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概率论和统计学

时间:2023-07-11 17:36:00

概率论和统计学

概率论和统计学范文1

【关键词】双语教学 概率论和数理统计 教学方法

一、学生的选择和教学手段

双语教学课程的设置必须符合实际和时代的要求,对于工科学生而言, 适当地选择实施双语教学的课程和时间非常重要,尤其要从学生能力方面考虑。任何教学活动的开展都不能将学生的接受情况置之度外, 双语教学更是如此。英语水平, 特别是听说水平是我们选择开展双语教学时间的主要依据。我们的学生在中学几乎没有接受双语教学的经历, 更需要有一个适应过程。因此,双语教学课程设置及时间应照顾到学生对所学专业知识和英语水平的平均接受能力。

《概率论与数理统计》作为一门理论性很强的基础性学科,对学生来讲是一门比较难懂的课程,而工科学生的抽象理解能力较弱,因此若在双语教学中仍然以纯理论为主则很难引起学生的学习兴趣。通过研究比较国内外教材的讲解方式,国内的概率统计学教材同高等数学教材一样,强调数学的严谨性, 重视理论证明,强调计算数学期望值、方差,强调利用微积分等数学工具计算出问题的分析解。国外的教材和国内相比较,虽然理论计算证明要求较弱,但是在解释每个定理和知识点的时候介绍的非常全面,包括发散出去的应用举例等。因此,在进行双语教学时,应以偏应用为主,让学生多知道某些结果用于哪些方面,另一方面,基础的推导和解释也不应放松要求。

二、双语教学案例分析

下面用1个具体的案例来展示怎样在具体的双语教学实践中提高学生兴趣。

1.引入:现实生活中的确能用概率来对事件做出分析,但是是否能用概率来预测所谓中奖的概率,这样有多少可信程度?

2.示例 Statistical Swindles 统计欺诈问题。

State lotteries have become very popular in America. People spend millions of dollars each week to purchase tickets with very small chances of winning medium to enormous prizes. There are now several books and videos available that claim to help lottery players improve their performance. People actually pay money for these items. Some of the advice is just common sense, but some of it is misleading and plays on subtle misconceptions about probability.

For concreteness, suppose that we have a game in which there are 40 balls numbered 1 to 40 and six are drawn without replacement to determine the winning combination. A ticket purchase requires the customer to choose six different numbers from 1 to 40 and pay a fee.

One piece of advice often found in published lottery aids is not to choose the six numbers on your ticket too far apart.Many people tend to pick their six numbers uniformly spread outf rom 1to 40, But the winning combination often has two consecutive numbers or at least two numbers very close together. Some of these “advisors” recommend that, since it is more likely that there will be numbers close together, players should bunch some of their six numbers close together.

(问题大概含义:在美国,十分流行,于是有一些书和视频经常给彩民们支招。有些建议还算靠谱,但有些纯粹属于利用概率的错觉来欺诈。举个简单的例子,从1-40中不重复取6个数字组合起来的一组形式。由于每次中奖的结果都有2个数字靠得很近,所以这些建议称数字买的时候要靠得近,这样会大大增加中奖概率,真的如此吗?)

让学生看懂这个数学问题,并思考和哪部分教的内容有关,对某些特殊单词,如lottery, consecutive可以给出具体提示。学生看懂问题后,会发现正好和所教授的古典概率部分内容有关,但不不是枯燥的计算,而要自己来分析和比较。

3. 分析:接下来,可以讲一些用到的数学知识和分析方法,让学生有个准备的过程。然后,可以启发学生自己动手计算一下概率并做出分析,并让学生发表自己看法,这时候,大多数同学都会发现,所谓的专家和高手建议不过是偷换了2个概念。学生最后经过分析会知道所谓增加中奖概率,仅仅是使因为1-40个数字中选6个数会有连续数字的概率是=0.577,但是这并不能保证选择了连续数字后,单组中奖的概率会增加。

4.小结:让学生看一下英文教材中对这个问题解答的分析和叙述,这样学生就能完全理解

并且也起到了双语思维模式的效果。

三、结束语

对于数学基础好而英语基础差,甚至两者基础都很差的学生,我们不应急于求成,而要循序渐进。鉴于数学的特殊性,在循序地进行中文授课时,可以书写英语板书,一方面能够让学生清楚数学的含义,另一方面提升学生英语知识水平,这对于上述情况的学生学习的趣味性,以及主动性的加强和提高起着关键的作用,还不至于使学生知难而退。至于数学基础差而英语基础好的学生,要根据学生的特点,利用英文原版教材,中文推导和板书,这样一来,学生不仅拓展了知识层次,加强了学生学习英语的能力,而且调动了他们学习数学的积极性。

【参考文献】

[1]Probability and Statistics (4th Edition), Morris H. DeGroot ,Mark J. Schervish.

概率论和统计学范文2

关键词:民办院校 概率论与数理统计 模块教学 研究与实践

中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2014)04(b)-0100-02

当今,国际竞争实际是人才的竞争,而人才竞争实质上是教育的竞争,我国高等教育从精英向大众化过渡,民办院校承受较大的扩招压力,如何确保并不断提高教学质量成为广大教师和社会关注的热点问题,它关系到这一类学校是否能生存下去。现在,民办院校概率论与数理统计的现状如下:学生的数学能力和水平在逐年下降;民办院校的教学的侧重点是专业的课程,概率论与数理统计的重视不够,主要体现在教学时数的安排上,能少则少;民办院校学生的基础差,对数学的学习有严重的心理障碍。

目前,许多民办院校在概率论与数理统计教学上做了许多尝试和改革,但是教学内容和方法上并未发生根本性的变化,主要体现在教学内容一成不变,教学方法和手段仍然比较单一;概率论与数理统计知识与专业知识严重脱节,两者没有达到有机的整合,使学生感觉学习的数学课程和专业课程无联系,无法激发学生学习概率论与数理统计的积极性。

而概率论与数理统计是一门理工类、经管类专业的必修的公共基础课程,也是报考硕士研究生时数学试卷中重要内容之一,该学科与生活实践和科学试验有着紧密的联系,是许多新发展的前沿学科(如控制论、信息论、可靠性理论、人工智能等)的基础。进行该课程的教学改革将进一步完善我校公共基础课程的建设。因此结合教学实践,我们提出了对概率论与数理统计进行三个模块的教学思路。概率论与数理统计模块教学模式的研究和实践将有利于提高学生学习概率论与数理统计的积极性、主动性,有利于提高课堂教学效果,使得概率论与数理统计的教学更好地为专业课程的学习服务。除此之外,对培养学生的创新能力、逻辑思维能力、运算能力、空间想象能力、分析和解决问题的能力形成有效的途径。通过该课程的教学改革,以便适应人与社会发展的需要。

《概率论与数理统计》模块教学的理论研究必须以专业需求和层次需求为出发点,对概率论与数理统计的教学内容进行全面改革。在调研分析的基础上,针对不同的专业要求选取不同的教学内容且制定相应的课程标准,对教学内容进行重新调整和模块化处理,为了突出概率论与数理统计的基础性、应用性、实用性、够用性,将教学内容分为三大模块,基础模块、应用模块、延伸模块(创新和提高模块)。其次,根据学生的不同层次的特点和需求,又将每一个小的模块分成两个小的子模块,必掌握部分和提高部分,有效地对学生进行因材施教。

1 基础模块

基础模块是最核心的部分。保证满足各专业对数学的要求的依据,它是概率论与数理统计中的一些最基本的内容,对所有的学生都是必修的,主要有随机事件及其概率、随机变量及其分布、多维随机变量及其分布、随机变量的数字特征、大数定律、数理统计的基础知识、参数估计、假设检验。

民办院校自成立以来,《概率论与数理统计》教学定位不适当,基本照搬公立学校一本和二本甚至综合性大学的教学方法,没有结合民办院校的特点,内容偏多偏深,理论复杂;大多数教材内容和教师授课一般都存在重理论轻实践,针对民办院校的教材还比较少。而我校在内容偏多偏深的问题上,实施课程内容与体系结构的改革,选择合理的教学内容与结构体系,注意化解理论的难度,并适时编写出了《概率论与数理统计》教材,该书为十二五规划教材,系同济大学出版社出版。该书在不影响课程体系完备的情况下适当减少概率论部分的理论性和难度,从直观、趣味性和易于理解的角度介绍概率论的基础知识。

而且我校针对民办院校学生的特点,构建了民办院校概率论与数理统计模块教学资源库。包括:讲义、多媒体课件、小教学项目库、试题库、《数学史》《数学文化》、教学博客。研究出了一套适合民办院校学生的多媒体课件,通过计算机图形显示、动画模拟、数值计算及文字等,形成一个全新的图文并茂、声形结合的生动直观的教学环境。并且研究出一套适合民办院校学生的经典的例题、习题,并兼顾课程基本要求、学生基础、培养目标和其它课程的匹配。

2 应用模块

初步设想,以点带面,以电商学院的概率论与数理统计为实践基地,实施该课程建设,根据实施具体情况,进行分析比较,以电商学院概率论与数理统计课程教学为实践载体进行成果的应用。将该成果进行总结和完善形成一套理论,并将成果推广到经济、管理等相关的专业的概率论与数理统计的课程教学中。本模块与专业知识链接模块,实现概率论与数理统计与专业课程的有机整合,因此,必须调查我校的电商、经济、管理院系等的一些专业所需的概率论与数理统计的知识,结合我校概率论与数理统计教学的现状,比较分析,形成调查报告。根据调查报告的分析,制定出了符合培养民办院校学生目标的概率论与数理统计教学课程内容体系。利用科学有效的调查与统计的方法做好相关专业课程对概率论与数理统计课程的要求,收集学生对概率论与数理统计的教学内容和建议,与相关的专业课程老师共同制定课程标准,精选经典的教学内容。引进新的科技成果,全面进行课程内容的重组,形成符合民办院校人才培养目标要求的概率论与数理统计课程内容体系。该模块由各专业课教师与概率论与数理统计教师共同研讨确定,针对不同的专业的特点设置不同的应用模块,体现专业性,也就是学会“用”。主要是从应用的角度,各专业后继课程的需要和社会的实际需要出发,考虑和确定教学内容体系。

