王愛華
摘要:《概率論》本應(yīng)是高職高專重要的基礎(chǔ)理論課之一,但在高職高專中卻未受到足夠的重視。近幾年來,雖然一些高職高專院校相繼開設(shè)了《概率論》,但是基于高職院校學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)較差、學(xué)習(xí)習(xí)慣和學(xué)習(xí)能力欠佳等諸多原因,教師教學(xué)、學(xué)生學(xué)習(xí)難度都較大。從《概率論》的教學(xué)現(xiàn)狀出發(fā),結(jié)合高職院校學(xué)生實際情況,對高職高?!陡怕收摗返慕虒W(xué)策略進行了探討。
關(guān)鍵詞:《概率論》;高職高專;課程設(shè)置;教學(xué)策略
中圖分類號:G712 ? ? 文獻標志碼:A ? ? 文章編號:1674-9324(2015)19-0245-03
一、引言
《概率論》是高職高專重要的基礎(chǔ)理論課之一,它是研究隨機現(xiàn)象統(tǒng)計規(guī)律性的一門學(xué)科。近幾年來,一些高職院校相繼開設(shè)了《概率論》,南充職業(yè)技術(shù)學(xué)院開設(shè)了初等教育(理科方向)這個專業(yè),《概率論》就自然而然成為了該專業(yè)的一門專業(yè)學(xué)科。而高職高專學(xué)生普遍基礎(chǔ)較薄弱、學(xué)習(xí)方法欠佳、學(xué)習(xí)能力不強。因此,這部分學(xué)生在學(xué)習(xí)《概率論》這門學(xué)科時感到難度最大,學(xué)習(xí)興趣不濃,教師的教學(xué)效果也不佳,反映了“教師難教、學(xué)生難學(xué)”這一教學(xué)現(xiàn)象。那么,如何提高高職高?!陡怕收摗返慕虒W(xué)效果?這是很大在高職高專從事數(shù)學(xué)教學(xué)工作的教師應(yīng)該思考的問題。筆者這幾年來主要從事《概率論》的教學(xué)工作,對此問題進行了長時間的思考和探討,總結(jié)出了一些教學(xué)經(jīng)驗,在此談?wù)劷虒W(xué)心得,以供同行參考。
二、《概率論》的教學(xué)現(xiàn)狀分析
(一)課程設(shè)置現(xiàn)狀
概率是研究現(xiàn)實世界隨機事件發(fā)生的可能性大小,一般情況下,它有兩個定義,一是統(tǒng)計定義,是頻率fn(A)當n→∞時的近似值;二是古典定義,隨機事件A的概率:
P(A)= =
而它的作用可以說體現(xiàn)在兩個方面,一是研究隨機事件發(fā)生所具有的規(guī)律性;二是研究隨機事件發(fā)生的可能性大小。在這兩個功能中,第二個方面是研究重點,隨機事件發(fā)生的可能性大小可以為生產(chǎn)決策者提供最佳方案。概率論在很多科學(xué)領(lǐng)域如國民經(jīng)濟和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各個部門,氣象、水紋、地震預(yù)報、產(chǎn)品的抽樣檢驗等都有所應(yīng)用;在工程設(shè)計中,用概率可以實現(xiàn)對元件和系統(tǒng)的可靠性檢測以及對平均使用壽命的估算;機械方面,可以通過建立數(shù)學(xué)模型用計算機來控制生產(chǎn);而在通訊工程方面,則可以運用概率知識提高系統(tǒng)抗干擾和分辨率。由此可見,概率知識在整個國民經(jīng)濟和生產(chǎn)的各個領(lǐng)域應(yīng)用之廣泛。筆者認為至少應(yīng)該在機電、信息技術(shù)、通訊工程、經(jīng)濟管理這些技能性很強的學(xué)科開設(shè)《概率論》,南充職業(yè)技術(shù)學(xué)院也僅僅在初等教育(理科方向)開設(shè)了這門課。從各學(xué)校對《概率論》的課程設(shè)置角度來看,各高職院校對《概率論》的了解和重視程度不夠。
