高等院校概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)教學(xué)研究與改革

馬世霞 邢小玉 孔海榮

【摘要】結(jié)合概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)課程的特點(diǎn)及現(xiàn)代大學(xué)教學(xué)的現(xiàn)狀，研究探討符合時(shí)代要求的概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)教學(xué)改革方案，提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生利用隨機(jī)數(shù)學(xué)的思想與方法解決實(shí)際問(wèn)題的能力.

【關(guān)鍵詞】概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)；教學(xué)研究；實(shí)踐性教學(xué)；統(tǒng)計(jì)軟件

一、引言

隨著高新技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)學(xué)的地位與作用日益提高.數(shù)學(xué)已經(jīng)不僅僅是為后繼課程提供必要的數(shù)學(xué)知識(shí)，而且也是培養(yǎng)理性思維的重要載體，已成為現(xiàn)代科技人員科學(xué)水平、科學(xué)素質(zhì)的重要組成部分.概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)是工程、人文、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等領(lǐng)域研究和處理隨機(jī)現(xiàn)象的一門重要的隨機(jī)數(shù)學(xué)，是目前數(shù)學(xué)專業(yè)大學(xué)本科階段乃至其他理工類專業(yè)的唯一一門隨機(jī)數(shù)學(xué)的必修課.它包含的內(nèi)容豐富，理論深刻，應(yīng)用廣泛，與理工科專業(yè)和社會(huì)生活結(jié)合密切.在信息社會(huì)高度發(fā)達(dá)的今天，隨機(jī)數(shù)學(xué)的基本理論與方法作為信息采集、加工、利用的重要的理論基礎(chǔ)和方法論基礎(chǔ)已經(jīng)成為現(xiàn)代專業(yè)人才重要的必不可少的知識(shí)構(gòu)成.

自國(guó)家實(shí)行高校招生擴(kuò)招政策以來(lái)，越來(lái)越多的學(xué)生步入大學(xué)校門，這也從一定角度反映出現(xiàn)在大學(xué)生的入學(xué)水平更加參差不齊；另一方面，數(shù)學(xué)課時(shí)卻在不斷地減少，如何利用現(xiàn)有的課時(shí)，提高課堂教學(xué)水平？原有的教學(xué)模式、教材及教學(xué)手段都不能適應(yīng)目前教學(xué)和學(xué)生的實(shí)際情況及社會(huì)對(duì)學(xué)生數(shù)學(xué)素質(zhì)的要求.文獻(xiàn)[1-4]研究探討了相關(guān)學(xué)校的概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)教學(xué)改革問(wèn)題，提出了一些有效提高課程教學(xué)質(zhì)量的新建議.本文就該課程的特點(diǎn)，結(jié)合地方工科院校的實(shí)際，繼續(xù)研究探討符合時(shí)代要求的具有一定特色的概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)教學(xué)改革方案，通過(guò)具體實(shí)施，提高教學(xué)質(zhì)量，為培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識(shí)的高素質(zhì)工程技術(shù)人才作出貢獻(xiàn).

二、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)的改革措施與創(chuàng)新性探討

我們的目標(biāo)是充分開發(fā)概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)課程在培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力、創(chuàng)新意識(shí)和應(yīng)用能力方面的潛能.通過(guò)概率統(tǒng)計(jì)的改革與實(shí)踐，一方面使學(xué)生獲得概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)的系統(tǒng)知識(shí)；另一方面培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生具備較強(qiáng)的抽象思維和隨機(jī)思維能力以及運(yùn)用隨機(jī)數(shù)學(xué)的基本理論和方法分析實(shí)際問(wèn)題和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，也為學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)課程打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ).具體說(shuō)來(lái)，主要應(yīng)做到以下幾點(diǎn).

（一）更新概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，使之覆蓋面更加廣泛，可操作性更強(qiáng)，體系結(jié)構(gòu)更加科學(xué)和完善

在國(guó)外，尤其是發(fā)達(dá)國(guó)家，數(shù)學(xué)界正致力于研究“數(shù)學(xué)教育的未來(lái)”，其主流之一就是數(shù)學(xué)的工業(yè)化思想，主張數(shù)學(xué)教育應(yīng)反映數(shù)學(xué)在工業(yè)等應(yīng)用領(lǐng)域的作用；其次是數(shù)學(xué)的實(shí)踐意義，主張數(shù)學(xué)也應(yīng)該進(jìn)行“設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)”，主張數(shù)學(xué)教學(xué)應(yīng)以理論為指導(dǎo)，并以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ).因此，結(jié)合我們地方工科院校的實(shí)際情況，應(yīng)該靈活制定概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)課程教學(xué)大綱，更新教學(xué)內(nèi)容，從根本上改革傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建面向新時(shí)代要求的課程內(nèi)容、課程結(jié)構(gòu)、課程體系，增加實(shí)際應(yīng)用和相關(guān)數(shù)學(xué)模型的建立與求解等現(xiàn)代技術(shù)要求，對(duì)教材的內(nèi)容和體系進(jìn)行改革，讓學(xué)生“好學(xué)，能用”.同時(shí)，適當(dāng)介紹科學(xué)家背景.概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)是歷史上許多科學(xué)家經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期努力建立起來(lái)的，是他們留給我們的寶貴財(cái)富.這些科學(xué)家，大多是思想深刻、才華橫溢、人品出眾的卓越人才，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容與歷史背景，給學(xué)生介紹一些他們的生平事跡，了解他們的偉大貢獻(xiàn)，激勵(lì)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情.通過(guò)這些潛移默化的影響，使學(xué)生增強(qiáng)學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性、自覺性.

