摘 要:在當(dāng)前地方本科院校轉(zhuǎn)型為應(yīng)用技術(shù)大學(xué),培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo)的背景下,本文以謝永欽、袁蔭棠分別主編的概率統(tǒng)計教材為例,從非數(shù)學(xué)專業(yè)理工類和文科類兩個版本出發(fā),進(jìn)行對比與分析,并在此基礎(chǔ)上,提出了對概率統(tǒng)計教材與教學(xué)的改革建議,希望能促進(jìn)這一門課程的改革。
關(guān)鍵詞:應(yīng)用技術(shù)大學(xué);概率統(tǒng)計;教材;比較;分析
文章將基于地方本科院校轉(zhuǎn)型應(yīng)用技術(shù)大學(xué),培養(yǎng)應(yīng)用人才為目標(biāo)的概率統(tǒng)計教材為例,從非數(shù)學(xué)專業(yè)理工類和文科類兩個版本,通過比較和分析這兩個教材,得出各自的優(yōu)缺點,并提出課程改革對教材和教學(xué)的改革建議,希望對未來的概率論和數(shù)理統(tǒng)計教學(xué)提供有價值的參考。為了簡化語言敘事,下面將謝永欽主編的概率論與數(shù)理統(tǒng)計教材稱為理科概率教材,袁蔭棠主編的稱為文科概率教材。
一、 概率統(tǒng)計教材的比較與分析
(一) 內(nèi)容章節(jié)安排方面
兩本教材在內(nèi)容章節(jié)的安排上非常相似,都是在概率論的基礎(chǔ)上再去介紹數(shù)理統(tǒng)計的內(nèi)容,做到理論聯(lián)系實際,都能夠由淺入深,符合學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣,也讓學(xué)生充分體會到實踐是需要一定的理論作為基礎(chǔ)的。它們比較大的區(qū)別在于:理科概率教材把一維和多維隨機(jī)變量(主要是二維)的分布各自獨立為一章,重點和難點比較容易掌握,安排比較合理;而文科概率教材則把兩個內(nèi)容統(tǒng)一歸納為一章,相對于理科教材而言介紹過于籠統(tǒng),特別是二維連續(xù)型的隨機(jī)變量分布,只給出了聯(lián)合概率密度、邊緣概率密度、條件概率密度的定義而已,沒有配備相應(yīng)的例題,這樣使得文科類的學(xué)生學(xué)習(xí)起來比較吃力。還有常見的離散型、連續(xù)型隨機(jī)變量常見類型的分布,理科教材是將其穿插在第二章中一起介紹,而文科教材則是單獨作為一章。
(二) 內(nèi)容豐富程度方面
兩本教材在內(nèi)容上區(qū)別主要在于理科教材對定義、定理的闡述及證明都介紹得比較詳細(xì)、通俗易懂,譬如在概率的定義上不僅給出了其統(tǒng)計定義,還通過頻率及概率統(tǒng)計定義得出公理化定義,同時比較側(cè)重對基礎(chǔ)知識的講解和鞏固,比如兩點分布、泊松定理、均勻分布等內(nèi)容,文科教材則是簡單的介紹。
但在內(nèi)容的多少方面,文科概率教材所呈現(xiàn)的比較多樣化,比如介紹了超幾何分布、馬爾可夫鏈以及統(tǒng)計方面的樣本分布函數(shù)、分組數(shù)據(jù)的統(tǒng)計表和頻數(shù)直方圖、頻率直方圖和累積頻率直方圖;而理科概率教材沒有對知識做過多的拓寬,但在每一章結(jié)束之后都有小結(jié),把本章的重要知識點羅列出來,方便學(xué)生課后有針對性地去復(fù)習(xí),也給教師提供了教學(xué)的依據(jù),并給出了本章的重要術(shù)語及主題,提醒學(xué)生加深對概念的理解。最后重要的一點是兩本教材的內(nèi)容上都沒有安排課程的實踐應(yīng)用,也沒有談到如何利用數(shù)學(xué)軟件來解決相應(yīng)的概率問題。
(三) 例題的比較
兩本教材都是以“概率論”內(nèi)容的例題居多,并且兩者安排的例題數(shù)量差別不大,但是“概率論”的例題比“數(shù)理統(tǒng)計”的都要高37.8%以上,由此可見,文理科概率教材都側(cè)重在理論方面,輕實踐,這在習(xí)題的比較中也可看得出來。
(四) 習(xí)題的比較
兩者在習(xí)題的數(shù)學(xué)認(rèn)知水平上都主要以水平3為主,水平1次之,符合加深對知識的鞏固理解的教學(xué)要求,也加強(qiáng)學(xué)生分析問題的能力,同時也較注重在綜合分析的習(xí)題上。對水平2的題目只是考查學(xué)生對概念的理解,所占比例合適,而水平4是屬于高認(rèn)知水平,學(xué)生要具備較強(qiáng)的數(shù)學(xué)能力才能解決這類問題,這個水平的習(xí)題兩本教材所占的比例差別不大,但是對文科概率教材而言,考慮到學(xué)生的學(xué)習(xí)特點,可適當(dāng)考慮減少此類題目。
