摘 要: 應(yīng)用型本科院校的概率統(tǒng)計教學(xué)是我國工科數(shù)學(xué)教育中備受關(guān)注的一個重要問題,本文立足于本校的實際情況,針對學(xué)生理論不懂,實踐不會的現(xiàn)狀,為了突出應(yīng)用性,加強培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識解決問題的意識和能力,對工科(包括經(jīng)濟學(xué)專業(yè))概率統(tǒng)計課程的教學(xué)方法從四個方面提出一些建議。
關(guān)鍵詞: 應(yīng)用型本科院校 概率統(tǒng)計 數(shù)學(xué)研究
概率統(tǒng)計的理論和方法廣泛地應(yīng)用于工業(yè)、國防、國民經(jīng)濟、科學(xué)技術(shù),以及人文科學(xué)等領(lǐng)域而使其成為最重要和最活躍的應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)科之一,是高等院校和高職院校很多專業(yè)的一門重要的基礎(chǔ)數(shù)學(xué)課程。它不僅是各專業(yè)處理各種信息的一種有力工具,也是許多后續(xù)專業(yè)課程的基礎(chǔ),而且是全國碩士研究生入學(xué)數(shù)學(xué)考試的一個重要組成部分。它是大學(xué)生首次遇到的一門研究不確定現(xiàn)象的科學(xué),處理問題的思想方法與學(xué)生已學(xué)過的其他數(shù)學(xué)課程有很大的差異。因此學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中需要改變以往數(shù)學(xué)的思考方式,這也是概率統(tǒng)計一直是學(xué)生認(rèn)為比較困難的課程的主要原因。如何讓學(xué)生接受這種差異,學(xué)會有效地應(yīng)用概率統(tǒng)計這個有力的數(shù)據(jù)(信息)處理工具,已是迫切要解決的問題。實質(zhì)上概率論與數(shù)理統(tǒng)計是數(shù)學(xué)學(xué)科中與現(xiàn)實生活聯(lián)系得最為緊密的一門課程,只要教學(xué)方法適當(dāng),是很容易把它講得生動有趣。在此,我根據(jù)自己的學(xué)習(xí)和教學(xué)經(jīng)驗,從以下幾個方面提出一些建議。
1.將數(shù)學(xué)史及實際案例融入概率統(tǒng)計課程
任何一門課程,了解它的發(fā)展史對于學(xué)習(xí)和掌握該課程的思想方法都有著深刻的意義。所以,我們在“概率論與數(shù)理統(tǒng)計”課程的教學(xué)過程中很注意向?qū)W生介紹這方面的內(nèi)容。作為一門年輕的數(shù)學(xué)分支課程,概率論與數(shù)理統(tǒng)計的歷史不算久遠(yuǎn),但也經(jīng)歷了很多曲折的階段,才形成了今天相對完整和獨立的學(xué)科。概率論起源于博弈問題。在教學(xué)過程中,我們特別注意這些知識背景的補充介紹,一方面讓學(xué)生了解前后知識的聯(lián)系,同時也在無形之中向他們灌輸了研究問題的思想方法。對概率統(tǒng)計發(fā)展史的了解,不僅豐富了學(xué)生的數(shù)學(xué)史知識,更重要的是了解這些知識使他們能更好地理解課程內(nèi)容之間的內(nèi)在聯(lián)系,學(xué)習(xí)的時候不再孤立地看待這些知識點,從而對概率統(tǒng)計知識有一個整體的認(rèn)識。
教師在講解概率的計算時可引進(jìn)概率理論起源的一些經(jīng)典案例,如在講解數(shù)學(xué)期望時引用“合理分配賭本問題”案例;同時引用與經(jīng)濟生活貼近的案例,如:庫存與收益問題、有關(guān)彩票中獎率問題。將實際案例恰當(dāng)?shù)匾虢虒W(xué)不僅可以將理論與實際聯(lián)系起來,使學(xué)生在課堂上就能接觸到大量的實際問題,而且對提高學(xué)生綜合分析和解決實際問題的能力大有幫助。通過案例教學(xué)可以促進(jìn)學(xué)生全面看問題,從數(shù)量的角度分析事物的變化規(guī)律,使概率論與數(shù)理統(tǒng)計的思想和方法在現(xiàn)實經(jīng)濟生活中得到更好的應(yīng)用,發(fā)揮其應(yīng)有的作用。
2.突出抓主線化繁為簡的原則
