数理统计课程分层次教学改革探析

前言：本站为你精心整理了数理统计课程分层次教学改革探析范文，希望能为你的创作提供参考价值，我们的客服老师可以帮助你提供个性化的参考范文，欢迎咨询。

摘要：通过分析独立学院的教学现状，结合独立学院的人才培养目标，提出并试行了概率统计课程的分层次教学改革，分别从教学大纲、教学内容、考核方式和实施效果等方面进行了阐述．通过所在学院的教学实践证明了这项教学改革的可行性与有效性．

关键词：分层次教学；概率论与数理统计；独立学院

概率论与数理统计是本科院校面向理工科和经管等专业开设的一门重要的数学基础课程，是学生在本科阶段接触到的为数不多的研究随机现象和统计规律的一门课程．随着科学的发展，在云计算以及大数据理论的推动下，概率论与数理统计的思想方法已经越来越多地渗入到自然科学和社会科学的各个领域中[1]．如何结合独立学院学生的特点，将概率统计较强的应用性和实践性充分体现出来，是独立学院概率统计教学改革中值得探讨和研究的课题．

1独立学院的学生特点

独立学院是我国经济社会发展和高等教育改革中出现的新生力量，为我国高等教育的大众化起到了很大的推动作用[2]．独立学院学生大多数的进校分数介于二本院校和专科院校之间．从多年的教学实践来看，独立学院学生数学基础相对薄弱，学生自控力较差，学习缺乏主动性且比较随意．与社会整体认知有所差异的是独立学院中也会有15%左右的学生有一定数学基础，学习认真；此外还有5%左右的学生由于偏科或考试发挥失常导致高考失利来到独立学院．这些学生往往是独立学院参加各学科竞赛的主力，他们不仅有较强的数学基础，而且学习积极主动，经过一定的训练在某些知识的应用方面甚至会超过一本、二本的学生．因此需要因材施教，针对不同专业、不同类型的学生开设不同层次的数学基础课程教学，在保证基础理论教学的同时，适当增加一些实验实践课程．这样可以提高学生的学习兴趣，充分锻炼学生的动手能力和应用能力[3-4]．

2分层次教学实践

与其他课程不同，概率统计研究的对象为不确定现象．因为不确定性，概率论与数理统计的大量概念很难理解．同时，作为概率论与数理统计的基础课，微积分和线性代数在概率论与数理统计的教学中有很深入的体现，尤其微积分，基础是否扎实直接影响着概率论与数理统计的学习．因此，对不同数学基础、不同专业的学生进行分层次教学是十分必要的．分层次的概率论与数理统计教学并非简单地将学生按成绩分成不同等级，而是让学生在对自身数学基础有全面认识的前提下，结合自己的兴趣，在教师的指导下进行自主选班．分层次教学主要包括3个层次，即基础层、提高层和探索层．前2个层次为课内教学，分别在普通班和提高班进行．普通班与提高班人数按4∶1进行分配．第3层次结合网络平台及课外学习小组面向对概率论与数理统计有更多兴趣，且希望进一步学习实际应用的学生展开．

2.1分层次的教学大纲和教学内容

普通班和提高班学生在数学基础和学习主动性上存在一定的差距，而概率论与数理统计又是很多专业及后续课程的基础，根据这种情况，分别对普通班和提高班编写不同的教学大纲和教学计划．从教学学时来看，普通班学时是50学时，提高班是64学时（54+10），其中10学时的实验．从教学大纲内容来看，普通班重点突出对知识背景和统计思想的掌握，重视体验数学和实验数学的过程，从而提高学生的学习积极性和主动性．因此，删除了大数定理与中心极限定理的理论部分，取而代之的是要求在讲授概率与频率、二项分布和正态分布时分别回归到实际背景，利用多媒体课件及计算软件（Excell，Matlab等）进行随机模拟实验演示，让学生观察并参与到实验中，直观地得出相关结论．考虑到普通班学生数学基础较为薄弱，对于高维随机变量的相关复杂计算也降低了要求．而把重点放在了一维和二维随机变量的简单计算上，要求学生进一步加强基本积分求和计算的基础训练，保证学生掌握基本的数学内容和计算方法，为学习后续相关课程提供必备的数学素养．此外，在统计部分，统计量、参数估计和假设检验等都存在大量的公式，由于手工计算的局限性，大样本数据的处理过程无法贯穿整个课堂，往往使得学生对于结果感到很茫然．在实际应用中，绝大部分统计公式是可以实际查表计算，甚至可以通过一些应用软件直接得出统计结果[5-7]．因此，在普通班的大纲中降低了对公式的记忆要求，而把重点放在了应用案例的分析和统计思想的理解上，让学生明确概率论与数理统计课程的用途及如何应用．相比于普通班，提高班的教学大纲在理论教学部分与普通本科要求一致．同时增加了10学时的实验课程．在有限的时间内既要熟悉软件操作，又要将概率论与数理统计知识实验化，对于数学基础较弱的普通班学生来说可能会力不从心．因此，只面向提高班开设．实验课程主要是将普通班没有进行理论授课而改为课堂教师实验展示的部分，改为了学生自己动手操作实践．这样既可以帮助学生进一步巩固课堂知识，加深对相关现象、概念和公式的理解，也提高了学生的数值计算能力，增强了学生的学习兴趣．

