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概率统计论文

发布时间:2022-05-23 11:07:41

概率统计论文

概率统计论文:案例教学概率论数理统计论文

1精选案例,重组教学内容

在教学内容的选编中,所选内容应突出“厚基础”“重应用”的应用型特色。综合考虑学生的就业方向,侧重论述概念、方法、原理的历史背景和现实背景在金融等方面的应用,对于冗长难懂的理论证明可以用直观易懂的现实背景来解释。例如讲解全概率公式时,学生虽可以比较容易地应用,但不容易理解公式的本质,所以并不觉得引入这些公式有什么必要性,大大降低了学生的学习兴趣。但如果在课堂引入“敏感事件调查”这个例子,会对经管类的文科学生具有很强的吸引力,从而为学生提高市场调查和问卷设计能力提供有益借鉴。在介绍贝叶斯公式时,可以根据经管类专业,引入贝叶斯公式应用在风险投资中的例子。在介绍期望的概念时,从赌博游戏介绍概念来源的背景,再将期望用到实际生活中去,可以引入其在投资组合及风险管理等方面的应用。这样能使学生真正理解概率论中许多理论是取之于生活而用之于生活,并能自觉将理论运用到生活中去。在介绍极大似然思想时,可以从学生和猎人一起打猎的案例进行引入。

2设计趣味案例,激发学生学习兴趣2015年1月5日

随着互联网的迅猛发展、电脑的普及、各种游戏软件的开发,很多大学生喜欢在网上玩游戏。教师可以抓住大学生爱玩游戏这一特点,况且概率论的起源就来源于赌博游戏,教师可以在讲授知识时,由一个游戏出发,循循诱导学生从兴趣中学到知识,再应用到生活中去。例如,在讲解期望定义时,可以设计这样的一个游戏案例:假设手中有两枚硬币,一枚是正常的硬币,一枚是包装好的双面相同的硬币(即要么都是正面,要么都是反面,在抛之后才可以拆开看属于哪种)。现在让学生拿着这两枚硬币共抛10次,一次只能抛一枚,抛到正面就可以获利1元钱,反面没有获利,问学生选择怎样一种抛掷组合,才能使预期收益最大?教师留给学生思考的时间,然后随机抽一位同学回答,并解释其理由。大部分学生选择先抛后面那枚硬币,如果发现两面都是正面,那么后面9次都抛这枚,如果是反面,那后面9次都抛前面那枚硬币。这种抛掷组合确实是最优的,但总是说不清其中的道理来。这时教师可以向学生解释,其实大家在潜意识中已经用到了期望,然后利用期望的定义为大家验算不同抛掷组合的期望值来说明大家选的组合确实是最优的,这时学生豁然开朗,理解了期望的真正含义。游戏可以继续,如果将若干个包装好的非正常硬币装入一个盒子里,比如将5枚双面都是反面的、1枚双面都是正面的硬币装入盒子里,学生从中摸一个硬币出来,再和原来那枚正常的硬币一起共抛10次,也可以选择不摸硬币,直接用手中正常硬币抛10次。这个时候,原来那种抛掷组合还是最优的吗;如果再改变箱子中两种硬币的比例,比如9枚双面是反的,1枚双面都是正的,结果又是怎样等等,这些问题可以留给学生课后思考,并作为案例分析测试题。按照上述设计教学案例,不仅让学生轻松学到知识,激发学生学习的能动性,还可以提高学生自己动手解决实际问题的能力,培养学生的创新能力。

3精选实用型案例,引导学生学以致用

如在讲解全概率公式时引入摸彩模型,中奖的概率是否与抽奖的先后顺序有关。利用全概率公式可以证明与顺序无关,大家机会是平等的。又如讲解事件独立性可以引入比赛局数制定的案例,如果你是强势的一方,是采取三局两胜制还是五局三胜制,这个例子也可以用大数定理来解释,n越大,越能反映真实的水平。又如设计车门高度问题,公共汽车车门的高度是按成年男性与车门顶头碰头机会在0.01以下来设计的:设某地区成年男性身高(单位:cm)X~N(170,36),问车门高度应如何确定?这个用正态分布标准化查表可解决。合理配备维修工人问题:为了保证设备正常工作,需配备适量的维修工人(工人配备多了就浪费,配备少了又要影响生产),现有同类型设备300台,各台工作是相互独立的,发生故障的概率都是0.01。在通常情况下一台设备的故障可由一个人来处理(我们也只考虑这种情况),问至少需配备多少工人,才能保证设备发生故障不能及时维修的概率小于0.01?这样的问题在企业和公司经常会出现,我们用泊松定理或中心极限定理就可以求出。学生参与到实际问题中去,解决了问题又学到了知识,从而有成就感,学习就有了主动性。

4运用多媒体及统计软件进行经典案例分析

在概率统计教学中,实际题目信息及文字很多,需要利用统计软件及现代化媒体技术。其一,采用多媒体教学手段进行辅助教学,可以使教师节省大量的文字板书,避免很多不必要的重复性劳动中,从而教师就可以将更多的精力和时间用于阐释问题解决的思路,提高课堂效率和学生学习的实际效果,有效地进行课堂交流。其二,使用图形动画和模拟实验作为辅助教学手段,可以让学生更直观地理解一些抽象的概念和公式。如采用多媒体教学手段介绍投币试验、高尔顿板钉实验时,可以使用小动画,在不占用过多课堂教学时间的同时,又能增添课堂的趣味性。而在分析与讲解泊松定理时,利用软件演示二项分布逼近泊松分布,既形象又生动。如果在课堂教学中使用Mathematica软件演示大数定律和中心极限定理时,就可将复杂而抽象的定理转化为学生对形象的直观认识,以使教学效果显著提高。在处理概率统计问题过程中,我们经常会面对大量的数据需要处理,可以利用Excel,SPSS,Matlab,SAS等软件简化计算过程,从而降低理论难度。不仅如此,在教师使用与演示软件的过程中,学生了解到应用计算机软件能够将所学概率论与数理统计知识用于解决实际问题,从而强烈激发学生学习概率知识的兴趣。

5结合实验教学,培养学生应用技能

由于概率论与数理统计课程是一门应用科学,因而通过一定的实验来培养学生的实验动手与动脑能力显得尤为重要,在教学中,应该设计一些与所学专业相关的案例进行试验教学。如采用以下几个实验:统计全年级该课程考试成绩,看是否符合正态分布,并标准化而后排出名次;调查某个城市居民每月生活费用的分布情况,给出一定置信水平的置信区间;利用蒙特卡罗模拟计算定积分,利用蒙特卡罗模拟方法求的值,利用蒙特卡罗模拟对资产组合进行模拟,使学生系统掌握蒙特卡罗模拟这种在金融界得到广泛应用的主流方法;对保险精算中的案例进行回归分析。通过开设概率统计实验课,不仅可以使学生体味生活中的数学,更可以让学生深刻理解数学的本质和原貌,培养学生的实际操作与应用能力,从而提高学生的数学素养,并为后续课程夯实数学基础,让概率统计方法真正成为经济、金融和管理科学的有力工具。另外,在考试方式上,可以精选案例分析题,考查学生案例分析能力,完善考核制度。在考试命题方式上,打破传统的客观题一统天下的格局,引入一定比例的案例分析题;总评成绩中,增加课后案例分析思考题或测试成绩的权重,考察学生综合能力。

作者:刘娟单位:广东金融学院应用数学系

概率统计论文:理工科概率论数理统计论文

1实验课教学目标

熟练掌握几种常用的离散型、连续型随机变量的函数命令;熟练掌握常用的描述样本数据特征的函数命令(如最值、均值、中位数(中值)、方差、标准差、几何平均值、调和平均值、协方差、相关系数等);掌握常用的MATLAB统计作图方法(如直方图、饼图等);能用MATLAB以上相关命令解决简单的数据处理问题;熟练掌握常用的参数估计和假设检验的相关的函数命令;能用参数估计和假设检验等相关命令解决简单的实际问题。

2实验课内容

以51学时的理工科概率论与数理统计课程为例,其中实验课10学时。

2.1蒲丰投针问题(2学时)。平面上画有间隔为d的等距平行线,向平面任意投掷一枚长为l的针,求针与平行线相交的概率。设x是一个随机变量,它服从区间上的均匀分布,同理,φ是一个随机变量,它服从区间上的均匀分布。要求学生完成以下问题,并通过MATLAB编程解决。a.进行n次抽样,得到样本值,统计出满足不等式的次数,从而计算出p的估计值。b.任意调整n的取值,会发现什么规律?c.参数l,d的不同选择,会导致什么结果?设计意图:希望学生能够掌握各种随机数产生的方法,了解随机模拟的方法原理,理解如何用统计模拟的方法近似计算值。

