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统计学与概率论

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统计学与概率论

统计学与概率论范文第1篇

随着地方性本科院校转型发展和应用技术型人才培养的驱动,应用心理学专业概率论与数理统计课程教学面临课时压缩、学生的数学基础差异较大、灌输式教学凸出、实践环节不足、课程考核方式单一等问题。在教学改革中,注重吃透概念,淡化推导;贴近生活,实例为辅;收放有度,调教心身;重构教学关系,授人以渔。实践表明,教改激发了学生的学习潜能,课堂一改往日沉闷气氛,学生的课程成绩和应用能力提高较快。

[关键词]

概率论与数理统计课程;教学改革;应用心理学专业

概率论与数理统计是研究随机现象客观规律性的数学学科,是高校应用心理学专业的一门重要基础课程。各种处理数据的原理和方法已渗透到心理学专业的各个领域。学好该门课程,对于培养学生的数学思维、数学方法具有十分重要的意义。然而,随着地方性本科院校的转型发展和应用技术型人才培养的驱动,公共数学课堂教学学时在逐渐压缩,如何在有限的课时条件下提高应用心理学专业概率论与数理统计的课堂质量和效率、如何激发学生的学习潜能、如何培养学生运用概率统计原理和方法解决专业实际问题的能力是我们面临的重要课题。

一、应用心理学专业概率统计课程教学现状分析

(一)概率论与数理统计课程分析概率论与数理统计是非数学专业的一门基础课,是许多后续应用课程的基础,包含概率论与数理统计两大部分。概率论理论性较强,旨在训练学生的逻辑推理能力;数理统计部分强调应用性,旨在培养学生的实际应用能力和动手操作能力。传统教学中,大部分时间用于系统讲授理论知识和公式推导,旨在培养学生的解题能力,并以期末卷面成绩来判定该课程的教学效果和学习效果,而在实际应用方面很少“着墨”。同时,普遍认为其内容是“前难”加“后繁”。“前难”是指概率部分涉及到古典概率和随机变量分布函数等方面的题目难度大,容易出错;“后繁”是指统计部分各种统计方法的原理与思想既抽象又繁琐,不易理解[1]。因此,如何改进传统教学模式以适应转型期学生的需求成为当前概率论与数理统计课程教学改革的一个热点。

(二)应用心理学专业对概率论与数理统计课程的需求随着经济的发展和社会文明的进步,心理学的应用范围日益扩大,显得愈来愈重要,高素质的应用心理学人才也就成为当今时代的迫切需求。概率论与数理统计作为应用心理学研究方法的基础课程显得尤其重要,因为该课程是应用心理学专业后续方法类课程如心理统计学、心理学测量学、实验心理学等课程的先修基础课程,对后续方法类课程中学生能否熟练合理应用心理学专业知识开展实际调查、测评等工作有影响。作为应用心理学专业的必修课,概率论与数理统计课程是培养高素质的应用心理学人才扎实的心理学理论与研究方法的基础课程。而作为文理兼容的应用心理学专业,学生的数学基础差异性比较大,目前存在部分学生难以跟上教学进度、理解知识原理不透彻、应用知识的意识与能力不强等问题,对有高要求的概率统计课程如何教学值得探讨。

(三)应用心理学专业概率论与数理统计课程教学存在的问题传统教学模式无法激发学生的学习兴趣。在应用心理学专业的概率统计教学过程中,学生普遍认为:概念抽象难以理解,思维不易展开,方法很难灵活掌握,实践脱节联系不强,从而缺乏对该课程的学习兴趣;特别对文理兼招的应用心理学专业,学生数学基础不扎实,如果课程的教学仍采用“一支粉笔”加“一块黑板”的形式,必将造成教学过程的枯燥乏味,无法达到预期教学效果,更不能谈及培养学生的学习兴趣和积极性[2]。“灌输式”教学方法严重约束了学生的思维。抽象的课程内容、有限的教学课时、数学基础相对较差的心理学专业学生,使得概率论与数理统计课程的教学变得异常沉闷,教师想把思维展开,但往往因担心内容过多让学生无法接受而放弃;教师想把某些知识点讲解透切,又因担心完不成教学计划而只得匆忙地将知识点直接输灌给学生,结果造成学生一定的思维定势,使思维得不到应有的锻炼,学习能力得不到应有的提高,学生的创新思维也得不到提高。学生缺乏课程实践,达不到学以致用。在应用心理学专业的日常教学中,概率论与数理统计课程在学生对知识内容的应用方面考虑较少,更多时间放在其理论知识的讲授;在人才培养方案的制定中,实践环节的学时安排过少,造成理论与实际脱节。学生为了期末及格而学习,很难解决实践之需,更难谈及为地方区域经济的发展提供应用型人才。

