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關(guān)鍵詞:概率統(tǒng)計教學(xué);教學(xué)改革;統(tǒng)計建模
中圖分類號:G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A?搖 文章編號:1674-9324(2013)05-0052-02 一、引言
在人類邁進(jìn)21世紀(jì)的今天,無論是國民經(jīng)濟(jì)管理和公司、企業(yè)的經(jīng)營決策,還是科學(xué)研究都越來越依賴于數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析。當(dāng)面對著海量的數(shù)據(jù)和紛繁復(fù)雜的信息,如何迅速有效地從中找到事物發(fā)展變化的規(guī)律,是我們面臨的重要課題。統(tǒng)計建模是以統(tǒng)計分析軟件(如SPSS、SAS、R語言等)為工具,利用各種統(tǒng)計分析方法對批量數(shù)據(jù)進(jìn)行探索分析,然后根據(jù)經(jīng)濟(jì)理論建立模型,通過對模型的分析和求解等一系列過程達(dá)到充分揭示數(shù)據(jù)背后的因素、詮釋社會經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象的目的??梢哉f,統(tǒng)計建模將統(tǒng)計思想、統(tǒng)計方法、經(jīng)濟(jì)管理理論和計算機(jī)技術(shù)完美地結(jié)合起來了,它能帶動以數(shù)據(jù)分析為導(dǎo)向的統(tǒng)計思維,能為社會的經(jīng)濟(jì)管理提供更好的思路和對策。因此,將統(tǒng)計建模引入概率論和統(tǒng)計學(xué)的教學(xué)過程之中,對于促進(jìn)概率論和統(tǒng)計學(xué)教學(xué)的改革,提高學(xué)生統(tǒng)計素養(yǎng)及應(yīng)用概率統(tǒng)計知識解決實(shí)際問題的能力是十分必要的。
二、將統(tǒng)計建模引入教學(xué)過程的必要性
1.能提高學(xué)生學(xué)習(xí)概率統(tǒng)計學(xué)的興趣。興趣是學(xué)生積極獲取知識、提高技能的強(qiáng)大動力。如果我們的教學(xué)還是停留在抽象、枯燥的概念講述和定理、公式的推導(dǎo),如何能激起學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣?我們認(rèn)為很多學(xué)生之所以對課程學(xué)習(xí)不感興趣,其根本原因是課程學(xué)習(xí)僅僅是和教室的情景相關(guān)聯(lián),應(yīng)付考試成了學(xué)生學(xué)習(xí)該門課程的主要動機(jī)。統(tǒng)計建模能讓學(xué)生充分感受和體驗(yàn)綜合運(yùn)用概率統(tǒng)計知識和方法解決實(shí)際問題的思維過程以及概率統(tǒng)計這門學(xué)科在解決實(shí)際問題中的價值和作用。當(dāng)我們在教學(xué)過程中首先提出現(xiàn)實(shí)中碰到的問題讓學(xué)生去分析、調(diào)查、研究,然后引導(dǎo)學(xué)生上升為概念、性質(zhì)和理論,最后通過統(tǒng)計建模使問題得到圓滿的解決,并且在解決問題的過程中讓學(xué)生體會統(tǒng)計的思想和學(xué)習(xí)統(tǒng)計知識,學(xué)生必然會在探索、創(chuàng)造的過程中感受到統(tǒng)計學(xué)的魅力和創(chuàng)新思維的樂趣。
2.能加深學(xué)生對統(tǒng)計思想的理解和提高解決實(shí)際問題的能力。從歷史上說,較早期數(shù)理統(tǒng)計方法的研究是密切結(jié)合種種實(shí)際問題進(jìn)行的。例如,1710年阿布茲諾特考察生男生女的機(jī)會是否均等的問題,其所用方法包含了近代假設(shè)檢驗(yàn)理論的若干思想。再如概率史上有名的分賭本問題:A、B二人賭博,各下注賭金a元,每局個人獲勝概率都是1/2,約定:誰先勝S局,即贏得全部賭金2a元,現(xiàn)進(jìn)行到A勝S1局、B勝S2局(S1和S2都小于S)時賭博因故停止,問此時賭金應(yīng)如何分配給A和B才算公平?通過這個在當(dāng)時來說較復(fù)雜問題的探索,對數(shù)學(xué)期望及其與概率的關(guān)系,有了啟示。有的解法,特別是巴斯噶的解法,使用或隱含了若干直到現(xiàn)在還廣為使用的計算概率的工具,如組合法、遞推公式、條件概率和全概率公式等??梢哉f,通過對這個問題的研究,概率計算從初期簡單計數(shù)步入較為精細(xì)的階段。這些以及概率統(tǒng)計史上的其他例子說明:概率統(tǒng)計方法的研究只有與實(shí)際問題結(jié)合才會有活力。統(tǒng)計思想不是憑空創(chuàng)造的,往往來自于實(shí)際問題??梢哉f,統(tǒng)計思想和實(shí)際應(yīng)用是相輔相成的,統(tǒng)計思想來源于實(shí)際應(yīng)用并在實(shí)際應(yīng)用中起指導(dǎo)作用;同時,通過實(shí)際應(yīng)用我們又能加深對統(tǒng)計思想的理解與體會。因此,概率統(tǒng)計的教學(xué)要把統(tǒng)計思想和實(shí)際應(yīng)用結(jié)合起來。如何讓現(xiàn)代學(xué)生更好的理解統(tǒng)計思想和提高解決實(shí)際問題的能力呢?這需要教師從豐富的現(xiàn)實(shí)生活中找素材,提出問題讓學(xué)生思考解決,增強(qiáng)學(xué)生利用概率統(tǒng)計解決實(shí)際問題的“欲望”。同時,在教學(xué)過程中要以實(shí)用為原則,對一些定理公式的講解應(yīng)少做推導(dǎo),多講其背景、思想及應(yīng)用,這樣才能有利于學(xué)生實(shí)現(xiàn)由知識向能力的轉(zhuǎn)化。
三、提高統(tǒng)計建模能力的探索與實(shí)踐
1.注重學(xué)生運(yùn)用統(tǒng)計工具解決實(shí)際問題能力的培養(yǎng)。傳統(tǒng)的統(tǒng)計學(xué)教學(xué)內(nèi)容比較枯燥和抽象,統(tǒng)計推斷與統(tǒng)計分析等知識對學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)又有較高的要求。因此,在教學(xué)中難以調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)統(tǒng)計學(xué)的積極性,這就要求教師改變教學(xué)思路。在教學(xué)中不能簡單地介紹原理、方法及講解課本例題。在教學(xué)實(shí)踐中,描述統(tǒng)計這部分的內(nèi)容我做如下處理:先讓學(xué)生自學(xué)和參與社會實(shí)踐調(diào)查,然后通過案例的形式講述數(shù)據(jù)的分組、數(shù)據(jù)的展現(xiàn)形式和數(shù)據(jù)的特征及度量。對推斷統(tǒng)計的內(nèi)容,我以案例導(dǎo)出統(tǒng)計分析、統(tǒng)計推斷的原理、方法和適用范圍,然后布置作業(yè),要求學(xué)生應(yīng)用這些原理和方法對社會經(jīng)濟(jì)活動中存在的問題進(jìn)行統(tǒng)計分析。在學(xué)期末,我會布置一個大作業(yè),要求學(xué)生利用所學(xué)的統(tǒng)計知識建立統(tǒng)計模型,解決實(shí)際問題。這樣,一方面可以培養(yǎng)學(xué)生在現(xiàn)實(shí)生活中發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題并尋求解決問題的能力,另一方面還可以激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,調(diào)動學(xué)生的主動性、積極性、創(chuàng)造性。
2.加強(qiáng)統(tǒng)計軟件教學(xué),提高學(xué)生數(shù)據(jù)分析的能力?,F(xiàn)代社會對數(shù)據(jù)的分析、處理和應(yīng)用都離不開計算機(jī)。沒有掌握一種統(tǒng)計軟件,對數(shù)據(jù)的分析和處理就無從談起。因此,我在教學(xué)過程中非常注重學(xué)生對統(tǒng)計軟件應(yīng)用的熟練程度。非統(tǒng)計學(xué)專業(yè)的學(xué)生學(xué)習(xí)SAS和R語言這兩種軟件有難度并且耗時多。因此我們在實(shí)際的教學(xué)過程中選用Minitab軟件作為輔助教學(xué)工具。Minitab也是國際上流行的一個統(tǒng)計軟件包,其特點(diǎn)是簡單易懂,學(xué)習(xí)起來非常方便。與SAS、SPSS統(tǒng)計軟件相比,Minitab要小得多,但其功能并不弱。Minitab提供了對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的多種功能,包括:基礎(chǔ)和高級統(tǒng)計、多元統(tǒng)計分析、方差分析、回歸分析、時間序列分析、非參數(shù)統(tǒng)計分析、模擬和分布、試驗(yàn)設(shè)計、質(zhì)量控制、可靠性分析、多變量分析和繪制高質(zhì)量三維圖形等。另外,Minitab還具有許多統(tǒng)計軟件不具備的功能——矩陣運(yùn)算。所以充分利用該統(tǒng)計軟件,將會極大地提高統(tǒng)計課的質(zhì)量與效益。我一般在學(xué)期第一次課就把這款軟件介紹給學(xué)生,讓學(xué)生先摸索和操作一周。一周后,我再利用2個課時介紹和講解該軟件的功能和基本操作。根據(jù)我的經(jīng)驗(yàn),學(xué)生學(xué)習(xí)該軟件的積極性很高,并且在使用軟件的過程中自覺不自覺地學(xué)習(xí)了相關(guān)統(tǒng)計知識。對一些學(xué)有余力的學(xué)生,我們要求他們學(xué)習(xí)SPSS統(tǒng)計軟件。相對來講,SPSS統(tǒng)計軟件更專業(yè)一些。