概率论和统计学范文3

关键词: 数学焦虑现象 工作记忆 概率论与数理统计教学

一、概率论与数理统计教学中的“数学焦虑”现象

(一)知识需求和教学之间的矛盾

概率论与数理统计是数学基础课中应用性较强,与现代经济、金融、统计、管理密切相关的一门课程。随着信息技术的不断深入发展,概率论与数理统计越来越重要,然而概率论与数理统计的教学质量却是一个值得探讨的问题。在概率论与数理统计的教学中广泛面临学生积极性较低、理解程度偏低、考试通过率较低的问题。从心理学的研究成果看,这些现象都是“数学焦虑”现象的反映。

(二)数学焦虑是概率论与数理统计教学的重要挑战

数学焦虑是指个体在处理数字、使用数学概念、学习数学知识或参加数学考试时所产生的不安、紧张、畏惧等焦虑现象。因为数学学习的抽象度在所有学科之中较高,在学习过程中充满探索和挑战,也会不断遇到挫折。不管你是谁,当你解决问题或者思考问题时都会面临大量挑战。数学焦虑是影响数学教学质量的主要原因之一,在全世界的数学教学中,普遍存在数学焦虑现象。由于概率论与数理统计是数学基础课中应用性较强一门课程,因此数学焦虑是概率论与数理统计教学的重要挑战。

二、进化心理学视角下的数学焦虑现象

(一)焦虑机制的形成原因

从进化心理学的角度看,焦虑情绪和风险厌恶倾向,事实上是进化过程中人类形成的一种自我保护机制。焦虑是一种帮助人类侦测并应对环境中威胁因素的心理机制,从而提高人类在危险环境中的生存概率。出现焦虑情绪的概率是和人们感到的危险程度和危险频率成正比的。由于人类在相当长的时间内都处于极低生产力的部落社会,因此形成了对未知事物的强烈恐惧。在所有的未知事物中,只有极小部分是对自身有利的,人类需要保持对大多数陌生事物的戒备。焦虑情绪及伴随焦虑而来的心跳加速、不安、紧张、恐惧等,都是为了帮助人们应对环境中的威胁。

(二)概率论与数理统计知识和焦虑情绪的关系

心理学家指出人类社会在最近五百年内实现了科技和社会的跨越式发展,而人类在生理上仍然保持着四万年前的结构。对于四万年来未产生生理进化的大脑来说,数学知识和概率论与数理统计知识是陌生而复杂的事物,因此大脑对其的本能反应是焦虑和逃避。这一心理结构在几乎没有理性知识的原始社会中,能够帮助人类避免大量的潜在危险,但是在知识决定生产力的今天,这种深藏于本能之中的心理结构就成为阻碍复杂知识学习的一堵墙。

三、从认知心理学角度分析概率论与数理统计教学中风险的来源

数学焦虑是学习过程中存在的威胁因素造成的情绪反应。概率论与数理统计学习过程中的威胁因素来源于三个方面:一是学习过程中的有限的工作记忆,二是焦虑情绪对于工作记忆的显著干扰,三是概率论与数理统计的学习容易遇到挫折。这几个威胁因素的共同作用,导致学习概率论与数理统计是一个充满困难和挑战的过程,很容易使学生产生焦虑情绪。

(一)概率论与数理统计学科特性导致的认知困难

学习过程中威胁的第一个来源,是概率论与数理统计学科的抽象性对工作记忆容量和注意力强度提出很高的要求。概率论与数理统计理论是由环环相扣的严密逻辑体系构成的,其知识点和知识点之间有着逻辑上的高度关联性。概率论与数理统计理论包含的信息量很大,不仅包含概率论和微积分的基础模型,还包含科学方法论模型。由于理论较大的信息密度和抽象程度,对于学习时的工作记忆要求很高,从而需要学生保持高度的注意力。如果注意力不集中,或者出现情绪上的干扰和波动,认知过程就可能被打断,难以再理解讲课的内容。

(二)焦虑情绪和工作记忆之间的正反馈

学习过程中威胁的第二个来源,是焦虑情绪上升和工作记忆下降的正反馈关系,所造成的心理恶性循环。解决概率论与数理统计问题需要学生调用大量的工作记忆,焦虑情绪的出现会导致工作记忆下降,学习容易出现错误和焦虑。以上因素的相互作用,就构成了一个正反馈回路,即学习上的挫折形成了焦虑情绪,焦虑降低了工作记忆的容量,工作记忆下降导致了概率论与数理统计成绩下降,不佳的学习表现使数学焦虑更严重了。一旦触发其中的任一环节,就会导致焦虑情绪不断加重。

(三)出错率高导致的较高焦虑情绪

学习过程中威胁的第三个来源,是概率论与数理统计学习过程的出错概率高,从而导致更强的焦虑情绪。当学生要进行假设检验的应用,必需的知识包括:样本与总体、随机变量、随机变量的分布与抽样分布等。缺少了任何一个知识点,都无法理解假设检验的原理和应用。这样就构成了一个串联系统可靠性分析的模型。如果这些知识中有部分掌握得不好,就比较容易出错,从而产生较高的焦虑情绪。

四、降低数学焦虑的措施

(一)以提高学习动机为主要应对措施

由于是多个因素共同导致概率论与数理统计教学中的数学焦虑,要缓解数学焦虑对于概率论与数理统计教学的影响,也就需要从多个角度入手,进行综合性的应对。一方面,要加强学生对概率论与数理统计价值的认识,消除学生对概率论与数理统计的陌生感,激发学生的学习动机。另一方面,要从认知心理学的原则出发,在教学过程中防止工作记忆不足和焦虑情绪之间形成恶性循环。但是这三个风险有一个共同的背景原因,就是因为学生对于概率论与数理统计的价值认识模糊,所以不重视概率论与数理统计,从而没有投入时间来了解概率论与数理统计应用并训练概率论与数理统计技能。这样就导致理论学习时间不充足,知识的应用训练也不充足,最终导致知识的“学不懂”和“用不上”。应对学生的数学焦虑,要抓住这个源头。因此,为了缓解在概率论与数理统计学习中的数学焦虑,很重要的一个措施就是让学生明确学习概率论与数理统计的价值,并且辅助于教学和作业考评上的手段。

(二)通过概率论与数理统计技能的高需求以激发学生学习动机

通过分析劳动力市场和科技进步的趋势,帮助学生明确学习概率论与数理统计的价值,是激发学生动机的有效手段。在劳动力市场上,统计学专业毕业的学生,薪资在不断增加。无论是金融行业、政府还是互联网行业,数据分析的需求都在快速增加,这些行业都在争取拥有统计技能的复合型人才。这些行业都需要优秀的统计学人才分析数据、解读趋势、判断机会。在这两个趋势之下,统计学专业的人才薪资水平不断增长。明确了学习概率论与数理统计的价值,学生感受到学习的不确定性也就相应降低了,学习动机也会有较大的提高。

参考文献:

[1]陈英和,耿柳娜.数学焦虑研究的认知取向[J].心理科学,2002,25(6):653-655.

[2]王凤奎,罗增儒.数学焦虑的研究概况[J].数学教育学报,2002,11(1):39-42.

概率论和统计学范文4

关键词:因材施教;实践教学;案例教学法

中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1673-9132(2016)34-0016-02

DOI:10.16657/ki.issn1673-9132.2016.34.007

工程教育专业认证是国际通行的工程教育质量保障制度,也是实现工程教育国际互认和工程师资格国际互认的重要基础。工程教育专业认证标准的通用标准要求:“能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理,识别、表达、并通过文献研究分析复杂工程问题,以获得有效结论。”概率类相关课程是数学类的一门基础课程,研究的是随机现象统计规律性问题,其基本思想和方法已经渗透到各个领域。因此,应针对不同专业建立有差别的课程体系。

一、概率统计课程教学内容的现状

南京邮电大学目前开设的概率统计课程主要包括“概率论与数理统计”和“概率统计和随机过程”两门,分别面向不同的专业需求。概率论与数理统计共48学时,主要面向计算机、自动化、经济、管理等专业。概率统计和随机过程比前者多了16学时的随机过程部分,主要面向通信、电子、光电、物联网等专业。目前,同一门课程对不同专业讲授的内容几乎完全相同,且这两门课程共同包含的概率论与数理统计部分在讲授时也并没有因专业不同而区别对待。虽然任课教师认真备课授课,但是预期的教学目标并不能完全实现,就是所谓的事倍功半。数学知识是专业知识的基础,掌握得好,会使得后面专业课的学习更加得心应手。反之,就会影响预期效果。因此,概率类课程的教学内容应根据学生的专业背景进行适当调整。特别是部分通过专业认证和拟参加专业认证的专业,应调研专业的知识背景以及对概率类课程内容的需要,在讲授过程中做到突出重点,解决难点,真正做到“因材施教”。当然以此作为契机,对全校的概率课程教学内容进行一些改革,将会更好地提高教学质量。

二、构建概率统计课程新的框架

以48学时的概率论与数理统计为例进行分析,其他以此为据,适当增加或减少课程内容或在某些内容上增大或降低教学难度。整个课程设置分为必修、实践和选修三个部分。

(一)必修部分(48学时)

必修部分主要涵盖该门课程的理论知识部分,包括概率论部分和数理统计部分。概率论部分主要包括一维、二维随机变量及其分布,随机变量的数字特征,大数定律等概率论基本概念。数理统计部分主要包括参数估计,假设检验等数理统计中的基本概念和抽样分布。

教学内容可分解成若干知识点,而联系紧密的一些知识点可以组成知识模块。将所有教学内容按照知识点、知识模块进行细分之后,按照不同专业的学习需求,增加或者跳过某个知识点或知识模块,以便调整授课内容。此外,对于高中出现的知识点、知识模块,可以采取归纳复习的方法。

(二)实践部分

概率论与数理统计课程是研究随机现象统计规律性的一门学科,从诞生到发展都离不开实践,许多重要的思想和方法都来自实践。另一方面,随着计算机的普及和发展,各种功能强大的数学软件应运而生。因此,在教学过程中加入计算机技术和数学软件,重视实践动手能力的培养成为该课程教学的必然。

实践教学内容的开展可以由多种形式来完成。一是作为一门必修课或者限选课,单独开设概率统计的实践课。二是在必修部分的课时充足的时候,将内容不太多的实践教学归入其中。三是将它归入其他课程,例如数学实验课就可以包含概率统计的实验问题。具体形式的选取要根据学校的实际情况而定。

