對于高職院校數理統計教學的一點思考
楊棟梁
【摘要】 數理統計作為一門應用性課程,應當將傳授概率與統計知識和揭示隨機規律有機地結合起來。對高專學生講授概率論與數理統計必須注意教學方法的改革,強調概率論與數理統計在實際中的應用性。
【關鍵詞】 概率論與數理統計; 教學改革; 教學過程
概率論與數理統計是研究隨機現象客觀規律的數學學科,是高等學校公共課的一門基礎課程。概率論與數理統計從研究必然問題到處理隨機問題,其理論和方法的應用幾乎遍及所有科學技術領域、工農業生產和國民經濟的各個部門中。因此,概率論與數理統計的教學顯得非常重要。但是學生在學習掌握這門知識的過程中普遍感到概念難懂,思維難于開展,問題難于入手,方法難于掌握。基于這一現象,在教學中,更新教學方法,多種教學手段并用,充分體現以人為本的教學理念成為提高教學質量的必然選擇。自1995年國家教育部立項研究“面向21世紀非數學類專業數學課程教學內容與課程體系”改革以來,國內數學教育界逐漸形成關于數學教育在大學教育中應有作用的共識,大家普遍認識到,一種成功的數學教育既要為學生提供必要的數學知識,還要對學生進行必要的理性思維訓練,不能把數學課程的“工具性”理解過窄,大學數學教育應該納入素質教育的軌道[1]。在高等學校教育教學改革不斷深化的過程中,加強文理滲透,推進素質教育,早已成為共識。由于該門課程隨機規律的難以掌握性,針對于高專學生掌握的數學基礎知識,在教學中不應過分強調其理論知識的推導過程,而應突出該門學科的實際應用。1 概率論與數理統計課程的特點 概率論與數理統計課程是大學數學公共基礎課程之一,是一門應用性很強的學科。隨著社會主義市場經濟體制在中國的快速推進,許多工程問題和非常重要的社會、經濟問題急切地需要人們去研究,如金融風險、保險精算、環境保護、可持續發展、前景預測等領域需要運用概率統計知識。它是繼高等數學、線性代數之后,成為理、工、管理、文科類所有專業必需掌握的公共基礎課程,它對培養學生處理“隨機”的數學基礎知識、基本能力和綜合素質具有其它課程不能替代的作用,它有助于文科類專業培養創新型人才[2]。本課程主要引導學生從傳統的確定性思維模式進入隨機性思維模式,使學生掌握科學研究中出現的隨機問題的數學處理方法。所以,注重理論聯系實際的教學思想,有助于提高學生分析問題和解決問題的能力,夯實和擴展“概率統計”的基礎理論知識。
2 概率論與數理統計教學過程
2.1 教學內容的準備 由于領域中大量存在著系統可靠性問題、航空滿座率問題、產品檢驗問題、血液檢驗問題、藥效檢驗問題、保險品種保費與索賠計算、投資組合風險問題、社會經濟調查等等與生活息息相關的實際問題,而這些問題的圓滿解決有賴于概率論與數理統計中的二項試驗以及二項分布、泊松分布、正態分布、隨機變量的數字特征、參數估計、假設檢驗、方差分析、回歸分析以及時間序列分析這些相關內容,所以在實際教學中應突出上述內容的應用性和可操作性。
2.2 教學方法與手段 由于概率統計課程理論性和應用性較強,內容較多,難度較大,而教學時數有限,可以采用傳統教學與多媒體教學相結合的方法,克服學時數緊張的問題,大大提升教學效果。例如,講解“貝努利試驗、貝努利分布和它的應用”時,可以用課件動態地演示該隨機試驗的過程、高爾頓釘板經典試驗、二項分布試驗等,使學生深刻理解什么是貝努利分布,同時,使用課件介紹該分布的應用案例時,不僅可節省教學時間而且更容易講清楚該分布用于解決什么問題。又如,講解數據的統計描述的統計思想時,可以用多媒體教學形式展示直方圖和經驗分布函數圖形,使學生更容易理解直方圖和經驗分布函數圖形的構圖原理。總之,采用電子課件進行教學增大了課堂教學的信息量,動態的隨機試驗演示,可將抽象的、難以理解的內容化成直觀的、易于理解的內容,而且節省了繪圖時間,繪制的圖形既規范又準確。 按單元組織教學,幫助學生逐步接受和強化學習內容。每一教學單元即章節包含了課堂講授、練習、章節習題評講等教學環節,教師將對每一階段的學習進行歸納和總結,及時發現問題,解決問題。 由于高專學生的數學基礎相對較弱,可以選用適合于他們的例子和教學方法,如啟發式、探討式、比喻式等各種教學方法。注重基本內容的講解,避免復雜的推導過程,采用“由易到難”和“精講多練”的方法,確保核心知識點的掌握,重視培養學生的學習方法和習慣。 在教學過程中注意引入有趣的、與日常生活相關的應用案例,激發學生的學習興趣和學習主動性。例如,講解常見分布時,注意講清楚它們各自的應用背景,指出Poisson分布常用于描述“單位時間內到達超市的顧客數”、“單位時間內通過某路口的汽車數量”等,指數分布主要用于描述"等待(間隔)這些問題不一定要太大,但要能夠反映概率統計知識的應用,反映本學科的前沿,如社會學中的購買彩票的中獎率問題、估計一項新產品在未來市場上的暢銷率、招聘過程中錄取分數限的預測、醫學中的新舊藥品治療療效的比較問題或疾病診斷等問題。 在教學中注重培養學生學習的興趣。《高等教育心理學》提到,學習興趣是學生心理上的一種學習需要,而學習需要是學習動機的主要因素,學習動機則是學生進行學習的內驅力[3]。數學作為文化基礎課,多數學生認為數學課抽象、枯燥無味,無新鮮感且無應用價值。激發起學生學習的興趣,這樣的教學會有高的教學質量。因此在概率論的教學過程中,要始終注意培養學生學習的興趣,使學生既學到必要的知識,又享受到一定的學習樂趣,達到提高教學質量的目的。各門課程的特點不同,培養學生學習興趣的途徑和方法也不盡相同,但是深入鉆研教材,根據教材的內容和特點,挖出潛在的有利于培養學生學習興趣的積極因素并加以充分利用,這一點是共同的,是當前提高教學質量的一個重要方面,可能還是提高教學質量的“治本”的方面。由于《概率論與數理統計》所研究的問題滲透到我們生活的方方面面,每一個理論都有其直觀背景。因此,在教學中,應該致力于從多方面入手,去激發學生的興趣,使學生在體會每個基本概念、定理和公式的產生過程中,掌握概率論與數理統計解題的思想和方法。具體方法有:
【參考文獻】 1 賈俊平.統計學.北京:清華大學出版社,2005,7. 2 周明儒.文科高等數學教學實踐與思考.大學數學學報,2006, 10:112~113. 3 鄧華玲,等.概率論與數理統計課程的改革與實踐.大學數學,2004,1 :34~35. 4 李裕奇.概率論與數理統計.北京:國防工業出版社,2001,14~15