“概率论与数理统计”教学的改革创新

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  摘要: 本文作者以提高“概率论与数理统计”的教学效果为目的,结合教学实践,就如何设计授课内容和教学方法,培养学生分析问题和解决问题的能力等方面提出了本课程教学改革的建议和措施。
  关键词: “概率论与数理统计”教学内容教学方法考试方法
  
  “概率论与数理统计”是大学数学的一门十分重要的基础课,也是唯一的一门研究随机现象规律性的一门学科,它的实际应用性很强,在各个行业、各个部门,包括工、农、医、科技、国防、经济、金融、管理等领域都有广泛的应用。因此学好这一门科是十分重要的。但由于其内容庞杂,且思想方法与学生以前接触过的任何一门学科均不相同,在理论和方法上有其独特的风格,学生在学习过程中需要改变以往的思维方式,因此“概率论与数理统计”一直是学生认为比较难学的课程。在学习过程中学生普遍感到概念比较抽象,思维难于开展,解决问题时很难找到切入点,解决问题的方法难以掌握。在教学过程中教师必须激发学生对这门课程的学习兴趣,提高教学质量,使学生更好地掌握处理随机现象的基本理论和方法,培养他们解决实际问题的能力。对此,笔者结合教学实践和经验,从以下几个方面来阐述。
  
  1.更新教学内容,提高学生的应用能力
  
  “概率论与数理统计”课程包括概率论和数理统计两大部分,主要应用部分在数理统计。由于这部分内容学时少、内容多,教师不可能把所有内容都详尽讲解。因此,在不影响课程体系完整性的条件下,教师可以适当地减少概率论部分的理论性,降低难度,从直观性、趣味性和易于理解的角度把概率论作为数理统计的基础知识加以介绍,并引进有关概率起源的一些经典案例,即以“概率适度,统计加强,引入案例”为基本思路,真正使学生的数学实践能力得到培养和提高。在概率部分,教师可以多列举生活中有意义的实际例子强化概率知识的重要。如在讲解古典概率时教师可举生日问题、彩票中奖问题、决策问题等例子,在讲解随机变量数字特征时可引用免费抽奖问题、库存与收益问题、简单的求职决策问题,等等。教师在讲数理统计部分时应该注重常用统计方法的思想和原理的分析和讲解,尽量以直观的、通俗的方法重点阐述数理统计方法的思想,应用的背景,以及应用中应注意的问题。教师可采用有实际背景的工程、经济、农业应用方面的例子,分析問题的实际应用,把大量的计算问题留在课后进行。这样既能减少不必要的公式记忆,教师又能在课堂上有充分的时间来讲解统计方法的原理和意义,还可介绍一些概率统计在应用中的趣闻趣事,提高学生对这门课程的兴趣。
  
  2.改革教学方法,加强对学生能力的培养
  
  2.1运用讨论式教学法
  长期以来,教学活动都是以教师为中心,学生在教与学中被动地接受知识。讨论式教学是由师生共同完成教学任务的一种教学形式,是在课堂教学的平等讨论中进行的,它打破了教师满堂灌的传统教学模式,师生互相讨论与问答。问题是数学的心脏,对于部分重要内容,教师可预先给学生提出几个启发性的问题,让他们预习自学,再把学习中遇到的问题带到课堂上讨论。在提出问题时,教师往往要设置一些“陷阱”,使学生加深理解,加深印象。在整个过程中,教师是活动的组织者、引导者和合作者,通过交流合作、主动探究,培养学生的动手能力、合作精神、创新意识和实践能力,激发他们主动学习的热情,全面提高学生素质。
  
  2.2运用案例教学法
  案例教学法是把案例作为一种教学工具,把学生引导到实际问题中去,通过分析与互相讨论,调动学生的主动性和积极性,并提出解决问题的思路方法及途径的一种教学方法。在课堂教学中,教师应结合概率论与数理统计应用性较强的特点,注意收集生活中的实例,并根据各章节的内容选择适当的案例进行教学,例如保险公司为了恰当估计企业的收支和风险、气象部门为了能准确预报天气等都需要计算各种各样的概率。教师给出这种类型的案例分析题,组织讨论,不仅能加深学生对教学内容的综合性、应用性和创意性的理解。而且有利于增强学习氛围,激发学生的学习兴趣,开发学生的思维。教师通过案例将理论教学和实际案例联系起来,理论联系实际,可以使得学生在课堂上接触到更多的实际问题,对提高学生综合分析和解决实际问题的能力大有帮助。这样可以促进学生全面看问题,从数量的角度分析事物的变化规律,使概率与统计的思想和方法在现实经济生活中得到更好的应用,发挥其应有的作用。
  