(三)选修内容

概率统计的选修课可根据实际,开成各有侧重的课程。例如经济管理中的概率统计可以结合经济和管理专业讲述概率统计的应用,概率统计在社会生活中的应用可以侧重概率统计知识的使用等。这样做既考虑到了不同专业对概率统计知识的需求,也能照顾不同学生的需求。

三、概率类课程的教学方法改革内容

首先,教学内容要与生活实际结合。包括两方面:(1)阐述教学内容的背景知识。例如古典概型是通过掷硬币、掷骰子等游戏发展而来。对背景的讲述有助于学生对概率统计知识的了解。(2)使用案例教学法。传统的教学方式注重系统性和严谨性,忽视了应用性。而实际上,概率统计中有相当一部分抽象难以理解的内容,就可以采用案例教学法。在案例分析中可以让学生体会数学建模的全过程。教学内容与实际问题结合的方式有助于学生对基本概念和理论知识的理解和掌握,有利于提高学生的综合应用能力。

其次,要注意学生能力的培养。包括两方面:(1)鼓励一题多解,培养学生的发散思维和深刻思维。鼓励学生用不同方式解决问题,当然这个过程中,重要的是先理解,然后应用。(2)讲授和讨论相结合,启发学生独立思考。在教学活动中,采用启发式、应用案例教学等相结合的教学方法,发挥教师的主导作用和学生主观能动性,注重学生的主体地位,最终提高学生分析和解决问题的能力。

最后,课程教学可以采用如下授课形式:(1)预习课1周。重温以前学过的知识,阅读教师指定的教材、参考书。(2)集中授课13周(包括习题课2-3周)。带着之前预习过程中发现的问题,有重点的听讲、练习。(3)讨论课2周。教师可提前准备几个题目,然后由小组代表和成员参与讨论。最后教师进行归纳和补充,这样每位学生对这些问题就有了全新的认识。

正如中科院院士李大潜所说:“数学的教学不能仅仅看做是知识的传授,而应该使学生在学习知识、培养能力和提高素质等方面都得到教益。”要做到这一点,教学方法的改进和教学内容的创新是关键的一环。

参考文献:

[1] 张克军.“卓越计划”下应用型本科院校概率统计课程教学改革探索[J].当代教育理论与实践,2015(6).

[2] 尹亮亮,武萌.概率论与数理统计实践教学改革初探[J].现代企业教育,2014(10).

[3] 陈俊英,曾浩宇.概率统计课程教学方法的探索实践[J].科技文汇,2014(2).

概率论和统计学范文5

一 引言

概率论与数理统计是定量研究随机现象规律性的数学学科。随着科学技术的发展,概率论与数理统计已广泛引用于农业院校各专业的科学研究中。目前中国的农业院校都开设了概率论与数理统计,虽然课程概念比较抽象,计算繁杂,学起来较困难,但这是应用性最强的大学数学课程之一。不过近年来,伴随着高校课程改革,高等农林院校本科生教学计划中概率论与数理统计课程的教学学时不断减少,所以必须对此课程的教学方式和方法进行改革。

全国大学生数学建模本文由收集整理竞赛创办于1992年,每年一届,目前已成为全国高校规模最大的基础性学科竞赛,也是世界上规模最大的数学建模竞赛。随着竞赛的推广,数学建模被越来越多的教师与学生所熟悉。所谓数学模型,是指现实世界中的实际问题用数学语言表达出来,即建立数学模型,然后求解,以此解决现实问题的数学知识应用过程。将数学建模运用于数学教学有利于培养学生的洞察能力、联想能力、数学语言翻译能力、综合应用分析能力和创新能力,此教学模式的运用切合新时代培养通专并用,全面发展的高素质人才的需要。笔者认为,在当前的概率论和数理统计课程中可适当增加数学建模思想,培养学生的创新能力和应用能力,激发学生的学习兴趣,这也是本论文的切入点。

二 农业院校概率论与数理统计教学中存在的问题

1.中学与大学数学教育内容的脱节

中学课改后的毕业生开始进入大学,课程改革中对数学课程的知识范围和要求改动了很多,学生们已经学习过部分概率论的知识,但中学时学习概率的思维方式与大学数学不同,很多学生依旧用中学的学习方式学习概率论与数理统计,造成了他们学习上产生挫败感。

2.教师的教育观念缺乏与时俱进

大部分大学数学教师并没有意识到中学课程改革对这门课程和学生们的影响,依旧按照传统教学方式讲授,注重定理、推论、证明、计算,而新一代的大学生很难快速适应新的学习方式,所以增加了学生的学习难度。

3.教学内容缺乏应用性

概率论和数理统计的教学过于强调基本理论,缺乏对农业科学的交叉性应用研究。农科专业的学生普遍感觉学数学对将来的生活工作没有用处,所以导致学生缺乏学习的动力和兴趣,只是为了通过考试而学习。

4.考核方式过于死板

多年来,概率论和数理统计的考核方式始终一成不变,偏重于期末的闭卷考试,试卷主要考查计算和一些固定模式的应用题型,导致学生死记硬背、应付考试,不利于激发学生的创新兴趣。

三 建模思想在概率论和数理统计课程上的应用

针对以上问题,建议改革教学方式,通过引入数学建模思想激发学生的创新思维。

1.改变教学内容,增加应用型教学的引入

首先,提倡教师了解中学课改中影响概率论与数理统计的内容,充分利用学生已学过的概率论知识,避免重复教学,但要强调中学数学与大学数学不同的思考方式。在教学内容中吸收和融入与实际农业科学研究问题有关的应用性题目。历年全国大学生数学建模竞赛题目中不乏农科专业相关的题目,如“作物生长的施肥效果问题”(1992年a题)、“dna序列的分类问题”(2000年a题)、“葡萄酒的评价”(2012年a题)等。这些题目都与现实农业生产生活密切相关,在解决这些问题过程中能很好地锻炼学生自主地、能动地认识、理解问题的能力。

但是,如果直接把数学建模的题引入日常教学中,将面临下列问题:(1)数学建模竞赛的题目一般是涉及面很广,需要很多专业知识和良好的数学功底,而农科院校的学生的数学基础薄弱,在没经过培训的情况下解决竞赛题目困难较大;(2)要较好地解决建模题目需要大量的时间,这在课时有限的概率论与统计课程中不可能实现。

上述两个问题的解决思路:(1)如果直接运用竞赛原题,可以把重点放在(1)(2)两个比较简单的问题上,删除题目中与这两个问题没有关系的条件,或简化题目背景以适应课堂教学;(2)引入一些数学建模集训小题目,这些题目类似于课后习题,但实用性更强,甚至可以留作课后作业,引导学生分组讨论,学生共同完成。

2.改变教学方法,引入相关教学统计软件

教学方法方面,重心不能一味地放在定理、证明、计算上,应抛弃“满堂灌”的教学方法,采用启发、归纳的教学模式,通过建模思想的引入,使学生由浅入深、由直观到抽象地认识概率论和数理统计在实践中的应用,真正掌握数学概念和方法,并从中获得学习上的乐趣。

数学实验课在农业院校中开展的相对较少,大多以选修课的形式出现,笔者建议在概率论与数理统计课程中安排1~2次实验课,讲授统计软件的应用。随着近代计算机技术的迅速发展,软件技术日益成熟,概率论与数理统计中很多计算问题都可以借助于软件操作。农科高校的学生普遍计算能力不强,尤其是建模例子中的数据样本量比较大,计算过程复杂,学生手算起来比较困难。现有的统计软件,如sas、spss等世界通用的软件,可以解决较大数据量的概率与统计方面的题目,如数据处理、数据拟合、参数估计、假设检验、方差分析、回归分析等问题,而且一般的菜单操作就可以解决这类问题。学生学习一些简单的软件应用,可以增强他们的应用意识和动手解决实际问题的能力,反过来促使学生主动学好概率论与数理统计的理论知识。

3.改变学习观念,提高学生的学习兴趣

建模思路的引入,能有效改变大学生的“数学无用论”。作为教师,我们应根据课程的主要知识点,与相关专业教师加强交流合作,搜集整理大量的农科专业问题,并用建模的方法进行解决。当然,课程的教学不一定都需要完整地解决一类问题,只要题目背景来自农科专业或采用农科数据,就能在很大程度上调动学生的学习积极性,让他们知道将来的学习和生活中确实能用到概率论与数理统计的相关知识。

4.改变考核方式和方法

概率论和数理统计是一门实用性较强的学科,特别是数理统计方面的题目,若采用传统的阅卷考核方式考查,只会导致学生用死记硬背、题海战术等方法应付考试,导致学生被动学习,缺乏学习的兴趣。

针对这种现象,笔者认为应让学生在实际中学习,并将所学归还于实际。因此老师平时布置作业时应布置一些实践题型,让学生自己学会去思考。关于考核形式的改革,为了达到“以教为导,以学为主,自主解决”的教学目的,在期末检测时,应采用期末考试(50分)+论文(30分)+平时成绩(20分)的考核方法,其中课程论文要求学生自己找问题,建立模型,利用概率论与数理统计知识解决问题。这样既考查了学生对理论的掌握程度,又能将理论应用于实际中,使得学生在学习过程中更加重视知识的综合运用和创新能力的培养。笔者曾在教学班级中做过类似的尝试,即鼓励学生将建模的思想用到课程学习中,获得了明显的效果。

概率论和统计学范文6

摘要:概率论与数理统计是研究随机现象统计规律性的数学学科,它是数学理论的一个重要组成部分.近年来,随着高中数学教学改革的发展,概率论与数理统计的部分内容已经进入高中课本,然而大学数学教学改革相对滞后,出现了很多重复或脱节现象。本文根据自己的教学实践,从现有的高中数学课程出发,对大学的概率论与数理统计课程教学从教学内容、教学思想和教学方法三个方面的衔接性问题进行了探讨,以期对大学数学的教学有所帮助.