(四)心理学专业概率论与数理统计课程考试存在的问题湖南人文科技学院的心理学专业概率论与数理统计考试成绩一直以来分两大部分:期末考试成绩占80%,平时成绩占20%。平时成绩主要考查作业和考勤,考勤操作容易,但作业的评价不易:学习态度认真的学生作业比较“差”,相反成绩差的学生为了提高平时成绩,作业抄得非常“好”。加上单一的期末闭卷考试偶然性比较大,用一次考试成绩来反映学生的水平难以服众,即使是成绩好的学生,对用统计思想和工具解决实际问题,也常束手无策。

(五)应用心理学专业学生学习概率论与数理统计存在的问题其一,学生的数学基础较薄弱,学习兴趣普遍较低。为了更好地了解学生的学习情况,我们对心理学专业2013级和2014级学生做了调查,结果表明,对数学感兴趣的学生占的比例很低,不到30%。这与平时上课学生“低头率”高,玩手机比较普遍的情况相吻合。其二,学生的学习目标不明确。我们在对2013级和2014级应用心理学专业100多名学生的调查中发现,超过50%的学生认为,概率论与数理统计是必修课,不得已而学之。平时学习,主要是为了应付考试,顺利拿到学分,期末考试不挂科。其三,教材内容单一。尽管现在概率论与数理统计所用的教材版本很多,但是教材内容差别不大。书中的例题和习题大致差不多,没有考虑学生层次和专业情况而设置相关的内容,就是本校开发的教材,也大多为了应试而达不到应有的效果。

二、应用心理学专业概率论与数理统计课程教学改革实践

随着地方性本科院校的转型发展和应用技术型人才培养的驱动,结合近几年来我们对心理学专业概率论与数理统计课程的教学与思考,在如何提高应用心理学专业概率论与数理统计的课堂质量和效率、如何激发学生学习潜能、培养学生运用概率统计原理和方法解决实际问题的能力方面,我们进行了如下探索。

(一)吃透概念,淡化推导多年前,在概率论与数理统计的教学中,基本都是采用讲授法。其教学内容也大同小异,偏重于例题和公式的讲解,强调学生的概率统计运算能力和技巧的训练,却忽视了基本概念思想、统计模型原理、各种统计方法的讲解和介绍,是为学生考试而学习,学生并没有真正做到理解概念,吃透概念。把概率论与数理统计课程的思想讲解清楚,才是课程教学的关键,而最能体现出数学思想的,无非就是概念的讲授[3]。概念看似简单,但富有抽象性,最不好讲。如何把它的本质通过通俗易懂的形式展现给学生,这需要老师扎实的功底;数学思想也能在公式的讲解上体现,教师不是一味地强调它多么重要,而必须讲清楚公式的用途,在实际工作中能够解决什么问题,引导学生认知概念,洞悉概念内涵,体味其中的方法论和实际运用价值。只有这样,学生才能真正懂得这个公式怎么去用,至于公式的推导,宜简则简,甚至可以一笔带过,可以以作业的形式让学生消化。

(二)贴近生活,实例为辅在数学类课程中,概率统计与实际生活联系最为密切,从实际生活中来,应用到实际生活中去。教师要善于创设情境,诱发学生的学习兴趣。比如古典概率教学中的“生日问题”全概率公式和贝叶斯公式教学中的“产品次品数问题”、数学期望教学中的“奖金额确定问题”、正态分布教学中的“招聘考试问题”等,这些例子来自于生活,也服务于生活,既充满兴趣又有益于专业的发展,更能使学生感受到生活中数学的无处不在,从而感悟数学的魅力,享受探究的乐趣,激发学生的求知欲和活跃课堂气氛[4]。

(三)“收”“放”有度,调教心身应结合应用心理学专业学生数学基础知识薄弱、学习兴趣低、个体差异显著的特点,大学数学等基础课程的课堂教学学时压缩的客观现实和学校的办学定位,以及网络信息的完善,在教学中用通俗易懂的语言帮助学生理解抽象定理,用学生感兴趣和紧靠专业的实例予以探讨,让学生充分体会到概率统计知识和思想对将来学习与工作的重要影响,提高学生学习的内动力,淡化概率统计复杂的数学推导过程。此外,对某些重要的概念可以适当地展开,刺激学生的创新能力。对进一步深造的学生,可以引导其通过网络学习达到既定要求。当前,独生子女在大学生群体中占多数,自尊心强、好胜逞能、承受能力弱、自私摆酷,成了他们复杂的心理构成;加上就业压力大,以及自身所收集的学习和就业信息不全面,由此产生负面影响,导致“期末考试不通过,补考一定过”的心理,学习不主动、课堂旷缺比较多、“低头族”现象普遍。因此,教师在课堂教学中要合理渗透情感教育和育人思想,帮助学生树立正确的人生观和价值观,就必须把握教学中的“收”与“放”[4]。

