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1.在《概率统计》课程开始导入有关概率论起源的小故事。关于概率论起源的小故事有很多,让学生自己从网上多搜索,开阔视野。在讲解古典概型试验中古典概率的计算方法时,可以首先引入现实中的生活案例。例如2007年震惊全国的警人故事,即邯郸农业银行发生的“巨奖买彩票背后的秘密”,学生对发生在自己身边的故事特别感兴趣,对这部分知识会留下深刻的记忆。在课程初期让学生意识到《概率统计》这门课程来源于生活实际,体会到事物的发生和发展总是有一定的规律性这一数学思想。
2.极大似然思想是极大似然估计法的应用思想,其基础为如果在一次试验中某个事件出现了,我们就认为发生的概率最大的事件是最容易出现的[4]。总体分布中的参数的取值就取使该事件发生最大的参数作为其估计值。我们可以通过法律事实故事引出《概率统计》中的极大似然思想。法律事实曾在中央二台“今日说法”节目中播出,内容是关于彩票站站长与小学女教师争抢彩票,由法官裁决彩票所属的故事。法官利用法律上的高度盖然性原则,判定小学女教师胜诉这一事实,让学生深刻理解《概率统计》中的极大似然思想。对于极大似然参数估计法,一定要总结求解步骤,这样可以清晰地展示思维的发展过程。
3.将数学思想循序渐进地渗透到课堂教学实践中。加深对基本概念的理解,突出数学思想及解题思路,将每一道题的解决归结为3—4个步骤。解决问题灵活多样,情况允许时对某一问题的解决可以引入数学软件。鼓励学生参加数学建模等活动,培养学生的实际应用能力。
疑虑一:关于探究中的错误
传统教育是"永远正确"的教育,是消灭错误、鄙视错误的教育,这种教育让学生在错误面前得到的是紧张、羞愧,而不是理性的分析与反思。科学的历程正是在无数的失败与对成功的批判中发展的。教育背景中学生的失败是让他们掌握得到真理方法的重要途径,美国教育家杜威说过:"失败是有教导性的。真正懂得思考的人,从失败和成功中学得一样多。"所以,教师要善待学生在探究中的错误,要指导学生去发现错误,并以此引导他们掌握验证的方法与对错误的坦诚态度。
疑虑二:关于学生探究前的知识基础
探究学习不仅需要一定的知识为基础,而且要求学习者具备应用知识的能力。但是,我们不能因为学生缺乏知识基础,就放弃探究学习本身,实际上,科学家在进行某项科学探究活动前,也不一定就完全具备了进行探究的知识基础,他必须在探究中不断学习,才能弥补知识上的缺陷。所以,在学生进行探究活动前,教师要做充分的准备,特别需要了解:
(1)即将进行的探究学习需要的知识基础是什么?
(2)目前学生的知识基础能够达到什么水平?还缺少哪些?
(3)学生可以通过什么途径掌握那些知识?
(4)不同基础的学生可能存在的差异是什么?
