龍希慶
(宜賓學(xué)院數(shù)學(xué)學(xué)院 四川 宜賓 644000)
概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)是從數(shù)量上研究隨機(jī)現(xiàn)象及其規(guī)律的數(shù)學(xué)學(xué)科。概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)從研究必然問題到處理隨機(jī)問題,其理論和方法的應(yīng)用幾乎遍及所有科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn),經(jīng)濟(jì)管理和科學(xué)技術(shù)等各領(lǐng)域,又向各個(gè)基礎(chǔ)學(xué)科、工程學(xué)科滲透,與其它學(xué)科相結(jié)合發(fā)展形成不少新學(xué)科,如生物統(tǒng)計(jì)、統(tǒng)計(jì)物理等,它又是許多新的重要學(xué)科的基礎(chǔ),如信息論、控制論、可靠性理論和人工智能等。由于它的廣泛應(yīng)用性,大多數(shù)的二本學(xué)校的各類專業(yè)都把它作為一門重要的基礎(chǔ)課,也是全國碩士研究生數(shù)學(xué)入學(xué)考試的一個(gè)重要組成部分。然而,在該課程的具體學(xué)習(xí)過程中,由于其思維方式與以往數(shù)學(xué)課程不同,大多數(shù)學(xué)生感到基本概念難懂、內(nèi)容抽象復(fù)雜、難以理解、不善于利用所學(xué)的數(shù)學(xué)知識(shí)和數(shù)學(xué)方法分析解決實(shí)際問題。造成這種結(jié)果的原因主要有兩個(gè):一是概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)這門課程的內(nèi)容很多,而且很抽象;二是學(xué)生的基礎(chǔ)不扎實(shí),這門課程要大量用到以前所學(xué)習(xí)過的知識(shí),比如在學(xué)第一章時(shí)要大量用到排列組合的知識(shí),在學(xué)以后的章節(jié)時(shí)要大量用到微積分的知識(shí),因此在講授這門課程時(shí),還要復(fù)習(xí)以前學(xué)過的相關(guān)知識(shí),做到溫故而知新。我們有必要就概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)的教學(xué)改革做一些探討。本文主要從以下幾個(gè)方面提出教學(xué)改革:
隨著概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)的教材改革開展的如火如荼,新的教材不斷涌現(xiàn),但真正適合的教材卻屈指可數(shù)。通過多種教材間的對(duì)比以及作者多年的教學(xué)實(shí)踐,首先教材主要內(nèi)容應(yīng)包括概率論基礎(chǔ)(概率空間、隨機(jī)變量及其分布、隨機(jī)變量的數(shù)字特征、大數(shù)定律與中心極限定理)、數(shù)理統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)(統(tǒng)計(jì)量及其分布、統(tǒng)計(jì)估值、統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)、方差分析、相關(guān)與回歸分析)和統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等三大部分。其次,教材的選取應(yīng)注重以下三點(diǎn):第一是注重滲透統(tǒng)計(jì)思想,加強(qiáng)實(shí)際應(yīng)用。所選例子和習(xí)題都應(yīng)直接來自生產(chǎn)和生活實(shí)際,這不僅能加深對(duì)基本概念和基本方法的理解,同時(shí)也能提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。第二是在習(xí)題編排方面,應(yīng)注重選擇難易結(jié)合,深淺對(duì)練的習(xí)題教材,如除基本概念外,列有綜合性、技巧性、實(shí)用性強(qiáng)的習(xí)題。第三是可注重選取有實(shí)際軟件應(yīng)用的教材,如如何使用軟件進(jìn)行參數(shù)估計(jì)、假設(shè)檢驗(yàn)、回歸分析等,使學(xué)生在掌握了理論知識(shí)的基礎(chǔ)上,增強(qiáng)上機(jī)操作,同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力,更符合二本院校學(xué)生今后應(yīng)用性強(qiáng)的特點(diǎn)。
教學(xué)方法的改進(jìn)是概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)課程教學(xué)改革一個(gè)重要方面。先進(jìn)的教學(xué)方法和教學(xué)手段是順利有效實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)活動(dòng)的重要保證和突破口。我們“以學(xué)生為主體,以教師為主導(dǎo),知識(shí)、素質(zhì)和能力協(xié)調(diào)發(fā)展”的現(xiàn)代教育思想為指導(dǎo),教學(xué)中突出學(xué)生的中心地位,注重對(duì)大學(xué)生邏輯思維能力、分析問題和解決問題能力的培養(yǎng)?!陡怕收撆c數(shù)理統(tǒng)計(jì)》的內(nèi)容以及教師授課一般都存在著重理論輕實(shí)踐、重知識(shí)輕能力以及重概率輕統(tǒng)計(jì)的傾向,缺少該課程本身的特色及特有的思想方法。如果教師僅憑自己經(jīng)驗(yàn)授課,而不注重學(xué)習(xí)的對(duì)象,教學(xué)效果無疑會(huì)大打折扣。