  2.3运用多媒体辅助教学
  传统的教学方法是“黑板加粉笔”,教师板书,学生记录,忙于应付大量琐碎的公式的记忆和繁杂的计算。多媒体辅助教学法是利用计算机、互联网等多媒体技术进行授课的一种教学方式。与传统的教学方式相比,它节约了板书的时间,加大了信息量,开阔了知识面,并能直观地达到课本文字达不到的直观、动态效果,使难以理解的概念形象化、生动化,达到提高教学效果,增强学生学习兴趣的目的。概率论与数理统计是研究随机现象统计规律性的一门学科,要获得统计规律性就必须进行大量重复的试验,在有限的课堂上这是难以实现的。为此,教师可以通过多媒体辅助手段对动态过程进行演示和模拟。例如古典概型、全概率公式和贝叶斯公式的应用、正态分布、随机变量的分布等。教师通过计算机图形显示、动画模拟、数值计算及文字说明等,可形成一个全新的图文并茂、声像结合、数形结合的生动直观的教学环境,从而大大增加教学信息量,提高教学效率,加深学生对概念的理解和应用,达到传统教学无法达到的效果。
  
  2.4开展社会实践
  在以往的“概率论与数理统计”教学中,有习题课而没有社会实践。为了培养学生运用概率论与数理统计的思想和方法解决实际问题的意识和能力,在学生掌握必要的基础知识后,教师应当给予学生一定的社会实践机会。人们在进行科学研究或从事其它不同领域的实践活动中,都会面对大量的具有随机性的现象,不能应用恰当的数学工具对这些现象进行科学的分析和处理,最终作出科学的判断和决策,正是学生在走出校门之后经常会遇到的难题,也是目前数学教学中最大的弊端和缺陷。因此在教学内容中教师适当增加教学实践内容,可以培养学生应用数学知识解决实际问题的意识和能力,同时还可激发学生学习数学的兴趣。具体做法是:针对日常生活中随处可见的随机现象,教师提出实际问题,学生尝试做抽样试验,收集必要的数据,用课堂上所学的统计方法对数据进行处理,进一步作出统计推断。动手能帮助学生理解该课程中一些抽象概念和理论,同时教师可让学生利用所学的方法和技巧独立完成,从而提高学生分析问题和解决问题的能力,达到教学的目的。
  
  3.改革考试方法,提高教学质量
  
  考试是教学过程中的一个重要环节,是检验学生对所学知识掌握的程度、评估教学质量的手段。单一的、传统的考试方法不能满足教学改革的要求。“概率论与数理统计”的考试多年来一直沿用闭卷笔试的方式,这种考试方式对于保证教学质量、维持正常的教学秩序起到了一定的作用。但这种方式也存在着缺陷,学生在学习的过程中为了应付考试搞题海战术,把精力过多地花在概念、公式的死记硬背上,这与我们培养高素质人才的目标格格不入。因此,笔者对“概率论与数理统计”课程考试进行了改革,主要包括两个方面:一是考试内容与要求不仅要体现出课程的基本知识和基本运算及推理能力,而且应注重学生各种能力的考查,尤其是创新能力;二是考试模式应不拘一格,除了普遍采用的闭卷考试外,还可以在教学中用讨论及小论文的方式进行考核,采取灵活多样的考试形式。学生成绩的测评根据学生参与教学活动的程度、学习过程中提交的读书报告、上机操作和卷面考试成绩等综合评定,这样可以引导学生在学好基础知识的基础上注重技能训练与能力培养。
  
  参考文献:
  [1]沈恒范.概率论与数理统计教程.高等教育出版社,2003.4.
  [2]关于概率论与数理统计教学的几点新体会.长春理工大学学报(社会科学版),2007.1.
  [3]概率论与数理统计教学方法之体会.统计教育,2006.7.
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