在實(shí)際的教學(xué)過程中,我一般先講授統(tǒng)計學(xué)的基本理論和分析方法,然后通過課堂演示,講解軟件中數(shù)據(jù)分析的基本知識和理論及詳細(xì)的操作過程,最后讓學(xué)生上機(jī)操作掌握。利用多媒體技術(shù)和統(tǒng)計軟件我們將統(tǒng)計理論知識的教學(xué)、現(xiàn)代化計算和分析工具的應(yīng)用、實(shí)際案例的解決三者完美地結(jié)合在一起。通過教師的現(xiàn)場講解和示范,學(xué)生練習(xí)及現(xiàn)場答疑解難,教學(xué)效果相當(dāng)好。我在實(shí)際教學(xué)過程中采取3+1的教學(xué)模式,即教師課堂講授的課時數(shù)與學(xué)生上機(jī)操作的課時數(shù)之比為3:1。在上機(jī)實(shí)驗(yàn)之前,先布置好作業(yè),部分作業(yè)的內(nèi)容是開放的。我把一個教學(xué)班級一般分為7~8組,每組6~7名學(xué)生,以組為單位完成作業(yè)。上機(jī)操作完成以后,各小組要陳述并展示所做的工作。
四、結(jié)語
現(xiàn)實(shí)世界中,哪里有不確定性,哪里就有統(tǒng)計。新時代的大學(xué)生應(yīng)當(dāng)而且必須具備良好的統(tǒng)計分析能力。因此,教師要大膽探索教學(xué)改革的方法,引導(dǎo)創(chuàng)新,注重實(shí)踐。把統(tǒng)計建模與概率統(tǒng)計教學(xué)結(jié)合起來是一種良好的、切實(shí)可行的教學(xué)改革。只要我們在教學(xué)的各個環(huán)節(jié)中注意加強(qiáng)建模意識的培養(yǎng),就能讓學(xué)生深刻理會概率統(tǒng)計的思想并感受到概率統(tǒng)計的樂趣。同時,也能使學(xué)生自覺地應(yīng)用概率統(tǒng)計知識、方法去觀察、分析、解決實(shí)際問題。
參考文獻(xiàn):
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在初中階段如何處理統(tǒng)計與概率的內(nèi)容?怎樣發(fā)揮統(tǒng)計與概率在提高學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)方面的功能?下面就這些問題,談幾點(diǎn)粗淺的看法。
一、統(tǒng)計與概率改革的意義
統(tǒng)計與概率內(nèi)容的改革,對促進(jìn)初中數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容的現(xiàn)代化、結(jié)構(gòu)的合理化,推動教育技術(shù)手段的現(xiàn)代化,改進(jìn)教師的教學(xué)方式和學(xué)生的學(xué)習(xí)方式等都有積極的作用。
1.使初中數(shù)學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)更加合理
現(xiàn)行初中數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容主要包括代數(shù)、幾何,統(tǒng)計含在代數(shù)之中。初中三年總課時大約500左右,代數(shù)約占258課時,統(tǒng)計約占14課時,幾何約 占228課時。從課時分配上可以看出,代數(shù)和幾何占有相當(dāng)?shù)姆萘?,約占總課時的95%,統(tǒng)計僅占4%。代數(shù)、幾何屬于“確定性” 數(shù)學(xué),學(xué)習(xí)時主要依賴邏輯思維和演繹的方法,它們在培養(yǎng)學(xué)生的計算能力、邏輯思維能力和空間觀念方面發(fā)揮著重要作用。而統(tǒng)計與概率屬于“不確定性”數(shù)學(xué),要尋找隨機(jī)性中的規(guī)律性,學(xué)習(xí)時主要依靠辨證思維和歸納的方法,它在培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和合作精神等方面更直接、更有效。統(tǒng)計、概率與現(xiàn)實(shí)生活密切聯(lián)系,學(xué)生可以通過實(shí)踐活動來學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)處理的方法。
2.有效地改變教師的教學(xué)方式和學(xué)生的學(xué)習(xí)方式
轉(zhuǎn)變方式是學(xué)習(xí)統(tǒng)計與概率的內(nèi)在要求。由于統(tǒng)計與概率中存在著大量的活動,學(xué)生需要通過親自參與活動來學(xué)習(xí)統(tǒng)計與概率的內(nèi)容,掌握數(shù)據(jù)處理的方法。這些活動以有效地導(dǎo)致教師與學(xué)生地位的根本改變,促進(jìn)教師教學(xué)方法的改進(jìn)和學(xué)生學(xué)習(xí)方式的改變。教師由知識的傳授者成為活動的組織者、引導(dǎo)者、合作者,學(xué)生由被動接受知識的容器轉(zhuǎn)變?yōu)榛顒訉W(xué)習(xí)的設(shè)計者、主持者、參與者;傳統(tǒng)的傳授式教學(xué)已不能滿足教學(xué)的需要,學(xué)生的學(xué)習(xí)方式由被動接受變?yōu)橹鲃犹骄俊?/p>
二、處理統(tǒng)計與概率的基本原則
1.突出過程,以統(tǒng)計過程為線索處理統(tǒng)計與概率的內(nèi)容統(tǒng)計學(xué)的主要任務(wù)是,研究如何以有效的方式收集和處理受隨機(jī)性影響的數(shù)據(jù),通過分析數(shù)據(jù)對所考察的問題作出推斷和預(yù)測,從而為決策和行動提供依據(jù)和建議。統(tǒng)計是一個包括數(shù)據(jù)的收集、整理、描述和分析(包括概率)的完整過程。根據(jù)統(tǒng)計的這個特點(diǎn),初中階段的統(tǒng)計內(nèi)容應(yīng)該反映這個完整的過程,以過程為線索設(shè)計整個初中的統(tǒng)計內(nèi)容。首先是數(shù)據(jù)的收集,然后是對收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和描述,最后對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。在具體內(nèi)容的處理上也應(yīng)突出統(tǒng)計的基本過程,讓學(xué)生經(jīng)歷收集數(shù)據(jù),整理數(shù)據(jù)、描述數(shù)據(jù)和分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論,利用結(jié)論進(jìn)行合理預(yù)測和判斷的統(tǒng)計過程。
2.強(qiáng)調(diào)活動,通過活動體驗(yàn)統(tǒng)計的思想,建立統(tǒng)計的觀念
統(tǒng)計與生活實(shí)際是密切聯(lián)系的,在收集數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)以及利用數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測、推斷和決策的過程中包含著大量的活動,完成這些活動需要正確的統(tǒng)計思想觀念的指導(dǎo)。統(tǒng)計的學(xué)習(xí)要強(qiáng)調(diào)讓學(xué)生從事簡單的數(shù)據(jù)收集、整理、描述、分析,以及根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果進(jìn)行判斷和預(yù)測等活動,以便滲透統(tǒng)計的思想,建立統(tǒng)計的觀念。
3.循序漸進(jìn)、螺旋上升式安排內(nèi)容
統(tǒng)計是一個包括數(shù)據(jù)的收集、整理、描述和分析的完整過程,這個過程中的每一步都包含著多種方法。例如,收集數(shù)據(jù)可以利用抽樣調(diào)查,也可以進(jìn)行全面調(diào)查;在描述數(shù)據(jù)中,可以用象形圖、條形圖、扇形圖、直方圖、折線圖等各種統(tǒng)計圖描述數(shù)據(jù)。對統(tǒng)計過程中的任意一步,教材不可能在一個統(tǒng)計過程中全面介紹,因此教材可以采用循序漸進(jìn)、螺旋上升的方式處理內(nèi)容,在重復(fù)統(tǒng)計活動的過程中,逐步安排收集數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)內(nèi)容。這樣安排內(nèi)容不僅符合統(tǒng)計的特點(diǎn),也符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。學(xué)生對統(tǒng)計的過程是陌生的,這樣螺旋上升式安排內(nèi)容,可以使學(xué)生在重復(fù)統(tǒng)計活動的過程中,不斷完善對統(tǒng)計的認(rèn)識,逐步掌握統(tǒng)計分析的各種方法。
三、處理統(tǒng)計與概率時值得注意的幾個問題
1.統(tǒng)計與概率宜分別相對集中安排