2.2利用网络实现第3层次的教学

互联网+课堂已成为现在教学的一个发展趋势，增加学生的课外自主学习，使概率论与数理统计的教学跳出课本，贴近生活是建立第3层次——探索层的主要目的．树立以学生为主体，教师参与指导的教学理念．结合课堂学习内容，利用网络平台，组织课外学习小组，让学生参与到一些实际课题中，对概率论与数理统计相关应用案例[8]做进一步探索．如让学生对某次考试成绩进行统计分析，利用假设检验了解成绩的分布情况，同时可以利用2个正态总体的假设检验对2个不同班级相同课程的成绩进行比较，最后深入到班级同学中进行抽样调查，并分析差异原因．让不同专业的学生参与到与自身专业相关的统计案例分析中，如经济金融专业的学生可以考虑人寿保险费额确定的案例，这样既练习了概率中的期望、方差和中心极限定理的运用，同时也学习保险数学的相关知识；工程管理专业的学生可以参与到建筑工程公司投标的决策分析案例中，不仅对期望、条件概率和贝叶斯公式等会有进一步深入的理解，同时可以学习投资项目的风险决策问题；工业和经管等专业的学生可以学习质量控制图，通过计算机对所获得的工业产品的质量数据进行测定，复习并深入体会数理统计中的参数估计和假设检验等有关知识及相关的应用．通过这些课题的参与，学生自己动手采集数据，建立模型，进行统计计算以及提交分析报告，不仅体会到了概率论与数理统计的实际应用，尝试了发现和创造的过程，还开阔了视野，增添了自信和成就感．从而提高了学习积极性，同时对所学课本知识也有了新的认识和理解．

2.3分层次的考核方式

对学生学习情况的期末考核是整个教学过程中的重要环节，它是对学生学习程度的检验，更是对教师教学水平的检验．因为存在不同层次的教学大纲，所以对学生的考核也分多个层次进行．对于基础班学生，卷面考试以基础题和简单计算为主，占总评成绩的70%，此外是参与第3层次学习情况作为加分项占总评分10%的额外加分．通过加分奖励机制鼓励学生积极参与到动手实践中去．对于提高班学生，卷面考试占总评成绩的60%，实验部分占30%，除了对软件的基本命令和操作的考核外，还增加了需要通过小组合作解决的综合应用题，以及实验报告的写作．既考核了学生的综合动手能力，还考察团队合作精神．此外第3层次的学习情况依旧作为加分项占总成绩的10%．

3分层次教学的实施效果和意义

独立学院的教学目标是面向地方和区域，培养高素质、复合型、应用型的高级人才．由于生源在数学基础上存在着一定的层次区分，各专业对概率论与数理统计知识要求也各有差异．因此，对不同专业、不同层次的学生在教学中进行不同教学重点的区分，分层次教学，使得教学有的放矢，因材施教．从整个教学的实践效果来看，课堂气氛有了明显的改善，更多的学生积极地加入到课堂演示的过程中，作业的完成率有了很大提高，尤其是实践作业．普通班的学生不再为复杂的计算感到迷茫，学习主动性显著增强，相比于以往不愿跟教师交流，现在很多学生课后愿意跟教师一起探讨随机试验和统计思想．提高班学生学习的内容则比以往更加充分，实验课程的学习使其对软件的掌握更加灵活，满足了他们的求知欲，同时也增强了动手能力．从学生的反馈来看，学生更愿意参与到与自己专业有关的概率论与数理统计课题中，而课题中所要用到的知识促使他们在课堂上更加认真地去学习．此外，通过各专业后继课程教师的反馈，分层次教学所学内容为学生后继的专业课和专业基础课提供了充分的理论保证．在很大程度上改变了以往所学内容无法应用，同时因难度过大，导致学生成绩不佳，失去学习信心，影响后继学习的情况．分层次教学的开展是对独立学院教学方式的有益尝试，对独立学院的数学教学改革有重要的意义．利用多媒体和计算机软件教学，让学生参与教学实验演示过程，利用启发式教学引导学生提出问题，分析问题和解决问题，使得学生对抽象理论有了直观感受，锻炼了学生的数学思维，扩展了学生的数学视野．注重概念与思想的渗入，而降低对计算技巧的要求，既照顾了数学基础较弱的学生，又加深了学生对概率论与数理统计这门课程的理解，帮助他们更加牢固地掌握概率论与数理统计方法，为后续课程的学习打下较好的数学基础．此外，利用课余时间，借助网络平台引导学生参与课外案例的分析和解决，将概率论与数理统计同学生的专业相结合，架起了数学与专业之间的桥梁．

4结语

概率论与数理统计课程的分层次教学是我院对数学基础课程教学改革的一部分，从实践来看取得了较好的教学效果，受到师生广泛的好评．随着教学改革的深入，在分层次教学中，新的教学方法和教学案例将会进一步融入到课堂教学和课后实践中来，为培养有创新能力的“现场工程师”打下良好的基础．

参考文献：

[1]魏岳嵩．在概率统计教学中融入数学建模思想[J]．淮北煤炭师范学院学报：自然科学版，2010，31（1）：91-93

[2]杨德广．独立学院是中国特色的新型民办高校[J]．高等教育研究，2009，30（3）：56-60

[3]刘程熙．高等数学分层教学方法的实践研究[D]．重庆：西南大学，2009

[4]张晓丽，刘国祥．应用型人才培养模式下《概率论与数理统计》课程教学方法的改革与探讨[J]．赤峰学院学报：自然科学版，2014（12）：228-229

[5]王宁，孙晓玲．概率论与数理统计实验教学案例设计及实现[J]．合肥师范学院学报，2014，32（3）：69-72

[6]耿智琳．独立学院开展数学实验辅助教学的探索与思考[J]．湖北经济学院学报：人文社会科学版，2011，8（2）：138-139

[7]胡菊华．计算工具融入概率统计教学的尝试[J]．科技信息，2011（35）：430-431

[8]刘娟．概率论与数理统计案例教学探讨[J]．当代教育理论与实践，2014，6（12）：36-37

作者：王娅 单位：南京理工大学