关键词:概率论与数理统计;高中数学教学与高校教学衔接;教学方法

在当今信息时代,概率统计知识在科学研究、工程技术、人文社会科学以及经济生活中的作用越来越重要。随着教育部颁发的《普通高级高中数学课程标准》的实施,概率统计内容进入高中课堂。从整体上讲,高中数学的改革比较具有先进性,而大学数学相对而言具有滞后性,并且高校和高中的数学在改革过程中没有将数学内容相结合进行,因此造成了高校数学与高中数学课程内容上出现重复或者脱节现象,这就从根本上影响了数学教学效率和质量的提高.一、大学概率统计教学和高中数学教学内容的衔接问题 通过对高中数学和高等数学两者之间进行对比,大学概率与高中概率在教学内容上有许多重复之处,对于一些内容在高中教学中要求较低,比如对概率的概念以及频率与概率的区别等方面,高中数学教学中就没有严格的要求,也没有要求学生掌握比较严密的公理化定义,容易让学生对概念理解不清。大学统计与高中数学教学内容的对比分析不难看出,两者在教学内容上有很多相似之处,大学数学统计教学内容反映到高中,更多的是偏向于计算技巧的训练,而大学教学在涉及统计教学内容时,比较要注重数学思想的挖掘及数学方法的应用.高中教材统计学的教学要求比较侧重于实际运用,对相关的理论的了解和掌握程度较低,因此,对大学生的统计部分的教学体系基本上没有影响,两者之间的衔接方面存在着一定的不足.二、实现大学概率统计教学与高中数学教学内容衔接的方式 1.课程内容的衔接 大学数学概率统计教学内容是在高中知识基础上的提高和扩充,其显著特点是知识量增大、理论性增强、系统性增强、综合性增强.学生在高中初步、直观地学习了概率统计的基本知识,而大学将对有关知识进行理论化、系统化,合理地编制教材,并且进行一些研究性学习,以实现两者之间更好的衔接.2.学习方法的衔接 由于高中的学习密度和作业量大,简单的死记硬背的方法和被动的学习态度都会使学习出现僵局,必须使学生意识到并调整自己的学习方法的必要性与紧迫性.例如,让学生了解大学所学习的概率统计知识中随机现象及其统计规律性以及全概率公式与贝叶斯公式等,有助于学生对概率统计知识的更好理解,从而实现了大学概率统计知识与高中数学教学内容的衔接.比如高中在古典概型问题的讲解时比较细,题目难度也比较大,因此在大学时就不需要在古典概型上花太多的时间,以有效提高学习时间的利用率,从而使学习效率大大提高.如例题:储蓄卡的密码一般由6位数字组成,每个数字可以是0,1,2,…,9十个数字中的任意一个.假设一个人完全忘记了自己的储蓄卡的密码,问他到自动取款机上随机试一次密码就能取到钱的概率是多少?在该例题的解析中,可以运用高中数学中所学的基本事件的特点以及结合高等数学中古典概型的有限性和等可能性的两个特征,随机试一个密码,相当于作一次随机试验.所有的六位密码(基本事件)共有1000000种.3.教学方法的衔接高中与大学的数学教学方法均以讲解法为主,但高中教学要对概率统计知识进行详细的讲解,然后总结题型,归纳方法方式,提高教学知识的系统性与网络化.大一应承接高中教学对解题方法有总结归纳,增加练习课次数和题量训练量,先让学生掌握通性通法,使刚入学的学生度过适应期.例如在概率统计内容的概念学习中,可以对易混淆的概念(定理)对比学习;对公式、定理各字母的含义、适用范围、特例等作补充说明等来帮助学习,在老师的指导下使其成为学生自身的学习方法和习惯.例如在例题“在1000个有机会中奖的号码中,在公证部门监督下按照随机抽取的方法确定后两位数为××的号码为中奖号码,应该采取什么样的抽样方法”中,该种类型的例题就可以通过高中数学中系统抽样的方式和高等数学中间隔距离相等的抽取相结合,对例题进行解答.4.增设数理统计试验 数学课是一门实践性较强的课程,在统计与概率教学内容中,存在许多随机试验,许多规律是从试验中总结出来的.因此,在大学概率统计和高中数学教学内容衔接改革过程中,应该充分利用excel作为数据处理平台,让学生更好地进行数据的采集和处理,在计算标准差、相关系数、平方和分解等问题时能够收到事半功倍的效果,并且还有利于培养学生的研究、概括、总结能力,巩固和加深统计和概率的知识内容,有利于学习效率的提高,从而实现大学概率统计与高中数学教学内容更好的衔接.5.高考命题与高等数学知识的衔接 数学考试大纲明确指出,数学高考命题紧密联系高等数学知识内容,已为学生进入大学学习做好准备.因此要做好高中数学和高等数学概率统计的衔接工作,就必须把高考命题作为重要考虑内容,实现与高等数学的紧密衔接,主要方式为在高考命题中直接出现高等数学符号、概念,或以高等数学的概念、定理作为依托融于初等数学知识中.此类题目的设计要基于高中数学概率统计基础上,又要涉及高等数学概率统计知识,其解决方法还是高中数学知识,较易突破.在高考命题中融入高等数学内容,能全方位、宽角度、多层次地考查学生基本的数学素养,以便于实现高中数学与高等数学的紧密衔接. 总之,随着新课程改革,大学概率统计教学与高中数学教学内容的衔接方面还存在着一定的缺陷和不足,作为一名高校教师,应不断充实教育理论知识,优化教学内容,拓展所教专业的专业知识,寻求实现两者之间更好衔接的方法和措施,才能从根本上提高数学教学的效率和质量,从而进一步推动数学教育改革的发展.

参考文献:

[1]赵慧.对高中与大学“概率统计”教学衔接的思考――以财经院校为例[J].教育探索,2013(6):45-46.

[2]中华人民共和国教育部.普通高中数学课程标准(实验)[S].北京:人民教育出版社,2003.

[3]潘建辉.大学数学和新课标下高中数学的脱节问题与衔接研究[J].数学教育学报,2008,17(2):67-69.

[4]菜海涛等编著.概率论与数理统计典型例题与解法[M].长沙:国防科技大学出版社,2003.

[5]姚敏.关于大学概率统计课程教学改革的几点思考[J].吉林省教育学院学报旬刊,2011(8):153-154.

概率论和统计学范文7

1概率论与数理统计课程教学改革的必要性与重要性

概率论教学要把直观和实际背景跟数学教育中的理论性,严谨性和逻辑性结合起来。传统的数学教育对于学生对理论知识的理解和灵活运用以及解决实际问题能力的培养有所忽视。对于培养各类人才的综合院校,概率论与数理统计课程教学的基本目标是把数学方法和应用有机地结合起来,不但为本专业其他课程的学习打好理论基础,还要为在实际工作中如何应用打好基础,概率论与数理统计教育不仅是知识教育,而且是一种分析能力的训练,一种实际应用能力的培养,概率论与数理统计的教学改革要从培养学生科学素质和创新能力出发。我们要打破传统的在课堂上讲授理论知识的模式,要注重培养学生发现问题,分析问题和解决问题的能力。要教会学生从不同的角度看待同一个问题,从而加深对问题本质的理解和体会。在具体的教学过程中要把概念和例子结合起来,还要总结不同概念之间的区别和联系。

2概率论与数理统计课程教学改革的模式与实践

教学内容和课程体系的改革是高等教育改革的核心,近年来我们在组织教学的过程中,从当今大学生应具备的基本科学素质来确定概率论与数理统计课程的教学模式,从教学理念、教学内容、教学过程和教学方法几方面进行了课程建设,特别地,要注意以下三点:

2.1与实际结合,激发学生对概率统计课程的兴趣

兴趣是最好的老师,概率论与数理统计从内容到方法与以往的数学课程都有本质的不同,因此其基本概念的引入就显得更为重要。为了激发学生的兴趣,在教学中,可结合教材插入一些概率论与数理统计发展史的内容或背景资料。如概率论的直观背景是充满机遇性的,其最初用到的数学工具也仅是排列组合,它提供了一个比较简单而非常典型(等可能性、有限性)的随机模型,即古典概型;在学习了中心极限定理后,可以给学生解释自然界各种现象的正态分布规律,有助于学生对基本概念和理论的理解,从而激发学生对概率论学习的兴趣。在概率统计中有不少是实际问题的抽象,在每章引入一至两个实际问题的概率模型,让学生了解问题实际背景,一方面易于学生理解,另一方面,更重要的是如何从实际问题抽象出概率概念模型,通过概率规律分析后再去解释自然界各种现象。要培养学生利用概率论与数理统计的知识和方法分析实际问题、解决实际问题,这也是概率统计课程教学质量和效果的重要体现。

2.2多媒体教学

多媒体教学使教学内容生动地呈现在学生的面前,使学生易于接受和理解,让学生在轻松活泼的气氛中获得丰富的知识。在概率论与数理统计的教学中,演示随机现象的统计规律,能有效地调动学生的学习积极性,增强学生的观察力和分析力。是学生在学习教材知识的同时,开阔知识视野,学习如何从数据出发,科学地建立模型,以概率统计知识进行推断,对现实生活中的问题作出恰当的解释,提高并培养学生的思维、应用能力,使理论和实践很好地结合起来。我们对蒲丰投针试验、二项分布的泊松逼近、正态逼近,做了动画演示,既直观又生动。在讲解概率分布的时候,软件绘制出来的图形准确地展示出了分布函数和密度函数的大部分性质,在学习统计方法时,繁杂的条件和公式编绘在电子表格里,随时准备调用,这样既为解题过程中提供了一些便捷,更让学生们看到了条理化知识的好处。多媒体课件的运用大大减少了教师书写板书的时间,使教师可以把更多的精力投入分析和讲解教学内容。总之,多媒体教学使教学内容更加形象和逼真,但教师不应该过多地依赖多媒体,有时在黑板上的演算也是必要的,特别是一些公式的推导过程。在黑板上有理有据地推导能加深学生对知识的理解和体会。

2.3与国际接轨

概率论和统计学范文8

关键词 高中数学 概率论 数理统计 有效教学

中图分类号:G633.6 文献标识码:A

为适应信息时代的发展,我们在平时的数学教学过程中应重视学生数学思维品质及综合能力的培养,这也就是一个“授人以鱼而不如授人以渔”的过程。作为学生进入大学生活学习的衔接过程,高中数学的教学在其中起着承上启下的重要作用,有必要从以下几方面对其在高中数学教学中的重要作用分析,有利于培养学生的思维品质,有利于高中生开展研究性学习和培养高中生的创新能力。