對工科專業(yè)的學(xué)生,并不需要詳細(xì)掌握定理的證明和計算過程,在概率統(tǒng)計的教學(xué)中只需要求學(xué)生掌握概率統(tǒng)計的主要概念、基本定理,以及常用的數(shù)理統(tǒng)計的思想和方法即可。應(yīng)將主要精力放在培養(yǎng)學(xué)生運用概率論思想和數(shù)理統(tǒng)計方法解決實際問題的能力上。因此課程的教學(xué)原則是,抓住主線,即抓主要概念、理論思想和方法,講清楚最簡單、最基本的知識和原理,說明知識拓展延伸的思路和方法,對復(fù)雜的定理證明和繁瑣的計算過程可不講或只做簡單介紹。如概率統(tǒng)計的精華是分布函數(shù)、數(shù)字特征、統(tǒng)計特征、統(tǒng)計量,這些一定要講透。
3.重視數(shù)理統(tǒng)計教學(xué)
概率統(tǒng)計課程的中心任務(wù)是揭示隨即現(xiàn)象的統(tǒng)計規(guī)律性及內(nèi)在聯(lián)系。數(shù)理統(tǒng)計是概率統(tǒng)計課程中的重要部分,學(xué)生對這部分內(nèi)容的掌握直接影響解決實際問題的能力。因此如何增強工科學(xué)生對數(shù)理統(tǒng)計思想方法的理解與應(yīng)用已成為教學(xué)的一個重要的課題。傳統(tǒng)的教學(xué)中只重視公式的推導(dǎo)、計算能力的訓(xùn)練,忽略了對統(tǒng)計思想的講授,很多學(xué)生學(xué)完概率統(tǒng)計課程后只知道照書上公式計算而不知道所以然,更談不上統(tǒng)計方法的應(yīng)用了。統(tǒng)計學(xué)是討論不確切推理的科學(xué)和藝術(shù),邏輯思維的形式是演繹和歸納,歸納方法作為科學(xué)方法的基礎(chǔ),如效能與毀傷的問題,必須抽樣;對于教科書中出現(xiàn)的大量的統(tǒng)計計算均可由軟件實現(xiàn),實際工作中需要統(tǒng)計處理的數(shù)據(jù)也大多由軟件完成。因此,如何培養(yǎng)學(xué)生用數(shù)理統(tǒng)計思想建模,相應(yīng)地成了現(xiàn)代數(shù)理統(tǒng)計教學(xué)工作的重點。在授課過程中,若條件允許,則可以適當(dāng)安排一些統(tǒng)計軟件的上機實驗幫助學(xué)生理解和使用統(tǒng)計軟件。
4.適度引入多媒體教學(xué)及數(shù)據(jù)處理軟件,促進(jìn)課堂教學(xué)手段多樣化
在概率統(tǒng)計教學(xué)中,實際題目信息及文字很多,“一支粉筆、一塊黑板,以講授為主”的傳統(tǒng)教學(xué)方法顯然已經(jīng)跟不上現(xiàn)代化的教學(xué)要求,不利于培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力。因此,有必要借助于現(xiàn)代化媒體技術(shù)和統(tǒng)計軟件,制作內(nèi)容、圖形、聲音、圖像等結(jié)合起來的多媒體課件。一方面,采用多媒體教學(xué)手段進(jìn)行輔助教學(xué),能夠?qū)⒔處煆暮芏嘀貜?fù)性的勞動中解脫出來,教師可以將更多的精力和時間投入到如何分析和解決問題,以提高課堂效率,與學(xué)生有效地進(jìn)行課堂交流。另一方面,用圖形動畫和模擬實驗等多媒體作為輔助教學(xué)手段,便于學(xué)生對概念、圖形等的理解。如投幣試驗、高爾頓板釘實驗等小動畫在不占用太多課堂時間的同時,又增添了課堂的趣味性。又如在利用Mathematica軟件演示大數(shù)定律和中心極限定理時,就能將抽象的定理轉(zhuǎn)化為形象的直觀認(rèn)識,達(dá)到一定的教學(xué)效果。在處理概率統(tǒng)計問題中,教師也會面對大量的數(shù)據(jù)。另外,集數(shù)學(xué)計算、處理與分析為一身的數(shù)據(jù)處理軟件如:Excel,Matlab,Mathematic,SAS,SPSS等,在計算一些冗長數(shù)據(jù)時可以簡化計算,降低理論難度。而且,在教師的演示過程中,能讓學(xué)生初步了解如何應(yīng)用計算機及軟件,將所學(xué)的知識用于解決生產(chǎn)生活中的實際問題,從而激發(fā)他們學(xué)習(xí)概率知識的熱情,提高他們應(yīng)用計算機解決問題的能力。
以上幾點,有些在我的教學(xué)過程中已采用,有些還只是我的想法,還有很多不全面的地方有待在今后的教學(xué)中不斷完善。
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