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概率論與數(shù)理統(tǒng)計論文摘要篇一
課堂教學的趣味化,即結(jié)合學生感興趣的實際問題引入概率知識,激發(fā)學生的求知興趣,啟發(fā)學生的數(shù)學思維。內(nèi)容枯燥,教學方式單一是學生感覺課堂乏味的主要原因。在教學過程中,教師應多結(jié)合學生感興趣的問題,讓學生自己解決,這有助于提高學生的學習興趣。比如,在給出數(shù)學期望的定義時,可以介紹學生的平均成績問題:五名學生的成績分別為85,80,90,85,90,求這五名學生的平均成績。五名學生成績的概率分布如表1所示。通過觀察表1,學生很容易知道平均成績?yōu)?/5×(85+80+90+85+90)=80×1/5+85×2/5+90×2/5,這即是離散型隨機變量數(shù)學期望的形式。另外教師應精簡例題的數(shù)量,利用有層次的例題展現(xiàn)知識點。二維連續(xù)型隨機變量函數(shù)的加法分布是概率學習中的重點也是難點,在講授時,教師可以首先通過兩種方法(定義法和卷積公式法)計算x+y型函數(shù)的分布使學生感受兩種方法的不同之處,然后介紹2x+y型分布,使學生了解卷積公式不是萬能的。
課堂教學的生活化,即通過生活中具體的實例討論概率的應用,建立形象問題和抽象思維之間的聯(lián)系。概率論與數(shù)理統(tǒng)計是一門實用性很強的科學,在具體實際情況和數(shù)學概念、定理、公式之間建立正確的聯(lián)系,成為現(xiàn)在學生面臨的主要難題。教師在教學過程中可以分析一些具體的實例,使學生了解怎樣應用數(shù)學知識解決實際問題。比如分析問題“根據(jù)以往的臨床記錄,某種診斷癌癥的試驗具有如下的效果:若被診斷者患有癌癥,則試驗反應為陽性的試驗反應為陽性的概率為0.95,若被診斷者沒有患有癌癥,則試驗反應為陰性的概率為0.95,且被試驗的人患有癌癥的概率為0.005,問如果被試驗者反應為陽性,他患有癌癥的概率為多大?”這是一個題目很長的實際問題,學生一般無從下手,解決問題的關鍵在于了解題目中涉及幾個條件和幾個隨機事件,只要準確描述隨機事件就可以把實際問題轉(zhuǎn)化為概率問題。實際問題的多次訓練有助于培養(yǎng)學生用數(shù)學語言描述實際問題的能力。
教學的`啟發(fā)性即給學生思考的時間,等學生無法想明白的時候再去開導。具體來說就是老師對上課提出的問題給出學生思考的時間,在學生主動思考之后,幫助學生開啟思路?!疤铠喪健保皾M堂灌”的教學方法最容易使學生失去學習興趣。孔子曰“不憤不啟,不悱不發(fā)”,說的就是要啟發(fā)學生思維,引導學生思路。比如,講授全概率公式之前引入實例:有一批同一型號的產(chǎn)品,已知其中由一廠生產(chǎn)的占30%,二廠生產(chǎn)的占50%,三廠生產(chǎn)的占20%,又知這三個廠的產(chǎn)品次品率分別為2%,1%,1%,問從這批產(chǎn)品中任取一件是次品的概率是多少?撇開概率知識不談,把這個問題純粹看成一個數(shù)學問題,也可以用中學知識解決,給學生幾分鐘思考的時間并適當引導學生使用數(shù)形結(jié)合的方法討論,我們把產(chǎn)品在三個工廠的生產(chǎn)及次品情況轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品分布圖,學生就很容易地知道從這批產(chǎn)品中任取一件次品的概率就是黑色橢圓區(qū)域在整個矩形內(nèi)所占的比例,經(jīng)過分析就可以得到全概率公式。該方法不僅能夠加深學生對該問題的印象,還有助于學生對復雜全概率公式的理解。