2.2各种分布的密度函数与分布函数(4学时)。要求学生完成以下问题,并通过MATLAB编程解决。a.在常见随机变量分布中选择3种计算它们的期望和方差(参数自己设定)。b.某人向空中抛硬币100次,落下为正面的概率为0.5。记正面向上的次数为x,①计算和的概率。②给出随机数x的概率累积分布图像和概率密度图像。c.比较自由度是10的t分布和标准正态分布的图像(要求写出程序并作图)。设计意图:让学生通过图形直观理解随机变量及其概率分布的特点;通过观察和分析实验结果加深理解数字特征与分布的统计意义;学会用MATLAB求密度函数值、分布函数值、随机变量分布的上下侧分位数;能够用概率分布函数求各种分布中不同事件的概率。

2.3抽样分布、参数估计及假设检验(4学时)要求学生完成以下问题,并通过MATLAB编程解决。a.给出100名学生的身高和体重(单位:厘米/千克),①求出以下统计量:样本数,平均值,中位数,截尾平均数,样本标准差,最大值,最小值。②求出频率与频数分布;③作出以上数据的频率直方图。b.根据这些数据对学生的平均身高和体重作出估计,并给出估计的误差范围;c.该地区学生10年前作过普查,学生的平均身高为167.5cm,平均体重为60.2kg,试根据这次抽查的数据,对学生的平均身高和体重有无明显变化作出结论。设计意图:使学生能利用MATLAB求来自某个总体的一个样本的数字特征,并能由样本作出直方图;掌握利用MATLAB求一个正态总体的均值、方差的置信区间的方法;掌握利用MATLAB作一个正态总体的均值、方差的假设检验的方法。

作者:武菊单位:内江师范学院数学与信息科学学院

概率统计论文:概率统计教学改革论文

一、教材中有些结论如果推理论证过程是很复杂的,给高职的学生讲解很不切合实际,不如用统计软件画个图就一目了然了。

例如卡方分布,当自由度n比较大时,趋向于正态分布。:类似的例子还有二项分布XB(n,p),当参数n(n≥100)较大,p较小,np≤10时,二项分布近似泊松分布,CknPk(1-p)n-k≈λkk!e-λ(λ=np),t分布当n较大时趋向于正态分布,大数定理,中心极限定理也都可以通过图形演示来让学生信服。

二、上哪个专业的课,就举与这个专业相关的例子。比如,同样是学习单样本假设检验,在为给排水监测与评价专业学生上课时。

我举例如下:例1.已知某标准水样中CaCO3的含量为20.7mg/L,现在某方法测定该水样10次,结果为:20.99mg/L、20.41mg/L、20.10mg/L、20.00mg/L、20.99mg/L、20.91mg/L、20.60mg/L、20.00mg/L、23.00mg/L、22.00mg/L,问该法测定结果与真值之间有无显著差别?为食品营养与检测专业学生上课时,举例如下:例2.根据营养学要求,成年女性每日摄取食物的推荐平均热量为7725kcal。现在随机抽取11名20岁至30岁成年女性,其每日摄取食物的热量如下:5260,5470,5640,6180,6390,6515,6805,7515,7515,8230,8770问现今20岁至30岁成年女性每日摄取食物的热量是否足够?针对学生的专业,选取具有专业背景的案例。这样学生才会觉得以后工作离不开概率统计,现在必须学好它。这样,学生的学习态度自然也就端正了。

三、使用统计软件辅助教学。

目前,统计软件有很多,有SAS,SPSS,Mathematic,Matlab等,究竟应该选择哪个软件呢?其实,每个软件都有它的优缺点,关键在于我们要根据学生的水平和课时情况,选择最适合他们的软件。比如SAS软件命令和函数烦琐难懂,太专业,入门不易,普及性就低;matlab软件系统配置要求高,不适合安装运行在公共使用的多媒体教室的计算机上。对于非统计专业学生来说,SPSS,Mathematic是不错的选择,SPSS一般是英文版本,中文版本还不够成熟,学生在使用时有一定语言障碍。但是它最显著的特点是绝大多数操作仅靠鼠标击键就可完成,无需学习专门的程序语言;Mathematic软件基本数学运算命令简单易学,对于难度大的算法构造,计算机编程学生就可以适当忽略了。比如例1和例2,用SPSS做,只需选择工具栏中AnalyzeCompareMeansone-SampleTTest就可以了;用Mathematic做,首先要调用假设检验软件包的命令<<StatisticsHypothesisTests.m,然后MeanTest[data,u,SignificanceLevel0.05,TwoSidedTrue,FullReportTrue]此过程还算简单,但和SPSS比较起来,还是要麻烦一些。

四、结合学生考证来教学,“设置双证兼顾”的课程体系。

高职双证书制度,指的是学历证书+职业资格证书。学生除了重视毕业以外,对于考取职业资格证书也是非常积极的。教师应在教学中结合考证要求来授课,助学生一臂之力,将职业教育的实用性、职业性完整表现出来。我所教的环境监测与评价专业、食品营养与检测专业学生,一般会考取污水化验工、固定污染源(烟气或废水)连续自动监测系统上岗证、化学检验工、ISO9000内审员、食品检验工等证书。要考取这些证书就要用到很多概率统计知识,在教学中,按照考证的专业类别和级别层次,整理出职业资格证书覆盖的知识点,并以此为基础优化组合概率统计课程,形成对应初级、中级资格两个层次的模块组合,会使学生学习积极性大大提高。

五、注重在教学过程中融入数学建模思想。

从数学建模竞赛的题目来看,与概率统计有关的知识较多。例如:2000年的DNA序列的分类问题,2005年DVD在线租赁问题,2007年的中国人口增长预测问题,北京奥运会馆的人流分布问题,2013年的公共自行车系统研究等都不同程度地涉及概率统计相关知识。教师在教学中,指导学生利用已有的概率统计知识解决相关问题,不但加强了学生对所学知识的理解,激发了学生的求知欲,又拓宽了学生的知识面,培养了学生的建模能力,具有非常重要的意义。

六、总结

综上所述,概率统计课程的教学改革才刚刚起步,教师在教学过程中只要勇于探索,勤奋钻研,不断总结积累,定会开辟一片新天地。

作者:陈本晶单位:广东环境保护工程职业学院

概率统计论文:思维教学概率统计论文

一、在《概率统计》教学中展示数学思想与数学思维的运用

1.在《概率统计》课程开始导入有关概率论起源的小故事。关于概率论起源的小故事有很多,让学生自己从网上多搜索,开阔视野。在讲解古典概型试验中古典概率的计算方法时,可以首先引入现实中的生活案例。例如2007年震惊全国的警人故事,即邯郸农业银行发生的“巨奖买彩票背后的秘密”,学生对发生在自己身边的故事特别感兴趣,对这部分知识会留下深刻的记忆。在课程初期让学生意识到《概率统计》这门课程来源于生活实际,体会到事物的发生和发展总是有一定的规律性这一数学思想。

2.极大似然思想是极大似然估计法的应用思想,其基础为如果在一次试验中某个事件出现了,我们就认为发生的概率最大的事件是最容易出现的[4]。总体分布中的参数的取值就取使该事件发生最大的参数作为其估计值。我们可以通过法律事实故事引出《概率统计》中的极大似然思想。法律事实曾在中央二台“今日说法”节目中播出,内容是关于彩票站站长与小学女教师争抢彩票,由法官裁决彩票所属的故事。法官利用法律上的高度盖然性原则,判定小学女教师胜诉这一事实,让学生深刻理解《概率统计》中的极大似然思想。对于极大似然参数估计法,一定要总结求解步骤,这样可以清晰地展示思维的发展过程。

3.将数学思想循序渐进地渗透到课堂教学实践中。加深对基本概念的理解,突出数学思想及解题思路,将每一道题的解决归结为3—4个步骤。解决问题灵活多样,情况允许时对某一问题的解决可以引入数学软件。鼓励学生参加数学建模等活动,培养学生的实际应用能力。

二、掌握数学思想与数学思维对学习《概率统计》的重要意义

掌握数学思想,就是掌握数学的精髓,数学思想的发展能够促进科学技术的发展。数学思维的目的在于促使学生运用数学知识、数学思维方法分析和研究各种数学现象。高校数学教师应该有计划、有目的地传授数学思想和数学思维过程。注重数学思想研究有助于激发大学生学习数学的兴趣,让大学生真正有兴趣主动自觉地倾听和思考。引导学生在学数学、用数学的过程中,掌握方法、形成思想,促进思维能力的发展。数学思想方法比具体的数学知识更具抽象性和概括性。.