概率是刻畫事件發(fā)生可能性大小的量,統(tǒng)計是通過處理數(shù)據(jù),利用分析數(shù)據(jù)的結(jié)果進(jìn)行預(yù)測或決策的過程。從統(tǒng)計學(xué)內(nèi)在的知識體系看,概率是統(tǒng)計學(xué)的有機(jī)組成部分,在數(shù)據(jù)的分析階段,可以利用概率進(jìn)行統(tǒng)計分析,從數(shù)據(jù)中得出結(jié)論,根據(jù)結(jié)論進(jìn)行預(yù)測或判斷。因此,在初中階段,可以把概率看成是統(tǒng)計過程的一個階段。
2.使用信息技術(shù),突出統(tǒng)計量的統(tǒng)計意義
信息技術(shù)的發(fā)展,使收集數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)變得更方便、更快捷。我們可以通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)收集數(shù)據(jù),利用計算機(jī)軟件制作統(tǒng)計表,繪制各種統(tǒng)計圖以及進(jìn)行概率實(shí)驗(yàn),這是統(tǒng)計與概率在各行各業(yè)得到廣泛應(yīng)用的一個重要原因。在教材編寫和實(shí)際教學(xué)中,應(yīng)當(dāng)提供使用計算機(jī)處理一些內(nèi)容的方案,作為彈性處理,供有條件使用計算機(jī)的學(xué)?;?qū)W生選用。
3.淡化處理概念
雖然概率與統(tǒng)計的概念不多,但有些概念給出定義是困難的,教材不必追求嚴(yán)格定義,應(yīng)將重點(diǎn)放在理解概念的意義上來。例如概率的概念,在中學(xué)階段給出嚴(yán)格的定義是不可能的,也是沒有必要的,因此在編寫時,可以通過大量的例子來說明,讓學(xué)生感受到概率是對隨機(jī)現(xiàn)象中規(guī)律性的一種刻畫,是對事情發(fā)生可能性大小的一種估計就可以了。
4.選材廣泛,文字?jǐn)⑹鐾ㄋ?、簡?/p>
統(tǒng)計(包括概率)的現(xiàn)實(shí)生活素材是非常豐富的,編寫教材時應(yīng)當(dāng)充分挖掘,盡量從學(xué)生的生活實(shí)際出發(fā)來引出和呈現(xiàn)內(nèi)容,通過豐富的素材處理內(nèi)容。選材可以是學(xué)生感興趣的生活實(shí)際問題、社會問題或人與自然的問題 等,突出現(xiàn)實(shí)性與時代感。
統(tǒng)計與概率的內(nèi)容雖然有大量的圖表,但也需要一定的文字語言解釋說明。為不影響學(xué)生的閱讀興趣、分散學(xué)生的注意力,要避免大段的文字?jǐn)⑹觥?/p>
一、突出統(tǒng)計學(xué)的思維
統(tǒng)計學(xué)涵蓋范圍很廣,其中最直接的表現(xiàn)是可以通過對整體中部分?jǐn)?shù)據(jù)的分析,發(fā)現(xiàn)整體數(shù)據(jù)的性質(zhì)。由于數(shù)據(jù)的統(tǒng)計結(jié)果具有很強(qiáng)的隨機(jī)性,因此,在進(jìn)行實(shí)際操作過程中,會不可避免地出現(xiàn)失誤,這也是它不同于定性思維的主要表現(xiàn)。但統(tǒng)計思維與定性思維作為人類重要且不可缺少的思維方式,對人類進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與整理起著非常重要的作用。因此,這兩種思維方式在人類應(yīng)對大自然事物中具有很大的普遍性與存在性。統(tǒng)計學(xué)作為概率統(tǒng)計中隨機(jī)變化的重要描述,對人類進(jìn)行數(shù)據(jù)分析及結(jié)果統(tǒng)計中規(guī)避失誤風(fēng)險具有很強(qiáng)的指導(dǎo)作用。
使學(xué)生明確及了解統(tǒng)計知識的特點(diǎn)及作用是現(xiàn)代統(tǒng)計教學(xué)的重要目標(biāo)。因此,教師在進(jìn)行教學(xué)的過程中,可以通過對重要統(tǒng)計數(shù)據(jù)的合理分析,使學(xué)生了解統(tǒng)計學(xué)知識的作用,幫助學(xué)生明確統(tǒng)計學(xué)思維與定性思維的不同。如教師在進(jìn)行“運(yùn)用樣本數(shù)據(jù)對整體進(jìn)行估計”的教學(xué)時,可通過引入具體數(shù)據(jù),使學(xué)生在分析數(shù)據(jù)的過程中明確樣本數(shù)據(jù)的隨機(jī)性與關(guān)聯(lián)性。從另一個角度來講,在對樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的過程中,抽樣方法的合理性對總體概率具有一定影響,也就是說,選用的抽樣方法較合理,那么,樣本數(shù)據(jù)的信息就能夠充分反映總體變化趨勢與性質(zhì),對人們解決概率性事件具有很大幫助。
二、教學(xué)具體生活案例的引入
為了幫助學(xué)生對不確定事件發(fā)生概率進(jìn)行理解,教師可以通過在教學(xué)過程中引用實(shí)際的生活經(jīng)歷來實(shí)現(xiàn)。通過這樣的方法不僅可以幫助學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中掌握數(shù)據(jù)處理方法,還可以培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)對實(shí)際問題的解決能力,幫助學(xué)生理解概率學(xué)知識的基本思想,使“概率與統(tǒng)計”知識在生活中具有更強(qiáng)的廣泛應(yīng)用性。如教師在進(jìn)行“最小二乘法”的課堂教學(xué)時,通常會采用最基本也是最直接的方法,就是對“最小二乘法”進(jìn)行基本的介紹及解釋。但是這種教學(xué)方式不僅會造成學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容實(shí)質(zhì)的不理解,還不利于學(xué)生學(xué)習(xí)以及思維能力的培養(yǎng),對教學(xué)質(zhì)量的提升有很大的影響。教師可通過學(xué)生較為感興趣的話題進(jìn)行舉例,讓學(xué)生對統(tǒng)計出來的數(shù)據(jù)進(jìn)行散點(diǎn)圖的整理與分析,從而發(fā)現(xiàn)不同的數(shù)據(jù)之間存在著線性的變量關(guān)系,這時教師再引入“最小二乘法”概念,引導(dǎo)學(xué)生理解與掌握線性回歸方程,完成“最小二乘法”的教學(xué)內(nèi)容。教師在對教材及概率事件進(jìn)行案例收集時,不能僅僅局限于數(shù)學(xué)學(xué)科,還應(yīng)加強(qiáng)對其他學(xué)科中有關(guān)概率事件案例的收集,同時強(qiáng)化學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題的能力,通過引用具有實(shí)際生活意義的教學(xué)案例,幫助學(xué)生更好地掌握“概率與統(tǒng)計”知識。
三、注重對隨機(jī)概率現(xiàn)象的解釋
關(guān)鍵詞:概率論與數(shù)理統(tǒng)計;緒論課;關(guān)鍵
概率論與數(shù)理統(tǒng)計是高等院校理工類、經(jīng)管類的基礎(chǔ)課程, 很多同學(xué)認(rèn)為該課程難理解、沒有用,不重視這門課的學(xué)習(xí),這嚴(yán)重影響了對后續(xù)專業(yè)課程的理解。作為老師,應(yīng)激發(fā)學(xué)生求知欲,調(diào)動其學(xué)習(xí)積極性。而“良好的開端是成功的一半”,因而設(shè)計一堂富有啟發(fā)性的緒論課尤為重要。本文從三個方面探討如何上緒論課。
一、起源介紹
概率論產(chǎn)生于17世紀(jì),傳說有一個江湖騎士在賭博中遇到“點(diǎn)的問題”,即:“假設(shè)兩個賭徒相約賭若干局,誰先勝3局就算贏,全部賭本就歸誰。但是當(dāng)甲勝了2局,乙勝了1局的時候,由于某種原因,賭博終止了,問:賭本應(yīng)該如何分才合理?乙認(rèn)為:甲再勝一局就贏了,而自己再勝兩局也贏了,所以賭本應(yīng)該按2∶1分。甲認(rèn)為:即使乙下一局勝了,兩人也是平分秋色,各自收回賭注,然而自己還有一半的可能獲贏,故認(rèn)為賭注應(yīng)該按3∶1分。這兩種分法似乎都有道理。這位騎士將這問題請教帕斯卡,帕斯卡則將這個問題連同解法寫信給費(fèi)馬,兩人經(jīng)過討論取得一致的看法:甲的分法是對的。分賭本問題促使何蘭數(shù)學(xué)家惠根斯完成了《論賭博中的計算》,這是關(guān)于概率論的第一本書。
統(tǒng)計學(xué)起源于中世紀(jì),那時歐洲流行黑死病,死亡的人不少,英國學(xué)者葛朗特幾十年來對死亡與出生情況資料加以整理。而1662年葛朗特發(fā)表的著作《關(guān)于死亡公報的自然和政治觀察》,標(biāo)志著這門學(xué)科的誕生。同時,數(shù)理統(tǒng)計學(xué)起源于天文和測地學(xué)中的誤差分析問題,由于測量工具精確度不高,于是通過多次量測獲取更精確的估計值。
通過這樣介紹,讓學(xué)生明白這門課來源于經(jīng)濟(jì)、生活問題,所以這門功課和經(jīng)濟(jì)與生活密切相關(guān),從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)這門課的興趣和積極性。
二、研究內(nèi)容
在講解這部分內(nèi)容時,先下定義:概率論與數(shù)理統(tǒng)計是研究隨機(jī)現(xiàn)象及其統(tǒng)計規(guī)律性。進(jìn)一步解釋什么是隨機(jī)現(xiàn)象:事前不能預(yù)知結(jié)果。
為了進(jìn)一步理解隨機(jī)現(xiàn)象,舉例說明。
例.下列現(xiàn)象中哪些是隨機(jī)現(xiàn)象?