教學的研究性,就是要培養(yǎng)學生解決新問題的能力。在大學教育中僅僅教給學生課本上的知識是遠遠不夠的,尤其是在現(xiàn)代科技迅速發(fā)展的情況下,應該花大力氣培養(yǎng)學生解決未知問題的思維能力。比如,在講授正態(tài)分布的概率密度函數(shù)的圖形特點時,可以讓學生自己試著研究密度函數(shù)圖形的特點。
首先引導學生根據(jù)高等數(shù)學的知識來研究函數(shù)圖形的以下特性:
(1)奇偶性(對稱性);
(2)單調(diào)性;
(3)有界性;
(4)凹凸性及拐點。
接下來根據(jù)正態(tài)分布概率密度函數(shù)的具體形式分析密度函數(shù)圖形的特性。在概率論與數(shù)理統(tǒng)計的教學中,教學方法影響了學生對這門課程的掌握程度,成功的數(shù)學教育不僅要為學生提供數(shù)學知識,還要對學生進行數(shù)學的思維訓練。采用靈活多變的教學方法和形式,致力培養(yǎng)學生的綜合素質(zhì)能力是我們永恒的目標。
概率論與數(shù)理統(tǒng)計論文摘要篇二
針對近年來醫(yī)學院校招生規(guī)模不斷擴大,學生基礎知識和學習能力參差不齊的實際狀況,探討了概率論與數(shù)理統(tǒng)計分層次教學的必要性,提出了醫(yī)學院校概率論與數(shù)理統(tǒng)計課程分層教學模式,總結(jié)了在概率與統(tǒng)計教學改革中利用現(xiàn)代化信息技術進行分層次教學的實踐經(jīng)驗。
因材施教; 素質(zhì)教育; 概率論與數(shù)理統(tǒng)計; 分層次教學
早在2500年以前,儒家代表人物孔子把教育內(nèi)容分為德行、言語、政事、文學四科,其中以德行為根本。而德育方法由不同層次的方法構(gòu)成的,特別是方法論層次上的德育方法,如因材施教法。既然不同的學生自身的特點不同,那么在教學中就應采用不同的教育,我們所提出的分層次教學思想,就源于孔子的因材施教。
近年來,隨著教育改革的深入,本科教育從精英化向大眾化進行轉(zhuǎn)變,高等院校招生規(guī)模大幅度地增加,醫(yī)科院校入校學生的數(shù)學基礎和學習能力參差不齊。而大學生由于其專業(yè)對概率與數(shù)理統(tǒng)計知識的要求不同,其學習目標和態(tài)度不盡相同,這就使得大學生對該課 程的需求有了進一步的分化;同時由于不同學生的數(shù)學基礎和對數(shù)學的興趣愛好也不盡相同,對數(shù)學學習的重視程度和投入有很大差別。在長期的教學實踐中我們深刻地體會到,為了在有限的課堂教學時間內(nèi)盡可能地滿足各層次學生學習的需要,滿足各專業(yè)后續(xù)課程學習的前提下,最大程度地調(diào)動學生的學習積極性,必須推行分層次教學,提高數(shù)學教學的質(zhì)量[1,2]。
自1995年國家教委立項研究“面向21世紀非數(shù)學類專業(yè)數(shù)學課程教學內(nèi)容與課程體系改革”以來,對于數(shù)學教育在大學教育中應有的作用,國內(nèi)數(shù)學教育界逐漸認識到,我國高等院校的規(guī)模水平、專業(yè)設置、地區(qū)差異、師資力量、生源優(yōu)劣都相去甚遠。而隨著我國高等教育大眾化趨勢的步伐加快,這些差距到21世紀更加凸顯,分層次教學法的提出必然是大學數(shù)學教學的規(guī)律。這也是我們在進行大學數(shù)學分層次教學研究時的一個基本出發(fā)點。我校在概率論與數(shù)理統(tǒng)計的教學實踐中提出分層次教學,是在原有的師資力量和學生水平的條件下,通過分層次教學,充分滿足各專業(yè)各水平不同層次學生的數(shù)學素質(zhì)的要求,最大限度地挖掘?qū)W生的潛能,引導學生發(fā)揮其優(yōu)勢,使每個學生都能獲得所需的概率統(tǒng)計知識,同時能夠充分實現(xiàn)學校的教育功能和服務功能,達到教書、育人的和諧統(tǒng)一[3]。
