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概率論與數理統計心得體會范文1
關鍵詞:概率統計 工科教學 教學策略 實踐性環節
中圖分類號:G642
文獻標識碼:A
文章編號:1007-3973(2012)005-175-02
江蘇科技大學(張家港)以培養技術型應用性人才為辦學目標。校區的生源以本二為主,隨著擴招,學生的數學基礎與能力方面比以往有較大下降,發現學生對此課普遍感到學習困難,難以入門,其中一個重要原因是學生對于這門課程缺乏興趣,當前在概率論與數理統計教學中存在諸多問題有待解決,有必要對傳統的教學模式和教學內容進行改革和創新。
概率統計是工科學校大部分專業開設的基礎課,它是研究隨機現象的一門學科,在自然科學、金融、工程技術、醫藥等各個領域都有著廣泛應用。不可否認,由于數學概念的理解難度,使得學生學起來顯得困難,加上數學課程本身的特點,很多學生有畏懼心理,導致教師教學的困難,筆者通過講授該課程4年,通過教學實踐分析校區概率統計課程教學現狀,指出其中存在的問題,提出對本課程教學方法策略的思考。
1 提高課堂效果的方法
1.1 了解學生學習困難
學生對數學類課程學習興趣不高。經過筆者深入學生中了解到這樣的問題“學習數學有什么用”等問題,說明學生對這門課不太了解。因此在講授第一次課的時候,不必要急于講授新課內容,首先要將這門課程的整體的框架介紹下,并且介紹一些與實際生活有趣的概率方面的內容,比如:投擲硬幣問題,下賭注問題,生日問題等。適當介紹下概率統計的發展史和中外數學家事跡,這樣可以激發學生學習的興趣,也可以活躍課堂氣氛。
1.2 講一些小故事,激發學生學習興趣
在教學過程中,講一些與概率統計相關的小故事,一方面可以使學生認識故事本質,在體會故事的過程中感受概率思想,另一方面也可以活躍課堂氣氛。例如:在講“古典概型計算”這一節的時候,可以先提出一個問題問學生:該班級有93人,“至少有兩個人生日在同一天的概率是多少”?學生在沒有學習古典概型的時候是不會立刻回答出來的,感覺不可思議,但是立刻經過統計發現確實存在這樣的情況,那可以肯定的說,概率幾乎接近1這個事實。接著就可以圍繞這個問題利用排列組合的知識推導出古典概型的計算公式,通過計算確實是接近于1。事實上可以通過計算人數大于55就有很大的概率了。通過這個小故事,有助于學生理解比較難的公式,同事也激發學生的探索的興趣。
1.3 聯系生活,教育警示學生
概率統計相比高等數學和線性代數更貼近生活,如果能合理恰當的運用到教學中去,那會對教學效果和質量起到促進作用。課堂上詢問學生買彩票的問題,發現有一部分學生熱衷于買彩票,并且很希望中大獎。針對這種情況,在講授古典概型計算的時候就可以分別計算出中獎和不中獎的概率值來,從而使他們知道原來中大獎的概率是非常小,幾乎接近與零。
并且教育他們買彩票的時候需要擺正心態,期望值放低,更不能沉迷其中。
2 采用更加靈活的考核方式
2.1 課堂形式多樣化
傳統的課堂教學是以老師講課為主,學生聽講為輔?,F階段學生思維活躍,學生有迫切的需要和老師互動交流。鑒于此,概率統計課堂應該是講練結合,提問回答,互動性強的形式??梢源┎鍖W生之間的小組討論,開設小型的研討班等多種互動形式。對于不同專業的學生,結合不同學科特點要構建與本專業相對應的概率應用例子。
2.2 考試方式靈活
原有的考考核方式都是閉卷考試,這種傳統的考試方式一般情況下不能真正反映學生對概率統計課程內容的全面掌握,不利于考查學生運用數學知識的能力。筆者對當前考試方式做了有益的探索,前提是保證能比較全面的考查學生掌握知識的程度,考查的內容包括:平時作業的登記,課堂和老師互動的情況登記,要求學生在學完概率論后寫一份相關的小論文(學習心得體會,數據分析,數學建模等新的想法等);答疑的踴躍程度以及課后答疑記錄的登記。通過這些多方面的考核,各個考核項占有一定的比例,使學生不在為了最后的閉卷考試而著急,因此達到考查的目的。