A.在一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,水在100℃時沸騰;
B.擲一顆骰子,其出現(xiàn)向上的點(diǎn)數(shù);
C.新生嬰兒體重。
總結(jié)隨機(jī)現(xiàn)象的特點(diǎn):出現(xiàn)的結(jié)果是多個可能結(jié)果中的一個,“每次結(jié)果都是不可預(yù)知的”;但“所有可能的結(jié)果是已知的”。
舉一大家熟悉的話,體會概率論與數(shù)理統(tǒng)計的應(yīng)用。
例:“天有不測風(fēng)云”和“天氣可以預(yù)報”有無矛盾?
最后介紹一下本課程各章節(jié)的內(nèi)容,參考書目。
三、學(xué)習(xí)意義
概率論與數(shù)理統(tǒng)計與生活實(shí)踐密切相關(guān),它可以應(yīng)用到很多科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中。例如,電子產(chǎn)品壽命分析、生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)、設(shè)置公交車路線、公用自行車站點(diǎn)、各種保險、種群增長問題、生物統(tǒng)計學(xué)。
舉幾個和日常生活相關(guān)的例子激發(fā)學(xué)生的好奇心與學(xué)習(xí)興趣:
例1.考慮有兩個小孩的家庭:(1)若已知某一家有男孩,(2)若已知某家第一個是男孩,問兩種情況下這家有兩個男孩的可能性是不是一樣?
例2.某工廠有機(jī)器300臺,設(shè)每天每臺機(jī)器出現(xiàn)故障的概率為0.02,求一天內(nèi)沒有機(jī)器出現(xiàn)故障的概率。
學(xué)習(xí)這門課可以鍛煉人的思維方式,培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題的能力,為以后的專業(yè)課學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。
概率論與數(shù)理統(tǒng)計的緒論課是整個教學(xué)的第一課,緒論教學(xué)對學(xué)生有“先入為主”的影響,使學(xué)生對這門課的學(xué)習(xí)內(nèi)容、整本教材的結(jié)構(gòu)有快速的認(rèn)識,緒論可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,緒論課的好壞直接影響到學(xué)生對這門功課的學(xué)習(xí)。
參考文獻(xiàn):
[1]王松桂,張忠占,程維虎,等.概率論與數(shù)理統(tǒng)計[M1].北京科學(xué)出版社,2010.
統(tǒng)計學(xué)已有 2000 多年的歷史,按其發(fā)展的歷史階段和統(tǒng)計方法的構(gòu)成看,統(tǒng)計學(xué)包括描述統(tǒng)計和推斷統(tǒng)計。那么統(tǒng)計內(nèi)容學(xué)習(xí)的難點(diǎn)在哪里呢?
學(xué)習(xí)統(tǒng)計的核心目標(biāo)就是發(fā)展學(xué)生的統(tǒng)計觀念。我們對統(tǒng)計知識的教學(xué)出現(xiàn)了偏差。我們的教學(xué)重視知識點(diǎn)的傳授,對統(tǒng)計知識的考核也局限在知識點(diǎn)的考核。因此在教學(xué)過程中,重點(diǎn)放在有關(guān)數(shù)據(jù)的計算上,學(xué)生沒有經(jīng)歷統(tǒng)計過程,難以形成正確的統(tǒng)計觀念。學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)中,潛在地存在統(tǒng)計意識。我們教學(xué)的重點(diǎn)是幫助學(xué)生挖掘這種潛意識,注重培養(yǎng)學(xué)生有意識的從統(tǒng)計的角度思考有關(guān)問題,也就是當(dāng)遇到有關(guān)問題時能想到去收集數(shù)據(jù)和分析數(shù)據(jù)。
對統(tǒng)計思想和概率意義的理解,是教學(xué)的重點(diǎn),也是難點(diǎn)。不要把統(tǒng)計教學(xué)變成單純的數(shù)據(jù)處理和計算技巧的講解;不要把概率教學(xué)變成復(fù)雜的概率計算的訓(xùn)練;不要糾纏一些無關(guān)緊要的細(xì)節(jié)而干擾主題。由于對于這部分知識,學(xué)生具備一些基礎(chǔ),所以教學(xué)要針對學(xué)生的問題進(jìn)行設(shè)計,而不能僅僅依據(jù)自己的主觀臆斷或憑經(jīng)驗(yàn)。例如對于三種事件的教學(xué),有的教師將時間均勻分配。這種課堂的效率比較低。關(guān)于什么叫必然事件,什么叫不可能事件,對于學(xué)生來說,應(yīng)該是沒有太大的困難的。重要的應(yīng)講清什么是隨機(jī)事件。一定是在相同條件下,可以重復(fù)實(shí)驗(yàn)下,可能發(fā)生可能不發(fā)生的??梢栽O(shè)計一些問題來讓學(xué)生區(qū)分,不是在相同條件下的情形不確定的事件;不能重復(fù)實(shí)驗(yàn)的情形等等。根據(jù)初中學(xué)生的能力水平,可以突出統(tǒng)計和概率所研究的隨機(jī)現(xiàn)象的這種偶然性,它是怎么發(fā)生的,這個隨機(jī)性具有什么樣的特征。應(yīng)該把整堂課的教學(xué)的重點(diǎn)放在這個可能性事件,怎么去刻畫和描述上。教師要明白你想解決學(xué)生什么問題,學(xué)生哪一點(diǎn)是原來不懂的,這堂課我希望他能夠懂些什么,這個目的要明確。這是教學(xué)中應(yīng)遵循的規(guī)律。特別是這些新增內(nèi)容,教師要在前期對學(xué)生的掌握情況作充分的調(diào)查,以增強(qiáng)教學(xué)的針對性。概率的統(tǒng)計規(guī)律性本身就是通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的,用樣本推斷總體的方法,可以認(rèn)為是實(shí)驗(yàn)科學(xué)。
在初中階段,由于課時以及學(xué)生認(rèn)知水平的限制,我們不可能也沒有必要用嚴(yán)密的方法揭示一些穩(wěn)定性規(guī)律,評價統(tǒng)計方法的優(yōu)劣。設(shè)計恰當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn),直觀認(rèn)識隨機(jī)性規(guī)律、樹立概率觀點(diǎn)、理解統(tǒng)計思想是必要的,也是可行的。面對概率統(tǒng)計的教學(xué),大多數(shù)教師比較陌生,這是很自然的,因?yàn)樵诮處熥陨斫邮艿臄?shù)學(xué)專業(yè)學(xué)習(xí)中,概率與統(tǒng)計就是一個弱項(xiàng),又加上記憶或平時不曾經(jīng)常地應(yīng)用等原因產(chǎn)生的遺忘或知識的流失,造成教師的“一桶水”已經(jīng)不多了, 那么要想教好概率統(tǒng)計,首先,需要教師先學(xué)好概率統(tǒng)計的內(nèi)容,即要先裝滿“一桶水”甚至“一眼泉”;其次要上升到比較高的層次來理解這些知識、思想和方法,即要有高質(zhì)量的“一桶水”;最后教師在教學(xué)過程中,還要結(jié)合學(xué)生的理解,學(xué)生的問題逐步深化自己的理解和認(rèn)識,即要善于從“一杯水”中吸取營養(yǎng),以增加“一桶水”使之成為“一眼泉”。