概率统计论文:类比法教学概率统计论文

1类比法在概念教学中的作用

匈牙利数学家玻利亚说:“类比是一个伟大的引路人。”类比作为一种思维方法,其侧重的不是逻辑性、确定性、严格性,而是创造性、猜测性、灵活性。概率统计中的许多概念都可以通过类比引出并揭示其本质。此外,我们可利用原有的认知结构借助类比法,有效地掌握新知识,并将这些知识有机系统地统一起来。

1.1随机事件的关系运算与集合的关系运算的类比由于事件可以看成由某些样本点构成的集合,因此可将二者类比学习。例如:集合A∪B表示其中任意一个元素x仅属于A或者仅属于B或者属于A和B的公共部分,我们可以形象地用韦氏图来表示。此时若将A和B看作是事件,则事件A∪B表示“事件A和事件B至少有一个发生”,记作A+B,即概率论中事件的和等同于集合论中集合的并集。同样的类比方法,我们可将集合论中集合的交集类比到概率论中事件的积中去。在教学中可引导学生先回顾集合之间的各种关系运算,随之再引出相应的事件间的关系运算,最后归纳总结。此外,事件运算的性质如交换律、结合律、分配律均可对照集合的相应性质进行类比学习。

1.2离散型随机变量与连续型随机变量的类比对于离散型随机变量,学生感觉较容易,但对于连续型随机变量,往往学生感觉抽象难理解。由于分布列在离散型随机变量中的地位与密度函数在连续型随机变量中的地位等同,因此对于离散型随机变量中的边缘分布列与联合分布列的关系可以过渡到连续型随机变量中边缘密度函数与联合密度函数的关系中去,此外诸如随机变量的独立性的充要条件以及期望与方差的计算均可轻松过渡。具体我们可通过“把连续的问题离散化”这种方法,实际是将对离散型随机变量中对分布列的求和变成对连续型随机变量中的密度函数求积分即可。表1我们将对其中的部分性质及计算作一个简要的类比。

1.3一维随机变量与二维随机变量的降维类比任何学习都是循序渐进的,一般来说低维空间的知识相对简单,容易被学生接受,所以最好的方法是从低维空间向高维空间过渡学习。降维类比法是将高维空间中的数学对象降低到低维空间中去观察,利用低维空间中数学对象的性质类比归纳出高维数学对象的性质。我们知道一维离散型和连续型随机变量的分布函数分别为:在研究二维离散型和连续型随机变量时,我们可用降维类比法得到其联合分布函数分别为:通过上面的类比得知抽象的二维随机变量的分布函数与一维随机变量有着一致的表达式,从而大大降低了学习的难度。此外,二维离散型随机变量的联合分布列与连续型随机变量的密度函数的性质与计算均可借助一维随机变量的相关知识引入。

2类比法在习题教学中的应用

类比法是解题的有力工具。在习题教学中,教师若常引导学生用类比思维去寻找解题的方法,会起到事半功倍的效果。我们首先可以利用条件、结论或者结构形式上的类似,联想与之类似的概念性质从中得到启发。例如,在概率统计中有这样一题:已知连续型随机变量X的概率密度函数为f∪x∪=ae-3xx>00x≤≤0,求a。分析:此题若由密度函数的性质,通过积分可求得a=3。但是我们若通过与指数分布的密度函数f≤x∪=λe-λxx>00x≤≤0进行对比,可知a=3。这样在解题中不需要计算便可得到结果。

3、总结

总之,类比法是创造性地表达思维的重要手段,在概率统计教学中有其特有的地位和作用。在概率论的类比法教学中,不仅要根据学生已有的知识提供恰当的类比对象,更为重要的是引导学生在类比中去发现目标对象与类比对象的本质区别,从而真正地认识和理解目标对象,否则则可能导致错误的理解与认识。事实上,类比法在概率统计教学中的应用远不止于上述几个方面,这里就不一一赘述。在概率论教学中若恰当应用类比法,可使学生将所学的知识条理化系统化,有利于提高学生分析问题与解决问题的能力,培养学生的创新意识和创新精神。

作者:李燕楠何建营单位:中原工学院理学院

概率统计论文:课程教学概率统计论文

一、对统计意识的认识

(1)认识随机现象的客观性和普遍性,形成科学的世界观和实事求是的工作态度,意识到对随机现象的统计研究是必要的,也是可能的。在教学中可以举出大量的随机现象的例子,例如某网站一昼夜的点击次数,某保险公司一年内的索赔金额,等等。使学生意识到分析和处理众多随机现象的统计规律具有重大的理论意义和现实意义,从而提高学生对统计规律的关注程度。

(2)在教学过程中要将随机现象的各种形式进行数据化处理,例如,在讲到“随机变量”的概念时,可以通过丰富的实例使学生随时从网络、杂志、电视媒体中,有意识地获得一些随机数据信息,让学生理解随机数据的重要性,从而看到随机现象的规律是通过随机数据反映出来的。同时,也可以通过计算机模拟产生一组随机数,从这组随机数的不同取值说明随机变量的随机性。

(3)培养学生从统计角度思考随机现象中的各种问题,可以从身边的各种现象谈起,如心血管病是否与职业有关,人的一生是否会遇到强震,等等。从统计的角度进行分析和思考,使学生看到统计思维的合理性,从而产生对统计的兴趣,形成统计活动的良好开端。

二、收集和分析数据的作用

统计的出发点是收集数据,然后再科学的分析数据和整理数据。不列颠百科全书对统计学下了如下定义:“统计学是收集和分析数据的科学与艺术”。这就是说,统计学不仅是一门科学,而且是一门收集和分析数据的艺术,要求从数据中挖掘出新的信息,而不是死记硬套现有的公式和定理。为了突出收集和分析数据的重要性,我们在教学的过程中,可以考虑以下几个方面:

(1)首先展现给学生一系列的实际数据,比如一批电灯泡的寿命、某年级外语考试成绩等,让学生对数据有一个明确的感性认识,意识到统计是从数据出发的,先有数据,然后才有公式和定理。不同的数据具有不同的实际意义,弄清楚这些数据的分布规律和性质是统计的基本任务。

(2)强调如何有效地收集数据是统计中的重要问题,通常是从总体中抽取样本,抽样的方法是多种多样的,在教学中可以结合实例作抽样试验,比如从同一种型号的汽车中随机抽取5辆,测量每公里的耗油量;观察吞某类药物的病人的反应情况;调查部分学生的外语考试成绩;等等。

(3)分析数据是统计工作的优秀,分析数据就是对数据进行加工处理,从而获取数据中关于总体的信息。通过构造各种不同的统计量,对所研究的总体进行推断,达到从部分认识全体的目的。在教学中可以通过计算机软件对数据的结构、统计量的分布作动画演示,比如数据频率直方图、经验分布函数曲线、样本均值分布直方图等,从而提高学生对分析数据的兴趣。

三、结合实例强调统计方法的重要性

概率统计是数学的一个重要分支,它的方法别具一格,无论对自然科学还是社会科学,现代统计方法是必不可少的。在教学的过程中,结合实例强调统计方法的重要性,既能加深对于概率统计理论知识的理解,又能激发学生对这门课程的兴趣,具体可从以下几个方面进行考虑:

(1)结合日常生活实例进行教学,比如统计学生中同生日的人数,随着统计人数的增加,至少有两人同生日这一事件的频率会接近于1,然后将这一结果与理论概率进行比较;统计吸烟与非吸烟人群中患肺癌的比例,检验吸烟与患肺癌是否存在某种依赖关系;观测一天中某人手机的呼唤次数,然后与泊松分布进行拟合优度检验;统计某年级的外语考试成绩,根据数据进行正态分布的拟合优度检验;等等。

(2)结合实例突出统计中的基本方法,参数估计和假设检验是进行统计推断的两种最基本的方法,其涉及的范围十分广泛,在教学的过程中应首先理解方法的基本原理和理论依据,结合典型实例进行分析,比如通过估计湖中鱼的条数,使学生了解矩法和最大似然法的原理和步骤;通过检验自动包装机工作是否正常,使学生掌握假设检验的方法步骤。

(3)结合实例系统介绍统计中的基本内容,使学生进一步认识到统计方法的实用性和广泛性,为学生在今后的学习和研究中提供广阔的应用空间。

四、从统计观点出发进行概率论的教学

“不确定性”或“随机性”是概率统计这门学科研究的对象,从统计的观点来看,“随机”并非完全“偶然”,其中蕴含内在的规律性,这种规律是对随机现象经过大量观察后得到的某种统计规律。随机事件的概率、随机变量的概率分布、数字特征等只是这种统计规律在数量上的某种刻画。目前的教学计划是先讲概率后讲统计,在讲概率时可从统计的观点出发进行概率论的教学,这样有利于对概率论中基本概念的深层次的理解和全面的把握,学生学习起来不容易出现概率和统计前后脱节的问题,有利于整门课程首尾呼应,贯穿一体,具体可把握以下几个方面:

(1)从统计的观点出发讲清楚概率论中几个最基本的概念。

(2)从统计的观点出发理解概率论中几个最基本的定理。比如从数据的分散程度理解切比雪夫不等式的含义;由频率的稳定性和观测数据的平均值的变化趋势看大数定律的意义;从大量数据的叠加的波动性理解中心极限定理的含义;等等。