我校是一所醫(yī)學院校,早期的概率統(tǒng)計教學常常采取“一刀切”、“齊步走”的教學方法,統(tǒng)一教學大綱、教學實施計劃、教學方法、考核要求,并未針對數(shù)學基礎的不同采取不同方法,這造成基礎好的學生“吃”不夠,基礎差的學生“吃”不了,課程結(jié)束后并未達到理想的教學效果。
概率論與數(shù)理統(tǒng)計有別于其他學科,理論性和應用性都很強,這就決定了教師在教學中的參與和學生的自主學習都必不可少。因此,課堂教學中一方面要以學生為主體,以學為中心,另一方面要發(fā)揮教師的主導作用,積極組織、引導學生,促進學生更好地學習。
高等教育具有大眾化、多樣化,本質(zhì)上講應該是個性化的。而素質(zhì)教育的最大特點之一是要面向全體學生,挖掘每個學生的潛力,發(fā)揮每個學生的個性特長,提高全體學生的素質(zhì)和能力[4]。但是由于擴招,新生素質(zhì)呈下降趨勢,即使在我校,在校學生由于受遺傳、家庭、學校、社會環(huán)境等因素的影響,其水平差異、層次差異也很明顯,即具有層次性。而分層次教學則承認學生的個體差異,在教學過程中針對不同層次學生的不同個性、不同的數(shù)學基礎和學習能力以及不同專業(yè)設計不同層次的教學目標,根據(jù)不同的教學內(nèi)容,運用不同的教學方法和教學手段,從而使學生在自己原有基礎上進行合理地學習,在基礎知識和應用能力方面得到充分發(fā)展,先后達到教學大綱的要求[5]。
3.1 層次劃分
3.1.1 按專業(yè)不同進行劃分 根據(jù)各專業(yè)對概率統(tǒng)計知識的不同要求,采用不同的教學大綱,確定不同類別學生所必須掌握的知識點。目前我們面對生物醫(yī)學工程專業(yè)開設《概率論與數(shù)理統(tǒng)計》,教材采用同濟大學主編的《概率統(tǒng)計簡明教程》,在教學過程中提出"強化理論,增加實例,適當應用"的教學指導思想,重在培養(yǎng)學生隨機思維能力和提高統(tǒng)計素養(yǎng),為今后解決一些涉及概率知識的醫(yī)學工程隨機模型打好基礎;面向藥學與生物技術專業(yè)開設《概率論與數(shù)理統(tǒng)計》,教材采用第二軍醫(yī)大學主編的《醫(yī)藥數(shù)理統(tǒng)計方法》,教學中提出“淡化理論,增加實例,強調(diào)應用”的教學指導思想,在該專業(yè)的教學中加強了統(tǒng)計知識的學習,重在統(tǒng)計方法的講解上,通過教學使學生具有較強的隨機數(shù)據(jù)分析和應用統(tǒng)計軟件的能力;面對臨床醫(yī)學、預防醫(yī)學、醫(yī)學檢驗、醫(yī)學影像、高原醫(yī)學、核醫(yī)學等專業(yè)我們開設《軍事醫(yī)學統(tǒng)計學》,教材由我校統(tǒng)計學教研室主編,教學過程中強調(diào)統(tǒng)計的“適用性”,重在要求學生軍隊衛(wèi)生統(tǒng)計學的相關內(nèi)容,理解醫(yī)學統(tǒng)計學中的重要名詞概念,能正確區(qū)分資料類型;而面對其余專業(yè)開設《概率論與數(shù)理統(tǒng)計》、《趣味概率論》選修課,旨在讓更多的醫(yī)學生了解概率論基礎知識以及統(tǒng)計方法,為后續(xù)課程打好基礎。
3.1.2 根據(jù)學生的數(shù)學基礎進行劃分 由于概率論與數(shù)理統(tǒng)計的學習與高等數(shù)學知識的掌握程度有顯著關系,因而我們在教學過程中根據(jù)高等數(shù)學的成績,按程度將同一專業(yè)學生劃分為a,b,c三個層次。但由于目前受同一專業(yè)的課程安排情況、教室數(shù)量以及教師人數(shù)等條件的限制,我們只能要求教師在同一班次教學中采取相應的各種措施,在授課內(nèi)容的重新組織和授課方式上多下功夫。