疑虑三:关于探究能力
能力的形成需要一个过程,这一点大多数教师都有亲身体会,不论是培养学生解数学题的能力,还是解决物理问题的能力,或者是语文教师提高学生写作的能力,都需要一个较长的过程。探究能力也是如此,应当尽可能早地进行这种能力的培养,最好从幼儿园、小学就开始。可惜的是,过去幼儿园与小学还不够重视,因此进入初中的学生非常缺乏探究的经验与能力。这就需要我们教师们花费一定的时间补上这一课。
疑虑四:关于教学进度
要花时间,必然影响教学进度。问题是:大多数学校在安排每学年教学进度时,并没有考虑这一点。还是按照大纲中的知识要求与课本知识章节排出一学年的教学进度。这种以知识为中心的进度安排,本身就违背了新课程以能力发展为核心的要求。因此,要面对本地本校的实际,实事求是地构建切实可行的课改方案。我认为:每学期开头的几周要将进度放慢一点,特别是起始年级,要调查研究这个年级学生探究能力的基本水平,选择本学习期望达到的能力目标,在开学的三周内,进行必要的探究技能,包括:自学、讨论、图书资料查询、网络运用、解释、实验等)培训。后面的教学再进一步强化学科探究的技能,一旦学生能力形成,学习的效率必然会得到提高,教学进度的问题也就好解决了。
疑虑五:关于探究学习的尺度
在探究学习的视野中,课本就是探究的资源之一,但是,仅仅坐在课堂里,是得不到探究学习所需要的丰富资源的。探究学习需要学生走出教室,走进大自然、走进社会、走进图书馆、走进实验室、走进网络世界。不过,不论学生走到哪里,学校与教师依然要重视资源的开发问题。教师可以筛选确定适合学生水平的资源库。当然,学生亲身经历对自然或社会的探究,收集第一手的资料,与在图书馆、网络或资源库的第二手资料结合起来,因为,这两种资料及其收集能力,都有不可替代的价值。
疑虑六:关于探究学习的资源开发
在探究学习的视野中,课本就是探究的资源之一,但是,仅仅坐在课堂里,是得不到探究学习所需要的丰富资源的。探究学习需要学生走出教室,走进大自然、走进社会、走进图书馆、走进实验室、走进网络世界。这就要求学校与教师依然要重视资源的开发问题,精心选择最有利于学生进行探究学习的教学平台,教师还可以筛选确定适合学生水平的资源库。当然,学生亲身经历对自然或社会的探究,收集第一手的资料,要与在图书馆、网络或资源库的第二手资料结合起来,因为,这两种资料及其收集能力,都有不可替代的价值。
疑虑七:关于考试与评价制度改革
考试与评价改革似乎是教师们反对探究学习最有力的理由,但是,高考已经发展到能力为评价核心的阶段,注重能力的培养将逐步成为教学的中心任务,考试与评价制度本身将进行改革,学分制等更注重学习过程的发展性评价,将取代过去以考试为主的评价。新的评价机制主要突出两点:一是强调综合评价;二是强调过程性评价。用发展的眼光对学生进行评价。在强调综合性评价,过程性评价的同时,也不要忽视必要的甄别和选拔考试,只是不要把它看成唯一的标准。目前,我国还没有取消甄别和选拔考试,选拔考试仍然是我国选拔人才有效的办法之一。
二、课堂教学中教师存在问题
问题一:流于形式。教师已经有意识地把新课程引入课堂,但是,仔细观察就会发现,在部分教师的课堂上,只是一种形式,缺乏实质性改变。教学只求“表面热闹”。有的教师上课表面看起来课堂气氛异常活跃,盲目追求课堂教学中提问题的数量,一定程度上忽视了学生的参与度不均衡,学生间的合作不够主动等问题,不能给学生充裕的时间,忽视对学生技能的训练与培养。其实,“活而不乱”才是新课程背景下课堂教学追求的理想目标。
问题二:过于追求教学的情境化。创设教学情境,不仅可以使学生容易掌握数学知识和技能,而且可以使学生更好地体验教学内容中的情感,使原来枯燥的、抽象的数学知识变得生动形象、饶有兴趣。但部分教师过于注重教学的情境化,为了创设情境可谓是“冥思苦想”,好像数学课脱离了情境,就不是新课程理念下的数学课。事实说明,有些教师辛辛苦苦创设的情境,并没有起到应有的作用。往往因为被老师创设的情境所吸引,而久久不能进入学习状态。