(3)从统计数据出发利用现代化的教学手段进行概率论的教学。比如通过绘制数据的直方图来理解概率密度函数;由二维数据的平面散点图看相关系数的大小;通过动画演示高尔顿钉板实验来揭示中心极限定理的奥秘;等等。

五、总结

总之,在高等院校概率统计课程的教学过程中,充分认识统计意识的作用,加强统计意识和统计能力的培养,将有助于学生对这门课程独特的思想方法和应用前景有比较全面的认识,对传统的公式和定理有崭新的理解和看法,形成善于思考、勇于创新、灵活运用概率统计方法的学习气氛,为造就高素质的创新型人才奠定基础。

作者:李金玉陈兴同周圣武章美月单位:中国矿业大学

概率统计论文:高师课堂教学概率统计论文

1.调整了概率统计的教学内容

作为数学与应用数学专业一门重要专业课,首先在教学内容上突出了师范性。这是培养中学合格数学师资的基本要求,主要做了以下两方面工作:一是为适应素质教育和社会发展的要求,加强了中学数学中概率统计内容的教学,例如古典概型、事件的独立性等。突出了中学数学中概率统计的随机性思想方法的教学。二是为适应教育科研的需要,渗透了教育统计的相关内容,增加了试卷统计分析的基本方法,为学生今后从事教育科研打下了一定的基础。其次在教学内容突出了先进性。先进性是概率统计课程教学改革的根本要求,而目前高师概率统计的教学内容对新知识体现不够,缺乏先进性和时代性。因此,在教学内容中增加了统计方法在解决经济中问题的有关内容。第三,突出了本学科的实际应用性。应用性是由这门学科的特点所决定,这门学科可以说是一门应用性非常强的学科,是一种工具和方法。因此,我们调整了教学内容,加大了应用性方面内容的教学,例如用假设检验方法解决实际问题等。

2.改进了概率统计的教学方法

目前高师概率统计的课堂教学仍在采用传统的“满堂灌”的教学方法,无视学生的表现和教学效果,教学的目的往往只针对最后的统一考试,教学过程中只是简单地把知识灌输给学生,强调对解题能力的训练,忽视了学生对知识理解和应用的掌握,忽视了对学生创新能力的培养。因此,我们改进了概率统计的教学方法,首先在概率统计课堂教学中突出了的数学思想的教学。概率统计中的数学思想的教学主要有随机思想、统计调查思想、统计描述思想、统计推断思想等。在概率统计教学过程中,我们注重了数学思想方法的教学,注意了各种统计方法的使用条件及注意事项,而且分析它们与一般的数学思想方法的异同,突出概率统计思想方法的特点。其次在概率统计教学中采用了类比方法进行教学。类比是一种从特殊到特殊的推理,具有推理的猜测性、联系的广泛性、探索性等特点。概率统计中有许多内容可以作类比教学,例如,多维随机变量的教学可与一维随机变量的进行类比,连续型随机变量的教学与离散型随机变量进行类比。

3.加强了现代信息技术与课程内容的整合

现代信息技术的发展对数学教育的影响是不言而喻的。在实际课堂教学中,教师们充分利用计算机的优势,使得概率统计这门学科学生学起来更便利,使得课堂更加多样和丰富多彩,现在在我们这个学科的课堂上,计算机已经成为了学习的有力工具。对于概率统计的教学,除了采用多媒体教学之外,还让学生通过数学软件或统计软件,如MatLab、SAS等上机操作实验,体验概率统计的思想,如概率中的蒲丰投针问题、冯-诺依曼用数学程序在计算机上模拟等给我们上机操作提供了有趣的题材。我们在概率统计课堂教学中强调了学生动手能力的培养,在教师指导下运用所学的知识和计算机技术,分析解决一些实际问题,写出分析报告。例如,在回归分析这部分内容的学习过程中,通过让学生收集本校大学生学习投入与学业成绩的相关数据,指导学生运用统计软件,建立大学生学习投入与学业成绩之间关系的回归模型。这样做大大提高了实践教学的效果,在实验中,通过动手能帮助学生理解该课程中一些抽象概念和理论,同时利用所学的方法和技巧,让学生独立完成研究型的小课题,从而培养学生的创新精神和实践能力。

4.改革了考核方法

课程的考核方法是教学中重要的一个环节。现在该课程的考核方式与其他课程基本上类似,期末考试成绩占80%(或70%),平时成绩占20%(或30%)。现行的考核方式不尽合理,不能全面的评价学生的整体成绩,所以我们进行了改进。我们在实际工作中采取了灵活多样的多种方式相结合的考核方法。就是将传统的单一闭卷考试方式改为闭卷与开卷相结合、平时考核与期末考试相结合的灵活多样的考核方法。闭卷考试主要考查学生对概率统计概念、理论的掌握程度;开卷考试主要考查学生对概率统计方法的掌握程度,通过设计一些与教学相关的、应用性的综合型案例,采用数学建模的形式,让学生完全自主的运用所学方法去分析、讨论和解决实际问题。平时考核的方式采取多种形式,包括平时的作业训练、学习小结及撰写课题小论文等。课题小论文是教师在教学过程中设计一些小课题,通过学生对这些课题的分析、讨论、总结及撰写论文的过程,达到了调动学生学习主动性、促进了自主学习的目的。多样的考核形式,既增强了教师教学的灵活性,又让学生真正体会到学习的乐趣,增加学习的积极性,真正培养了学生的应用能力和创新思维,达到了明显的教学效果。

5.总结

总之,为了时代的要求,为适应素质教育和社会发展的要求,概率统计的教学改革是势在必行。但是这门学科在教改的道路上任重道远,仍需我们从事这门学科的一线教师不断的探索,不断努力。

作者:张爱武单位:盐城师范学院数学科学学院

概率统计论文:数学建模思想概率统计论文

一、教学内容中融入应用题目,从根本上体现数学建模的思想

“概率统计”是一门具有实践性与理论性的重要学科,在不断发展的过程中已经成为数学科目不可或缺的组成部分,并且对此起到重要的作用。在根据课程的相关特点中,利用现代科学进行审视与组织,从而使数学概率统计中融入新鲜元素,在教学内容上引入有趣的应用题目,并且要对科学方法以及相关技术、概率统计知识进行联系。学生在运用“概率统计”知识的基础上们能够建立数学模式,对“概率统计”的知识也会产生兴趣爱好。除此之外,还能促进学生学习习惯的改变,变被动为主动,从根本上提高学习效率。将数学建模的思想积极融入到数学概率统计之中,能够在不打破传统知识的同时,应用案例进行解决。通常情况下,学习通过对案例的学习,能够亲自体验在使用概率统计知识进行数学建模的整个过程,从而加深对概率统计知识的认知与理解,促进学生的学习兴趣与学习习惯。从另一个角度而言,学生在努力学习数学概率知识的同时,能够真正做到“学以致用”,由于数学概率统计是一门重要且复杂的课程,在不影响到教学大纲的情况下利用多种手段进行教学,可以增强学生数学建模的基本能力,从根本上体现数学建模的思想。

二、教学方法得以改进,促进开放式学习方式的形成

(一)改变传统教学模式,探索新型教育方式通过实践证明,传统的教学模式与方式无法适应社会的需要,不能满足现代化的教学要求,因此无法在传统教育模式中取得满意的教学效果。通过将数学建模融入到数学概率统计之中,可以在传统的教学模式中融入新鲜元素,并且结合相关案例,采用启发式教学模式进行教学,实现由浅入深、由难到易,使学生掌握数学概率统计的基本概念以及相关方法,从而对数学学习产生兴趣,变被动学习为主动学习,从根本上加深学生对数学概率统计知识与建模思想的认识与理解。

(二)改变传统学习方式,建立开放型学习形式在数学概率统计的教学内容上,认可教师不可以按照传统的教学模式作为基本模式,不能按照教科书进行照本宣科。众所周知,数学建模是没有固定模式的,在进行数学建模时,要积极利用各种方式、各种技巧,因此,教师在对学生传授相关知识的同时,要积极引导学生如何学习,如何正确的使用建模技巧,并且要让学生对问题发生的背景以及过程进行探索,从根本上提高学生的自主创新能力。除此之外,在对习题进行处理时,学生也不能局限于比较充分的问题上,要不断引用条件不充分的问题进行研究,并且要自己动手对材料、信息,对数据进行分析,建模,并且还要对较为抽象的问题进行具体化,从而增强自身对学习的兴趣与能力。此外,教师要不断开展讨论课,让学生积极发表自己的建议,对问题的见解进行回答,加强与同学之间的交流与学习,从而使学生在开放型学习环境中不断成长。