(二)教學(xué)現(xiàn)狀分析
1.學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識薄弱。高職高專在招生層次上,學(xué)生入學(xué)成績普遍偏低。學(xué)生文化知識偏低,尤其是數(shù)學(xué)成績更差。在中學(xué)時對數(shù)學(xué)已經(jīng)產(chǎn)生了畏難心理,可以說到了談“數(shù)”色變的境地?!陡叩葦?shù)學(xué)》可以說是《概率論》的基礎(chǔ)學(xué)科,在概率論中很多地方都要用到高等數(shù)學(xué)知識,在對高等數(shù)學(xué)都沒掌握好的情況下再來學(xué)習(xí)概率,當然勢必有部分學(xué)生會覺得《概率論》比《高等數(shù)學(xué)》還難,于是對《概率論》更是懼而遠之?;谶@種現(xiàn)狀,一些高職院校也投學(xué)生所好,干脆不開設(shè)《概率論》。
2.對《概率論》的認識不到位?!陡怕收摗肥谴髮W(xué)數(shù)學(xué)的一門分支學(xué)科,且不是孤立的學(xué)科,它將涉及到極限、導(dǎo)數(shù)、微分、積分等許多知識體系,對提高學(xué)生的應(yīng)用數(shù)學(xué)知識能力有很大幫助。但是,總有一部分學(xué)生認為今后從事的工作中用到高等數(shù)學(xué)知識的機會不多,用到概率知識就更少,甚至有一部分學(xué)生認為《概率論》可學(xué)可不學(xué),學(xué)多學(xué)少一個樣,缺乏學(xué)習(xí)的積極性和主動性。還有一部分高職院校認為,高職院校的培養(yǎng)目標是“培養(yǎng)高素質(zhì)勞動者和技術(shù)技能性人才”,重點培養(yǎng)學(xué)生的實際操作能力,而《概率論》只是純理論學(xué)科,缺少實際操作及能力培養(yǎng)目標,認為概率論是為專業(yè)課程服務(wù)的,它教學(xué)應(yīng)按照專業(yè)的培養(yǎng)方案進行,這種認識忽視了數(shù)學(xué)本身的價值與數(shù)學(xué)在人才培養(yǎng)中的作用,致使高職高專院校人才培養(yǎng)方案不完善。
3.課時設(shè)置不合理。無論是《高等數(shù)學(xué)》還是《概率論》,無論是因?qū)W生學(xué)習(xí)難度還是教師教學(xué)本身存在難度,還是從教學(xué)規(guī)律來說,都要求高職高專院校對這兩門課開設(shè)足夠的課時數(shù)。但事實并非如此。首先,高等數(shù)學(xué)中的極限和微積分等知識是解決概率的基礎(chǔ)工具,而只在大一上學(xué)期開設(shè)《高等數(shù)學(xué)》,且周學(xué)時4學(xué)時,課時數(shù)嚴重不足導(dǎo)致兩個問題出現(xiàn):一是內(nèi)容上不完,教師基本上只能上完《高等數(shù)學(xué)》(上),而《高等數(shù)學(xué)》(下)只能粗講前兩章內(nèi)容;二是教學(xué)效果不良好。因時間關(guān)系,教師不得不趕進度,使得講解不夠透徹、深入、細致,學(xué)生練習(xí)時間不夠,掌握不牢。等在第二學(xué)年學(xué)習(xí)《概率論》時,很多知識和公式又忘了,教師又不得不花時間補講。其次,高職院校開設(shè)《概率論》最多4學(xué)時/周,且只開設(shè)一學(xué)期,南充職業(yè)技術(shù)學(xué)院是每周3學(xué)時,全書10多章內(nèi)容,要求教師48個課時上完,上課期間還不得不補講《高等數(shù)學(xué)》內(nèi)容,教學(xué)效果就可想而知了。
