概率统计教学方法初步探讨
概率统计教学方法初步探讨 概率论与数理统计作为我国本科教学的基础数学学科, 对于培养人的数学素质具有非常重要的作用。本文结合传统 教学,根据概率论与数理统计课程的特点,结合笔者的教学 实际,从教学原则和教学方法的选择、注重培养学生的自学 能力和习题课的教学等方面进行了详细阐述,提高了教学质 量的基础上从而提高学生分析问题和解决问题的能力。摘 要:
概率论与数理统计是我国高等院校经济学、管理学、社 会学、工学和农学等各专业本科阶段开设的一门数学基础课 程,如何提高概率论与数理统计课程的教学质量,成为从事 这门课程教学的每位教师应该考虑和研究的问题。笔者结合 多年的教学经验在概率论与数理统计的教学,初步提出了概 率论与数理统计教学的核心原则和主要方法。
1 概率论教学的核心思想和原则 1.1 理论与建模相结合原则 在注重概率论与数理统计课程理论本科教学的同时,应 着重培养学生将生活中的实际问题转化为数学模型,并且能 对模型的求解结果做出合理的专业解释的能力。结合课程的 实际讲授,在一个教学单元结束后,应该提供一些较为简单 的、使学生感兴趣的实际问题供他们进行分析讨论。
1.2 概念与实际相结合原则 在教学实践中,授课老师应该从实际问题入手,着重于学生对概率思想的理解和渗透,讲清楚每一个概念的来龙去 脉,在问题的分析和解决中逐步抽象出基本概念,以此教会 学生如何去发现问题并思考问题。
1.3 知识与文化相结合原则 在教学中要注意渗透概率统计理论的文化内涵,在这方 面,我们主要是通过一些著名的结论、知识的框架结构向同 学们展示数学的美和数学的文化内涵。例如:中心极限定理 是讨论研究独立随机变量之和的概率分布,其结论阐明了独 立随机变量的和在满足一定条件下其极限分布都是正态分 布。这是一组让人叹服的定理,尽管随机变量序列的分布各 异,但在一定条件下却都有如此统一的规律,它们体现了离 散与连续的辨证统一,也体现了特殊性与普遍性的辨证统一。
在这部分内容的教学中,授课老师可以从一方面从数学哲学 的角度介绍中心极限定理在概率论中的地位和作用,同时从 另一个方面穿插介绍了数学家柯尔莫哥洛夫、马尔可夫、辛 钦、贝努利等人对概率理论的卓越贡献,使抽象的内容生动 起来,学生在学习过程中感受到概率思想的升华,受到数学 思想的熏陶。
2 教学方法 2.1 实践理论结合法 该教学方法是以“理论与建模相结合的原则”为核心原 则,概率论与数理统计课程既具有很强的理论性,又具有很 强的实践性。而在传统的教学过程中,往往只强调理论的严谨完整,只注重培养学生的逻辑推理与抽象思维能力,而忽 视了学生的动手能力与实践能力的培养,这就容易造成了学 生学完本课程后,虽然掌握了大量的定义、定理和公式,和 一些典型固定模式的计算证明题,而在实践中,遇到大量数 据出现,需要运用统计思想的方法解决时,却不会灵活运用 本课程的思想和方法,导致遇到问题无法解决。配合理论教 学,应在实验课中开设以下内容:随机实验的模拟与概率的 近似计算;
随机变量及其分布;
数字特征;
参数估计与假设 检验;
统计分析综合实验[1],来完善教学过程和提高教学 质量。概率论与数理统计课程实验课是本课程教学的重要环 节,其目标是在理论教学的基础上,通过实验,进一步理解, 掌握本课程的基本概念、理论、方法解决实际问题,培养大 学生的实践能力与创新能力。
2.2 直观案例描述法 该教学方法是以“概念与实践相结合的原则”为核心原 则的,在概率统计的教学过程中,对概念和定义的理解是学 生掌握课程内容的关键,它直接影响到整个教学过程的好坏。
在概率统计的内容中,有许多概念和定义的直观性非常强, 这些概念和定义,如果用数学理论来讲解,那么大学生在缺 乏相关的知识结构和直观背景的情况下,是很难真正掌握这 些概念和定义的[2] 2.3 情感兴趣引导法 该教学方法是以“知识与文化相结合的原则”为核心原则,作为授课老师,应该做到能有效让学生认识这门课程的 重要性,让学生觉得有兴趣去学习这门课程。首先,可以介 绍这门课程的起源和发展经历,讲些历史上有名的与概率论 与数理统计相关问题,如掷骰子问题,分赌本问题[3]。然 后再介绍下这门学科发展至今,在社会生活、在其他科学领 域如在经济、金融业、工农业、生物医药业、航空航天业、 服务业等的应用,并与实际情况和实际问题紧密结合,多举 生活中例子,引起学生的兴趣。在讲授“全概率与贝叶斯公 式”时可举癌症问题、赌徒输光问题的例子等;
在讲解“事 件相互独立性”可举纺织工厂的工作效率问题的例子,关于 “贝努利试验与二项分布”时则可举保险问题和可靠性问题 等。通过生活中的事例说明概率统计在生活中是无处不在的, 深刻地体会到知识在现实中的运用,使学生具有明确的方向, 从而产生学习的内在动力[4]。
2.4 数学历史辅助法 该教学方法也是以“知识与文化相结合的原则”为核心 原则,在讲数学课的同时,介绍一些数学史是非常必要的, 这既可以增加学生的知识面,扩大学生的视野,还可以从这 些史实中,了解相关的数学知识与方法产生的历史背景,体 会其中的思想、方法和创立一门新学科的艰辛[5]。例如在 概率的统计定义这一节后可插入历史典故:历史上有许多著 名学者做过频率稳定性的试验。
3 结语传统的概率统计教学对学生在学习过程中的主体地位 和个性发展不够重视,忽视了学生的学习积极性和创造性的 发挥;
课堂教学中,学生长时间处在抽象的概念和繁杂的推 理中,教学情境单调、困乏,最终阻碍了学生的能力和智力 的发展,降低了概率统计的教学质量,总之,概率论与数理 统计课程,特别是本科层次教学方法是非常重要的,教学方 法的不断改进是保证教育质量的重要环节,在实践中,我们 必须高度重视概率统计课程教学方法的改进,提高教学质量 和学生的学习质量,努力为国家和社会培养高素质的人才。
参考文献 [1]冯凤萍,崔继贤。概率统计教学的探索与改进[J]。
高师理科学刊,2004,(02)。
[2]顾瑜。概率论和数理统计教学方式探析[J]。中国校 外教育(理论),2007,(01) [3]盖俊震。概率论和数理统计教学方式探析[J]。吉林 省教育学院学报,2006,(09) [4]王翠香。“概率论与数理统计”教学的几点体会[J]。
高等理科教育,2006,(05)。
[5]李明。概率论与数理统计教学方法之体会[J]。统计 教育,2006,(07)。