三、改善教材中的理论学习,加强实践学习

在学生的实践活动之中,为了能够使学生对知识有所了解,那么教材僬侥设计有关学生训练的习题。一般而言,数学概率统计中的教材在教学内容的处理上过于理论化,对习题的次序与搭配却不符合学生的基本特点,甚至有部分教材在设计的习题中难度过高,从而导致学生在学习中遇到困难,对数学概率统计与数学建模失去兴趣。从实际角度而言,数学概率统计作为数学教材,习题是非常重要的,大量的习题可以锻炼学习的逻辑性与思维型,因此,在对数学教材进行编写时要按照由浅入深的基本原则,对练习题进行分门别类的编写,从而满足不同层次与不同对象的基本需求。在现有的数学概率统计习题之中,还需增加比较有趣、与生活有关的系统,并且该类习题要对数学建模的思想进行体现。与此同时,在教材中还应该添加应用性强的概率案件与统计案件,比如像数据的统计、数据的拟合等,让学生能够学会数学建模,在丰富学生课余知识的同时,也在一定程度上提高了学生的应用能力。

四、结语

数学概率统计作为一门实用性较强的学科,在数理统计的题目中,很多学生为了获取良好的成绩,从而对内容死记硬背,这种情况会导致学生的学习兴趣得到下降,无法从根本上促进学生的创新能力与应用能力。与此同时,在数学概率统计中融入数学建模思想,使数学概率的学习具备实践性与理论性。除此之外,在数学概率理论中融入建模思想与建模案例,在一定程度上促进概率统计课程的创新性改革,从根本上促进其发展。

作者:吴玉杰单位:宝鸡文理学院

概率统计论文:学校教学概率统计的研究论文

摘要:随着我国课程改革的不断深入,对数学教学的文化性的探讨不断展开。本文从概率统计发展历史,到其内、外部的文化性等方面,探讨了概率统计教学的文化特征。

关键词:概率统计数学教学文化性

数学的文化性特征应该具有多元性、开放性和动态性等特点。概率论是研究大量随机现象规律性的一门数学分支。而随机现象的两个重要特征即不确定性和规律性,却经常使得学生在直觉与科学之间无所适从,给学习与教学带来一定的困难。正是因为如此,从文化的角度重新审视概率统计的教学,既能促进教学,又符合新课程的理念。

1.概率统计理论的发展史略

纵观历史,自文艺复兴时期的数学家,医学教授Cardan在其热衷的赌博游戏中开始思考获得7点和在一副牌中获得“A”的概率开始,数学的一个新的分支——概率论,便在对游戏的思考中展开了它的宏伟画卷。我们知道,在自然界和现实生活中,随机现象十分普遍,它表面上杂乱无章,但在多次实验后却隐藏着规律性。续Cardan之后大约100年,另一位赌徒Mere继续研究了上述赌博问题,但是由于他数学知识的局限性,不得不求助当时数学奇才Pascal,而Pascal在与Fermat的通讯讨论中逐步明确了概率值的确定方法等理论问题,从而将游戏问题上升到了数学问题。而十七、十八世纪之后,由于商业保险、产品检验,以及军事、选举、审判调查和天气预报等大量随机问题的涌现,概率论逐步从最初为给赌徒提供咨询,转变成为急需解决的数学理论问题。自1713年Bernouli到1917年Kolmogorov,以及十九世纪二三十年代的凯特勒更是将概率统计理论不断系统化、公理化,从而确立了概率统计成为数学的一个逻辑严谨的分支。

在教学中,特别是讲授概率统计概念的教学中,还原它的文化性,将历史再现出来,既能够让学生在有趣的游戏中了解概率统计的源头,也可以让学生体验到概率统计源于生活,服务于生活的科学本质,并了解人类在认识这一问题的过程中所付出的巨大努力,从而在学习知识的同时潜移默化地感受到数学文化的存在性。

2.概率统计教学文化性的外部表现

2.1丰富有趣的生活问题,为概率统计教学的文化性增加了多元性元素。

概率统计的生活背景可谓丰富多彩,这为课堂教学提供了十分丰富的情景基础。

在概率定义理解教学中,赌博游戏的下注问题、赎金分配问题、比赛优先权问题、无法投递信件比例问题、商场结账快慢问题等。

古典概型教学中,抛硬币问题、生日问题、天气预报问题、男女出生比例问题等。

几何概型教学中,有转盘中奖问题、蒲风投针实验问题、会面问题等。

随机变量及分布教学中,有中奖问题、银行卡密码问题、感冒指数问题等。

正态分布教学中,智力分布问题、线段测量误差问题、一天的气温平均值问题等。

这些问题来自我们生活的方方面面,而且许多问题都是历史经典问题,因此问题本身的数学思维性加上历史背景性,其文化的气息更加浓厚,甚至童年故事“狼来了”问题,成语故事“三个臭皮匠顶个诸葛亮”问题,评分术语“去掉一个最高分,去掉一个最低分”问题,等等,都渗透着概率统计的思想,这无不体现着数学来源于生活,服务于生活的文化思想。

2.2大量动手操作性的实验学习活动,是概率统计教学文化性的又一体现。

在抛硬币实验中,学生在抛掷中收集数据,通过操作方式学习数学的结论。

在义务教育阶段,通过收集同学的体质健康情况,年龄,身高数据进行数据学习。

在变量的相关关系教学中,收集同学使用计算机时间,物理成绩与数学成绩等,学习变量的相关性。

在随机抽样教学中,设计调查问卷等。

可以看到,以上这些实验性学习方式,是其他数学学习中较少出现的,然而正是这些带有操作性的学习方式,丰富着学生的思维,增加着他们的心理感受,认识到所学的东西有用,能解决现实问题,学习热情高涨,从情感上丰富着他们对数学的感受。

3.概率统计教学文化性的内部表现

3.1科学思维的深刻提升。

概率统计的优秀是认识隐藏在随机现象背后的统计规律性,强调随机现象的个别观察的偶然性与大量观察中的统计规律性之间的联系。必然性通过偶然性表现出来,偶然性背后总是隐藏着必然性。通过这种必然性去认识和把握随机现象,而不确定与确定,可能与不可能的集中体现,更是辩证思想的体现,是人类思维成熟的体现。因此概率统计的学习实际上是对学生过去习惯的确定性思维的一次挑战,是一次思维文化的碰创。例如抛一次硬币的结果是无法确定的,学生可以理解,但是大量抛掷的结果却是一个概率确定值,这里具有辩证统一的思想,为了让学生能够理解这样的事实,实验是必不可少的,这又使得学生经历了从具体到抽象及归纳的逻辑思维形式。在学生使用概率模型解决问题的同时,归纳思维、合情推理等思想方法与随机思想方法的交融,都是数学化意识的体现,它深入到内部,不断完善他们的思维,使其日趋成熟,这正是数学的学科特征。

3.2人文精神的不断升华。

概率统计的产生就像它的理论那样带着大量的偶然因素,但是因为有众多优秀数学家的钻研,其产生与发展又是一个必然的结果,并不断系统化、条理化。如今,概率统计已经渗透到了自然科学和社会科学的方方面面,而对于大量来源于生活的概率统计问题,必将教会学生主动利用所学的知识去认识世界、改造世界,有助于培养学生将数学理论应用于解决实际问题的能力和创新意识。

概率统计论文:概率论教学与数理统计论文

一、创建愉快和谐的课堂环境

愉快和谐的课堂环境是上好一门课的基础。课堂教学除了知识交流外,还要有情感交流,教学活动是在知识、情感这两方面互相作用、互相制约下完成的。只注重知识讲解,而忽视与学生的情感交流是不可能取得理想的教学效果的。教师微笑的面容、温柔的目光、落落大方的仪表会给课堂奠定愉快而和谐的基调,为学生的学习创造良好的心理环境。在讲课过程中要用眼神与学生交流,当看到学生听懂后的喜悦表情时,会受到激励,使自己振奋;如果学生抬头率低,或者表示疑惑,就要想办法再讲一讲。教学中不能妄自尊大,要以学生为主体,以人为本,以调动学生的学习主动性、积极性为手段,以提高学生的学习兴趣、学习能力和创新意识为宗旨,在激发学生潜能、启迪学生思维的过程中传授知识与技能,促进学生知识、能力和素质的综合协调发展。

二、针对课程特点运用高效的教学方法与手段

针对课程特点运用高效的教学方法与手段是上好一门课的关键。概率论与数理统计是研究和探索客观世界中随机现象的一门数学学科,在金融、保险、经济与企业管理、工农业生产、军事、气象与自然灾害预报等方面起到非常重要的作用。作为一门应用性很强的学科,它已经成为高等学校工、农、经管等专业的一门重要基础课程。概率论与数理统计的教学内容要求讲授五章概率论,两章数理统计。由于概率论与数理统计的课时一般为48学时,加上这门学科的文字性描述很多,仅仅采用传统黑板加粉笔的教学手段,会促使老师拼命赶进度、加大课堂信息量,以便完成教学任务,这种“满堂灌”的教学模式忽视学生的感受,导致这门趣味性极强的课程达不以应有的教学效果。如果合理采用PPT讲授这门课程,就可以节省许多当堂板书时间,这样教师在有限的教学时间中可以进行更多的教学活动,从而达到意想不到的效果。