问题三:教师在课堂上不敢张口讲话。不知从何时起,我们的数学教学很忌讳老师的“讲”。不少老师把“少讲”或“不讲”作为平时教学的一个原则,因为他们知道,讲了就会有“灌输”“填鸭”之嫌。从学习方式看,学生的数学学习可以分为两种基本形式:一种是有意义的接受学习,一种是有意义的发现学习。无论是有意义的发现学习,还是有意义的接受学习都是数学学习中的重要学习方式。在改革的同时,我们要注意对传统的继承和发展。课堂上是不是讲,真正的问题在于讲什么、怎样讲。一般来说,陈述性的、事实性的知识,可以让学生运用接受学习的方法进行学习。教师该引导的要引导,该问的要问,该点的要点,该讲的要讲,要充分发挥教师和学生两方面的主动性和创造性。
问题四:教学过于追求手段现代化。运用多媒体计算机辅助教学,能较好地处理好大与小,远与近,动与静,快与慢,局部与整体的关系,使学生形成鲜明的表象,启迪学生的思维,扩大信息量,提高教学效率。为此,讲课教师不惜花费一周甚至数周的时间精心制作课件。可结果并不理想,有的课件不过是课本搬家,只是起到了替代小黑板的作用;有的教师把界面搞得五彩缤纷,以为这样可以吸引学生的学习兴趣,结果适得其反,学生的注意力被鲜艳的色彩所吸引,忘记了听老师讲课,而忽略了课堂教学中应掌握的知识。计算机辅助教学要用在点子上,要注重实效。使用新技术并不一定代表新的教学思想。屏幕不能代替必要的板书,学具操作不能代替必要的教具演示,教师只有把现代化教学手段与传统的教学手段(教具、学具、黑板)有机结合起来使用,优势互补,使教学手段整体优化,才能提高课堂教学效率。
问题五:部分教师不能驾驭课堂。新课程强调以学生为主体,强调让学生“动”起来,可当学生真的“动”起来以后,新的问题又出现了。学生积极参与学习,课堂气氛空前活跃,学生提出各式各样的问题,有些甚至是令人始料不及的,课堂纪律难于控制,教学任务难于完成。学生一放开,教师在课堂上感到特别紧张,甚至感到无所适从。结果造成教学任务完不成,课堂纪律无法控制,学生成绩两极分化。对课堂不能调控,主要是教师的知识储备不足。为此,教师应提高对本学科知识的理解和整合能力,提高对课堂教学的驾驭能力。教学不再是预先设计的课程方案的执行过程,而是一个动态生成的过程。它需要教师在课程预先设计的基础上,循着学生思维的起伏、情感的波澜随时地调节整个教学环节。
总之,课程改革的核心环节是课程实施,而课程实施的基本途径是课堂教学。只有教师真正改变多年来习以为常的教学方式,工作方式,才能稳健地推进课程改革。教师只有不断学习先进的教育教学理论,不断反思自己的课堂教学,才能真正走进新课程。
关键词 随机变量 分布函数 概率密度 数字特征
中图分类号:G642 文献标识码:A
0 引言
概率论与数理统计是研究随机现象的数量规律的一门数学学科,该课程作为现代数学的重要分支,在自然科学、社会科学和工程技术的各个领域都被广泛地应用,它已成为各类专业大学生的数学必修课之一。
由于概率论的研究对象与一般数学学科不同,因而处理问题的方法也不一样。它除了具有其它数学学科的理论的抽象性和逻辑的严密性外,还具有自己独特的思维方式和计算技巧。它在解决问题时更注重概念与思路,因此学生在学习这门课程时,特别是在前期的学习过程中常常感到困难,不易掌握它的规律。根据这一现象,教师在教学中应采取一些措施,进行一些针对性的处理,以帮助学生克服困难,逐步懂得运用概率论的特点,掌握其规律性。
下面对这门课程的教学中的几个问题进行一些探讨。
1 随机事件的关系及运算