4.教材選用不當。據(jù)了解,現(xiàn)在很多高職院校都反映到要為高職學(xué)生選用一本適合他們的教材很難。教材出現(xiàn)向兩邊倒傾向。要么教材太難,學(xué)生學(xué)習(xí)起來困難;要么教材因刪減的部分太多又顯得內(nèi)容太單薄,有幾章僅有兩三頁內(nèi)容,學(xué)生學(xué)了之后可能只記得住一些標題。所選用的《概率論》教材深難度是決定學(xué)生學(xué)習(xí)難易程度的一個因素。
5.教學(xué)模式傳統(tǒng)化、單一化。數(shù)學(xué)學(xué)科本身的特點決定了數(shù)學(xué)教師所采用的教學(xué)模式以黑板和粉筆為主。因為教師板書的過程是引導(dǎo)學(xué)生進行思考、推理、演算的過程,沒有教師帶動學(xué)生演算這個過程,學(xué)生是難以掌握知識本身,且不說還要知識遷移,舉一反三。但是如今是信息時代和網(wǎng)絡(luò)時代,如果教師依然只采用傳統(tǒng)方式教學(xué),教室里的多媒體設(shè)備對《概率論》教師來說是一種擺設(shè),課堂模式太傳統(tǒng),教學(xué)方式不形象、不直觀,難免導(dǎo)致課堂教學(xué)模式單調(diào)、死板、枯燥,課堂教學(xué)靈活度不夠,難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,不能調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,更無法發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性。endprint
三、教學(xué)策略探討
1.強化思想認識。學(xué)校相關(guān)職能部門和教師都應(yīng)從思想上強化認識。在思想認識上應(yīng)做到以下幾點:首先,高職高專教務(wù)處等相關(guān)職能部門領(lǐng)導(dǎo)應(yīng)充分認識到開設(shè)《概率論》的重要性,可以在理科類專業(yè)將《高等數(shù)學(xué)》和《概率論》都作為基礎(chǔ)課來開設(shè)。其次,擔任《概率論》教學(xué)的教師在教學(xué)過程除了傳授知識本身外,還應(yīng)加強對學(xué)生人文素養(yǎng)的培養(yǎng)。我們?yōu)槭裁匆獙W(xué)數(shù)學(xué)?是數(shù)學(xué)教會了人們?nèi)绾嗡伎迹菙?shù)學(xué)教會了人們?nèi)绾蝿?chuàng)新,數(shù)學(xué)是一門改變和推動了世界的學(xué)科;學(xué)好數(shù)學(xué)的有效捷徑是“做數(shù)學(xué)”,從單純地做題,轉(zhuǎn)移到歸納、提練數(shù)學(xué)思想、方法,舉一反三。什么是思想?思想就是“想”。什么是方法?方法就是落實“想”的做法。《概率論》是數(shù)學(xué)的一門分支學(xué)科,概率的系統(tǒng)性、嚴謹性和高度的抽象性決定了學(xué)好概率必須付出一定的努力,由此培養(yǎng)學(xué)生不畏困難、敢于挑戰(zhàn)的勇氣和決心。
2.教師重視自身師德和師能的提高。教師是教學(xué)活動的主導(dǎo),在整個教學(xué)活動起著舉足輕重的作用,教學(xué)質(zhì)量的高低與教師本身所具有的知識水平和教學(xué)能力直接相關(guān)。作為一名概率論教師,應(yīng)牢記“德高為師,身正為范”,關(guān)心學(xué)生、熱愛學(xué)生,要具備高尚的師德和情操,要以“德”和“能”服學(xué)生,只有這樣,學(xué)生才愿意和樂意學(xué)你所擔任的學(xué)科。