教师可以根据教学内容,紧密联系学生的生活环境及专业特色,通过PPT创设学生熟悉与感兴趣的教学情境,通过一幅幅熟悉的画面和精心设计的热点问题激发学生的学习积极性,让学生真正成为课堂学习的主体,拥有学习主动权。要注重具体案例的选择,紧密联系现实生活,激发学生的求知欲。但在使用PPT的过程中,有些推导、演算的东西,可以用粉笔在黑板上一点点地推导能更好地引导学生思考。通过PPT展示一定数量的课堂练习,关注学生的差异,设计不同水平的题目使每个学生都有机会参与教学活动,可以让学生集体讨论,努力改变原有老师一味讲、学生一味听的被动局面,在集体讨论的过程中,教师要在学生中间转圈,指导他们。每堂课都要用PPT做小结,帮助学生梳理课堂的主要内容和重难点,让学生做到心中有数,弥补PPT教学容易遗忘的缺陷。

科学完善的评价体系对打造高效的数学课堂也是尤为重要的,它可以让学生在课堂上始终保持高涨的学习积极性和强烈的主体性。评价的主要目的是全面了解学生的学习历程,激励学生学习和改进教师教学。评价学生学习状况的主要目的是激励优秀学生努力学习,取得更好的成绩,同时鼓励基础相对薄弱的学生树立信心,不断进步。传统考核机制实行一卷定终身的闭卷考试模式,忽视基础条件的差异,只对基础条件较好的学生起到促进作用,对基础相对薄弱的很难起到鼓励作用。教师可以根据授课学生实际情况实行多样化考核方式,适应不同学生的发展要求。如加大平时成绩的权重,重点考察课堂表现和作业情况,帮助基础薄弱的学生树立信心,对于基础好的学生,可以鼓励他们根据自身发展目标,在参加传统闭卷考试和撰写论文之间做出选择,论文主要是结合专业特色做一篇研究报告,或者做一篇课程论文,可以一人独撰,也可以多人合作完成。这种考核机制有助于培养优秀大学生的创新意识和团队协作意识。

作者:闻卉单位:湖北工业大学理学院

概率统计论文:统计思想的概率统计教学论文

1依据历史发生原理,加速学生对知识的接受进程

历史发生原理认为个体的数学认识过程与人类的数学认识过程具有相似性.概率统计教学可以从概率统计的发展史中寻求指导,从而借鉴历史经验,优化教学设计,加速学生对概率知识和理论的接受过程.概率是一般教材中的基本概念,其处理方式遵循这样的主线:概率是事件发生可能性大小的度量—频率的稳定值—古典概率—几何概率—公理化定义.概率是随机事件发生可能性大小的一种度量,这一直观概念已被普遍认可.但这只是概率的功能性解释,并不是它的数学定义.概率的解释与定义是在争议中发展的.客观概率学派认为任一事件发生的概率是其客观属性;相反,主观学派则认为概率是人的主观判断.客观概率学派以拉普拉斯在1812年出版的《概率的分析理论》中所提出的概率古典定义为代表,即事件的概率等于有利事件的结果数与所有可能的结果数之比.然而,这种定义讨论的范畴有明显的局限性,只适用于随机试验所有可能结果为有限等可能的情形;而且,对于同一事件,从不同的等可能性角度考虑可算出不同的概率,从而会产生悖论.此外,对于概率的概念又有频率学派、贝叶斯学派、信念学派的不同认识和观点.其中频率学派的观点是大多数现行教材所接受的,即概率是频率的稳定值,频率稳定于概率又需要在概率的意义下来刻画.历史上著名的贝特朗悖论使人们对“何为概率”的困惑放大到了极致,这个问题解决不了,当时所有研究成果就不能整合,概率理论成了不体系,也无法形成一个独立的学科.而要解决这个问题,就要给出概率的严格定义,将概率论公理化,并在此基础上推演概率的理论体系.公理化是19世纪末以来数学的各个分支中广泛流传的一股潮流——将一些假定作为无需证明的公理,其它结论则由公理演绎推出.在这种背景下,1933年俄国数学家柯尔莫哥洛夫在测度论的基础上综合了前人的研究结果提出了概率的公理化定义.概率的公理化定义被广泛地接受使概率论成为严谨的数学分支,对近几十年来概率论的迅速发展起到了积极的作用.教学中,教师必须了解并熟悉概率这一概念的发展历史,对概念有清晰准确的认识.在教学时穿插这些内容,不仅可以使学生清晰准确地把握概念,还可以增强学生对概率统计的感性认识,从而加深对概念的理性认识,优化知识接受的衔接过程,体会一个学科知识体系建立的严谨性、辩证性和复杂性,从而培养学生严密的逻辑思维,发展其创新意识,培养其睿智和实事求是的人格.

2还原知识的历史进程,降低新知识的抽象性

现代数学教材普遍都是按照知识的内在逻辑进行编排,很少按照数学问题的研究进程进行著作.这样的安排在逻辑结构上是科学的、严谨的,但却忽略了数学问题研究的历史痕迹.教师在教学过程中,应尽量地还原知识的历史进程,降低新知识的抽象性.正态分布是概率论中最重要的一种连续型分布,它属于概率论的研究领域,但也是解决统计学问题的基石,它的提出具有深刻的理论背景和极其广泛的应用价值.在教学中对正态分布的学习,通常是直接给出概率密度或分布函数,将其称为正态分布.但这会让学生感觉接受生硬,理解抽象,记忆困难.理论背景上,正态分布产生于棣莫弗的p0.5的二项分布极限研究,后来拉普拉斯对p0.5的情况做了更多的分析,并把二项分布的正态近似推广到了任意p的情况.二项分布的极限分布形式被推导出来,由此产生了正态密度函数,相应的结果称为棣莫弗-拉普拉斯中心极限定理.经拉普拉斯等学者的研究,20世纪30年代独立变量和的中心极限定理的一般形式最终完成.此后研究发现,一系列的重要统计量在样本量n时,其极限分布都具有正态形式.数学家进而合理地解释了为什么实际中遇到的许多随机变量或者统计量都近似服从正态分布,可以说这是概率统计中具有里程碑意义的发现.数理统计教材中一般是先认识正态分布,中心极限定理则在此之后学习.在学习正态分布的定义之前,教师可以设计一些具有明显正态性现象的数据,而后进行描述性统计分析,给出频率直方图,并解释这种具有两头小、中间大的分布现象是普遍的,也是常态的.对概率论中常见分布的知识背景的了解和掌握,有助于教师在课程设计和讲授过程中注意课程内容的衔接和承上启下的相互关系.借助数学家研究数学问题的进程史实,可降低新知识的抽象性,使学生易于接受和掌握,并提高应用的灵活性.

3注重统计思想,引导灵活应用

统计学以数据为出发点,是一门应用学科,通常分为应用统计学和数理统计学.在这门学科中,估计和检验是其两大基本问题.极大似然思想是参数估计理论中最为经典的思想之一,极大似然法下得到的参数估计具有优良的性质,但这种思想也是学生在学习时普遍感觉抽象、理解困难的统计思想之一.教学过程中极大似然思想的引入,可以采用问题解决策略中的启发式教学方法.问题解决策略教学是以教师为主导,以问题作为教学的出发点,激发学生的求知欲和主动思考问题,从而使学生顺利地接受新思想的课堂教学方法.问题解决策略教学方法的关键是设计好引出统计思想的问题,设计的问题应带有趣味性,以激发学生探索的兴趣;问题应贴近生活实际,使学生感受到该思想的应用价值;根据学生的认知程度设计问题的难度,问题不要过于简单,要让学生有思考的空间.从数据出发进行归纳和推断是概率统计这一学科所特有的研究手段,而假设检验又是统计推断的基本手段.在统计学中,假设检验有实施的基本步骤和针对一些经典问题的检验方法,即检验法则,例如:正态总体参数的假设检验.假设检验的基本原理,即小概率事件原理在频率的观点下是容易令学生理解和接受.学生掌握了检验法则,在解决问题时,首先要考虑该问题是否可以用学到的检验法则进行解决.在应用正态总体参数的检验法则时,往往假定或默认了考察的总体是正态的,而这个假定是否合理会关系到检验结果的可靠性.假设检验的法则固然重要,但其统计思想则更为重要.只有理解了假设检验的统计思想,才能真正地掌握统计推断的精髓,在实际应用中才能举一反三,从而培养学生的创新意识和探索能力.在假设检验的教学过程中,可采用案例教学法,借助当前的热点问题,使学生不仅学习了假设检验的基本概念和检验法则,更重要的是通过案例教学培养学生利用假设检验策略解决问题的思维方法,使学生认识到假设检验策略的应用价值,并培养其应用意识和创新能力.