(四)重构教学关系,“授人以渔”网络模式的教育和学习以其不受时空限制、交互性好、优质资源多、使用便捷等优势,不仅成为学校教育的一种创新模式,而且成为全民教育与终身教育体系的重要组成部分。传统教学方式上,课堂讲授成为学生知识获取的主要途径。随着信息化、数字化的发展,传统的教育理念和学习观念、学习方式表现出多方面的不适应性,学生上课玩手机现象普遍、到课率低已经成为大班授课的通病,上课打瞌睡现象严重,晚上通宵上网比较常见,致使教学效果大打折扣,教学评价也出现尴尬局面。在教育教学改革的大背景下,“教”与“学”关系重构,由“以教学为中心的教育”转变为“以学习者为中心的教育”[5]。因此,需要重新改造传统的教育管理模式,改变传统的组织教学模式,课堂教学更加侧重互动和问题的解决,而不是知识的传授,这就对教师的要求从侧重传授知识,转变为侧重传授学习和思维方法,也就是我们所说的“授之以鱼不如授之以渔”。

三、教改前后概率论与数理统计课程教学效果调查与考试成绩比较

(一)教学效果的调查与分析学习兴趣是一种心理状态,较高的兴趣能使学生更好地明白本课程的重要性和学习该课程的意义。通过与应用心理学专业的部分学生交流发现:课程内容是否有趣、生动,学生是否意识到该课程对后续专业课学习、今后工作与发展有重要的帮助,这些都直接影响到学习效果;同时,从学生平时缺交作业的情况和到课率也能说明教学的效果,调查结果见表1。在2014级应用心理学专业的教学中,我们根据具体的教学内容选用合适的教学方法,选择与专业和生活密切联系的案例,通过对案例的讨论达到掌握概率统计思想与方法的目的,教学中明显感到课堂更加活跃,这从学生的交流中也得到了肯定。

(二)概率论与数理统计课程考试成绩的比较通过教学改革,2014级应用心理学概率统计成绩相比于2013级总体提高:90分以上成绩人数从5.48%增加至9.21%,及格人数从78.08%上升至82.89%。可见,教改激发了学生的学习潜能,课堂一改往日沉闷气氛,课程成绩、学生应用能力提高较快。

参考文献:

[1]曾善玉,张录达,刘文芝,等.《应用概率统计》课程教学改革的研究与实践[J].高等农业教育,2000(7):53-54.

[2]陆静,翟娟.应用型人才培养观下概率统计课教学改革探讨[J].广西民族师范学院学报,2013(6):90-92.

[3]张翠杰,刘广瑄.CDIO教育理念下概率论与数理统计课程教学改革的几点思考[J].数学学习与研究,2014(12):65-66.

[4]罗丹.有限课时条件下大学公共数学课教学改革实践初探[J].教育教学论坛,2012(12):136-137.

统计学与概率论范文第2篇

一、调整教学内容

教学内容应该改变以往“重概率、轻统计”和“重运算技巧、轻数学思想”的传统教学思想,删减其中一些复杂的计算,加强统计中基本理论和基本数学方法的教学。减少概率论课时,加大统计内容,增加统计课时。

1.概率方面,古典概型概率、期望与方差等

内容在中学接触过,学生接受较快故可以弱化;减少概率论课时,将重点放在条件概率、乘积公式、全概率公式与贝叶斯公式上,加强随机变量的内容。

2.统计方面,突出“厚基础”“重应用”的特色,增加统计课时,强调假设检验和回归分析等原理的分析与实际应用,着重培养学生应用统计中的基本原理去解决实际问题的能力。

二、改进教学方法

概率论与数理统计是一门在解决实际问题的过程中发展起来的学科,概率论与数理统计的思想方法、原理、公式的引入,最能激发学生的兴趣,并印象深刻的是从贴近生活的问题及案例引入。教师在授课过程中可从每个概念的直观背景入手,精心选择一些跟我们的生活密切相关而又有趣的实例,从而激发学生的兴趣.调动他们学习的积极性和主动性。