1概率统计在教学中培养学生的思维品质

在概率论发展的早期阶段,研究的主要是古典概率。在早期阶段所针对的是基本事件数有限的情况,为确定事件概率,只需计算各种可能出现的情况便可。然而随着科学技术的发展,以及对概率统计的强烈需求,一些数学家在一开始就注意到把等可能思想推广到含有无限多个可能性事件的情况,从而产生了几何概率。从古典概率发展到几何概率,体现出从有限到无限的极限过程。

笔者在教学过程中,深刻地认识到高中概率统计中蕴含着很多数学思想,如:比例思想;补集思想;数形结合思想;分类讨论思想;数学模型思想。不管是这其中的那种数学思想,其实质均为随机性数学思想。教师在授课课程中注重概率论与数理统计,有利于培养学生随机性思维品质,且这种品质不同于以前的那种类似于“书呆子”式的一成不变。学生在长期的确定性数学的学习过程中,习惯于用纯粹的、确定性的方法来描述和解决问题,习惯于任何数学问题只有唯一的准确答案,一旦遇到不确定性的问题并束手无策。教学中,引导学生从身边的实际入手,各抒己见,列举出更多的事件,让学生自觉、能动地参与教学活动的全过程。

2概率统计有利于高中生开展研究性学习

由于概率论与数理统计解决的是一类随机性问题,而随机性问题往往需学生投入更多时间来思考,而这种思考常会激发学生积极地开展研究性学习,加深对基础知识的把握和客观世界的理解。解决概率统计问题,便没有一成不变的解决方法和问题答案,传统的数学教学只是把知识点弄清楚,而概率统计不同于传统的数学教学,是要求采取适当的方法,在老师的引导下积极发挥学生的主体作用,培养他们在解决实际问题中的探索精神。结合笔者的实际教学情况,数学开放性问题一般都具有一定的挑战性,而这种开放性更多地蕴涵于概率统计中,并侧重于学生解决问题的思路和策略,而不是问题的答案,这能够诱发学生的学习兴趣和学习动力,调动和发挥学生的非智力因素,有助于培养学生的发现能力、创造能力,激发学生独立思考和创新的意识,这些都与“新教改”的目标和要求是吻合一致的。

3概率统计有利于培养高中生的创新能力

高中数学教育只有不断地适应时代深化改革,培养出的学生才能具备相关的创新素质与能力,以适应知识经济发展的需要。长期以来,受传统教学思想的影响,数学教育习惯以传授知识、训练解题技能为主要方式,以教学内容的单一性和稳定性为基本出发点,牢牢地束缚了学生的思维,只得被动地接受标准而单一的答案,不允许自由发挥。在传统教学过程中,学生创新能力的培养没有得到足够的重视,只是满足于考试成绩的合格,灵活运用数学知识解决实际问题的能力被忽略。对于现代教育来说,知识的获取不再是教育的最终目的,而是认识科学本质、掌握学习方法、培养思维能力的手段,强调在学习中发现和体验知识这一过程,而不是简单地重复知识或是完成考试。教育思想和教育观念是教育改革的先导,而培养学生创新能力是适应教育思想转变的需要,其关键是培养学生创造性解决问题的方法和勇于探究实际问题的精神。因此我们有必要让学生树立概率论与数理统计的基本数学理念,从而增强学生对它的兴趣,最后达到培养学生的理论与实践创新能力。

4提供实践机会,加深学生对概率统计解决实际问题的理解

概率论和统计学范文9

关键词:概率论与数理统计;数学建模;案例教学

中图分类号:G642.3 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)01-0105-02

引言

利用数学基础知识抽象、提炼出数学模型的过程就称为数学建模[1]。数学建模是指针对实际生产生活中的特定对象,为了特定的一些目的,通过一定的数学知识与数学思想,对研究对象做出简化和假设,以此对实际问题进行抽象。数学模型的建立要求建立者针对实际问题,合理地应用数学符号、数学知识、图形等对实际问题进行本质并且抽象地描绘,而不是现实问题的直接翻版。

概率论是一门历史悠久的学科,产生于中的问题,现在早已经发展成为了研究随机现象及其规律的一门数学学科。概率论与数理统计分成了概率以及统计两大部分,是各类高校必修的重要基础课程之一。概率论与数理统计中所涉及的学习方法和学习内容,与后期将要学习的随机过程、计量经济学、微观经济学、时间序列分析等课程息息相关,是学生学习这些后续课程的理论基础。概率论与数理统计在社会生产生活的各个领域都有着非常广泛的应用[2]。但是,不少学生感到概率统计课程的概念听起来似乎不难理解,但是一遇到实际问题就不知道该如何入手,思维难以展开,所学的分析方法与概率思想很难与自身专业联系起来。针对现在的教学现状与学生所遇到的实际困难,作为高等教育的工作者,我们能做些什么呢?将数学建模思想融入到概率统计教学中,在抽象、枯燥的概率统计教学过程中,穿插一些与学生专业相关的或者在实际生产生活中常见的问题,对其进行数学建模,同时进行分析和求解,不仅能够帮助学生更好地理解与掌握理论知识,而且也能在很大程度上提高学生的学习兴趣,并且能够帮助学生提高解决实际问题的能力。

现在的数学教育工作者已经越来越重视数学建模与案例教学,并为之采取了诸多相关的教学改革措施。例如,不少高校都越来越重视数学建模竞赛并积极参与其中,同时许多针对高校教师的教学竞技比赛也都专门设立了数学建模或案例教学的竞赛,这些都在一定程度上给予了教师一定的导向性。

概率论与数理统计作为概率论、数理统计以及计算数学等学科形成的交叉性、应用性学科,怎样做才能与数学建模的内容相结合呢?如何将数学建模的思想与方法更好地介绍给学生?如何让学生学以致用,将概率统计的内容与自身的专业特色相结合呢?概率统计中有哪些知识点可以与数学建模相结合呢?除了常见的贝叶斯公式、数学期望的概念、方差的概念、乘法公式、条件概率、区间估计、点估计等这些常见的知识点,还有没有一些其他的知识点能与数学建模融合在一起呢?除了闭卷考试以外,还能采取什么样的考核评价方式呢?这些问题值得我们思考。

一、概率论与数理统计课程中融入数学建模思想的必要性

在概率统计课程的教学中,作为教师首先必须明确教学的中心任务是引导学生从传统的确定性思维模式进入随机性思维模式,使学生掌握处理在实际生产生活中出现的随机问题的数学方法。运用概率统计思想理论和方法可以建立各种不同的数学模型。在概率论与数理统计的教学过程中,适当增加数学建模内容的教学,既符合教育改革的要求,也顺应了时展的潮流。

当然,在概率论与数理统计的教学过程中,我们应该分清主次,不能舍本逐末,应该控制好基础理论教学与应用教学之间的比例。在确保完成概率论与数理统计基础理论教学的同时进行数学建模讲授。理论是基础,应用是目的,融入是手段。没有理论知识作为基石,何来的应用创新?

二、提高教师的数学建模能力

大学数学教学中教师具有重要的作用,只有教师对课程内容有全面的深刻的理解才可以达到有效的教学。要求教师将数学建模思想和内容穿插到概率统计教学中去,首先需要解决的是教师自身的数学建模能力的问题。作为数学教师应随时关注各类建模比赛,全身心地投入到各类数学建模比赛的指导与培训工作中,在实践中丰富自身的数学建模知识,亲身体会数学建模的过程。通过在比赛中与学生的沟通与接触,了解各个不同专业学生的真实想法,弄清学生的疑惑,在指导学生比赛的同时丰富自己的教学经验。有条件的高校,可以定期举办数学建模的培训与讲座等,不断更新教师与学生的建模知识。

运用概率统计思想在实际建模中以实际问题为研究对象,利用数学期望的概念、贝叶斯公式、方差的概念、二项分布的概念、中心极限定理、参数估计、假设检验、回归分析等理论,可以建立各种不同的数学模型,从而解决不同的实际问题。例如,对生产产品的抽样检验、质量管理、风险评估、成绩评估、运动员综合水平的测评等等进行分析,都需要用到概率论与数理统计的相关理论和方法[3]。由此,不难发现数学建模内容涉及的知识面十分广泛,这无疑会对教师和教学单位提出更高的要求,如何收集和丰富教学案例的内容,成为了每所高校及每位教师所必须面对的问题。没有不断更新的案例,何来与时俱进的数学建模的教学呢?相关教学单位可以通过奖励机制比如设立教改基金项目等措施,鼓励数学模型与案例的收集建设,为广大数学教师的发展提供有力支持[2]。

三、更新教学手段、体现建模思想

在概率论与数理统计课堂教学中,可以通过案例教学来讲解数学建模,提高学生分析问题和解决问题的能力。教师可以引导学生直接从案例出发,将实际问题数学化,然后利用概率论与数理统计的知识解决实际问题,在解决具体问题的过程中灵活地引出相应的方法和理论。在案例教学的过程中,可采取灵活多样的学习方式,比如分组讨论,通过查找资料,自主建模等来体现学生的主体地位。教师总体把控,适时引导,合理掌握整体布局,避免出现冷场、跑题等现象[4]。前不久,在吉林大学召开的“第二届(2016)全国高校数学微课程教学设计竞赛”中,就专门设立了案例教学竞赛,这无疑为推动数学建模以及案例教学的发展提供了一个很好的导向。

授课老师应充分利用各种现代化信息手段,采用多媒体教学。在信息化时代,各种数学软件是必不可少的可以实现或论证建模结论的有力工具。可以考虑在概率论与数理统计课程中增加实验教学环节,讲授Mathematica,SAS,Spss等软件。有条件的高校,还应该定期对数学教师进行培训,使其掌握相关软件发展的最新方向与动态。

在设计学习评价指标时,教师可以尝试一些除闭卷考试之外的考核方法。对概率统计的基本概念、理论和计算采取闭卷考核方式,而针对综合性、应用性强的案例应采用开卷考核形式。亦可采用概率统计知识与计算机软件相结合的方式对学生进行考核[5]。同时可以考虑进行校内各专业之间的数学建模比赛等。

结束语

将数学建模思想融入概率统计教学中对于进一步推进概率统计教学改革,提升学生学习数学的兴趣,提高学生应用数学解决实际问题的能力,具有重要的促进作用。目前,在概率论与数理统计课程中融入数学建模的思想已经引起了越来越多的相关教学工作者的重视。作为数学教师应当把握融入数学建模思想的基本原则,合理分配基础理论教学与实际数学建模教学的比例。在对学生进行基础理论教学的同时将创新思想、建模思想融入到概率论与数理统计的课程教学过程中,使得概率统计课程能够更好地适应经济快速发展的潮流,更好地服务于社会。

参考文献:

[1]姜启源,谢金星,叶俊.数学模型[M].北京:高等教育出版社,2011.