3 概率統計的教學實踐
3.1 增加計算機實驗實踐性環節
校區概率統計師資都為數學教研室全體老師,都是青年教師,他們在教學經驗等方面有待提高,比如在概率統計教學中應該適當使用計算機軟件教學。概率論中最常用的一個軟件SAS,它可以對離散型,連續型隨機變量的分布律、概率密度函數以及事件的概率計算,也可以產生常用分布的曲線圖;SPSS則在統計中使用廣泛,它主要是做大量復雜的數據統計和分析;而Matlab軟件在概率統計中的應用及其廣泛,它既可以再概率論中進行數值計算,例如計算隨機變量的期望和方差、計算幾何概率事件;也可以畫圖,也可以處理統計中的參數估計、假設檢驗等內容,并且使用起來很方便,這樣就可以極大地避免大量繁雜的數據的整理和分析,提高教學效率,增強學生的學習興趣。適當增加計算機實驗學時,對學生的動手能力、分析數據能力、應用概率統計知識解決實際問題能力有很大幫助。讓學生感受到概率統計的魅力,課時安排在每一章結束后根據需要安排一到兩次上機實驗。
3.2 Matlab軟件的使用
Matlab軟件提供了統計工具箱,里面有大量的概率統計函數可直接調用,顯示出強大的數值計算和分析功能,這從根本上簡化了在有限的學時內完成概率統計教學任務,降低了計算過程的復雜性、提高了教學效率。
例:設隨機變量X的分布律為:
本學期筆者將Matlab融入概率統計的教學中,先介紹了該軟件的使用,在上機課時講授一些求解隨機變量數學期望、方差、隨機事件概率的演示,將例題和部分習題用Matlab解答,經實際操作結果是令人滿意的。在處理統計量數值計算的時候,題目中的繁雜運算通過Matlab的相關函數完成,很直觀的顯示出理想的結果。從而使得學生能夠有時間與精力去深入學習概率的理論知識。
3.3 教學方法中融入數學建模思想
在教學過程中,注意融人數學建模的思想。自然界很多現象看起來差異很大,但是他們的實質一樣,數學模型就是這些現象抽象化。概率統計中有許多模型,如n重Bernulli概率模型,標準正態分布模型,幾何分布模型等。對于這些模型要善于總結模型的建立過程,應用的范圍。如n重Bernulli概率模型,它是0-1分布的疊加,將其看做是試驗成功的次數的模型,利用這個模型可以處理很多實際問題,如抽球問題,機器工作的臺數,在求解期望時候利用這個模型特別容易求出。而避免使用期望的定義求解級數的復雜性。教學中教師更多的作用應該體現在引導學生通過自己的能力運用相關的知識點來解決實際問題,以探究的方式主動地獲取知識、應用知識、解決問題。對于培養學生的創新和實踐能力、創造能力、終身學習的能力具有十分重要的意義。而數學建?;顒拥膶嶋H結果告訴我們,它不僅對好學生、而且對學習有一定困難的學生都能起到培養興趣、激發創造的目的。比如概率統計中有約會問題:二人約定于6—7時內在某地見面,先到者等20分鐘時后離去,求二人能會面的概率。在復習幾何概型的一般模型后開始這樣建立模型: 設X和Y分別表示甲乙兩人到達約會地點的時間,找出和的取值范圍,設A=“兩人能會面”相當于|X—Y|≤20,算出直線圍成圖形面積得P(A)=0.5556,這樣就得到兩人永不見面的概率為0.4444,從而使問題得到解決。具體解答可以在Matlab中畫圖,得到的圖像如圖2。
總之,概率統計教學應該有自己的特色,應該采取有針對性的教學方法和措施,使學生建立想學習,勇于探索的精神和自信心,培養學生理論知識和實踐并重的能力,創新精神,實現校區培養應用技術型人才的目標。
參考文獻:
[1] 成萍,包素華.關于概率統計教學改革的探討[J].衡水學院學報,2005,7(3).
[2] 盛驟,謝式千.概率論與數理統計(第二版)[M].北京:高等教育出版社,2010.