此外,因概率論的學(xué)科特點決定了要上好門課,教師必須付出一定努力,教師應(yīng)嚴格堅持教學(xué)“六認真”以提高自己的教學(xué)能力,重中之重是備課。首先,應(yīng)重視備課。有部分教師不太重視這個問題,甚至還有一些錯誤的看法,認為高職學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)較差,用不著講很多內(nèi)容,只要把教材上的基本內(nèi)容講清就行了,不需要花大量時間備課,這是一種對學(xué)生極不負責任的想法,危害是相當嚴重的?!陡怕收摗方處熣J真鉆研教材,對整本教材的章節(jié)的內(nèi)容、部局,重、難點要做到胸有成竹。其次,備學(xué)生。要了解學(xué)生的基礎(chǔ)狀況,對《概率論》的學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)興趣怎樣等,教師對這些問題都要做到心中有數(shù)。例如,筆者今年上2013級初等教育(理科方向)的《概率論》,第一節(jié)課的任務(wù)是走訪學(xué)生,通過了解發(fā)現(xiàn),因高考改革,以前高考時文、理科考生都要考的排列組合和概率初步現(xiàn)在只出現(xiàn)在理科考卷中,對文科考生則不再作要求。因此,高中階段文科班的數(shù)學(xué)老師對排列組合和概率初步的處理方式變成了要么不講、要么略講,然而排列組合知識則是學(xué)習(xí)概率論必備的基礎(chǔ)知識。而初等教育是文、理兼招專業(yè),如果教師不清楚這一情況,在備課和上課時處理不當,如果進度太快,勢必會讓一部分學(xué)生聽不懂教師講的內(nèi)容,教學(xué)效果自然不佳。三是,備教法。每一節(jié)課的重、難點是什么?教學(xué)時怎樣突出重點、突破難點?這些問題教師在備課時都要思考,它關(guān)系到教師的勞動成果能否被學(xué)生高效率地吸收。
以概率分布函數(shù)和概率分布密度函數(shù)(分別簡稱分布函數(shù)和分布密度)為例,這兩部分對學(xué)生來說是全新內(nèi)容,跨度較大,學(xué)生普遍覺得深奧、抽象,難懂。教師在講解時應(yīng)說明,任何隨機變量都有分布函數(shù)F(x),而只有連續(xù)型隨機變量才有分布密度f(x),有了分布函數(shù)和分布密度,可以求出隨機變量取任何值時相應(yīng)的概率。這點講清楚了也就講清了研究這兩種函數(shù)的用途。其次,怎樣求這兩種函數(shù)。應(yīng)緊扣定義,離散型隨機變量,F(xiàn)(x)= Pi.這種變量的取值是一些間斷的實數(shù),在分類討論時應(yīng)以這些值作為分類的標準,講清這點很重要,否則學(xué)生不知道怎么分的類。
例1:已知隨機變量ξ的分布列為:
求ξ的分布函數(shù)。
解:∵ξ=-1,1,2,這四個值將R分成四個區(qū)間:(-∞,-1]、(-1,1]、(1,2]、(2,+∞),
1o當x∈(-∞,-1]時,F(xiàn)(x)=0;
2o當x∈(-1,-1]時,F(xiàn)(x)=0.3;
3o當x∈(1,2]時,F(xiàn)(x)=0.3+0.5=0.8;
4o當x∈(2,+∞)時,F(xiàn)(x)=1
∴F(x)=0,x∈(-∞,-1]0.3,x∈(-1,1]0.8,x∈(1,2]1,x∈(2,+∞);
連續(xù)型隨機變量,則必須通過對密度函數(shù)f(x)求定積分而得,即F(x)= f(t)dt。
例2:設(shè)隨機變量ξ的分布密度為f(x)= sinx,- ≤x≤ 0 ,其他,求ξ的分布函數(shù)F(x)
解:1o當x∈-∞,- 時,F(xiàn)(x)= f(t)dt=