1.概率论部分的教学。(1)概率论内容的学习中,学生一般不能很好地理解全概率公式与贝叶斯公式的原理。举例:某大学学生对概率论与数理统计课程的兴趣程度可分为四个层次:很感兴趣,较感兴趣,一般,没有兴趣。最近的一项调研统计表明此四个层次的学生数之比为:1∶3∶4∶2。而这在四类同学中该课程一次性能通过的可能性分别为:0.98,0.88,0.50,0.20。1)考试在即,在即将参加此门课程考试的学生中任抓一学生考察,试问该生此次考试该门课程一次性通过的可能性为多大?2)考试结束,阅卷老师发现某名学生顺利通过此次考试,试问该生对此课程兴趣层次是属于一般的可能性有多大?身边的例子激起了学生的兴趣,通过1)的解答很快让学生理解全概率公式,通过2)的分析让学生理解贝叶斯公式的原理。(2)大数定理的教学。大数定理是概率论中非常重要的定理,在教学中如果仅仅将定理的内容告诉学生,很多学生不能理解。讲课时举例子:在装有7白球与3黑球的盒子里任意抽取一个记下结果再放回去,当抽取白球时计1,抽到黑球时计0,不停地重复下去,就得到一组由1、0构成的数字,如一人抽取得到:10010111010111000101111111100000001010010111011000从数据中你看不出任何特征与规律,换一个人来重复这一试验,他也会得到这样一串由1、0构成的数据,同样杂乱无章,但结果与第一人的结果不同。虽然如此,当做的试验次数越来越多时,这一串串杂乱的数中1所占的比例随做的试验次数的增加愈来愈稳定到一个值上,这个值就是盒子内白球的比率7/10。比率的稳定性只有在数串长度足够大(实验的次数足够多)时才能表现出来,这就是大数定理这个名称的由来。历史上概率论方面重要的学者雅各布?伯努利证明了在一定条件下“当试验次数愈来愈大时,频率愈来愈接近于概率”,这个结论称为伯努利大数定理。此定理的意义在于对经验规律的合理性给出了一个理论上的解释。在现实生活中,很难甚至于不可能达到伯努利大数定理中的理想化条件,但大部分的情况下与之非常接近,因此伯努利证明的结论“基本上”能适应。

2.统计部分的教学。学生经常觉得统计部分的参数估计、假设检验、回归分析等内容杂、头绪乱。在教学过程中,可以引入案例,对每一个案例进行分析:(1)要解决什么问题?(2)有些什么方法,而这些方法的基本思想是什么?合理性?(3)运用这些方法解决问题的基本步骤是什么?(4)如何将这些方法运用于实际问题中?这样能使学生理清思路,从整体上把握统计的基本思想,如假设检验可以用食品生产线上的产品质量检验的案例分析;回归分析可以用资源评估的案例来分析等。

3.加强与其他学科的联系,提高学生运用能力。在教学中,通过一些实际案例将教学内容与学生所学的专业相结合,让他们运用统计方法解决一些专业上的统计分析问题,如对生物、食品专业的学生可以让他们将自己做的实验数据以统计的方法处理,对于海洋专业的学生可以让他们进行海洋环境数据分析;对于金融专业的学生,可以让他们了解一些基于概率论与数理统计的经济与管理模型。让学生真正感到学有所用,不仅可以提高学生的学习兴趣,又可以在实际应用中掌握概率论与数理统计基础知识,学会运用这些知识解决实际问题,一改“授之以鱼”为“授之以渔”。

统计学与概率论范文第3篇

【关键词】概率论与数理统计;教学改革;民办高校

当今,国际竞争实际是人才的竞争,而人才竞争实质上是教育的竞争,我国高等教育从精英向大众化过渡,民办院校承受较大的扩招压力,如何确保并不断提高教学质量成为广大教师和社会关注的热点问题,它关系到这一类学校是否能生存下去.数学是最能激发大学生的创新能力的科学,作为核心基础课程概率论与数理统计的传统教学方法和教学手段存在着诸多的弊端,在新的形势下就概率论与数理统计教学中存在的问题,探索并实践出有突破性的改革策略是民办院校高等教育的重要研究课题.

我校是地处武汉市的民办院校,学生的起点低,差距大,教师的教学能力和教学方法都有待提高.以往我们对概率论与数理统计课程的教学方法的改革不够重视,特别是民办高校面对新的形式对概率论与数理统计教学实质性改革很少,盲目模仿公立学校(一本、二本大学)甚至综合性大学的教学模式,传统教学方法制约培养新型人才.

下面结合笔者在民办院校的教学经验和心得,浅谈一下民办院校概率论与数理统计这门课的教学.

1.更新教材内容

民办高校自成立以来,概率论与数理统计教学定位不适当,基本照搬公立学校一本和二本甚至综合性大学的教学方法,没有结合民办学校的特点,内容偏多偏深,理论复杂;大多数教材内容和教师授课一般都存在重理论轻实践,针对民办高校的教材还比较少.而我校在内容偏多偏深的问题上,实施课程内容与体系结构的改革,选择合理的教学内容与结构体系,注意化解理论的难度,并适时编写出了《概率论与数理统计》教材,该书为“十二五”规划教材,系同济大学出版社出版.该书在不影响课程体系完备的情况下适当减少概率论部分的理论性和难度,从直观、趣味性和易于理解的角度介绍概率论的基础知识.对于公式用直观明了的例子引入,如用一个求概率的例子(已知袋中有5只红球,3只白球,从袋中有放回地取球两次,每次取1球,设第i次取得白球为事件Ai(i=1,2),求P(A1),P(A2), P(A2|A1),P(A2|A1))引出事件的独立性的定义,也教给了学生分析问题的方法.在讲数字特征时从已知40名学生的概率统计成绩及得分人数,通过求学生的平均成绩,推出数学期望的定义,切实结合现实例子.对于数理统计部分更注重统计方法的基本思想和原理,尽量用直观通俗的方法阐述,和实例结合起来讲解.比如极大似然法,如果说极大似然估计就是通过样本值X1,X2,…,Xn来求得总体的分布参数,使得X1,X2,…,Xn取值为x1,x2,…,xn的概率最大,这样讲会让学生觉得好难,不想接着往下听了.但换一种讲法,先举个例子(某同学与一位世界游泳冠军一起去漂流,结果发生了一次倾翻, 其中一位将另外一位给救了, 试猜测是谁救人的?)说明,学生的兴趣就提起来了,开始相互讨论.