随机事件是概率论与数理统计这门课程的最基本的概念之一。了解事件的关系及运算,把复杂的事件分解成若干个简单事件的和或积,从而利用概率的基本公式计算随机事件的概率,是学生应该掌握的基本方法,也是第一章的重点和难点。
在讲授事件的关系和运算时,可以结合集合的关系及运算,并用文氏图加以说明。例如,列出如下的对照表(表1,表2),就能使问题清楚、直观,便于学生理解和掌握。
同时,在讲课中,应特别注意强调其概率意义的描述,避免学生走入只会从集合的角度理解问题的误区。
2 几个基本概念之间的关系
在课程的第二章引进了随机变量及其分布的概念, 这一部分的特点之一是:基本概念很多,描述这些基本概念之间的关系的定理和公式也很多。因此学生容易将一些概念混淆,搞不清它们之间的关系,记不住相应的公式。针对这些问题,在讲完一部分相关的内容以后,可以进行一次小结,将相关的概念以及它们之间的关系进行梳理。例如,可以用图形来表示各个概念之间的关系,并在图中标出所用的公式。这样做可使各个概念更清楚、直观、容易记忆。
3 随机变量的数字特征
随机变量的数字特征是用来描述随机变量分布特征的某些数字。其中有数学期望、方差、标准差、原点矩、中心矩、协方差、相关系数等。由于随机变量分为离散型和连续型两类,它们的各种数字特征的计算公式也不相同。在讲授这一部分时可以将离散型和连续型的情形加以对照,这样既能使学生加深对概念的理解,又容易记住公式。例如,在讲授一维随机变量的数字特征时,可以列出下列对照表(表3)。
从表中3可以看出,离散随机变量与连续随机变量的同一数字特征的计算公式的不同之处仅仅在于一个是求级数,另一个是求积分。将离散求和换成连续求和,就可以由离散随机变量的数字特征的公式得到连续随机变量的相应公式。
本章的另一个难点是求各种数字特征的公式太多,学生容易混淆,难以记住。例如对于二维离散随机变量来说,就有数学期望、方差、标准差、各阶原点矩、各阶中心矩、协方差、相关系数等的计算公式。对于连续随机变量也有这些相应的公式。要区分、记住这么多公式是比较困难的。针对这一问题,在讲完相关的内容后,可以将上述所有公式的记忆归结到两个公式:离散型和连续型随机变量4 结束语
概率论与数理统计这门课程的难点主要集中在概率论的部分,教师在教学中应根据每一处难点的具体情况,采取切合实际的、具体的方法来解决问题,帮助学生克服困难。这样才能使学生真正理解和掌握该课程的基本概念、基本理论和基本方法。
参考文献
1概率论课程教学存在的问题分析
11教学目的不明确,学生学习动力不足
众所周知,概率论课程一直以来都是管理类专业学生的必修课程或者是限选课程,但为什么管理类专业一定要开这门课程,学生却不太清楚。根据笔者对自己所教授的会计学、市场营销两个专业近200名学生的统计发现,除了少部分学生很清楚或比较清楚本专业为什么要学习概率论课程,大部分的学生都只是大概知道或者不清楚。由此导致学生对于概率论课程的学习动力,主要体现在部分学生是为了计划出国或者准备考研,部分学生是为了尽量不挂科,而真正认为概率论课程对于本专业的专业知识学习有帮助的学生相对较少。
12与专业课知识联系不紧密,学生无法很好理解
对于文科学生而言,并不特别擅长数学课程里的较为严密的逻辑推导过程,如果学生并不清楚学习概率论知识对于自身专业课程的作用,就会更加排斥数学的理论推导过程,从而无法很好学习概率论知识的情况。通过调研发现,仅有少部分学生通过认真学习之后认为概率论知识有作用,且基本上为理科学生;大部分文科学生表示虽然认真学习了但不知道到底有什么用,在课堂上会体现出虽然在认真听教师讲课,但难以理解其中的知识点或者听起来相当吃力;更有部分学生表示没兴趣去该课程,不知道学了有什么用,上课的时候也不知道老师在讲什么。所有这些现象的根本原因,还是在于学生对于本专业为什么学习概率论课程并不了解,也不知道概率论课程学习之后对本专业的专业课程有何帮助。