作者:周影高鹤刘海东王化琨张继民单位:黑龙江大学数学科学学院哈尔滨师范大学数学科学学院

概率统计论文:基于类比法的概率统计教学论文

1类比法在概念教学中的作用

1.1随机事件的关系运算与集合的关系运算的类比由于事件可以看成由某些样本点构成的集合,因此可将二者类比学习。例如:集合A∪B表示其中任意一个元素x仅属于A或者仅属于B或者属于A和B的公共部分,我们可以形象地用韦氏图来表示。此时若将A和B看作是事件,则事件A∪B表示“事件A和事件B至少有一个发生”,记作A+B,即概率论中事件的和等同于集合论中集合的并集。同样的类比方法,我们可将集合论中集合的交集类比到概率论中事件的积中去。在教学中可引导学生先回顾集合之间的各种关系运算,随之再引出相应的事件间的关系运算,最后归纳总结。此外,事件运算的性质如交换律、结合律、分配律均可对照集合的相应性质进行类比学习。

1.2离散型随机变量与连续型随机变量的类比对于离散型随机变量,学生感觉较容易,但对于连续型随机变量,往往学生感觉抽象难理解。由于分布列在离散型随机变量中的地位与密度函数在连续型随机变量中的地位等同,因此对于离散型随机变量中的边缘分布列与联合分布列的关系可以过渡到连续型随机变量中边缘密度函数与联合密度函数的关系中去,此外诸如随机变量的独立性的充要条件以及期望与方差的计算均可轻松过渡。具体我们可通过“把连续的问题离散化”这种方法,实际是将对离散型随机变量中对分布列的求和变成对连续型随机变量中的密度函数求积分即可。表1我们将对其中的部分性质及计算作一个简要的类比。

1.3一维随机变量与二维随机变量的降维类比任何学习都是循序渐进的,一般来说低维空间的知识相对简单,容易被学生接受,所以最好的方法是从低维空间向高维空间过渡学习。降维类比法是将高维空间中的数学对象降低到低维空间中去观察,利用低维空间中数学对象的性质类比归纳出高维数学对象的性质。通过上面的类比得知抽象的二维随机变量的分布函数与一维随机变量有着一致的表达式,从而大大降低了学习的难度。此外,二维离散型随机变量的联合分布列与连续型随机变量的密度函数的性质与计算均可借助一维随机变量的相关知识引入。

2类比法在习题教学中的应用

类比法是解题的有力工具。在习题教学中,教师若常引导学生用类比思维去寻找解题的方法,会起到事半功倍的效果。我们首先可以利用条件、结论或者结构形式上的类似,联想与之类似的概念性质从中得到启发。例如,在概率统计中有这样一题:总之,类比法是创造性地表达思维的重要手段,在概率统计教学中有其特有的地位和作用。在概率论的类比法教学中,不仅要根据学生已有的知识提供恰当的类比对象,更为重要的是引导学生在类比中去发现目标对象与类比对象的本质区别,从而真正地认识和理解目标对象,否则则可能导致错误的理解与认识。事实上,类比法在概率统计教学中的应用远不止于上述几个方面,这里就不一一赘述。在概率论教学中若恰当应用类比法,可使学生将所学的知识条理化系统化,有利于提高学生分析问题与解决问题的能力,培养学生的创新意识和创新精神。

作者:李燕楠何建营单位:中原工学院理学院

概率统计论文:概率论与数理统计教学论文

1三个典型性结论及其反例

在教学过程中,随机事件及其概率这一章节中的可以归纳出很多个理论公式和结论,本文中只是举三个典型性结论,然后举出反例加以推理验证,刺激学生的好奇心和兴趣,从而使得学生更加透彻的理解数理统计概念,更加好学,更加具有专研精神,更有助于学生数学思维的培养。符号:A,B,C:随机事件Ω:必然事件;样本空b间;覫:不可能事件定理1用事件的运算关系表示事件的方法不一定唯一例如,用A,B,C的运算关系表示事件D={A,B,C中不多于一个事件发生},根据事件的和、差、积及其逆事件的概念,可以写出下面四种不同的表示法:按照概率的公理化体系可知,样本点是样本空间Ω的元素,而事件是事件域中F中的元素,它是样本点的某些子集.在古典概型中,样本空间Ω只含有穷个点,所以Ω也是有穷的.此时常常把Ω的一切子集都视为事件.但却不能由此认为样本点一定是事件.实际上,并不把Ω的一切子集都当作事件来研究。我们只考虑事件覫,A,A,Ω时,容易验证F={覫,A,A,Ω}为一事件域,于是Ω中的样本点B={所取球的号码为4}就不是事件域F中的元素,即B={4}不是F中的事件。

定理对“等可能性”的理解不同,得到的概率不一定相同在概率论发展的早期,大部分的人都相信,只要找到适当的等可能性描述,就可以给概率问题唯一的解答,但事实上确并非如此,这是个经典的著名反例,贝特朗(Bertrand)奇论(贝特朗在1887年出版的《概率论教程》一书中构造了这个例子):在半径为1的园内随意画一条弦,问它的长度超过其内接正三角形的边长的概率等于多少?从不同的方向的理解,贝特朗对这个问题给出了三种不同的解法。解法二:如图2,在圆中任意画出一条弦AB,再作与AB垂直的直径CF,并以C为顶点作圆的内接正ΔCDE,由图可见,要AB>DF,必须AB和直径CF的交点M落在GH内,这里G是CF三种解法推理看起来都无懈可击,不同的理解得到了三种完全不同的答案,从而使得问题得到了奇论的美称,也就是数学上的贝特朗悖论。同一个问题得到不同的结论的原因是什么呢?原因在于每种解法对于“等可能性”作出了不同的理解和假设:解法一假定了弦的端点落在圆周上各点是等可能的;解法二假定了弦的中点落在直径上各点是等可能的;解法三假定了弦的中点落在圆内各点上是等可能的。对于各自不同的假设,上面三种解法和结果都是正确的,这个例子提醒学生,在解答概率问题时,一定要弄清楚等可能性的条件,以免发生混淆。

2结束语

在概率论与数理统计的教学过程中的引人各种反例教学,会使得上课更加生动有趣,不同于常规的思维推理一定会引起学生的好奇心和好胜心,从而激发学生对概率统计的极大兴趣,然后可以引导学生专研问题,思考结论。在教学中插入恰当的反例,即是简明有力的否定方法,又是加深学生对概念和定理的理解的重要手段,它有助于发现问题,活跃思维、避免常犯易犯的错误。从而达到教学上的最高水平,取得令人满意的教学效果。

作者:梅芳曾春华王巧玲单位:江西农业大学理学院

概率统计论文:概率论与数理统计教学论文

一、弱化理论,加强实践教学

《概率论与数理统计》是一门注重理论的数学课程,在教学中让学生掌握基本理论是必要的,但在教学过程中也不能仅仅以此作为目标。那么,一方面,在教学中我们就要做到有取有舍,基本的定理和公式要讲清楚,而对于这些定理和公式的证明可以对学生降低要求,通过多举例子,多给实际案例,让学生学会使用这些公式和定理;另一方面,将一部分学时单独列为实践学时,目前数学软件在统计领域的使用非常广泛,比如常见的:Mtlab、SAS、SPSS等,在教学中将理论与相关数学软件相结合,进行上机教学。让学生通过实践认识到本门学科在实际中如何应用,也让学生能够掌握一到两门数学软件的使用,方便他们今后专业学习。

二、结合专业,注重案例教学

在地质类专业中,很多实际问题都直接用到了《概率论与数理统计》中的内容,比如:区间估计、假设检验、参数估计等,都是在地质类专业教学中常用的数理统计方法。那么,我们在《概率论与数理统计》的课堂教学中就可以有的放矢地将地质类学科中的案例与数理统计中的这些方法相结合,把地质学中的实际问题当作例子在《概率论与数理统计》课堂中进行讲解,地质类专业的案例在很多时候就是在具备专业背景下的统计学的应用,用这类问题来替换课本上枯燥的数学例子,一方面可以增强课堂的趣味性,提高学生的学习兴趣和积极性,另一方面也为将来学生在专业课中使用概率论与数理统计知识打下基础,帮助学生顺利地完成从基础课到专业课的自然过渡。