針對(duì)各類專業(yè)的學(xué)生,教學(xué)中可選擇一些與該專業(yè)接近的案例來講解,如在對(duì)經(jīng)管類學(xué)生講古典概率時(shí),我們可以多舉一些像“分賭本的問題”、“抽簽與順序無關(guān)”、“抽獎(jiǎng)中大獎(jiǎng)的可能性”,“利益最大化”等案例;如在講常見分布時(shí),注意講清楚他們各自的應(yīng)用背景,指出Poisson分布常用于描述 “單位時(shí)間內(nèi)到達(dá)超市的顧客數(shù)”、“單位時(shí)間內(nèi)通過某路口的汽車數(shù)量”等,指數(shù)分布主要用于描述“電子元器件的使用壽命”等,這樣學(xué)生也會(huì)比較感興趣,自然會(huì)取得良好的教學(xué)效果。在教學(xué)過程中要充分注意該門課程“應(yīng)用型”的特點(diǎn),也要充分應(yīng)用多媒體等輔助手段,使我們的課堂教學(xué)圖文并茂,聲像具備,生動(dòng)直觀。另外,很多統(tǒng)計(jì)部分的實(shí)例數(shù)據(jù)量大,在課堂上操作起來不太可行,我們可以借助計(jì)算機(jī),給學(xué)生介紹一些簡(jiǎn)單的統(tǒng)計(jì)軟件知識(shí),讓他們以小組的形式完成一個(gè)實(shí)際命題。同時(shí),我們?cè)诮虒W(xué)過程中還要突出強(qiáng)調(diào)了以下幾點(diǎn):
(1)講授概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)的概念時(shí),闡述概念產(chǎn)生的背景和概念的本質(zhì),講清客觀世界——數(shù)學(xué)抽象——數(shù)學(xué)語言,描述三者的關(guān)系;
(2)鼓勵(lì)學(xué)生以“批判”的態(tài)度學(xué)習(xí),敢于懷疑并提出問題,盡可能的解決問題,啟發(fā)學(xué)生深入思考的積極性;
(3)在授課過程中,圍繞教學(xué)內(nèi)容提出問題,發(fā)揮學(xué)生參與的主動(dòng)性;同時(shí)給學(xué)生留思考題,在考試中增加需要進(jìn)一步討論的問題;根據(jù)所提問題,提倡學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)撰寫小論文。
總之,時(shí)刻注意學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容的掌握情況,根據(jù)具體情況對(duì)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,因材施教,由一綱多本向立體化教學(xué)方向發(fā)展,做到松弛有度,游刃有余。
概率與統(tǒng)計(jì)是從實(shí)際生產(chǎn)中產(chǎn)生的一門應(yīng)用性學(xué)科,它的產(chǎn)生和發(fā)展都和實(shí)際緊密相聯(lián),離開了實(shí)際,這門學(xué)科就失去了意義與活力。近年來,概率與統(tǒng)計(jì)得到人們?cè)絹碓蕉嗟闹匾?,是與它在各個(gè)領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用分不開的。來源于實(shí)際而又服務(wù)于實(shí)際是概率統(tǒng)計(jì)的一大特點(diǎn)。因此在教學(xué)中我們必須緊緊抓住這一特點(diǎn),從而增加實(shí)踐訓(xùn)練,主要以Excel為平臺(tái),開發(fā)以下的實(shí)驗(yàn):模擬擲均勻硬幣的隨機(jī)實(shí)驗(yàn),隨機(jī)模擬計(jì)算π的值(蒲豐投針問題),敏感性問題(某社區(qū)居民參加賭博的比率)的調(diào)查,產(chǎn)生服從任意分布的隨機(jī)數(shù),定積分的近似計(jì)算,參數(shù)的電估計(jì)及區(qū)間估計(jì),非參數(shù)假設(shè)檢驗(yàn),方差分析,一元回歸分析,多元回歸分析及零件參數(shù)的設(shè)定等實(shí)驗(yàn),通過這些實(shí)踐訓(xùn)練,使學(xué)生掌握處理隨機(jī)數(shù)據(jù)的基本方法,以及獲得建立某些實(shí)際問題的模擬能力,并深刻理解概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)的思想方法。
隨著信息社會(huì)加速來臨,在實(shí)際生活和經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的工作中,海量、龐雜的數(shù)據(jù)不斷產(chǎn)生,但是有用的信息卻不會(huì)自動(dòng)生成,這就需要相關(guān)工作者利用數(shù)據(jù)采集、整理、分析與處理的工具,去發(fā)現(xiàn)有用的信息,以解決實(shí)際問題。而數(shù)據(jù)采集、信息分析與處理的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)恰恰是概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)課程,但這門課程有其自身的特點(diǎn),它不同于以往學(xué)習(xí)的確定性數(shù)學(xué),對(duì)于第一次接觸這門課程的學(xué)生,理解起來會(huì)很困難,更不用說要利用它去進(jìn)行統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的采集、整理、處理、分析等。因此,對(duì)于本門課程的教學(xué)改革勢(shì)在必行,這樣的改革同時(shí)符合我們二本院校的培養(yǎng)目標(biāo)。
[1]鮮思東.概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)[M].北京:科學(xué)出版社,2010.