[2]向小红.数学建模思想的概率统计学探讨[J].中国科教创新导刊,2012,(35):57-58.

[3]刘卫锋,周长芹.数学建模融入概率统计教学存在的问题与对策[J].高师理科学刊,2013,33(2):85-87.

[4]王芬,夏建业,赵梅春,刘娟.金融类高校高等数学课程融入数学建模思想初探[J].教育教学论坛,2016,1(1):156-157.

[5]刘琼荪,钟波.将数学建模思想融入工科“概率统计”教学中[J].大学数学,2006,22(2):152-154.

The Brief Discussion of the Combination of Probability Statistics Curriculum and Mathematical Modeling Thought

WANGFen,XIA Jian-ye,LIU Juan

(Department of Applied Mathematics,Guangdong University of Finance,Guangzhou 510521,China)

概率论和统计学范文10

数学史是学习数学、认识数学的工具.人们要认识数学概念、数学思想和方法的发展过程,建立数学的整体意识,就必须运用数学史作为指导.概率论与数理统计也有其自身不断发展和完善的历史,当前我国正在推进基础教育改革,十分重视数学史和数学文化的教育,在中学概率统计教学中运用数学史有助于学生理解数学知识之间的联系和不确定性数学特有的思想方法,从而提高学生的数学应用和创新能力.

1解读史实,促进学生对概率定义的理解

概率的古典定义是拉普拉斯1812年给出的,它讨论的对象仅限于随机试验中所有可能的结果为有限多且等可能的情形.教学中可结合“赌金分配”问题,体会古典概率的模型特征,加深对定义的理解.举该问题的一个简单情形:甲、乙二人,各出赌注30元,共60元,每局甲、乙胜的机会均等,都是12.约定:谁先胜满3局则他赢得全部赌注60元,现已赌完3局,甲2胜1负,而因故中断,问这60元赌注该如何分给2人,才算公平.初看觉得应按2:1分配,即甲得40元,乙得20元,还有人提出了一些另外的解法,结果都不正确,正确的分法应考虑到如在这基础上继续赌下去,甲、乙最终获胜的机会如何.其实,至多再赌2局即可分出胜负,这2局有4种可能结果:甲甲、甲乙、乙甲、乙乙.前3种情况都是甲最后取胜,只有最后一种情况才是乙取胜,二者之比为3∶1,故赌注的公平分配应按3∶1的比例,即甲得45元,乙得15元.

概率的古典定义具有可计算性的优点,但它也有明显的局限性.要求样本点有限,如果样本空间中的样本点有无限个,概率的古典定义就不适用了.把有限个样本点推广到无限个样本点的场合,人们引入了几何概型,由此形成了确定概率的几何方法.学习概率的几何定义的最典型的例子是“会面问题”和历史上著名的“蒲丰投针实验”:平面上画着一些平行线,它们之间的距离都等于 a,向此平面任投一长度为L(L小于 a)的针,试求此针与任一平行线相交的概率.这个几何概型问题可运用积分运算求得P =2Lπa.由于“蒲丰投针实验”的理论概率中含有常数 π,教学中可以通过设计L和 a,经统计实验估计出概率P,然后运用以上给定的概率模型公式求出圆周率.这样将概率的几何定义和概率的统计定义的学习有机联系起来,同时学生又体验到求 π的方法的多样性和数学知识之间的广泛联系性.

概率的古典定义和几何定义都要求在随机实验中基本事件发生的可能性相等,但人们发现在相同的条件下做大量重复试验,一个事件发生的次数n和总的试验次数N之比,在试验次数N很大时,它的值将稳定在一个常数附近.N越大,这个比值“远离”这个常数的可能性越小,这个常数就称为这个事件的概率.这个定义与统计有密切的关系,它建立在频率稳定性的基础上,所以称为概率的频率定义.这种概率讨论的对象不再限于随机试验所有可能的结果为等可能的情形,因而更具一般性.教学中可以在学生动手操作抛掷硬币的统计实验基础上,参照历史上著名科学家大数次地投掷硬币的结果,进一步感受频率概率的大数次实验要求以及概率统计的随机性和统计规律性.

由下表容易看出,当投掷次数较少时频率的波动较大,当投掷次数增大时频率呈现稳定性,即出现正面的频率在0.5附近摆动,而逐渐稳定于0.5.概率的这三个定义属于描述性定义,在叙述中都用了“可能性”一词,而概率恰是关于“可能性”的概念,所以这些定义从理论上看是不严格的,有循环定义之嫌.由于缺乏严格的理论基础,常常被人找到一些可钻的空子,其中最为典型的要算1889年法国数学家贝特兰提出的概率悖论:在圆内任作一弦,其长度超过圆内接等边三角形边长 a的概率是多少?作者给出了三种不同的答案:

第一种解答是假定弦中点H在直径PQ上均匀分布时P=12(图1);

图1图2图3第二种解答是假定弦中点H在小圆周上均匀分布时P=13(图2);

而第三种解答是假定弦中点H在小圆内均匀分布时P=14(图3).这个悖论产生的根本原因是三种解法所作的等可能假设是不同的,所对应的样本空间是不同的,它们是三个不同的随机试验.因此,在样本点为无限的情况下,必须对样本空间及样本点作具体限定,概率的公理化定义由此应运而生.教学中适时给学生传授这种概率统计发展中的焦点问题的产生和解决过程有助于学生对数学定义的内涵有更加科学的理解.

近年来随着数学发展的领域不断拓宽,主观概率日益受到人们的关注.概率的主观定义也称直觉定义,“它是指在一次性事件中,认识主体根据其所掌握的知识、信息和证据,而对某种情况出现的可能性大小所作的数量判断”(陈希孺2000、6).英国学者贝叶斯提出的“贝叶斯公式”被认为是使用主观概率的第一个公式.问题在于,实践中对许多事物由于所考虑的过程还没有进行,因而往往无法得到概率.但实际上,如果人们根据以往的经验数据,甚至根据主观或客观上的某一要求而得到的数据予以分析,估计出一个最优值,作为研究总体的假设概率,最后在得到新的信息的基础上对假设概率重新予以修正,这样做是无可非议的.在现代愈来愈复杂的经济活动中,某些决策无法用理论概率或经验概率来判断时,如投资等经济决策问题中应用主观概率是可行的办法.教学中适当介绍主观概率可以丰富学生对概率的认识.

2 剖析史情,培养学生正确的概率直觉

英国学者威尔斯说:“统计的思维方法,就像读和写的能力一样,将来有一天会成为效率公民的必备能力.”然而,概率统计不同于几何、代数等研究确定性现象的数学分支,在理论和方法上有其独特的风格,在概率统计的学习中,学生们会遇到许多随机数学理论.由于各种随机现象不能用“因果关系”加以严格控制和准确预测,也不能用一些简单的定律加以概括,而需要从大量观测中综合分析找出规律性,所以培养学生正确的概率统计思维方法是必要的.

教学中我们经常发现许多学生在学习概率统计课程的时候,往往囿于确定性数学的思维方式,不能建立正确的概率直觉,在概率学习和问题解决中存在大量的错误认识.实际上,对于教师来讲,保持概率统计课程的逻辑严谨性并注重学生概率直觉能力的培养是必须处理好的重要问题.让学生尽早体验概率与实际事物的紧密联系,敏锐感受实际事物中的随机性,是建立正确概率直觉的必备条件.例如,在学习“生日问题”时,教师可以先引入以下史情:美国历史上至今已有42位总统,其中第11任的波尔克和第29任的哈定生日都是11月2日,还有亚当斯、杰斐逊、门罗三位总统都死于7月4日,这是一种历史的巧合,还是很正常的现象呢?

“生日问题”也许令人十分困惑:50个人中有两人生日相同,你也许认为这只是巧合,其实几乎可以肯定至少有两人在同一天过生日.我们可以用概率的方法测算一下.为了简便,我们不记闰年,一年按365天算,那么该问题的理论概率为1-A5036536550≈0.97.这件事情发生的概率,并不是大多数人直觉中想象的那样小,而是相当大.这个例子告诉我们,通常的“直觉”并不很可靠,这就有力地说明了研究随机现象统计规律的重要性.本例的错误直觉源于人们潜意识中把50个人中相互间有两人生日相同直觉成50个人中有人和自己的生日相同,而后一种情况的理论概率仅为:1-(364365)49≈0.13.所以形成“50个人中有2人生日相同”的概率不是很大的错觉.教学中可以通过统计调查或随机模拟实验让学生经历估计和验证随机事件发生概率的过程,逐步建立正确的概率直觉.

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3 挖掘史料,让学生体会概率统计的思想方法

概率统计是中学数学新课程的重要组成部分,它研究随机现象的统计规律性,具有独特的概念、方法和理论.教学中应更多地关注实验与统计过程,结合史例,及早培养学生的随机思想和统计观念.

3.1 随机思想

随机思想的核心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,大量的随机现象正体现出事物发展过程中的必然性的一面.随机思想正是通过对这种偶然性的研究去发现其背后的必然性―即统计规律性,并通过这种必然性去认识和把握随机现象.

随机试验是随机思想中的一个重要方法,历史上为了研究随机现象呈现的统计规律性,进行过非常著名的随机试验,如蒲丰、皮尔逊等所做的掷硬币试验,高尔顿设计的高尔顿板试验模型等.例如,投掷硬币中,假如我们进行大量投掷,正面朝上的频率就非常接近一半,即正面朝上的理论概率为12,我们把这种个别结果不确定,但是多次重复之后,结果有规律的现象称为随机现象.“随机的”不是“偶然的”同义词,而是描述一种不同于确定性的秩序,概率统计是描述随机性和统计规律性的数学.

理解随机思想的关键是理解某一事件发生的试验频率与理论概率存在偏差,而且偏差的存在是正常的.虽然多次试验的频率渐趋稳定于其理论概率,但也不排斥无论做多少次试验,试验概率仍然是理论概率的一个近似值,而不能等同于理论概率.例如理论上事件“随意抛掷一枚硬币,落地后正面朝上”发生的概率为12,但试验100次,并不能保证恰好50次正面朝上,50次正面朝下.只要学生真正动手做试验,必能体会到这一点.事实上,做100次掷币试验恰好50次正面朝上,50次正面朝下的概率仅为C50100(12)100≈ 8%,远远低于投币二次有一次正面朝上的概率50%.教学中要防止学生把概率直觉地理解为“比率”,这样才算对某一事件发生的概率有较为深刻的认识.