三、将数学建模的思想融入日常教学中

《概率论与数理统计》是大学数学课程中应用性最强的一门,也是数学建模的基础课程。在地质类学科中《概率论与数理统计》的应用实质上就是利用《概率论与数理统计》的知识结合地质专业背景建立数学模型,然后对数学模型的结果在专业背景下进行解读,所以学生在后续地质类专业课学习中用到的就是利用数学知识建立数学模型,那么,我们在《概率论与数理统计》教学过程中融入数学建模的思想,首先可以让学生建立应用型的思维模式,方便专业课的学习;其次利用讲解数学建模思想的过程可以更好地让学生理解《概率论与数理统计》的基本理论和方法,更扎实地掌握如何应用这些基本理论和方法,使学生达到学以致用的境界。概率论与数理统计是一门重要的数学基础课,根据概率论与数理统计课程的特,通过以上几点思考并根据日常教学,为地质类高校的该学科教学提供有益的借鉴,即最终也将服务于日常教学,笔者相信通过我们教师对教学方法、教学思维的不断改进,《概率论与数理统计》必将成为服务学生专业发展,助力学生奔向更高层次的基石。

作者:陈帆 单位:长江大学工程技术学院

概率统计论文:数学专业概率统计实验设计论文

一、引言

如本校数学与应用数学专业和信息与计算科学专业,该课程实践教学主要是利用计算机对理论知识的模拟和实证。这样的实践教学对理论知识的理解有一定的帮助,但对于实际的运用却缺少训练。基于此,在实践教学过程中,我们设计了一些与专业实践应用相结合的实践教学内容,并在教学中尝试使用,取得了良好的效果。

二、设计思路

1.实验内容与专业特点相结合。作为师范类数学,毕业后主要从事教育教学工作。在教育教学工作中,免不了要对教学质量、教学效果等进行分析,需要用到统计知识。因而在设计实践教学内容时,应根据学生就业后的需求情况,结合教育统计与教学测评等内容,设计专业特点较强的实验题目(内容),如调查当地学生数学能力状况、调查某一教学内容教学效果情况等。通过实际操作,使学生掌握教育统计研究的方法,不仅提高学生的能力,也为今后在教育教学工作中开展科学研究打下基础。2.软件的选用。目前,专业的统计软件有SAS、SPSS、Eviews、R等,这些软件的专业性很强,功能也非常强大。但本人认为作为非专业的一般使用者,选用Excel就可以了,其原因主要有以下几个方面:第一,专业软件对于非专业人员要运用自如有一定难度;第二,专业软件不少需要购买,且价格昂贵,一般人难以承受;第三,Excel软件是一款使用广泛的办公软件,且较易学;最后,Excel软件提供了丰富的函数,可以进行数据处理、统计分析和决策辅助以及制图等功能,完全能够满足基础的统计分析工作。因此,在实践教学中建议选用Excel软件。3.突出实用性,增加综合运用。《概率论与数理统计》课程的实验主要以模拟和实证分析为主,缺乏结合实际、应用性强的实验。在设计实验内容时,应结合实际的应用,设计综合性、操作性较强的实验题目,以项目的形式组织学生分组开展实验实训活动。例如设计题目《中学生数学能力的调查研究》,在此题之下可以分多个小题,如《中学生空间想象能力的调研》、《中学生性别差异对空间想象能力的影响研究》等等,让学生6~8人一组,每组选择一题开展研究。

三、实践实例

在完成理论学习的基础上,利用实践教学环节,结合教育工作的需要,设计综合性的实践教学内容,并通过组织学生分组开展实验,从而加深学生对理论知识的理解,同时提高学生的实际应用能力。下面通过三个案例说明实践教学的设计和开展。实例1:2011年全国五个自治区教育经费投入情况对比分析。实验目的:(1)使学生学会利用相关资源收集、整理数据;(2)利用Excel软件描绘柱形图。实验过程设计:1.数据的收集。根据收集方式的不同,统计数据可分为间接数据和直接数据。实例1中的数据为间接数据,其收集的主要方法有:(1)通过《中国统计年鉴》、《中国统计摘要》及各省、市、地区的统计年鉴等公开出版物收集数据;(2)利用中华人民共和国国家统计局、中国经济信息网等网站查询数据;(3)到各地方统计局查询统计数据。在此实验中要求学生按5人一组,通过中华人民共和国国家统计局网站,查询相关数据(如图1所示),并对数据进行筛选、整理,得到2011年全国五个自治区教育经费投入情况数据。最后利用Excle软件绘制数据表,并录入所需数据,得到2011年全国五个自治区教育经费投入情况数据表(见表1)。由图2可知,2011年全国五个自治区中,广西的教育经费投入最多,西藏投入最少;另外内蒙古、广西、新疆的教育经费相差不大,西藏、宁夏相对较少。实验小结:该实验是统计分析中的一个基础性实验,主要教会学生利用网络、图书、杂志等途径收集数据,并利用Excle软件对数据进行预处理,最后根据绘制统计分析图,得出分析结论。类似的还可练习绘制饼状图、折线图、直方图等图形。另外,根据学生情况还可以适当深入(如三维数据图,多变量数据分析图等),但应保持与专业特点相结合。实例2:对学生考试成绩进行统计分析。实验目的:(1)学会制作统计表格;(2)学会利用Excel软件进行描述性统计;(3)学会使用Excel软件中的相关函数进行统计汇总。实验过程设计:1.制作统计表并录入本班学生某次考试成绩(表格前6行如图3所示)。2.在“工具”菜单中选择“数据分析”子菜单,并在弹出的窗口中选择“描述统计”,点击“确定”后将需要进行描述统计的数据选入“输入区域”,依次选定输出区域以及需要输出的统计值(如汇总统计、平均置信度等),确定之后可生成描述统计表(如表2)。3.利用COUNTIF等函数求出学生各分数段人数、优秀率、及格率等数据(如表3)。实验小结:该实验通过对学生成绩的统计分析,教会学生利用Excel软件中的相关函数和数据分析工具进行统计,对学生今后在事教育工作中进行教学质量分析有一定帮助。在此基础上,还可以进行拓展,如分析多门课程成绩情况;分析各班级间成绩是否存在显著性差异;男、女生学习成绩是否存在显著性差异等问题。实例3:中学生数学能力调查分析。实验目的:(1)使学生学会调查问卷的设计,并了解开展问卷调查的流程;(2)利用Excel软件对问卷数据进行方差分析。实验过程设计:1.设计问卷。中学生数学能力主要包括:数学的运算能力、空间想象能力、逻辑思维能力、实际应用能力等,在设计问卷时,让学生分成4组,每组设计一类能力测试题。学生人数较多时,可分成8组,每两组负责一类试题,各组分别完成设计。各组设计好的试题,由大家讨论,挑选出部分题目,综合成为中学生数学能力测试卷。2.分组调查。学生分组到各中学进行问卷调查。在实施调查前,先根据该校学生名录,采用随机数表法抽取被调查学生名单,然后根据抽样名单完成问卷调查,以保证数据的有效性。最后,根据收回的有效问卷整理出相关数据。3.方差分析。利用Excel软件数据分析中的方差分析模块,对整理好的数据进行方差分析。分析内容可设置为性别对学生各种能力是否存在显著性影响;年龄对学生各种能力是否存在显著性影响;民族对学生各种能力是否存在显著性影响;等等。学生分组选择一个内容进行分析,并完成分析报告。在之后的小组交流中,每组派一名代表阐述本组的分析过程和分析结果,大家再讨论分析是否正确、结果是否合理等。实验小结:该实验综合性加强,在实验过程中涉及到抽样调查、数据预处理、统计分析等内容。该内容以项目进行,大项目中分子项目,由学生分组合作完成,在这样的实验活动中,学生既学到了专业知识,锻炼了专业技能,又培养了团结协作、互相交流的品质。

四、认识与思考

经过几年的教学实践和探索,本人对《概率论与数理统计》实践教学有一些初略的认识,归纳起来主要有以下几个方面。1.实践教学的课时安排。由于概率统计的广泛应用,在《概率论与数理统计》课程中应该安排实践教学环节,特别是应用型本科院校,更应加强学生的实践操作训练。经过几年的教学实践,建议《概率论与数理统计》课程在师范类数学与应用数学专业中总课时设置在80学时左右,实践教学课时占总课时的1/4左右,以保证基本统计方法的学习和实践教学能收到实效。另外,由于实践教学是建立在理论教学的基础之上,学生在掌握理论知识的前提下通过亲身实践,进一步掌握统计方法。因此建议《概率论与数理统计》课程实践教学环节集中在理论教学之后。2.实践教学的内容选择。对于非统计专业学生,在教学中不必过分强调对概率统计理论的理解,重要的是统计方法的应用,因此实践内容要结合他们的专业特点突出应用性,在设计时选择那些在他们今后的工作中能真正有用的教学内容进行实验,让学生通过实验能够掌握基本的操作方法,切实提高他们的实践能力。3.实践教学的组织形式。在《概率论与数理统计》课程实践教学过程中,除了个人完成的基本实训内容外,应适当设计项目形式,有学生分组开展的实践内容。在完成项目的过程中,学生能培养协作、沟通等能力,对学生今后融入社会,顺利开展工作有一定的帮助。

作者:卢钰松韦艳肖单位:河池学院