一、數(shù)學(xué)概率統(tǒng)計中融入建模思想的意義
教學(xué)傳統(tǒng)的概率論與數(shù)學(xué)理論統(tǒng)計課程,可以簡單概括為:數(shù)學(xué)知識+例子+測試+解決問題,這個模型可以使學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識,并且在一定程度上可以提高計算的能力,學(xué)生也學(xué)會了用知識來解決家庭作業(yè)和測試。但是也不難看到,采用這種方式的教學(xué)與實(shí)際脫節(jié),學(xué)生學(xué)習(xí)書本知識,但并不知道實(shí)際當(dāng)中結(jié)合這些專業(yè)知識的辦法,這不僅與素質(zhì)教育的目標(biāo)之間的沖突加劇,也大大削弱了學(xué)生主動學(xué)習(xí)這門課程的自主性,從而影響了教學(xué)效果。數(shù)學(xué)建模的引導(dǎo)思想可以培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)理論知識來解決實(shí)際問題的能力。新課標(biāo)下的教學(xué)課程不僅是對學(xué)生進(jìn)行教育的問題,還是當(dāng)前素質(zhì)教育和教學(xué)改革的需求。
二、數(shù)學(xué)概率統(tǒng)計學(xué)中建模思想融入應(yīng)用
數(shù)理統(tǒng)計和概率論這門課程對于老師來講,擔(dān)負(fù)的責(zé)任是非常重的,教師將該課程教好是至關(guān)重要的,讓學(xué)生通過學(xué)習(xí)這門課程可以達(dá)到掌握概率統(tǒng)計學(xué)習(xí)方法和現(xiàn)實(shí)應(yīng)用能力的目的。
1.教學(xué)內(nèi)容中建模思想的滲透
“概率統(tǒng)計”是一個實(shí)踐和理論學(xué)科并重的重要學(xué)科,在日新月異的變革中已經(jīng)成為數(shù)學(xué)學(xué)科的一個主要組成部分,并發(fā)揮著無可替代的作用。根據(jù)該課程的特點(diǎn),結(jié)合現(xiàn)代科學(xué)做檢查和組織,以便新鮮元素融入數(shù)學(xué)概率統(tǒng)計當(dāng)中,或者一個有著有趣的應(yīng)用標(biāo)題的教學(xué)內(nèi)容,結(jié)合科學(xué)的方法與相關(guān)技術(shù)與概率和統(tǒng)計知識相連接。學(xué)生結(jié)合“概率統(tǒng)計”以往所學(xué)知識能夠構(gòu)筑數(shù)學(xué)模型,同一時間對于“概率統(tǒng)計”的知識也產(chǎn)生了興趣。此外,還可以促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)習(xí)慣的改變,變被動為主動,從根本上提高學(xué)習(xí)效率。將數(shù)學(xué)建模思想融入于數(shù)學(xué)概率統(tǒng)計當(dāng)中,沒有摒除傳統(tǒng)知識。通常,在學(xué)習(xí)研究的情況下,可以親身體驗(yàn)使用概率和統(tǒng)計數(shù)學(xué)知識建模的全過程,以加深認(rèn)識和理解概率論與數(shù)理統(tǒng)計的相關(guān)知識,促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的提升和良好學(xué)習(xí)習(xí)慣的養(yǎng)成。從另一個角度來看,學(xué)生努力學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)概率統(tǒng)計知識的同時,能夠真正實(shí)現(xiàn)用知識解決問題,因?yàn)閷W(xué)習(xí)數(shù)學(xué)概率統(tǒng)計是一個重要和復(fù)雜的過程,在不影響遵循教學(xué)大綱的情況下使用各種手段,可以提高學(xué)生數(shù)學(xué)建模的基本能力,從根本上反映了數(shù)學(xué)建模思想。
2.教學(xué)方法中建模思想的滲透
關(guān)鍵詞 概率論與數(shù)理統(tǒng)計 教學(xué)方法 考核體系 反饋制度
中圖分類號:G424 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
1 概率統(tǒng)計課程地位的確定
概率統(tǒng)計課程是一門與實(shí)際緊密相連、理論嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)學(xué)科,是近代數(shù)學(xué)的一個特色分支。在自然科學(xué),社會經(jīng)濟(jì),工程技術(shù),軍事生產(chǎn)等諸多領(lǐng)域中起不可估量的作用。隨著我國高等教育的不斷快速發(fā)展,設(shè)立概率統(tǒng)計專業(yè)的高校越來越多,說明了概率統(tǒng)計知識的應(yīng)用在不斷擴(kuò)大,人們對這門課程的認(rèn)識也在不斷提高。因此可以說目前概率統(tǒng)計課程在高校的地位得到了應(yīng)有的重視。
2 概率統(tǒng)計的教學(xué)方法
2.1 結(jié)合知識產(chǎn)生背景讓學(xué)生準(zhǔn)確掌握概念
概率統(tǒng)計是一門研究隨機(jī)現(xiàn)象的客觀規(guī)律性的學(xué)科,屬于較為抽象的隨機(jī)數(shù)學(xué),與學(xué)生之前學(xué)習(xí)過的其他課程相比,在思想方法和解題邏輯上都有很大不同。因此對很多學(xué)生來說,很難在較短的學(xué)習(xí)時間內(nèi)準(zhǔn)確理解和把握所學(xué)的知識。但是與其他數(shù)學(xué)科相比,它又有很強(qiáng)學(xué)科背景,它本身就是產(chǎn)生于實(shí)踐,那么在教學(xué)中為了能在教學(xué)中結(jié)合背景建立起抽象數(shù)學(xué)理論與現(xiàn)實(shí)的橋梁,特別是在新課引入和抽象概念講解時,用一個實(shí)例作為一個引子可以起到很好教學(xué)效果。
2.2 適當(dāng)使用多媒體提高課堂效率
概率統(tǒng)計教學(xué)中引入多媒體輔助教學(xué),可以提高課堂的教學(xué)效率。在教學(xué)中我們需要許多隨機(jī)現(xiàn)象的統(tǒng)計規(guī)律性的例子幫助學(xué)生理解一些概念和結(jié)論,就必須進(jìn)行大量重復(fù)試驗(yàn),這在有限的課堂時間內(nèi)是難以實(shí)現(xiàn)的。計算機(jī)可以顯示很多我們手工不能畫出的圖形、動畫,還可以借助計算機(jī)進(jìn)行數(shù)值計算,這樣使得課堂的教學(xué)環(huán)境充滿直觀的圖文、數(shù)值計算及應(yīng)用實(shí)例。這樣的多媒體輔助教學(xué)會使得教學(xué)信息容量得到大大增加,學(xué)生的學(xué)習(xí)效率也會成倍地提高,實(shí)現(xiàn)學(xué)生形象思維的有效提高。
2.3 知識傳授與能力培養(yǎng)相結(jié)合