二、 概率統(tǒng)計教材與教學(xué)的改革建議
(一) 根據(jù)學(xué)科方向的不同來安排教材內(nèi)容
非數(shù)學(xué)專業(yè)理工類的學(xué)生,我們在教材內(nèi)容的安排上可簡要地介紹一些概念、定理的產(chǎn)生發(fā)展過程,例如概率的公理化定義、數(shù)學(xué)期望的產(chǎn)生過程,這樣能夠使得學(xué)生對知識的理解更深入,學(xué)習(xí)起來沒有那么枯燥乏味,提高學(xué)習(xí)興趣。對文科類的學(xué)生,數(shù)學(xué)功底不是很扎實,所以我們在教材內(nèi)容上盡量介紹概率統(tǒng)計較基礎(chǔ)的知識,對于定義、定理可直接給出,證明過程也可以有針對性地進(jìn)行闡述或者不談,另外,可通過讓學(xué)生多做練習(xí)來加深對知識點的理解和記憶,減少理論知識,增加動手操作。
(二) 根據(jù)學(xué)生的實際來安排習(xí)題
通過對習(xí)題的比較,我們可考慮根據(jù)學(xué)生的實際來安排習(xí)題。鑒于文科類的學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)一般,對抽象化的習(xí)題理解比較困難,因此,對文科教材可安排多些水平1和水平2方面的習(xí)題,水平3的習(xí)題比前兩個水平的習(xí)題少些即可,而水平4的習(xí)題可另外作為是附加題型,學(xué)生自由選擇做與不做。而理科教材中的習(xí)題數(shù)量可以如謝永欽版教材中的安排。習(xí)題的背景內(nèi)容無論是文科教材還是理科教材,都盡量以“個人生活”和“無背景”為背景的習(xí)題為主,“公共常識”的次之,適當(dāng)增加“科學(xué)情景”為背景的習(xí)題,讓學(xué)生多了解概率統(tǒng)計與其他學(xué)科之間的相互聯(lián)系。
(三) 引入數(shù)學(xué)史的介紹,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
通過對習(xí)題和例題的背景內(nèi)容進(jìn)行比較,不管是理科還是文科教材,我們都可以適當(dāng)引入有關(guān)概率統(tǒng)計方面的數(shù)學(xué)史問題。例如,卡爾丹提到的“如果兩人賭博提前結(jié)束,該如何分配賭金”的問題、貝特朗悖論等等。另外,我們可以在每一章節(jié)的末尾增加關(guān)于數(shù)學(xué)家的介紹,這一章涉及的是什么內(nèi)容,就相應(yīng)地去介紹取得這方面成就的數(shù)學(xué)家,或者介紹某一知識點的發(fā)現(xiàn)起源者,這樣學(xué)生學(xué)起來就更有趣一些。
(四) 增加數(shù)學(xué)實驗和課程實踐內(nèi)容
在應(yīng)用技術(shù)大學(xué)的背景下,概率統(tǒng)計學(xué)作為一門實踐性很強(qiáng)的課程,應(yīng)該適當(dāng)增加數(shù)學(xué)實驗和實踐,以提高學(xué)生的實踐操作能力,盡快實現(xiàn)培養(yǎng)高水平應(yīng)用型專業(yè)人才的目標(biāo)。數(shù)學(xué)實驗可以介紹Excel在統(tǒng)計分析中的應(yīng)用,多選用以“個人生活”和“公共常識”為背景的題目來進(jìn)行分析。本課程的實踐內(nèi)容可由教師或?qū)W生自行選擇。主要選取貼近學(xué)生日常生活的科目,如圖書館利用現(xiàn)狀調(diào)查分析、老年人旅游消費調(diào)查分析、網(wǎng)上購票情況分析、電動汽車市場調(diào)查分析等。通過本課程的實踐,培養(yǎng)學(xué)生積極參與課堂活動,樂于學(xué)習(xí),熱愛學(xué)習(xí),樂于探索。同時,他們還可以提高分析問題的能力。這樣,學(xué)生具有較強(qiáng)的綜合素質(zhì)能力。
三、 結(jié)束語
文章圍繞兩個版本的教科書內(nèi)容和應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo),從上述幾個方面,進(jìn)行比較和分析,以找出它們的異同以及優(yōu)缺點,從而提出了改革這門課程的教材和教學(xué)的一些建議,希望對未來的概率論與數(shù)理統(tǒng)計課程的教學(xué)和改革提供有意義的參考。
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作者簡介:
李茜,湖北省荊州市,湖北省荊州市長江大學(xué)文理學(xué)院。