（二）積極采用現(xiàn)代教育技術(shù)，加快教學(xué)手段與教學(xué)方法的現(xiàn)代化進(jìn)程

真正做到更新原有的傳統(tǒng)教學(xué)模式，引進(jìn)新的教學(xué)手段與教學(xué)方法.充分利用現(xiàn)有的多媒體資源增加數(shù)學(xué)的直觀性.拋棄那種古板的、填鴨式的、純粹的重視邏輯推理而不重視應(yīng)用的傳統(tǒng)的教學(xué)觀念，而采取不僅重視理論與方法的學(xué)習(xí)為后繼課程的學(xué)習(xí)打下良好基礎(chǔ)，又能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)還能培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)理論和方法解決實(shí)際問(wèn)題的能力的培養(yǎng).充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性、自覺性.借助現(xiàn)代化教學(xué)手段與教學(xué)藝術(shù)的完美結(jié)合，創(chuàng)新教學(xué)方法.開發(fā)多媒體教學(xué)課件的制作，計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)能夠制造環(huán)境，形象、直觀、生動(dòng)、富有吸引力，并能節(jié)省課堂教學(xué)時(shí)間，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)隨機(jī)數(shù)學(xué)的積極性，從而能更好地調(diào)動(dòng)學(xué)生去積極思維，幫助學(xué)生去理解隨機(jī)數(shù)學(xué)的思想方法，起到事半功倍的效果.為了達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生利用計(jì)算機(jī)和數(shù)學(xué)軟件，以及應(yīng)用概率統(tǒng)計(jì)的理論和方法解決實(shí)際問(wèn)題的能力，在教材中引入SAS（Statistical Analysis Systems）高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言.為了使得課堂教學(xué)生動(dòng)有趣、直觀以及指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，除了研制開發(fā)多媒體課件，并編寫課程配套的課程學(xué)習(xí)指導(dǎo)教材.所以，積極有效地采用先進(jìn)教學(xué)手段和計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)，必然會(huì)推動(dòng)課程內(nèi)容和教學(xué)體系的改革與發(fā)展.

（三）切實(shí)加強(qiáng)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，努力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神與創(chuàng)新能力

在更新教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，以隨機(jī)數(shù)學(xué)建模為切入點(diǎn)，積極增加隨機(jī)數(shù)學(xué)的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié).在實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，編寫相應(yīng)教學(xué)大綱和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，使實(shí)驗(yàn)課有綱可循，有事可做而不是流于形式.適當(dāng)采取“案例式教學(xué)”，強(qiáng)化應(yīng)用隨機(jī)數(shù)學(xué)的意識(shí)，體現(xiàn)創(chuàng)新性，體現(xiàn)當(dāng)代數(shù)學(xué)教育與科技發(fā)展相適應(yīng)的新水平.以國(guó)際上著名的三大數(shù)學(xué)軟件包 Mathematica、Matlab、Maple 及CAI 課件為必備工具，利用有關(guān)統(tǒng)計(jì)軟件，如SAS等，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容開展實(shí)踐教學(xué)，形成課堂演示型、開放課程型、課下練習(xí)型、學(xué)生參與型等多種教學(xué)模式.通過(guò)實(shí)踐課程的教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生觀察問(wèn)題、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決實(shí)際問(wèn)題的能力，潛移默化地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力.增加實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，通過(guò)多媒體輔助教學(xué)，借助計(jì)算機(jī)可視化方法，利用數(shù)學(xué)軟件包、現(xiàn)代統(tǒng)計(jì)軟件等切實(shí)提高學(xué)生綜合運(yùn)用隨機(jī)數(shù)學(xué)解決實(shí)際問(wèn)題的數(shù)據(jù)處理與分析的能力及數(shù)學(xué)建模能力.通過(guò)具體實(shí)施，切實(shí)提高教學(xué)質(zhì)量，真正培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識(shí)與創(chuàng)新能力的高素質(zhì)專門技術(shù)人才.

（四）最后，改革考核方式

學(xué)生平時(shí)作業(yè)及考勤占總成績(jī)的20%，實(shí)驗(yàn)課占20%，課程考試占60%.問(wèn)卷調(diào)查表明90%以上的學(xué)生對(duì)這樣的教學(xué)方式和考試方法給予肯定，大多數(shù)學(xué)生都認(rèn)為概率統(tǒng)計(jì)課在各學(xué)科有重要的應(yīng)用.說(shuō)明同學(xué)們對(duì)該門課程的思想方法和應(yīng)用性有了較深刻的認(rèn)識(shí)，教學(xué)改革的總體方向是正確的.

總之，通過(guò)對(duì)概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)的教學(xué)改革與實(shí)踐，對(duì)于該課程的教學(xué)將取得較顯著的效果.教學(xué)內(nèi)容、方法手段的改革增加了學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的興趣，使學(xué)生真正體會(huì)到該課程的內(nèi)容在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及科學(xué)研究中的應(yīng)用價(jià)值，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，增加學(xué)生應(yīng)用概率統(tǒng)計(jì)方法解決實(shí)際問(wèn)題的能力.

【參考文獻(xiàn)】

[1]韓冰，等.概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)的教學(xué)現(xiàn)狀與改革[J].河北聯(lián)合大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2012，12（3）：111-114.

[2]鄧華玲，等.概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)課程的改革與實(shí)踐[J].大學(xué)數(shù)學(xué)，2004（1）.

[3]陳忠維，等.高等學(xué)校概率論教學(xué)改革的探索與實(shí)踐[J].沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2011，13（3）：331-334.

[4]陳建蘭，等.概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)的多元化教學(xué)方法研究[J].杭州電子科技大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2012，8（4）：69-72.