概率統(tǒng)計教學(xué)中很多理論需要借助于實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐加強(qiáng)學(xué)生的能力培養(yǎng), 例如古典概型中擲骰子的實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計分析、抽樣分布試驗(yàn)、中心極限定理演示等, 通過試驗(yàn)讓學(xué)生了解抽象理論的研究過程, 加深對知識的理解,這些實(shí)驗(yàn)不僅教師演示同時還讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐課上自己去體驗(yàn),培養(yǎng)動手能力。這些是傳統(tǒng)教學(xué)方法不能實(shí)現(xiàn)的。另外,教師可以采用“教學(xué)與科研互動式”教學(xué)模式,讓學(xué)生做自己的科研助手,這樣既可以使學(xué)生得到鍛煉學(xué)生知識運(yùn)用能力,又有助于教師得到更充裕的時間進(jìn)行教學(xué)科研,以達(dá)到學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng),全面提高學(xué)生綜合素質(zhì)和能力。
3 構(gòu)建合理的考核體系
改革考核方式是調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)主動性和積極性的重要方法,當(dāng)前考核都是采用閉卷考試,教師出題一般都是為選擇、填空、計算及證明。而每年的試卷分析都會發(fā)現(xiàn)一些問題,但每年都得不到改善,究其原因,產(chǎn)生問題的原因沒有找到:學(xué)生缺乏實(shí)踐,理論知識點(diǎn)掌握不牢固,學(xué)到的知識又很容易忘記。解決這個問題首先的從教學(xué)考核制度改革做起,從而反過來促進(jìn)教學(xué)方法、教學(xué)過程的改革。
3.1 嚴(yán)查學(xué)生課堂出勤,提高教師授課效果
學(xué)生出勤率是教師課堂授課效果的重要指標(biāo)。為了更好地督促學(xué)生出勤,要加大教學(xué)管理力度,堅(jiān)持每日定時檢查學(xué)生出勤情況,并且進(jìn)行定期進(jìn)行匯總反饋。常規(guī)教學(xué)考勤對學(xué)生的學(xué)習(xí)和教師授課都有以下好處:第一,學(xué)生的高出勤率能調(diào)動教師的教學(xué)積極性,使得教師能更加重視教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計和教學(xué)方法選擇,教師在平時的教學(xué)備課中更加仔細(xì);其二,有利于良好班風(fēng)的形成;其三,為教學(xué)組織實(shí)施各項(xiàng)教學(xué)活動提供依據(jù),同時也為后面的評優(yōu)評獎提供依據(jù)。
3.2 考核體系加入實(shí)踐環(huán)節(jié)
當(dāng)前只重視理論的單一考核方式是不能實(shí)現(xiàn)教學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)的,因?yàn)槟壳案咝5拇蠖鄶?shù)學(xué)習(xí)概率統(tǒng)計課程的目的是利用其相關(guān)知識和現(xiàn)代科技手段來解決實(shí)際隨機(jī)問題,而不是僅僅為了記住一些公式、計算幾個題目。要實(shí)現(xiàn)這個目標(biāo),首先就應(yīng)該從教學(xué)考核的環(huán)節(jié)進(jìn)行改革。可以將考試分為兩個環(huán)節(jié),知識考試和能力考核。知識考試可以采用傳統(tǒng)的卷面考試的方式,其目的在于考察學(xué)生對理論知識的掌握程度;能力考核可以通過數(shù)學(xué)建模、上機(jī)實(shí)踐環(huán)節(jié)進(jìn)行評價,給定一個題目,讓學(xué)生在規(guī)定時間內(nèi)建立隨機(jī)模型、制定實(shí)驗(yàn)方案且上機(jī)實(shí)踐驗(yàn)證。這樣既考察了學(xué)生的理論水平又考核了學(xué)生的應(yīng)用能力。
3.3 建立長期的教師教學(xué)研討制度
在長期的教學(xué)過程實(shí)踐中,要定期召開概率統(tǒng)計相關(guān)教輔導(dǎo)人員的研討會,把在備課、教學(xué)、課后輔導(dǎo)以及實(shí)踐過程中遇到的問題集中起來進(jìn)行討論,同時也把在教學(xué)輔導(dǎo)和實(shí)踐中一些好的方法、心得和技巧拿出來多與其他人員交流,在交流中所有人員都會有提高。這種教學(xué)研討制度應(yīng)該像學(xué)生的考勤制度一樣,進(jìn)行常規(guī)檢查、不斷完善。從長遠(yuǎn)來看,只要利用好這種教學(xué)模式,就能使得高校概率統(tǒng)計課程的教學(xué)質(zhì)量不斷提高。
4 建立教學(xué)質(zhì)量反饋體系
建立反饋體系關(guān)鍵在于了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,其主要方法是組織召開學(xué)生座談會,它能直接地了解學(xué)生對教學(xué)組織實(shí)施各個環(huán)節(jié)的意見和建議。座談會訪談的內(nèi)容要全面覆蓋整個教學(xué)過程、訪問的問題要事先周密安排。座談工作可以由教務(wù)處長、院系領(lǐng)導(dǎo)、教研室主任及授課教師參加。廣泛聽取學(xué)生全面意見,每場座談會安排各個班級的各個學(xué)校層次的學(xué)生代表。除了座談會以外,還可以通過教學(xué)郵箱反饋意見、學(xué)生代表反映學(xué)生學(xué)習(xí)情況等。最后反饋體系中所獲得的信息全部匯總后進(jìn)行梳理和分析,并將最終的結(jié)論向授課教師和學(xué)生反饋,責(zé)成其對存在的問題進(jìn)行整改,并對其進(jìn)行相關(guān)復(fù)查。
5 總結(jié)
教學(xué)質(zhì)量體系是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程,對于概率統(tǒng)計課程教學(xué)質(zhì)量的提高首先要對其重要性有充分的認(rèn)識,從而積極研究新問題,形成教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控與評價體系,促進(jìn)教育質(zhì)量提高。其次,在概率統(tǒng)計課程的教學(xué)過程中,要采用多元的、立體的教學(xué)方法方式,將課堂講授、實(shí)驗(yàn)演示、實(shí)踐環(huán)節(jié)有機(jī)結(jié)合。最后,教學(xué)質(zhì)量的提高是靠及時監(jiān)控與檢測,及時調(diào)整方法、糾正錯誤,有利于形成一個良性循環(huán)的工作機(jī)制, 確保人才培養(yǎng)的質(zhì)量達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。
參考文獻(xiàn)
[1] 林正炎,蘇中根,張立新.當(dāng)前概率學(xué)科中的研究機(jī)遇[J].數(shù)學(xué)進(jìn)展,2004.32(2):129-140.