a層次:此類學生學習勤奮,喜歡數(shù)學,數(shù)學基礎扎實,智商和情商均很高,愛動腦、勤動手,自學能力強,將概率論與數(shù)理統(tǒng)計看成一門“我要學”的課程,自我約束能力強,成績優(yōu)秀。
b層次:此類學生智商較高,對數(shù)學無所謂喜歡或不喜歡,將其看成一門“要我學”,只是需要被考核的課程來看,主動學習能力不夠,數(shù)學基礎知識不夠扎實,成績中等。
c層次:此類學生通常表現(xiàn)不喜歡數(shù)學,對概率論與數(shù)理統(tǒng)計學習的自信心不足,數(shù)學基礎知識和邏輯思維能力較差,學習無自覺性,學習成績差。
3.2 分層次教學
3.2.1 教學過程 根據(jù)各教學層次制定切實可行的教學大綱,嚴格按照教學大綱,制定教學計劃、選用教材、實施分層次考核,根據(jù)分層次教學大綱,不斷擴充教學內(nèi)容,提高教學質(zhì)量。同時,概率統(tǒng)計課程盡量被安排在相同的時間上課,這使得任課教師能夠在課后及時交流進度、切磋教學中出現(xiàn)的問題,以便形成良好的風氣和習慣。
為了提高學生的學習興趣,在教學內(nèi)容上要求直觀、生動,盡量多的介紹概念的實際背景和方法的實際應用。
a層次:約占總?cè)藬?shù)的15%,根據(jù)本層次學生的特點,在完成本科教學的基礎上,增加某些數(shù)學內(nèi)容,使學生能更深入地掌握概率與統(tǒng)計理論知識,培養(yǎng)數(shù)理思維能力和邏輯推理能力。并根據(jù)不同知識點提出實際問題,引導學生思考,達到知識應用的拓展。
b層次:約占總?cè)藬?shù)的75%,針對該類學生,教師重點在于提高課堂教學質(zhì)量,讓學生牢固掌握課程標準中所要求掌握的知識。
c層次:約占總?cè)藬?shù)的10%,對此類經(jīng)常無法跟上教學任務的學生,在課堂教學和批改作業(yè)后,我們安排輔導教師統(tǒng)一進行習題講評,采取課后答疑、網(wǎng)上答疑相結(jié)合的方法,及時解決學生在學習上的困難。
每次課后均有作業(yè)讓學生完成,以達到鞏固和提高。作業(yè)分三個內(nèi)容:一是基礎類(c層次),主要是對基本概念的理解、方法的運用;二是綜合類(b層次),含基礎類和綜合性作業(yè);三是提高類(a層次),主要為綜合性練習和實際應用問題的解決。
3.2.2 考核形式 由于學生分為3個不同層次,為達到更大程度挖掘優(yōu)生潛力,激勵中等生,鼓勵差生,我們對該課程的成績構(gòu)成進行改革,其中卷面成績占70%,30%為平時成績。平時成績由教師控制,根據(jù)作業(yè)完成、課堂回答問題等情況打分。
3.3 利用現(xiàn)代化信息技術分層次教學
隨著現(xiàn)代化信息技術的發(fā)展,網(wǎng)絡已成為現(xiàn)代化教學的一種手段。由于授課時數(shù)有限,很多學生不滿足于課堂上與教師的面對面交流,而希望課后能與教師做更多的互動,以得到學習上的幫助。為此,我們從以下三個方面對分層次教學進行輔助:
3.3.1 開設專業(yè)站 為搭建起教與學雙方的橋梁,更好地讓教師與學生進行溝通,我們于2002年在校園局域網(wǎng)開設了數(shù)學教學網(wǎng)站,包括《概率論與數(shù)理統(tǒng)計》課程的文字、圖片、聲音及視頻等資料,為學生學習專業(yè)知識和建模提供平臺,運行良好。所有的課程均上傳于ftp以及本網(wǎng)站的教學專區(qū),方便學生查閱、學習,并建有留言交流,幫助學生學習的反饋和老師及時掌握學生的學習情況。同時含專業(yè)軟件,如matlab7.0、matlab2007、lingo8.0、lindo6.0和spss1√白話文★√3.0, 完全滿足教學需要,效果顯著。學生可以通過網(wǎng)站了解該門課程的相關情況,包括:授課教師基本情況、課程標準、教學實施計劃等。同時增加有關概率統(tǒng)計應用方面的網(wǎng)頁鏈接,為學生深入學習該門課程搭建橋梁。