随机思想还包括统计实验过程中抽样的随机性及模拟试验或随机抽样结果的随机性.只有学生认识到这一点,才能真正明白现实世界广泛存在的随机性,并主动地应用到生活中去.抽样的方法很多,但无论用什么方法抽样,都要坚持随机抽取的原则.这是避免人为的影响,保证样本客观、真实的基本要求.

3.2 统计推断思想

统计课程的核心目标是引导学生体会统计思维的特点和作用,体会统计思维与确定性思维的差异.例如,在运用样本估计总体的学习中,应通过对具体数据的分析,使学生体会到由于样本抽取具有随机性,样本所提供的信息在一定程度上反映了总体的有关特征,但与总体有一定偏差.另一方面,如果抽样的方法比较合理,样本的信息还是可以比较好地反映总体的信息.例如著名数学家拉普拉斯对伦敦、彼得堡、柏林和法国的男婴和女婴出生规律进行研究,得到的统计资料显示:10年间,男孩出生的频率在2243附近摆动;我国历次人口普查总人口性别构成数据,与拉普拉斯所得到的结果非常的接近.

科学家发现,不仅在人类社会生活中,在大自然中,生命的繁殖、进化也莫不服从概率统计规律.早在1843年,捷克修道士孟德尔首先通过研究豌豆的遗传规律为世人揭示了大自然的奥秘.由于豌豆的两种遗传基因在进入下一代的杂种细胞时,彼此分离,互不干扰,最后在生物传粉过程中随机组合,所以这个规律又称“分离定律”.后来孟德尔经过艰苦的探索又发现了两对性状不同的植株进行杂交时,不同对的遗传基因自由组合,而且机会均等,这就是孟德尔第二定律,也称“自由组合定律”.孟德尔发现的分离规律和自由组合规律实质上就是概率统计规律在遗传过程中的体现.

统计推断的过程不同于数学中的逻辑推理,是带有概率性质的一种推理方法,其依据是“小概率事件原则”.小概率事件原则认为:概率很小的事件在一次试验中是几乎不会发生的.如假设检验问题的解法便是统计推断思想的体现.对于某个假设,给定一小概率水平标准,通过对抽样数据进行整理、计算,如果结果使得一小概率事件发生了(这与小概率事件原则矛盾),我们作出拒绝接受原假设的推断;否则,认为原假设是可接受的.这种统计推断思想的实施使数理统计的实用性得到充分的展现.教学中可以利用药效检验等实例重点介绍统计推断思想.

4 运用概率模型史例,启发学生的创新意识

随机数学有很大一部分可以用概率模型进行描述,如有限等可能概型(古典概型)、伯努利概型、正态分布等.应用概率模型方法就是根据随机问题的具体特点,模拟建构一个随机问题的现实原型或抽象模型,借以反映问题的内在规律,然后 选择相应的数学 方法对 求得的数学模型作出解答,表现出从实践到理论又回到实践的过程.概率统计教学中应重视对概率模型的理解和应用,淡化繁杂的计算,使学生经历从多个实例中概括出具体的概率模型的过程,体会这些例子中的共同特点,培养学生识别模型的能力.美国普渡大学统计学教授大卫.s.莫尔曾经这样论述道:“学习组合学并不使我们增进对机遇概念的理解,也不比其他学科更能发展使用概率建模的能力.在大多数情况下,应该避免组合问题,除非是最简单的计数问题”.使用概率模型解决问题是归纳思维的一种典型方式,它离不开人们的观察、试验与合情推理,是数学化意识和思想方法的体现,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.

数学史在展现随机数学知识发展过程的同时,数学家也常给后人在数学方法的运用和解决实际问题的创新思维方面带来启示,例如利用概率模型求 π就是典型的史例,一部计算圆周率的历史,被誉为人类“文明的标志”.1872年英国学者威廉.向克斯已把 π的值算到了小数点后707位.此后半个多世纪,数学家法格逊对向克斯的计算结果产生怀疑,法格逊的疑问是基于以下奇特的想法:在 π的数值中,大约不会对一两个数码存有偏爱,也就是说各数码出现的概率都应当等于110.随着电子计算机的出现和应用,计算 π的值有了飞速进展,1973年,法国学者让.盖尤与芳旦娜小姐合作,对 π的前一百万位小数中各数码出现的频率进行了有趣的统计得出的结论是:尽管各数字出现也有某种起伏,但基本上平分秋色.看来,法格逊的想法应当是正确的,在 π的数值展开式中有: P(0)=P(1)=P(2)=…=P(9)=0.1.但有时由于概率模型含有不确定的随机因素,分析起来比确定性的模型困难.在这种情况下,可以考虑采用蒙特卡洛(Monte Carlo)方法.Monte Carlo方法是计算机模拟的基础,它的名字来源于世界著名的赌城――摩纳哥的蒙特卡洛,其历史起源于1777年法国科学家蒲丰提出的一种计算圆周率的方法――随机投针法,即著名的蒲丰投针问题.蒙特卡洛方法属于试验数学的一个分支,它的基本思想是首先建立一个概率模型,使所求问题的解正好是该模型的参数或其他有关的特征量.然后通过模拟统计试验,即多次随机抽样试验,统计出某事件发生的百分比.只要试验次数很大,该百分比便近似于事件发生的概率,最后利用建立的概率模型,求出要估计的参数即问题的解.

参考文献

1 李文林.数学史概论[M].北京:高等教育出版社,2002

2 张丹.统计与概率[M].北京:高等教育出版社,2006

3 张远南.概率和方程的故事[M].北京:中国少年儿童出版社,2005

概率论和统计学范文11

伴随着信息技术革新的浪潮,翻转课堂教学模式、MOOC学习平台相继推出,大数据技术也在各行业广泛应用,这些都对传统的概率统计教学产生了重大影响。本文从基于MOOC的翻转课堂教学模式、R统计软件辅助下的实践教学和教师信息化教学能力提升这三个方面提出了概率统计教学改革的几点思考。

关键词:

教学改革;信息技术;翻转课堂;MOOC

在信息技术日益普及、统计软件盛行的背景下,大学概率统计教学也应顺应时代潮流,充分利用网络技术和统计软件创新教学模式,积极推进概率统计教学改革。数学教育心理学认为,学生数学学习的特点是“接受—重构”式的。它是一个在教师的启发引导下,接受前人已有数学知识的过程。当然,在这个过程中必须有学生自己积极主动的构建活动。因此,在新的教育思想指导下,寻找教师对学生学习的指导与学生自主探究式学习之间的平衡,把握好教师对学生学习的“干预度”,是教师面临的一个关键性课题。因此,在当前信息化教育背景下,探索合适的教学模式是概率统计教学改革的一项重要任务。另外,从2009年开始,大数据成为互联网行业的流行词汇,其应用越来越广泛。大数据的核心是数据,所有有价值的信息都源自对数据的处理,而数据也是概率统计的重要研究对象。目前,在概率统计教学过程中,存在着重理论、轻实践的问题,造成学生对抽象的概率相关概念及复杂的统计计算存在畏惧,对概率统计的学习兴趣不高。因此,在当前信息技术和统计软件日益普及的背景下,探索有效的概率统计实验教学模式,激发学生的潜能,提高学习效率也是概率统计教学改革的内容之一。

一、创新概率统计课堂教学模式———基于MOOC的翻转课堂教学模式探索

当前,以多媒体技术、网络技术和移动通讯技术为核心的信息技术飞速发展,且正已惊人的速度渗透到教育领域,推动着教学方式的变革。自2011年始,Udacity、Coursera、edX三大MOOC学习平台陆续推出,2014年中国高等教育资源共享平台———中国大学MOOC上线,这种包含着优质教育资源的大规模在线教育模式,对当前的高等教育课堂教学既是巨大的冲击,同时也是机遇和挑战。目前,国内外MOOC学习平台已经陆续推出了国内外名校的概率统计课程,如edX平台上MIT的IntroductiontoProbability、加州大学伯克利分校的IntroductiontoStatistics:Probability、Coursera平台上宾夕法尼亚大学的Probability以及中国大学MOOC上浙江大学的概率论与数理统计。现有的概率统计MOOC资源,为概率统计教学改革提供了优质的教学资源。近年来,以“学”为本的翻转课堂教学模式被越来越多的国内高校教师所认同,并对高等数学翻转课堂教学改革进行了理论与实践探索。在MOOC快速发展的背景下,基于MOOC课程资源,探索适合概率统计教学的翻转课堂教学模式,是概率统计教学改革的有效途径。

1.基于MOOC视频+自制视频的课前知识传授课程微视频是翻转课堂实施的一个重要前提条件,但是自制课程视频投入很大,这成为阻碍翻转课堂教学实践的一个重要原因。概率统计MOOC资源为概率统计翻转课堂的实践提供了可能,任课教师可根据课程的教学目标将课程内容进行碎片化处理,根据碎片化处理后的知识点在MOOC平台上搜寻合适的微视频,指导学生选择性参加相关MOOC课程,观看相应视频,并进行练习、测试完成课前知识的传授。但是,现有的概率统计MOOC课程与本校的教学内容及课程进度并不完全一致。因此,基于MOOC视频配合自制视频,在目前的翻转课堂教学过程中更为实际。任课教师通过翻转课堂网络教学平台MOOC视频链接或自制视频资源,布置课前视频学习任务。并结合视频内容设计、布置相应的在线测试,测试结果通过教学平台及时反馈给学生。为督促学生自主进行课前视频学习,保证课堂教学环节教学效果,在线测试在课堂教学开始前截止,并且成绩计入最终总评成绩。