13教师教学风格不同,学生难以适应
学校在安排课程的时候,会考虑到多方面的因素采取尽量合理的方式去安排任课老师,但是这也导致学生难以适应不同教师的上课风格。通过对学生的调研,大部分学生认为高等数学和线性代数的学习情况对概率论课程的学习产生一定的影响,然而当任课老师发生变化之后,学生认为比较难以快速适应不同教师的教学风格,从而在最基础的阶段会出现难以进入学习状态的困难。此外,尽管有相同的教学大纲,但不同教师在教学过程中可能采用不同的方式,例如有的老师会在某些知识点上进行回顾和发散,有的老师则针对性较强只关注教学大纲的知识点,一旦学生通过不同专业同学的渠道了解到不完全一样的知识体系并觉得其他任课教师的教学风格更好的时候,就会加重学生对自己任课教师教学风格的不适应,从而无法学好相关的知识。
2解决概率论课程教学中存在问题的对策
21明确概率论课程教学目的,提高学生的学习动力
明确教学目的,是概率论课程教学改进的重中之重,这包括两个方面的内容:一是在专业人才培养方案中应明确学生通过本专业学习所应掌握的专业知识和专业技能,而专业技能中就应该明确包含本专业需要学生掌握哪些数学方法,通过这些数学方法的学习对于其从事本专业的相关工作有何帮助;同时,在新生专业导入的过程中,还应详细向学生解读概率论等数学知识作为“必修”课程的原因,从而帮助学生正确认识文科院校管理类专业也必须学习高等数学知识的理由;二是在概率论课程教学大纲的制定上,应根据不同专业的特点,明确本专业学习概率论课程的目的,例如会计学专业和市场营销专业的概率论课程教学大纲,在教学目的上应该是不完全相同的,这样使得教师在对不同专业学生进行概率论课程教学时能够做到有的放矢,选择更符合专业特点的教学方式和教学案例。只有通过这样的方式,才能让学生真正认识到学习概率论等高等数学课程的原因,促进其提高自身的学习动力。
22结合专业案例教学,促使学生理论联系实践
大部分教师对概率论课程的教学方式依然是类似于传统数学课程的教学方式,即理论推导结合教材所给出的案例进行分析。但教材给出的案例并不会根据不同专业而有所区别,都具有普遍性,对于文科学生而言,理论推导本身就较为枯燥,而案例又是长期不变且与自身专业联系不紧密,学习起来就显得更加没有兴趣。因此,教师在进行教学的过程中,应主动找寻一些与所教授专业相关的案例,从而促使学生能够将所学的概率论知识和自身的专业知识有效地联系起来。或者,概率论课程的教师也可以与该专业的专业课教师合作,来共同完成一些知识的教学。例如对于市场营销专业而言,营销专业课教师在介绍市场细分的方法以及客户群体归类的时候,可以适当介绍概率论和统计学知识在其中的作用。与此同时,概率论课程的教师则以这些案例为基础,向学生具体讲解如何利用概率论与统计学知识对市场客户进行细分和归类。通过这样的方式,学生既能够很好地接受概率论课程的知识,也能够将理论和实践联系起来,从而提高其专业技能和专业水平。
23开展教师课程试讲,实施学生选课选师
目前大部分高校都实施了学生选课的制度,但对于概率论这样的必修课,仍然是指定教师承担某专业的课程,学生的选课只是一种形式。通过调研发现,即便是文科学生,本身对概率论这样的数学知识并不特别排斥,对于书本上与专业相关性不大的案例也不会特别不满意,但对于教师的教学风格要求较高。对此条件允许的情况下,学校可以开展任课教师课程试讲,由学生选课和选师的方式,可以采取教师课程试讲的方式,即在最初的课程当中,通过教师的一到两次试讲,由学生听课之后来决定到底选择听哪位老师的课。或者学校安排好每个专业的任课教师,学生在听过一两次课后,如果发现确实无法适应该老师的教学风格,则可以申请到其他教师的班级听课,从而便于学生能够找到更合适的教师和教学风格,促进学生对概率论课程知识的学习。