2.运用多媒体辅助教学

多媒体教学与传统的“黑板+ 粉笔”教学有着不可比拟的优势.利用多媒体教学可以节省板书时间,又可以加大信息量,开阔知识面,提高教学效率.另外,概率论与数理统计是研究随机现象统计规律性的学科.既然是统计就需要进行大量重复的实验,这在本来课时就很紧的课堂上是很难实现的.将大量的理论知识做成幻灯片播放,把必要的图形、声音、图像结合起来传递重要的教学内容,还可以将一些案例生动地描述出来,这样就节省了大量的宝贵时间.另外,根据教学中大量计算和模型分析的需要,充分利用数学软件如Mathematics、Matlab、Excel、 Lingo 及SPSS 软件等来进行图形描绘和数据分析,这样就使比较难懂、晦涩的内容形象化、直观化,有效刺激学生的形象思维,提高学习效率.

3.引入数学史和数学文化

任何一门课程,了解它的发展史对于学习和掌握该课程的思想方法都有着深刻的意义.在上课中适当讲解数学史和数学文化,介绍中外数学简史、人物传记、重要例证及数学发展对科学技术的影响,使学生在较短时间内对中外数学发展脉络,部分数学名家的传奇人生,重大科学成就的发展历程有一定的了解,能起到开拓学生的知识视野,调节提高学生情绪和听课兴趣,吸引学生的注意力.如我在讲解概率的公理化定义时,首先引入频率,用频率解释为概率提供了经验基础,但是不能作为一个严格的数学定义,从概率论有关问题的研究算起,经过近三个世纪的漫长探索历程,人们才真正完整地解决了概率的严格数学定义.1933年,苏联著名数学家柯尔莫哥洛夫,在他的《概率论的基本概念》一书中给出了现在已被广泛接受的概率的公理化体系,第一次将概率论建立在严密的逻辑基础上.然后我就简单介绍了柯尔莫哥洛夫.柯尔莫哥洛夫建立了在测度论基础上的概率论公理系统,奠定了近代概率论的基础,他也是随机过程论的奠基人之一.1980年由于他在调和分析、概率论、遍历理论等方面的出色工作获沃尔夫奖.此外,他在信息论、测度论、拓扑学等领域都有重大贡献.他的工作为数学的一系列领域提供了新方法,开创了新方向,揭示了不同数学领域间的联系,并提供了它们在物理、工程、计算机等学科的应用前景.这样就吸引了学生学习概率定义的兴趣.在“概率统计”教学过程中,注意这些知识背景的补充介绍,可以让学生了解前后知识的联系,同时也在无形之中向他们灌输了研究问题的思想方法.对概率统计学发展史的了解,不仅丰富了学生的数学史知识,更重要的是,了解这些知识使他们能更好地理解课程内容之间的内在联系,学习的时候不再孤立地看待这些知识点,从而对概率统计知识有一个整体的认识.

4.融数学建模思想方法于教学之中

由于数学模型可以预计和分析与所研究事物相关的规律性问题,因此数学建模已经完全融入到科学研究的各个领域.概率模型是数学模型中非常重要的一种.将数学建模的思想和方法有机地融入到概率统计的教学中去,对于学生创造力、想象力、观察力、抽象思维及实践能力的培养是十分有利的.我们学校自2006起就开设了全校的数学实验和数学建模选修课程,将数学建模、各种相关数学软件和统计软件(Mathematics、Matlab、Excel、Lingo 及SPSS)的使用也恰当地融入课程教学内容当中.通过引入具体实例使学生掌握数学建模基本思想、基本方法、基本类型.通过对数学模型概念、特征的学习和数学模型应用实例的介绍,培养学生分析、解决实际问题的能力, 熟练运用计算机的能力,联想、洞察、综合分析能力.通过这些案例教学,学生亲身体验了使用概率统计知识的数学建模的过程,加深了对概率统计知识的理解,增强了应用意识和学习兴趣,同时也促进了学生主动学好概率统计课程理论知识的积极性.运用数学建模的思想,还可以把复杂的统计理论讲得具体生动和易于理解掌握.通过建立数学模型,运用SPSS参与教学则可以把这类复杂的统计计算变得轻松自如,提高了学生学习的自信心和兴趣,同时为他们今后的科研提供了一种先进的数据处理和分析方法、手段.并以每年的“全国大学生数学建模竞赛”为依托,强化利用相关数学软件来进行数学建模.目前我校自2006年参加全国大学生数学建模竞赛以来,获得过全国二等奖5次,湖北省一等奖2次,湖北省二等奖6次,湖北省三等奖5次,在同类院校中是出类拔萃的.这样既提高了学生的兴趣,又提高了教师的知名度,更加引起了学校对数学的重视程度.