2.基于课堂教学的课中知识内化课堂教学由于其在师生情感交流、系统知识传授等方面的优势,是翻转课堂教学中不可缺少的部分。课堂教学过程中,任课教师利用例题展示、交流、讨论等形式,调动学生学习的积极性。在翻转课堂教学模式下,课堂教学部分应包括复习回顾、例题引导和习题三部分。首先任课老师应对本周观看的教学视频中涉及的主要内容进行概括性复习回顾;然后通过例题,引导大家进行讨论,辅导教师进行讲解及示范。最后给出几道和视频内容相关的习题,学生在课中解答,可以互相讨论,也可以向辅导教师提问。在课堂教学阶段教师必须能够高度把握教学内容,具备准确、到位的归纳和解析能力,从而能够起到“醍醐灌顶”的效果,实现知识的进一步内化。

3.基于多种辅助环节的进一步知识内化为保证学生对所学知识充分消化吸收,翻转课堂实施过程中还需要设置在线讨论、课后练习、答疑、集中授课等多种辅助环节对所学知识进行强化、巩固。通过在网络教学平台中设置讨论版、QQ群、微信群等为学生在自主学习过程中提供学生间、师生间及时交流的平台。教师也可通过交流平台及时发现学生存在的共性问题,通过课堂教学环节集中解答。为督促学生课后课后对所学内容进行复习巩固,需设计相应的习题供学生课后练习,并采取抽查的方式,督促学生及时、高效地完成。

二、引入统计软件辅助教学,增加实践教学内容

概率统计是数学类课程中与现实世界联系最紧密、应用最广泛的学科之一,尤其是数理统计在很多学科中的应用越来越广泛。在教学过程中引入和实际生活密切相关的例子,是使学生深入理解相关内容、提高解决问题能力、激发求知欲的有效途径。因此,在信息化背景下,概率统计教学过程中应积极引入统计软件辅助教学,增加实践教学内容,探索“案例教学+实验教学”模式。

1.采用统计软件辅助概率统计教学,使学生形象、深入理解相关概念概率统计中有许多概念是比较抽象的。另外,有些定理的证明在当前的知识体系下也无法完成,学生要理解这些概念、定理是比较困难的。R软件作为一个免费的统计软件近年来在国内外得到了广泛的应用,通过R软件中的随机数生成函数,或者自己编写模拟函数对这些问题进行动态模拟,使学生直观形象地感受概念、定理,可以激发学生参与课堂教学活动、培养探究意识。如利用泊松分布的随机函数rpois()来向学生直观解释随机变量的随机性和其统计规律性;通过不断增加正态随机变量的随机数rnorm()的个数以及频率直方图的区间个数,利用频率直方图的渐变来引出连续型随机变量概率密度函数的概念;通过不断增加二项分布随机数的个数,模拟检验中心极限定理。

2.增加实践教学内容,培养学生解决问题能力在概率统计教学过程中应该设计和实际问题有关的案例,向学生展示概率统计在工业、农业、军事、经济管理、医药等领域中的应用,使学生充分认识概率统计解决实际问题的重要性,增强学生实践动手能力,激发学生的创造力。如在加法公式部分,引入俗语“三个臭皮匠,顶个诸葛亮”作为教学实例;在贝叶斯公式部分,引入根据甲胎蛋白法检验结果来判断患者真正患癌的概率的例子;在数学期望部分,引入“哈里斯投标”问题,等等。另外,可以适当引入全国大学生数学建模竞赛中涉及到的和概率统计相关的内容,使教学内容更丰富具体,贴近实际生活,有效降低概率统计的抽象程度。

三、提升教师的信息化教学能力

信息化背景下概率统计教学改革的实现关键在于教师在教学过程中能够不断提升自身的信息化教学能力。在MOOC、翻转课堂等新兴教学理念和教学模式对当前概率统计教学的冲击下,教师也应积极接纳并探索创新适合本校学生的教学模式,并针对概率统计与实际生活联系紧密的特点,强化实践教学环节,不断提升自身的实践教学能力。

1.探索创新教学模式概率统计教学需要任课教师积极接纳、研究、实践新型的教育模式,并不断提升自己的信息化素养。基于MOOC的概率统计翻转课堂的实施,需要教师对翻转课堂教学理念具有深刻的认识,对教学模式具有一定的研究基础,这样才能结合课程教学目标、本校学生的特点在现有的教学资源基础上组织教学内容、设计教学流程,探索合适的翻转课堂教学模式。

2.提升实践教学能力概率统计的理论来自于实践,其教学更应该与实践相结合,因此,需要教师具有较高的实践教学能力。实践教学环节需要教师收集实际生活中相关的应用性问题,或对自己实际科研过程中的问题进行简化,设计合适的实践教学案例,指导学生进行实践训练。也可从大学生数学建模竞赛题目中,选择涉及概率统计相关内容的问题,如问题、排队问题等,将这些问题融入概率统计的实践教学过程中。实践教学能力的提升,一方面要求教师具有熟练的统计软件应用能力,另一方面要求教师不断学习吸收学术前沿知识,拓宽知识视野,完善知识储备。在“互联网+”的时代,开放性教育资源迅猛发展,新的信息技术手段不断呈现。信息技术的快速发展也促使概率统计教学要适应当前的大学数学教学改革趋势,基于信息技术手段,借助MOOC平台的优质概率统计教学资源,积极探索适合本校学生的翻转课堂教学模式,并将信息技术与实践教学有机结合,创新概率统计实践教学模式,提升学生解决实践问题的能力,真正体现概率统计源于实践、用于实践的课程特点。

参考文献:

[1]李玲,昌国良.翻转课堂教学模式在大学数学教学中的应用[J].数学理论与应用,2015,35(2):123-128.

[2]张玉武,,彭杰.高等数学翻转课堂教学法初探[J].湖北广播电视大学学报,2015,35(4):20-24.

[3]武勇,吴瑞武,高鑫.以短视频为基础构建高等数学自主学习模式的实践[J].教育教学论坛,2014(20):113-115.

[4]都琳.数学建模思想融入《概率论与数理统计》的教学改革[J].教育教学论坛,2015(13):110-111.

[5]李晓彬.案例教学在《概率论与数理统计》中的应用及思考[J].兰州文理学院学报(自然科学版),2014,28(5):101-103.

概率论和统计学范文12

在高中数学概率论中,包含观念、方法、过程、思想等.概率论的最大特点是不确定性,是在随机中寻找规律,在学习方法、解题思路上都与线性代数、高数有很大不同.学习概率,需要用到归纳与辩证思维,还需要学生在生活中找到概率的规律.在实际教学中,教师要启发学生用创造性的思维思考问题,挖掘学生的潜力,体现学生的特长.

一、统计推断的数学思想

数学统计、概率论的研究,离不开统计推断,这和逻辑推理有本质区别.统计推断本身有一定的概率,是以“小概率事件”为指导进行的.我们可以理解为在实验中发生小概率事件的几率是零.概率论的推断思想解决的一大问题是假设检验,它的基本思想正是前文所说的实验中小概率事件几乎没有发生的可能性这一原则.从局部到整体的推理思想始终贯穿在统计学学科中,它是一门以随机发生的现象为研究对象的方法论学科,最典型的特点就是推断.通过统计完成对事物的认知,需要经历四个步骤:研究、抽样调查、统计推断、得出结论.第一步是制定整个调查、实验方案,第二步是搜集各种资料,第三步是分析资料.推断有两种方式,一是从部分资料中推断出总体;二是不完全归纳法.比如,通过样本推断总体,首先要分析具体的数据,让学生明白抽取的样本是随机的,其中的信息呈现出与总体相关的一些特征,但终究是推断,不会与总体完全吻合.

二、模型化的数学思想

将实际问题过渡到数学问题,然后建立数学模型,通过分析模型解决最初的实际问题,即为模型化的数学思想.比如,几何概型、古典概型.相当一部分随机数学,能够通过概率模型来呈现.比如,正态分布、伯努利概型,均可从随机问题中寻找出具体的特点,基于此构建抽象模型或者现实模型来描述这个随机问题,呈现随机问题的本质规律,再通过数学方法来解答数学模型.这个过程,就是从实践回归理论最终再到实践.在教学中,教师应简化复杂的计算,倾向于引导学生理解和运用概率模型,让学生通过多个实例总结出相应的概率模型,感受各个实例的共同之处,帮助学生构建识别模型,提高学生构建模型的能力.归纳思维最具代表性的运用形式就是通过概率模型来解答实际问题,学生必须具备细致的观察能力、合理的实验操作能力以及严密的推理能力,这是形成数学思想、数学意识的过程,有利于学生将理论数学知识应用于实践,从而提高学生解决问题的能力.有关数理统计的内容,在概率论课程中也有所涉及,主要目的是向学生呈现针对某个实际问题建立数学模型,之后通过现有的概率论知识来进行客观、准确、科学的判断.在这个过程中,既让学生看到了将理论运用到实践中操作和演示,又巩固、拓展了理论知识的内涵,纠正了很多学生在学习中只重视短期效应的问题,也改变了他们认为数学学科没有实际用途的偏见.

三、随机的数学思想

通过研究数量的层面,而了解整件事情出现的偶然性与必然性,是学习概率论最关键的数学思想.在教学中,教师要创造有利于学生体验原始、随机环境的条件,让学生抓住其中的典型特点,运用实例,使学生深刻地理解概率知识.通过大量的举例,使学生明白这些不确定事件的存在性.从本质上说,概率论的学习,就是从课本中渗透出的思维方法.以往的逻辑推理方法和概率论的思维方式完全不同,后者存在很大的不确定,也就是随机思想,相当于一瞬间的灵感,体现了学生的思维能力水平.归纳法是统计、概率学的起源.从归纳法发展到概率归纳法,最终形成概率论.基于数学思想的归纳法的应用便是统计思想.它是一个从部分到总体、从抽象到具象、从特殊到普通的过程.鉴于概率学的随机性特点,学生要改变传统的数学学习方式,对每个问题做出针对性的分析,并在此过程中深入理解概率论的定义、原理、法则和公式.在学习过程中,学生既要对解决概率问题的数学模式进行总结,也要注意提高自己的辨识能力、构建数学模型的能力,并通过分析、探究、辨别等,培养随机性的数学思想.总之,在高中数学概率教学中,教师要渗透数学思想,体现数学学科的实用价值.教师要立足于学生所学的专业知识,灵活地设计教学案例,把数理统计与概率论的理论性的知识和学生在实际生活中遇到的问题结合起来,培养学生将课本知识应用于实践的能力.

参考文献

1.周章权.浅析数学思想在高中数学教学中的运用[J].文理导航(中旬),2015(11).

作者:吴光亮 单位:江苏泰兴市第一高级中学