用很縝密細膩的思維去思考,多想一些或少想一些,很容易就會出差錯,不得不謹慎注意。

二、要求精確的讀題能力 由於排列組合其實非常具有實用性,在實際生活中很容易就能夠舉出排列組合的例子來出題,所以這些題目通常都有大量的文字敘述,要開始解題之前,一定要弄清楚題目的意思,才能找出正確的解題方法,換句話說,文字閱讀、理解的能力,也就會得格外重要了。

三、對生活經驗的悟性 就如同上面提到的,排列組合的實際應用其實很容易就可以在生活中見識到,但不只是排列組合,其實數學本來就一直都是解決人類生活問題的工具。

而高中數學課程範圍內,最貼近日常生活的,則是以排列組合為主。

機率 機率則是集合與排列組合的聯合展現,如果說機率代表著可能性,則排列組合就是可能性的方法數。

所以,排列組合如果學得不錯,通常機率也可以得心應手。

當然,在條件機率與獨立事件的部分,則需要特別了解公式的意義。

所以底下我們也整理了計數原理和二項式定理的入門概念,讓同學先留下一點印象。

計數原理 加法原理 依照題意,如果題目中的多種狀況不會同時發生,只能擇一,多採用加法原理。

【例】一家日本料理店提供3種不同口味的丼飯,4種不同口味的握壽司和5種不同口味的拉麵。

小明要從中選出1種當作晚餐,當我們在討論他會有幾種不同的選擇情形時,使用到的計算方式,就是加法原理。

乘法原理 依照題意,如果題目中的狀況,有連貫性或順序性,第1個步驟完成後,才能進行第2步驟,這樣的漸進式方法,則採用乘法原理。

【例】今天從甲地到乙地有5條路可以走,從乙地到丙地有6條路可以走。

小明要從甲地經過乙地到達丙地,則他不可能跳過乙地,直接從甲地到達丙地,當我們在討論他會有幾種不同的走法時,使用到的計算方式,就是乘法原理。

取捨原理 取捨原理又稱「排容原理」,我們常會看到的以圓圈來標示集合的「文氏圖」就是它的主要呈現方式。

這是做排列組合題目時,與樹狀圖最常用的兩個圖形分析工具。

其實有許多學測常考的題目,光靠做以上的圖形就可求得結果。

樹狀圖 如果真的「山窮水盡」,不知道這個題目該怎麼下手,就畫一個數狀圖吧!尤其在機率的章節,條件機率這部分就是樹狀圖的舞台。

二項式定理 二項式定理是乘法公式的骨幹,而組合的公式性質可以應用在乘法公式的係數的計算。

二項式定理最重要的,是其一般項的設立,其次則是公式的變化型。

  高中數學99課程綱要與108課程綱主要差異對照表 刪除|必修部分(相對於99課綱第1、2、3冊及第4冊A版) 多項式函數的拉格朗日插值法、有理根判定、勘根定理 複數系、方程式的虛根、代數基本定理 重複組合 連加符號Σ 三角比與對數值的查表 線性規劃 必修數學A 必修數學B 二次曲線 三角的和差公式 三角不等式、柯西不等式 線性變換、轉移方陣 空間概念之三垂線定理 空間中的直線、平面方程式 三元一次聯立方程式、三階行列式   刪除|選修部分(相對於99課綱第4冊B版+選修數學甲、乙) 抽樣與統計推論 選修數學甲 選修數學乙   一般三角函數的性質與圖形 數列及其極限   弱化 含絕對值的一次方程式、絕對值不等式 排列組合:教學目標設定在得到古典機率所需的計數範圍,以及二項式展開 三角測量:不另立單元,並且以長方體為主要模型 一般底的對數 平面向量的幾何表示(不在坐標平面上的平面向量) 三元一次聯立方程式的三平面關係 必修數學A+選修數學乙 必修數學B 複數系、方程式的虛根 三角恆等式 (認識)圓錐曲線5   搬移 複數系、方程式的虛根:10⟹12年級選修(數學甲、數學乙有所區隔) 勘根定理:10年級⟹選修數學甲(在10年級以「十進制小數的估計」呈現) 有理數指數與常用對數,在10年級先以記號的形式出現 指數與對數函數:10⟹11年級(數學A、數學B有所區隔) 連加符號Σ:10⟹12年級(選修數學甲、選修數學乙) 條件機率與貝氏定理:10⟹11年級 極坐標、廣義角:11⟹10年級 直線方程式、圓方程式:11⟹10年級 廣義角的三角比(正弦定理、餘弦定理):11⟹10年級 線性規劃:11年級⟹選修數學乙 二次曲線:11年級⟹選修數學甲 弧度量、三角函數:12年級選修甲、數學乙⟹11年級(數學A、數學B有所區隔) 正餘弦函數的疊合:12年級選修數學甲⟹11年級數學A   新增 計算機融入教學,附帶科學記號數字與有效數字 二次、三次函數的局部圖形近似於一條直線;(10年級)三次函數圖形的對稱點 (數據分布)百分位數 (10年級古典機率)期望值 主觀機率和客觀機率的概念 必修數學A 必修數學B   認識球面上的經線與緯線 連續複利與e的認識 列聯表與文氏圖的關聯 選修數學甲 選修數學乙 幾何分布 多項式函數的微分及其應用 認識指對數函數的標準底e 多項式函數的積分及其應用(詳見下一幅表格:99課綱與108課綱「數學乙」之差異對照表) 牛頓求根法 認識含xy項的二元二次方程式的圖形 從上面的表格我們可以看到,新課綱高中數學的機率這個單元,是把教學目標設立在對古典機率的理解,以及二項式的展開應用,可見課綱的設計者是將古典機率、二項式的使用,視為一種基本的能力,把這種基本能力是先奠定下來,之後才可以往更專精的領域去學習。