【参考文献】

[1]杨叔子.文理交融打造“数学文化”特色课程[J].数学教育学报,2011,20(4):7.

[2]龚克.全国高校数学文化课程建设研讨会开幕致词[J].数学教育学报,2011,20(4):1.

[3]史宁中.漫谈数学的基本思想[J].数学教育学报,2011,20(4):8.

统计学与概率论范文第4篇

关键词:应用型人才 概率论与数理统计 教学研究

中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2014)02(a)-0219-01

随着中国经济的发展,人才需求的多样化,高等教育必须有以前的精英教育转向大众化教育,许多地方本来院校逐渐转变为应用型本科院校,主要服务于地方,为区域化的生产,建设培养人才!应用型本科院校与以前的一些院校不同,它的核心在于“应用”。概率论与数理统计这门课程是应用型本科院校必须学习的一门课程,在自然科学,社会领域都有广泛的应用。同样在发达国家,概率统计也是高等院校必须学习的一门课程。概率论与数理统计与传统的数学如高等数学,线性代数不一样,它是研究随机现象的一门学科,有着鲜明的实际应用背景。国内许多学者对概率论与数理统计的教学做了研究[1~4],他们的研究主要是针对传统院校的概率论与数理统计的教学。对于新兴的应用型院校的概率论与数理统计教学涉及不多。本文我们根据自己的教学经验,对概率论与数理统计教学提出几点建议。

1 改革课程教学内容

对于应用型大学的学生来说,重点是如何用。所以对于概率统计教材中的一些定理的证明,在教学中只要学生能掌握定理的来源以及思想即可,详细的证明不要求掌握。同时在教学的时候,不应过多的注重于复杂的概率的计算,而应该强调这些概率计算背后的直观意义和模型的实际背景,让学生知道模型化的思想方法以及概率思想方法是如何体现出来的。同时我们在教学的过程中注重引入一些反映社会生活的一些实际问题,比如产品质量评价,保险赔付等,使学生知道如何运用概率论与数理统计的知道去解决实际的问题。让他们知道他们学习的知识有用,这样他们就有兴趣去学习,让他们由被动学习转换为主动学习。

2 重视数理统计的教学

目前许多应用型本科为了培养学生的专业技术应用能力,增加了实践性教学环节,从而概率论与数理统计的教学学时被缩减,以我们学校为例,一般只有48学时。所以大部分课时都用于概率论教学,统计内容介绍较少,基本上统计部分只能上到矩估计和极大似然估计,而比较有用的假设检验、方差分析、回归分析就不讲了。所以事实上应用部分基本上就不讲了,这样学生拿到数据也不知道怎么用。现实生活中到处都充满着数据,可以说那里有数据,那里就有统计。它已经广泛的应用于工业,经济,军事和气象等领域。我们可以看到统计在实际生活中是如此有用,所以我们在教学中,应该适当减少概率论部分分理论和难度,一些不是很重要的章节可以少讲,比如一些复杂概率计算,复杂的数字特征的计算。把概率论作为统计的基础知识介绍,留更多的实际去介绍统计部分的知识。对于统计部分的教学,应该增加统计推断方面的内容,介绍这些方法的统计思想,注重学生提取数据,处理数据的能力,这也符合应用型院校的培养目标。

3 融入数学建模思想,提高学生的应用能力

概率论与数理统计是实践性比较强的一门学科。在教学过程中,应增加应用案例的建模教学,从而让学生掌握利用概率统计知识进行数学建模的全过程,即实际问题建立模型。通过案例的学习,学习亲自体验了数学建模和软件编程的计算过程,这样学习能更好的理解概率统计方法在实际中的应用。比如我们在数理统计矩估计和回归分析部分,传统的教学主要讲解估计的理论,花很多的时间去推导理论,而软件实现基本上不提。但是如果通过引入统计软件来对问题进行求解,这样更直观,同时会收到更好的效果。

