李晶 楊月婷 戰(zhàn)英杰
概率論與數(shù)理統(tǒng)計不僅是高等院校數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)、信息與計算科學(xué)專業(yè)、統(tǒng)計學(xué)專業(yè)的一門重要專業(yè)課程,也是工學(xué)、農(nóng)學(xué)、醫(yī)學(xué)、教育學(xué)、管理學(xué)等專業(yè)的一門公共課程.概率論與數(shù)理統(tǒng)計是研究隨機(jī)現(xiàn)象統(tǒng)計規(guī)律的一門學(xué)科,是歸納和演繹相互滲透、相互聯(lián)系的產(chǎn)物.它在自然科學(xué)、人文社科、經(jīng)濟(jì)管理、土木工程、金融保險等許多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用,是一門理論和實踐緊密結(jié)合的學(xué)科.
文獻(xiàn)\[1\]從師資隊伍建設(shè)、教學(xué)管理、教學(xué)改革等方面介紹了概率統(tǒng)計的課程建設(shè)與教學(xué)改革;文獻(xiàn)\[2\]探討了概率統(tǒng)計教學(xué)的最佳模式,提出了四因素教學(xué)法;文獻(xiàn)\[3\]深挖概念定理內(nèi)涵,注重學(xué)科間的聯(lián)系,融入數(shù)學(xué)建模等教學(xué)方法.本文結(jié)合概率論與數(shù)理統(tǒng)計課程自身特點與綜合性大學(xué)背景下的新型人才培養(yǎng)目標(biāo),從以下四個方面進(jìn)行教學(xué)方法的改革和探究,為培養(yǎng)創(chuàng)新型、應(yīng)用型人才做好必要的準(zhǔn)備.
1.引入概率統(tǒng)計歷史
在概率統(tǒng)計課程教學(xué)中,適當(dāng)?shù)匾胍恍┯腥さ臍v史故事吸引學(xué)生,可以使枯燥的數(shù)學(xué)概念變得更加形象、生動,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,為后續(xù)學(xué)習(xí)帶來很大的幫助,起到事半功倍的效果.現(xiàn)有的大部分概率論與數(shù)理統(tǒng)計教材很少介紹其歷史發(fā)展,因而有必要在教學(xué)中引入概率統(tǒng)計歷史,介紹一些為概率統(tǒng)計建立、發(fā)展作出卓越貢獻(xiàn)的數(shù)學(xué)家的主要功績和專著,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和數(shù)學(xué)素質(zhì).
在講授數(shù)學(xué)期望的概念時,引入概率論歷史上著名的分賭本問題:A和B二人賭博,各出注金c元,每局各人獲勝概率都是0.5,約定:誰先勝S局,即贏得全部注金2c元.現(xiàn)進(jìn)行到A勝S1局,B勝S2局(S1和S2都小于S)時,賭博因故停止,問:此時注金2c元應(yīng)如何分配給A和B,才算公平?這一問題的提出必然引起學(xué)生的廣泛討論,有的學(xué)生提出基于已賭局?jǐn)?shù)分配注金,有的學(xué)生提出按兩人賭技應(yīng)平均分配注金,教師可以引導(dǎo)學(xué)生設(shè)想繼續(xù)賭博下去,可能出現(xiàn)的情況,從而自然地引出期望的概念,法國數(shù)學(xué)家帕斯卡(Pascal)最早提出了這種解決問題的方案.
在講授假設(shè)檢驗時,引入數(shù)理統(tǒng)計歷史上著名的女士飲茶問題:一個女士說通過品嘗奶茶,她能夠分辨出是將茶加入到奶中還是將奶加入到茶中,現(xiàn)給她10杯奶茶,她正確判斷出8杯的放置順序,問:她是否具有特殊味覺?在數(shù)理統(tǒng)計學(xué)發(fā)展史上還有許多典型故事:孟德爾的豌豆實驗、高爾頓的遺傳研究中父子的特征關(guān)系、紅樓夢作者的研究、企業(yè)者的經(jīng)營決策等等.
通過這些具有歷史和現(xiàn)實意義的實例,可以使煩瑣枯燥的數(shù)學(xué)理論形象化,便于學(xué)生更好地理解相關(guān)知識,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用概率統(tǒng)計解決實際問題的能力和創(chuàng)新精神.法國數(shù)學(xué)家保羅說:“在數(shù)學(xué)教學(xué)中,加入歷史是有百利而無一害,觀察那些新學(xué)說的創(chuàng)始者是怎樣比他的繼承者更詳細(xì)、更清楚地認(rèn)識到自己理論系統(tǒng)的弱點和不充分處是很有教育意義的.”