0dt=0;
2o當x∈- , 時,F(xiàn)(x)= f(t)dt
= f(x)dt+ f(t)dt=0+ ?sintdt
=- costx- =- cosx
3o當x∈ ,+∞時,F(xiàn)(x)=1
綜上有:F(x)=0,x∈-∞,- - cosx,x∈- , 1,x∈ ,+∞
3.完善《概率論》教材?!陡怕收摗纷鳛楦呗毟邔5幕A(chǔ)課進行開設(shè),首先應(yīng)選取適合高職高專學(xué)生自身特點的教材?,F(xiàn)在各出版社出版了很多版本的《概率論》,但專門針對高職高專學(xué)生編寫的教材較少。目前,南充職業(yè)技術(shù)使用《概率論基礎(chǔ)與初步》教材是普通高等教育“十二五”規(guī)劃教材(天津大學(xué)出版社),這種教材無論從知識版塊的構(gòu)成到內(nèi)容的詳略處理還是適合高職高專學(xué)生的,但該教材無論是例題還是作業(yè)部分都存在一些失誤。比如,在正態(tài)分布中將正態(tài)分布函數(shù)F(x)定義為 e dx=1,實際上F(x)= ?dt,事實上 e dx=1。而在標準正態(tài)分布板塊中又定義了一個概率積分公式φ(x)=p(-x≤η 數(shù)學(xué)教研室對《概率論》教材的選取一定要慎重,如果實在沒有合適的教材,可以由數(shù)學(xué)教研室組織自己的教師自行編寫教材,在編寫教材之前一定要經(jīng)過認真調(diào)研,結(jié)合學(xué)生實際情況,對不同專業(yè)的學(xué)生要盡量找到專業(yè)與概率的結(jié)合點來編寫,使概率知識與專業(yè)知識有機結(jié)合,形成較完善的教材。而且教材印刷數(shù)量與當年學(xué)生錄取人數(shù)不能相差太大,便于在使用過程中對教材進行改進和完善。 4.改革課堂教學(xué)模式。在信息化和網(wǎng)絡(luò)化高度發(fā)展的今天,概率論的課堂教學(xué)模式在傳統(tǒng)的教學(xué)模式基礎(chǔ)上應(yīng)該有所改進。首先,在教學(xué)手段上要適當引入多媒體教學(xué)。比如,在描述正態(tài)函數(shù)中參數(shù)u和δ的幾何意義時,在投影儀上作出正態(tài)函數(shù)的圖像。如右圖所示。 從圖1能看出:x=μ是正態(tài)曲線的對稱軸,而δ是正態(tài)函數(shù)的標準差,在正態(tài)函數(shù)曲線反映出“鐘形”圖的扁和圓的程度,δ越小,圖像越尖,隨機變量X落在直線x=μ附近的概率越大;δ越大,圖像越坦,隨機變量X落在直線x=μ的概率越小。這種以多媒體的方式可以動態(tài)地反映正態(tài)函數(shù)的圖像和性質(zhì),形象、直觀、生動,易掌握。其次適當改變“教師滿堂講、學(xué)生被動聽”的教學(xué)模式。在教學(xué)模式上可以采用小組討論法或項目導(dǎo)向法教學(xué),可以最大程度調(diào)動學(xué)生主動參與的意識和積極性,充分發(fā)揮學(xué)生團隊精神,讓學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)活動的主人。 四、結(jié)束語 總之,《概率論》的教學(xué)工作是一項長期、艱巨的系統(tǒng)工程,需要廣大數(shù)學(xué)教師從多方面進行不斷探索、完善,從根本上改進教學(xué)效果。 參考文獻: [1]張艷鑫.淺談高職《概率論》的教學(xué)現(xiàn)狀與對策分析[J].煙臺職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報,2011,(08). [2]概率論基礎(chǔ)與初步[M].天津大學(xué)出版社.