4 改变考核方式

考核是教学过程的一个重要环节,是检验学生学习的情况和老师教学的质量。传统的考核方法主要是期末闭卷考试,然后总的成绩是平时成绩加上期末的成绩。由于期末考试是闭卷考试,学生花了许多时间去复习一些知识点,死机硬背,对一些应用性的东西根本不管。这样一来学生也只会记,而不会用。这显然不符合应用型大学的培养目标。

我们认为有必要对考核方法进行改革。主要包括以下方面:(1)平时作业占40%,但是平时作业不再全是书上后面的习题,对于统计部分许多内容,让学生走出课堂,去或得数据,然后应用他们得到的数据来分析数据,然后提交一个调研报告。(2)期末考试占60%,概率论与数理统计分开来考。概率论部分仍然采取闭卷考试,考查学生对一些基本概念的理解和掌握以及一些基本的运算。对于统计部分,我们采取开卷考试,我们把社会上一些实际的问题,让他们来解决,这个考试分为几个小组让他们共同解决。这样不但了考试了他们对统计基本知识的掌握,同时也考查了他们如何用统计知识来解决问题,更重要的一点事这样要考查了他们团队合作的能力。

参考文献

[1] 郝香芝,田贵辰,赵永强,等.概率论与数理统计学改革研究[J].石家庄学院学报,2009(3):109-112.

[2] 刘倩.概率论与数理统计课程改革浅探[J].读与写杂志,2010(1):65-66.

统计学与概率论范文第5篇

关键词:概率论与数理统计;数学建模;案例教学

中图分类号:G642.3 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)01-0105-02

引言

利用数学基础知识抽象、提炼出数学模型的过程就称为数学建模[1]。数学建模是指针对实际生产生活中的特定对象,为了特定的一些目的,通过一定的数学知识与数学思想,对研究对象做出简化和假设,以此对实际问题进行抽象。数学模型的建立要求建立者针对实际问题,合理地应用数学符号、数学知识、图形等对实际问题进行本质并且抽象地描绘,而不是现实问题的直接翻版。

概率论是一门历史悠久的学科,产生于赌博中的问题,现在早已经发展成为了研究随机现象及其规律的一门数学学科。概率论与数理统计分成了概率以及统计两大部分,是各类高校必修的重要基础课程之一。概率论与数理统计中所涉及的学习方法和学习内容,与后期将要学习的随机过程、计量经济学、微观经济学、时间序列分析等课程息息相关,是学生学习这些后续课程的理论基础。概率论与数理统计在社会生产生活的各个领域都有着非常广泛的应用[2]。但是,不少学生感到概率统计课程的概念听起来似乎不难理解,但是一遇到实际问题就不知道该如何入手,思维难以展开,所学的分析方法与概率思想很难与自身专业联系起来。针对现在的教学现状与学生所遇到的实际困难,作为高等教育的工作者,我们能做些什么呢?将数学建模思想融入到概率统计教学中,在抽象、枯燥的概率统计教学过程中,穿插一些与学生专业相关的或者在实际生产生活中常见的问题,对其进行数学建模,同时进行分析和求解,不仅能够帮助学生更好地理解与掌握理论知识,而且也能在很大程度上提高学生的学习兴趣,并且能够帮助学生提高解决实际问题的能力。

现在的数学教育工作者已经越来越重视数学建模与案例教学,并为之采取了诸多相关的教学改革措施。例如,不少高校都越来越重视数学建模竞赛并积极参与其中,同时许多针对高校教师的教学竞技比赛也都专门设立了数学建模或案例教学的竞赛,这些都在一定程度上给予了教师一定的导向性。

概率论与数理统计作为概率论、数理统计以及计算数学等学科形成的交叉性、应用性学科,怎样做才能与数学建模的内容相结合呢?如何将数学建模的思想与方法更好地介绍给学生?如何让学生学以致用,将概率统计的内容与自身的专业特色相结合呢?概率统计中有哪些知识点可以与数学建模相结合呢?除了常见的贝叶斯公式、数学期望的概念、方差的概念、乘法公式、条件概率、区间估计、点估计等这些常见的知识点,还有没有一些其他的知识点能与数学建模融合在一起呢?除了闭卷考试以外,还能采取什么样的考核评价方式呢?这些问题值得我们思考。

一、概率论与数理统计课程中融入数学建模思想的必要性

在概率统计课程的教学中,作为教师首先必须明确教学的中心任务是引导学生从传统的确定性思维模式进入随机性思维模式,使学生掌握处理在实际生产生活中出现的随机问题的数学方法。运用概率统计思想理论和方法可以建立各种不同的数学模型。在概率论与数理统计的教学过程中,适当增加数学建模内容的教学,既符合教育改革的要求,也顺应了时展的潮流。

当然,在概率论与数理统计的教学过程中,我们应该分清主次,不能舍本逐末,应该控制好基础理论教学与应用教学之间的比例。在确保完成概率论与数理统计基础理论教学的同时进行数学建模讲授。理论是基础,应用是目的,融入是手段。没有理论知识作为基石,何来的应用创新?