關(guān)鍵詞:網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺;概率統(tǒng)計;課程平臺;考核平臺;實(shí)訓(xùn)平臺
一、引言
近年來,校園數(shù)字化建設(shè)在我國已有迅猛發(fā)展,已基本建設(shè)成了以高速校園網(wǎng)為核心,以開展遠(yuǎn)程教育為輻射功能的數(shù)字化教育系統(tǒng)。隨著校園網(wǎng)絡(luò)化的進(jìn)程,網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的建設(shè)也引起普遍重視。伴隨著2012年慕課(“MOOC”)元年的到來,這是一種旨在增強(qiáng)知識傳播,由具有分享和協(xié)作精神的個人或者學(xué)校組織的開放課程。這種開放課程需要借助課程教學(xué)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺來實(shí)現(xiàn),由此也再次掀起了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺構(gòu)建的熱潮。
二、構(gòu)建概率統(tǒng)計網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的必要性分析
概率統(tǒng)計(probability statistics)又稱數(shù)理統(tǒng)計方法,是研究自然界中隨機(jī)現(xiàn)象統(tǒng)計規(guī)律的數(shù)學(xué)方法。概率統(tǒng)計隨著現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)、近代科技的發(fā)展而不斷發(fā)展,因而形成了如隨機(jī)過程、信息論等許多重要分支,可以說其應(yīng)用滲透到各個領(lǐng)域,與我們的生活息息相關(guān)。而概率統(tǒng)計課程作為理工科和經(jīng)濟(jì)類學(xué)生的必修基礎(chǔ)課程,在研究生的入學(xué)考試中,數(shù)學(xué)一和數(shù)學(xué)三必考的科目,受到V大師生的重視,然而傳統(tǒng)的課堂授課,課下練習(xí)的教學(xué)模式存在著很多弊端,教師以課堂講授為主,學(xué)生學(xué)習(xí)興趣缺失,課堂學(xué)習(xí)效率不高,為了應(yīng)付考試不得不硬著頭皮死記硬背公式等等。而在當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)發(fā)展迅猛的情況下,有必要充分利用網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢,與傳統(tǒng)教學(xué)模式互相融合,取長補(bǔ)短,開發(fā)適應(yīng)于概率統(tǒng)計教學(xué)特點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺顯得尤為重要。
三、構(gòu)建概率統(tǒng)計網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的內(nèi)容與步驟
概率統(tǒng)計課程以隨機(jī)現(xiàn)象的觀察試驗(yàn)取得資料作為出發(fā)點(diǎn),以概率論為理論基礎(chǔ)來研究隨機(jī)現(xiàn)象。結(jié)合概率統(tǒng)計課程的特點(diǎn),在構(gòu)建概率統(tǒng)計教學(xué)平臺時,我們將著重考慮建設(shè)概率統(tǒng)計的課程平臺,考核平臺和實(shí)訓(xùn)平臺。
(一)課程平臺
課程平臺主要包括課堂教學(xué)全程錄像、電子教案、演示文稿PPT、教材與參考書、學(xué)習(xí)指導(dǎo)書、作業(yè)庫、文獻(xiàn)庫等,主要為了便于學(xué)生在課下能通過課程的教學(xué)平臺了解和學(xué)習(xí)課程的內(nèi)容,使學(xué)生的學(xué)習(xí)不拘泥于課堂上的學(xué)習(xí),而可以在課下自主安排學(xué)習(xí)的時間,即使在課堂上沒有完全理解的內(nèi)容,可以在課程平臺上找到相應(yīng)的內(nèi)容進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。
(二)考核平臺
考核平臺主要用于考察學(xué)生學(xué)習(xí)的效果,其中包括網(wǎng)絡(luò)作業(yè)空間、試題試卷空間、隨機(jī)在線測試空間三部分,實(shí)現(xiàn)了學(xué)生的自我管理、自我監(jiān)督和自我水平測試,同時也為課堂教學(xué)的作業(yè)和測試提供了平臺保障。
(三)實(shí)訓(xùn)平臺
實(shí)訓(xùn)平臺針對學(xué)生在完成課堂和在線學(xué)習(xí)的前提下,適當(dāng)參與實(shí)訓(xùn)教學(xué)的環(huán)節(jié),時序平臺包括案例實(shí)踐教學(xué)平臺、實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)平臺和競賽實(shí)踐教學(xué)平臺三個實(shí)訓(xùn)平臺。案例實(shí)踐教學(xué)平臺提供給學(xué)生針對不同專業(yè)背景的案例,使學(xué)生學(xué)習(xí)概率統(tǒng)計課程有的放矢,而不是空洞的學(xué)習(xí)一些理論。實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)平臺通過在網(wǎng)絡(luò)平臺上引入數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生更快掌握統(tǒng)計計算和分析方法。競賽實(shí)踐教學(xué)平臺使學(xué)生不僅“學(xué)數(shù)學(xué)”,還要“賽數(shù)學(xué)”,在平臺上開放和組織學(xué)生參與數(shù)學(xué)建模競賽和大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目,推動學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
四、構(gòu)建概率統(tǒng)計網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的意義
(一)有利于培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)概率統(tǒng)計課程的興趣
由于互聯(lián)網(wǎng)的普及,學(xué)生更愿意在相對寬松的環(huán)境下自主選擇學(xué)習(xí)的時間,安排學(xué)習(xí)內(nèi)容和計劃,通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的構(gòu)建,學(xué)生可以不必拘泥于課堂教學(xué)的90分鐘,而靈活安排自己的學(xué)習(xí)時間,通過借助網(wǎng)絡(luò)平臺了解更多概率統(tǒng)計學(xué)科的應(yīng)用,使得學(xué)習(xí)不是為了考試而學(xué)習(xí),變成為了掌握更多的知識和技能而學(xué)習(xí),從而讓學(xué)生對課程的學(xué)習(xí)產(chǎn)生興趣。
(二)有利于提高教師素質(zhì),提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)水平
概率統(tǒng)計教學(xué)平臺的構(gòu)建,可以更好地發(fā)揮教師在教學(xué)中的主導(dǎo)作用,從而使教學(xué)活動始終處于活躍進(jìn)取的狀態(tài),不斷推陳出新,提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)水平。
(三)有利于理論和實(shí)踐緊密結(jié)合,培養(yǎng)學(xué)生的多元思維及處理實(shí)際問題的應(yīng)變能力
案例教學(xué)平臺為學(xué)生設(shè)置了結(jié)合專業(yè)的問題,在處理實(shí)際問題的過程中,需要分析、思考、判斷甚至決策,學(xué)生可以從中學(xué)到掌握應(yīng)對復(fù)雜問題的思路、步驟、程序和方法,在這個過程中可以培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)概率統(tǒng)計的興趣;實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平成概率統(tǒng)計課程與計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的融合。傳統(tǒng)教學(xué)的功能都可以通過網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)。
參考文獻(xiàn):
[1]紀(jì)楠,地方本科院校概率統(tǒng)計教學(xué)實(shí)訓(xùn)平臺的構(gòu)建[J],新校園,2016(10).
關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)建模;素質(zhì)教育;概率統(tǒng)計課程
中圖分類號:G642
文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A
文章編號:1673-291X(2010)16-0244-02
數(shù)學(xué)建模是指對現(xiàn)實(shí)世界的特定對象,為了某特定目的,做出一些重要的簡化和假設(shè),運(yùn)用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)工具得到一個數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu),用它來解釋特定現(xiàn)象的現(xiàn)實(shí)性態(tài),預(yù)測對象的未來狀況,提供處理對象的優(yōu)化決策和控制,設(shè)計滿足某種需要的產(chǎn)品等。數(shù)學(xué)是在實(shí)際應(yīng)用的需求中產(chǎn)生的,要解決實(shí)際問題就必需建立數(shù)學(xué)模型,從此意義上講數(shù)學(xué)建模和數(shù)學(xué)一樣有古老歷史。例如,歐幾里德幾何就是一個古老的數(shù)學(xué)模型,牛頓萬有引力定律也是數(shù)學(xué)建模的一個光輝典范。今天,數(shù)學(xué)以空前的廣度和深度向其他科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域滲透,過去很少應(yīng)用數(shù)學(xué)的領(lǐng)域現(xiàn)在迅速走向定量化、數(shù)量化,需建立大量的數(shù)學(xué)模型。特別是新技術(shù)、新工藝蓬勃興起,計算機(jī)的普及和廣泛應(yīng)用,數(shù)學(xué)在許多高新技術(shù)上起著十分關(guān)鍵的作用,因此數(shù)學(xué)建模被時代賦予更為重要的意義。