2.比較教學(xué)法
比較教學(xué)法是采用對照比較的方式將容易混淆或有聯(lián)系的概念、方法進(jìn)行分析研究,找出它們之間的區(qū)別和聯(lián)系,通過比較揭示問題本質(zhì)特征的一種教學(xué)方法.比較教學(xué)法可以使學(xué)生更好地理解易混概念、相似概念,通過比較鞏固舊知識,掌握新知識.
在教學(xué)中,有許多概念容易引起混淆,如:互不相容事件與相互獨立事件,學(xué)生容易按字面的理解認(rèn)為兩者含義相同.事實上,若A和B互不相容,令B=A-,有AB=AA-=,且00,說明A和B不是相互獨立;反過來,若A和B相互獨立,且P(A)>0,P(B)>0,有P(AB)=P(A)P(B)>0,則AB≠,說明A和B不是互不相容.
在學(xué)習(xí)新知識的過程中,也可以利用比較教學(xué)法.如:講授貝努利概型時可以利用古典概型中只有兩個試驗結(jié)果的隨機(jī)試驗加以比較;對于隨機(jī)變量這樣的抽象概念可以與中學(xué)數(shù)學(xué)中的普通變量進(jìn)行比較,確定其函數(shù)關(guān)系及相應(yīng)的定義域、值域等.這樣不僅有利于學(xué)生鞏固舊知識,掌握新知識,又能讓學(xué)生開拓思路,勇于探索創(chuàng)新.
3.探討式教學(xué)
探討式教學(xué)實質(zhì)是一種以互相探討為基本特征的教學(xué)活動形式.“探”是按知識的發(fā)展過程,在教師不做具體提示的情況下,讓學(xué)生自己思考、嘗試.“討”是在學(xué)生自己經(jīng)過“探”的過程后,互相討論、歸納總結(jié),最終獲得系統(tǒng)的知識.探討式教學(xué)把傳統(tǒng)的教師講學(xué)生聽的過程轉(zhuǎn)變成以解決問題為中心、探討為基礎(chǔ)、學(xué)生為主體的師生互動探討的學(xué)習(xí)過程.
探討式教學(xué)是通過創(chuàng)設(shè)情境,引導(dǎo)學(xué)生嘗試多角度對問題進(jìn)行分析,運用自主研究、合作學(xué)習(xí)的方法解決問題,完成對新知識歸納總結(jié)的探討性實踐,最后教師引導(dǎo)學(xué)生思考由淺入深解決問題的深化過程,由特殊到一般的歸納總結(jié)過程,使學(xué)生逐漸養(yǎng)成良好的自主探究的學(xué)習(xí)習(xí)慣,并構(gòu)建出自己的知識體系.
4.現(xiàn)代教育技術(shù)手段
現(xiàn)代教育技術(shù)手段包括利用多媒體課件、數(shù)學(xué)和統(tǒng)計軟件、電子資源等輔助教學(xué),通過對教學(xué)過程和教學(xué)資源的設(shè)計、開發(fā)、應(yīng)用、管理和評價,以實現(xiàn)教學(xué)現(xiàn)代化的理論與實踐.運用先進(jìn)的現(xiàn)代化教育技術(shù)輔助教學(xué),不僅能使煩瑣枯燥的數(shù)學(xué)公式、符號能輕松地在多媒體課件上展現(xiàn),大大地節(jié)約了教師板書時間,也能將許多函數(shù)圖形、數(shù)據(jù)分析、實際應(yīng)用通過多媒體課件形象化、視覺化.
傳統(tǒng)的教學(xué)思想是“重理論、輕應(yīng)用”“重概率、輕統(tǒng)計”,但是隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展的日新月異,許多專業(yè)的統(tǒng)計軟件SAS、SPSS、R等在模擬數(shù)據(jù)、分析處理數(shù)據(jù)中應(yīng)用廣泛.現(xiàn)代社會對應(yīng)用型人才需求加大,指導(dǎo)學(xué)生掌握一種統(tǒng)計軟件(如SPSS),無論是從改善學(xué)生知識結(jié)構(gòu)、提高綜合素質(zhì)角度,還是從未來就業(yè)的角度,都具有非常重要的意義.
【參考文獻(xiàn)】
\[1\]原保全,王勇.概率統(tǒng)計課程建設(shè)與教學(xué)改革\[J\].工科數(shù)學(xué),1999,15(3):117-119.
\[2\]劉國慶,王勇.改革課堂教學(xué)方法探索概率統(tǒng)計教學(xué)的最佳模式\[J\].大學(xué)數(shù)學(xué),2003,19(3):27-29.
\[3\]陳曉紅.概率論與數(shù)理統(tǒng)計教學(xué)探索\[J\].南京航空航天大學(xué)學(xué)報(社會科學(xué)版),2005,7(2):84-86.
\[4\]陳希孺.數(shù)理統(tǒng)計學(xué)簡史\[M\].長沙:湖南教育出版社,2002,6.