二、提高教师的数学建模能力

大学数学教学中教师具有重要的作用,只有教师对课程内容有全面的深刻的理解才可以达到有效的教学。要求教师将数学建模思想和内容穿插到概率统计教学中去,首先需要解决的是教师自身的数学建模能力的问题。作为数学教师应随时关注各类建模比赛,全身心地投入到各类数学建模比赛的指导与培训工作中,在实践中丰富自身的数学建模知识,亲身体会数学建模的过程。通过在比赛中与学生的沟通与接触,了解各个不同专业学生的真实想法,弄清学生的疑惑,在指导学生比赛的同时丰富自己的教学经验。有条件的高校,可以定期举办数学建模的培训与讲座等,不断更新教师与学生的建模知识。

运用概率统计思想在实际建模中以实际问题为研究对象,利用数学期望的概念、贝叶斯公式、方差的概念、二项分布的概念、中心极限定理、参数估计、假设检验、回归分析等理论,可以建立各种不同的数学模型,从而解决不同的实际问题。例如,对生产产品的抽样检验、质量管理、风险评估、成绩评估、运动员综合水平的测评等等进行分析,都需要用到概率论与数理统计的相关理论和方法[3]。由此,不难发现数学建模内容涉及的知识面十分广泛,这无疑会对教师和教学单位提出更高的要求,如何收集和丰富教学案例的内容,成为了每所高校及每位教师所必须面对的问题。没有不断更新的案例,何来与时俱进的数学建模的教学呢?相关教学单位可以通过奖励机制比如设立教改基金项目等措施,鼓励数学模型与案例的收集建设,为广大数学教师的发展提供有力支持[2]。

三、更新教学手段、体现建模思想

在概率论与数理统计课堂教学中,可以通过案例教学来讲解数学建模,提高学生分析问题和解决问题的能力。教师可以引导学生直接从案例出发,将实际问题数学化,然后利用概率论与数理统计的知识解决实际问题,在解决具体问题的过程中灵活地引出相应的方法和理论。在案例教学的过程中,可采取灵活多样的学习方式,比如分组讨论,通过查找资料,自主建模等来体现学生的主体地位。教师总体把控,适时引导,合理掌握整体布局,避免出现冷场、跑题等现象[4]。前不久,在吉林大学召开的“第二届(2016)全国高校数学微课程教学设计竞赛”中,就专门设立了案例教学竞赛,这无疑为推动数学建模以及案例教学的发展提供了一个很好的导向。

授课老师应充分利用各种现代化信息手段,采用多媒体教学。在信息化时代,各种数学软件是必不可少的可以实现或论证建模结论的有力工具。可以考虑在概率论与数理统计课程中增加实验教学环节,讲授Mathematica,SAS,Spss等软件。有条件的高校,还应该定期对数学教师进行培训,使其掌握相关软件发展的最新方向与动态。

在设计学习评价指标时,教师可以尝试一些除闭卷考试之外的考核方法。对概率统计的基本概念、理论和计算采取闭卷考核方式,而针对综合性、应用性强的案例应采用开卷考核形式。亦可采用概率统计知识与计算机软件相结合的方式对学生进行考核[5]。同时可以考虑进行校内各专业之间的数学建模比赛等。

结束语

将数学建模思想融入概率统计教学中对于进一步推进概率统计教学改革,提升学生学习数学的兴趣,提高学生应用数学解决实际问题的能力,具有重要的促进作用。目前,在概率论与数理统计课程中融入数学建模的思想已经引起了越来越多的相关教学工作者的重视。作为数学教师应当把握融入数学建模思想的基本原则,合理分配基础理论教学与实际数学建模教学的比例。在对学生进行基础理论教学的同时将创新思想、建模思想融入到概率论与数理统计的课程教学过程中,使得概率统计课程能够更好地适应经济快速发展的潮流,更好地服务于社会。

参考文献:

[1]姜启源,谢金星,叶俊.数学模型[M].北京:高等教育出版社,2011.

[2]向小红.数学建模思想的概率统计学探讨[J].中国科教创新导刊,2012,(35):57-58.

[3]刘卫锋,周长芹.数学建模融入概率统计教学存在的问题与对策[J].高师理科学刊,2013,33(2):85-87.

[4]王芬,夏建业,赵梅春,刘娟.金融类高校高等数学课程融入数学建模思想初探[J].教育教学论坛,2016,1(1):156-157.

[5]刘琼荪,钟波.将数学建模思想融入工科“概率统计”教学中[J].大学数学,2006,22(2):152-154.

The Brief Discussion of the Combination of Probability Statistics Curriculum and Mathematical Modeling Thought

WANGFen,XIA Jian-ye,LIU Juan

(Department of Applied Mathematics,Guangdong University of Finance,Guangzhou 510521,China)