3.3.2 建立試題庫 為考察學生對該課程的學習情況,對概念的理解、方法的應用程度,達到最終掌握概率與統(tǒng)計相關知識的目的,我們建立了質(zhì)量較高的試題庫。通過多年的教學實踐,不斷完善、調(diào)整,已經(jīng)能夠基本滿足教考分離的考試模式。試題庫中的試題數(shù)量大(授課學時50學時,試題庫含1500道題),題型多樣(含單選、多選、填空、判斷、分析等題型),試題緊密圍繞知識點展開,按難度系數(shù)從0.1到0.9劃分為9個等級,可針對不同層次的學員進行考試命題。題庫由專人負責管理和維護,試題庫的設置保證考卷能客觀、全面地考察學員的學習效果。對每次考試試卷均進行難度、可信度等分析。通過對多班次考試成績分析,結(jié)果表明本課程考試的效果好,可信度較高。
3.3.3 建設網(wǎng)絡課程 為了更好地幫助學生學習,我們于2008年建設《概率論與數(shù)理統(tǒng)計》網(wǎng)絡課程。主要包含兩大板塊:課程配置和教學組織。課程配置中包含多媒體課件、電子教案、網(wǎng)絡教材、視頻;教學組織中包含網(wǎng)上作業(yè)、教師解答、學生通過自行組卷、老師批改等進行自主練習。通過網(wǎng)絡課程可以讓a類學生學得更深、更精,b類學生掌握基礎知識更扎實,而對于在課堂上不能及時掌握知識的c類學生可以再次學習,更好掌握基本內(nèi)容、基本方法。
通過5年來的教學實踐,本著"以學生為主體,教師為主導,以知識應用為目的"的教學思想,我校在本科生《概率論與數(shù)理統(tǒng)計》課程中施行分層次教學法已經(jīng)初步收到了較好的效果。首先在分層次教學中,作為主導者,教師本身素質(zhì)也得到了提高:同一個教學班次分3個層次,不同層次學生水平差異較大,這對教師的講授能力提出挑戰(zhàn),需要針對本班次各層次制定教課的內(nèi)容,并采用靈活多變的教學方式進行知識的講解;其次,通過分層次教學,作為主體的學生,在教師的協(xié)助與督促下,學生的學習潛力得到開發(fā),不同層次學生自主獲取知識和應用知識的能力得到明顯提高,數(shù)理思維能力和邏輯推導能力得到發(fā)展。近3年來我校共組織113隊(本科生337人)參與全國大學生數(shù)學建模競賽,獲得全國一等獎13項,二等獎12項;重慶市一等獎47項,二等獎16項的優(yōu)異成績,位居重慶市高校前列,得到全國組委會、重慶市教委、重慶市賽區(qū)和學校領導的高度肯定。
我們認為通過《概率論與數(shù)理統(tǒng)計》課程分層次教學的進行,有利于學生個性化的發(fā)展,是一種值得推廣的教學模式,也是一種適應社會改革與進步的舉措,我們對加強大學數(shù)學課群的整體建設、規(guī)范化管理做了積極的探索和努力,為今后全面提高概率統(tǒng)計,以及大學數(shù)學的教學質(zhì)量提供了科學的依據(jù),奠定了堅實的基礎。
1 高等學校工科數(shù)學課程指導委員會(本科組).關于工科數(shù)學系列課程教學改革的建議:數(shù)學與教材研究。高等教育出版社,1995.
2 劉黎,等。分層次培養(yǎng):理念與實踐。遼寧教育研究,2004,5:48~50.
3 郭斯,羅海鷗。高校文化素質(zhì)教育分層推進模式的思考與實踐。高校探索,2004,3:78~80.
4 裘哲勇。高校數(shù)學分層次教學的研究與實踐。國際教育工程,2005,3:315~318.
5 陳萍。概率與統(tǒng)計分層次教學的實踐與認識。 http://jpkc.n gltj/files