也因為這樣的出發點,我們可以看到課綱的設計者,把條件機率移到高二A版數學,但是把一些原本應該在高三學習的內容也往下移到高二A版,因為數學在高中二年級,就已經分流程A、B兩個版本,可以讓學生依照自己的學習意向和程度去做選擇。

以A版數學來說,條件機率和貝式定理的應用,與A版數學的內容較為符合,因此就直接從高一的教學內容,搬移到高二;而既然都已經分流了,原本要等適用B版數學的學生也奠定基礎,再一起在高三學習的東西,也就可以往下搬移了。

再來就是期望值、主觀機率和客觀機率的概念,也被新增到數學的學習內容中。

所謂的期望值,以丟骰子來做舉例,如果今天丟一顆骰子,每一面點數朝上的機率都是1/6,則我們丟這顆骰子能夠得到的結果的總和,除以丟骰子的次數,得到的平均數,就是它的期望值。

期望值在生活中的應用也很廣泛,舉凡剛剛提到的丟骰子、甚至是樂透彩,都會運用到期望值的概念,因此才會新增在高一的內容裡面,當作是基礎概念來教導給學生。

結語 因為108課綱的核心精神是注重理解,遠大於公式的背誦,理解數學原理、理解計算原則,甚至是理解整套數學邏輯背後相關的素養精神,所以在新課綱的推動之下,過去死背公式的學習方式,已經不是現在學好數學的捷徑了,同學們將會需要花上更多心力從各個單元的根本開始理解,層疊建構出屬於自己的網狀認知架構。

STOODY有一個觀念可以在這邊分享給同學們:「最笨的方法往往是好方法。

」我們在過去解題的時候,常常掉入一些「速解法」、「速成法」的迷思當中,以為用最快的方式解出一道題目,才是真正的高手;但其實不然,在學習過程中,我們最推薦的解題方法,反而是腳踏實地、按部就班,把整個解題過程詳細記錄下來,我們所記錄的不只是自己的解題過程,更是這個過程背後的思維脈絡,就好像偵探在偵破案件時需要線索,我們在回顧自己的解題過程時,也需要依靠詳細的解題過程,來反覆了解自己的思維脈絡,才能進而做出修正和改進,數學才會進步。

最後,我們很推薦同學,在這個網路科技日新月異的時代,可以多多善用線上資源!諸如各個高中釋出的考古題,或者部分免費的試題,都是很好的練習資源。

以下是幾所高中的段考考古題資源: 師大附中 武陵高中 松山高中 高中段考試題|數學科 STOODY在授課之餘,其實也會依照學生的學習程度與需求,提供各種演練試題來鍛鍊同學們的實力,如果真的遇到無法靠自己的力量解決的難題,STOODY也可以提供即時線上解題、線上教學的服務,成為同學面對升學考試時的有效助力,以及徬徨無依時候的學海明燈。

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