大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽自1985年由美國開始舉辦,競賽以三名學(xué)生組成一個隊(duì),賽前有指導(dǎo)教師培訓(xùn),賽題來源于實(shí)際問題。比賽時要求就選定的賽題每個隊(duì)在連續(xù)三天的時間里寫出論文,它包括:問題的適當(dāng)闡述;合理的假設(shè);模型的分析、建立、求解、驗(yàn)證;結(jié)果的分析;模型優(yōu)缺點(diǎn)討論等。數(shù)學(xué)建模競賽宗旨是鼓勵大學(xué)師生對范圍并不固定的各種實(shí)際問題予以闡明、分析并提出解法,通過這樣一種方式鼓勵師生積極參與并強(qiáng)調(diào)實(shí)現(xiàn)完整的模型構(gòu)造的過程。以競賽的方式培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)進(jìn)行分析、推理、證明和計算的能力;用數(shù)學(xué)語言表達(dá)實(shí)際問題及用普通人能理解的語言表達(dá)數(shù)學(xué)結(jié)果的能力;應(yīng)用計算機(jī)及相應(yīng)數(shù)學(xué)軟件的能力;獨(dú)立查找文獻(xiàn),自學(xué)的能力,組織、協(xié)調(diào)、管理的能力;創(chuàng)造力、想象力、聯(lián)想力和洞察力。他還可以培養(yǎng)學(xué)生不怕吃苦、敢于戰(zhàn)勝困難的堅(jiān)強(qiáng)意志,培養(yǎng)自律、團(tuán)結(jié)的優(yōu)秀品質(zhì),培養(yǎng)正確的數(shù)學(xué)觀。這項(xiàng)賽事自誕生起就引起了越來越多的關(guān)注,逐漸有其他國家的高校參加。中國自1989年起陸續(xù)有高校參加美國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽。1992年起中國開始舉辦自己的大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽。在2009年全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽中,河南工程學(xué)院共有28個隊(duì)87名學(xué)生參賽,其中甲組(本科組)的成績?nèi)〉猛黄?張鳳羽、王壘壘、任建輝代表隊(duì)獲得國家二等獎;7個代表隊(duì)獲得河南省一等獎;多個代表隊(duì)獲得省二、三等獎。
從最近幾年的全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽題目中,我們看到,競賽題目涉及的概率和統(tǒng)計知識較多,電力市場的輸電阻塞管理、2008年北京奧運(yùn)會人流分布、醫(yī)院病床的合理安排等問題都不同程度地涉及概率和統(tǒng)計知識?!陡怕收撆c數(shù)理統(tǒng)計》課程描述、分析和處理問題的方法與其他數(shù)學(xué)分支不同,這是一種觀測試驗(yàn)與理性思維相結(jié)合的科學(xué)方法。概率統(tǒng)計中蘊(yùn)涵著豐富的數(shù)學(xué)方法,如模型化方法、構(gòu)造方法、變換方法、數(shù)量化方法等。特別是模型化方法貫穿本課程全過程,如古典概型、幾何概型、貝努里概型、正態(tài)分布、回歸分析等。但是在全國大學(xué)生建模競賽中,學(xué)生往往直接調(diào)用統(tǒng)計軟件建立多元線性回歸、時間序列預(yù)測等統(tǒng)計模型,不懂得充分考慮實(shí)際的隨機(jī)數(shù)據(jù)的屬性和性質(zhì)。他們常常忽略了對現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行充分分析,去識別模型、估計參數(shù),對自己所建立的模型進(jìn)行必要的檢驗(yàn)。由此可見,要使學(xué)生較好地掌握概率論與數(shù)理統(tǒng)計的基本概念和基本方法,掌握相應(yīng)的解決實(shí)際問題的能力,將數(shù)學(xué)建模思想與方法融入《概率論與數(shù)理統(tǒng)計》課程就非常必要。另一方面,在大學(xué)數(shù)學(xué)主干課程中融入數(shù)學(xué)建模的思想和方法是教育部倡導(dǎo)的一種新方法、新思路。作為數(shù)學(xué)教育工作者,自覺地在教學(xué)過程中去探索、實(shí)踐是我們義不容辭的職責(zé)。數(shù)學(xué)家李大潛教授指出:如果數(shù)學(xué)建模的精神不能融合進(jìn)數(shù)學(xué)類主干課程,仍然孤立于原有數(shù)學(xué)主干課程體系之外,數(shù)學(xué)建模的精神是不能得到充分體現(xiàn)和認(rèn)可的;數(shù)學(xué)建模思想的融入宜采用漸進(jìn)的方式,力爭和已有的教學(xué)內(nèi)容有機(jī)地結(jié)合,充分體現(xiàn)數(shù)學(xué)建模思想的引領(lǐng)作用;為了突出主旨,也為了避免占用過多的學(xué)時,加重學(xué)生負(fù)擔(dān),對數(shù)學(xué)課程要精選數(shù)學(xué)建模內(nèi)容。
按照常規(guī)的教學(xué)方式,學(xué)生雖然從課堂上認(rèn)識了大量的概念、定理和公式,對于它們的實(shí)際用途卻知之甚少,容易造成理論與實(shí)際的脫節(jié),因此難以激發(fā)學(xué)生的興趣。許多學(xué)生之所以不能在實(shí)踐中運(yùn)用在學(xué)校學(xué)到的數(shù)學(xué)知識,其根本原因是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)僅僅是和教室的情景相關(guān)聯(lián)的,數(shù)學(xué)建模思想是讓學(xué)生體驗(yàn)數(shù)學(xué)在解決實(shí)際問題中的價值和作用,體驗(yàn)數(shù)學(xué)與日常生活和其他學(xué)科的聯(lián)系,體驗(yàn)綜合運(yùn)用知識和方法解決問題的過程。這就需要教師整理一些具有現(xiàn)實(shí)意義、應(yīng)用性較強(qiáng)的實(shí)例,讓學(xué)生去分析、調(diào)查、研究,最后引導(dǎo)學(xué)生上升為概念、性質(zhì)和理論,讓學(xué)生在探索、創(chuàng)造的過程中體驗(yàn)數(shù)學(xué)的魅力,充分感受創(chuàng)新思維的樂趣。
例如,有一個古典概型問題,計算班級中“至少有兩人生日相同”這一事件的概率。首先分析班級中同學(xué)“生日各不相同”的概率,這一問題就與下面問題具有相同的數(shù)學(xué)模型。
將n只球隨機(jī)地放人N(N大于等于n)個盒子中去,試求每個盒子至多有一只球的概率。
從最終的理論計算和實(shí)際調(diào)查結(jié)果都可以看出,在僅有64人的班級里,“至少有兩人生日相同”的概率與1相差無幾H,這一結(jié)果出乎多數(shù)同學(xué)的預(yù)料。
日常生活中數(shù)學(xué)無處不在,而概率統(tǒng)計作為數(shù)學(xué)的一個重要部分,同樣也發(fā)揮著越來越廣泛的用處。投資和理財是人們普遍關(guān)心的問題,它可以用概率模型進(jìn)行定量分析。1952年美國學(xué)者馬柯威茨全面考慮“期望收益最大”和“不確定性(即風(fēng)險)最小”,創(chuàng)立證券組合理論。1973年美國經(jīng)濟(jì)學(xué)家布萊克和斯科爾斯,引進(jìn)概率統(tǒng)計和隨機(jī)變量函數(shù)的一些定理和積分求值,探索出具有劃時代意義的定價模型,導(dǎo)出了著名的布萊克―斯科爾斯公式。近年來,概率統(tǒng)計學(xué)及其相關(guān)學(xué)科在證券期貨交易中的作用愈來愈被人們所認(rèn)識和重視。在給學(xué)生講授“數(shù)學(xué)期望、方差”這一概念時,可以指導(dǎo)學(xué)生查閱相關(guān)資料,進(jìn)行簡單的證券組合收益與風(fēng)險的計算,選擇合理的證券投資組合方案,熟悉經(jīng)典的投資組合模型。在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步啟發(fā)學(xué)生,嘗試建立新的投資模型。
繼股票之后,彩票也成了城鄉(xiāng)居民經(jīng)濟(jì)生活中的一個熱點(diǎn)?;◣自X買一張彩票,然后就中了幾百萬乃至幾千萬的巨額獎金,這大概是很多人夢寐以求的事情,可是這樣的機(jī)會有多大?同學(xué)們計算了幾種不同類型的彩票,發(fā)現(xiàn)等獎的概率一般接近千萬分之一,中一等獎的概率往往是幾百萬分之一。因此彩票的中獎率,尤其是中大獎的概率是很小的,只有極少數(shù)人能中獎,購買者應(yīng)懷有平常心,既不能把它作為純粹的投資,更不應(yīng)把它當(dāng)成發(fā)財之路。
另外,可以結(jié)合學(xué)生的專業(yè)選擇一些具有專業(yè)背景的問題,然后利用概率統(tǒng)計的知識去分析。例如與機(jī)械制造專業(yè)有關(guān)的問題有:生產(chǎn)過程中機(jī)械出現(xiàn)故障的概率的計算,維修人員的安排,工藝參數(shù)的估計和產(chǎn)品質(zhì)量的假設(shè)檢驗(yàn)等。與經(jīng)濟(jì)貿(mào)易專業(yè)有關(guān)的問題有:蔬菜水果(大蒜、蘋果等)價格分析及預(yù)測,商品需求量的估計和利潤的分析等。對于保險精算、醫(yī)學(xué)等專業(yè),也能夠找到許多與概率統(tǒng)計有關(guān)的問題。最后,還可以從歷年的數(shù)學(xué)建模競賽中選擇一些優(yōu)秀論文交給學(xué)生課后研讀,組織學(xué)生在課堂上匯報交流。經(jīng)過一學(xué)期的教學(xué)實(shí)踐,從學(xué)生反饋的信息表明:大部分同學(xué)對數(shù)學(xué)學(xué)科越來越有興趣,能夠主動地嘗試用概率統(tǒng)計的方法去解決一些實(shí)際的問題,學(xué)生的整體素質(zhì)有所提高。
在知識經(jīng)濟(jì)時代,知識更新速度不斷加快,如果思維模式和行為方式不能與信息革命的要求相適應(yīng),就會失掉與社會同步前進(jìn)的機(jī)會。如今市場對人才的要求越來越高,人才流動、職業(yè)變化更加頻繁,一個人在一生中可能有多次選擇與被選擇的經(jīng)歷。通過數(shù)學(xué)建模的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練,學(xué)生不僅受到了現(xiàn)代數(shù)學(xué)思維及方法的熏陶,更重要的是提高了利用各方面的知識解決不同實(shí)際問題的能力。這樣的學(xué)生具有較高的素質(zhì),無論以后到那個行業(yè)工作,都能很快適應(yīng)工作環(huán)境,充分發(fā)揮自己的才能。
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