概率论与数理统计课程教学改革的设想与构建

[摘要]本文针对本校围绕着概率论与数理统计课程的教学理念、教学内容、教学过程、教学方法及考试方式几方面进行教学改革实践过程,阐述了概率论与数理统计课程教学改革模式及今后的改革思路。

[关键词]教学理念;教学内容;教学改革;教学方法;考试方式

一、概率论与数理统计课程教学改革势在必行

概率论与数理统计的教学质量不仅制约着本科整体的教学质量,同时对提高学生的综合素质以及今后的发展影响深远,随着现代科学技术,特别是以计算机技术的飞速发展为代表的信息时代的到来,概率论与数理统计课程也在经历着深刻的变革,无论是教学内容还是教学方法及考试方式都需要进行相应的改革,为了适应高等教育逐步从精英教育向大众教育的转变、适应教育对象的深层次的变化,适应信息时代对人才知识结构、能力及综合素质的更高要求,如何融入符合时代发展的教育理念于教学之中,继续改革传统的教学内容、教学方法、教学手段及考试方式,特别是针对高等教育大众化的趋势,在确保教学质量的前提下,真正实现传统数学教育思想向现代数学教育思想的转变;传统数学教学内容向现代数学教学内容的转变;传统数学教学方法向现代数学教学手段的转变,传统数学考试方法向有利于学生掌握数学知识的考试方式转变是我们必须不断研究和探讨的问题。

1、教学改革与当今社会科技发展相适应

概率论与数理统计是研究和揭示随机现象中统计规律性的数学学科,其应用几乎遍及所有科学技术领域,随着信息和技术时代的到来,各学科的相互交叉、相互渗透,概率论与数理统计作为解决问题的重要手段,在实际应用中显示出了强大的作用。

概率论与数理统计课程的特点是:概念较抽象,计算量较大,学生普遍感到对概念的理解比较困难,习题难做,现行的教材过分重视理论推导,技能性与应用性不足,缺乏实践环节,现代科学方法与技术和传统理论课程内容不衔接,这些问题严重制约着对跨世纪的工程技术人才和管理人才的培养,因此,概率论与数理统计课程教学内容和教学方法的改革与实践,成为工科数学教学改革的重要课题。

2、教学改革与培养目标相适应

对于培养工程技术人才和管理人才的工科院校,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,以工程技术的观点来组织教学,概率论与数理统计课程不仅要培养学生树立正确的概率统计的思想,又要增加体现工科院校特色的概率统计应用思想的内容,在原有内容上注入新的现代教学观念和方法,注重实用性和应用性,以适应新的形势和变化。

二、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,效果显著,逐步形成了自己的特色,并在教学、考研辅导、统计分析软件的应用、数学建模竞赛诸多方面均取得了可喜的成绩,在全国数学建模竞赛中多次获奖。在国际数学建模中获得一等奖和二等奖,学生创新活动和社会实践活动也初现成果

我们提出的改革模式与思路是:

(1)教学理念:约简理论,强化技能、重视应用;

(2)教学内容:突出主干理论,强调基本方法,构建快捷实用的应用技能链,辅以工程背景,搭建理论与实践的平台;

(3)教学过程:规范化、合理化、现代化、实用化;

(4)教学方法:经典与现代相结合,注重统计分析软件和数理统计模型在学习中的渗透,

1、约简理论,强化技能,重视应用

概率论与数理统计课程中的经典理论,是数学家们的智慧与结晶,但由于时间的限制,学生在学习这些经典理论时,不能只是机械的继承,更重要的是更新,要精简和压缩陈旧的能够被新理论涵盖的一些内容,增加与工程技术和实际问题有关的内容

2、突出主干理论,强调基本方法,辅以工程背景,构建快捷实用的应用技能链

概率统计经典教学内容的教学应使大学生理解概率统计的基本概念,掌握概率统计的基本原理和方法,具备运用概率统计知识解决实际问题的能力,为学习后续课程和进一步获得数学知识奠定必要的数学基础,增加数学建模的内容,要通过各个教学环节逐步培养学生的理论理解能力、计算应用能力、实际解决问题的能力和数据处理能力。

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工程问题的概率模型,让学生了解工程问题实际背景,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,加强概率统计的实用性,该内容的教学,是对大学生利用概率论与数理统计的方法分析实际问题、解决实际问题的培养目的在课堂教学环节中的充分实现,也是概率统计课程教学质量和效果的重要体现。

3、规范化、合理化、现代化、实用化

利用多媒体辅助教学,开发研制概率统计电子课件,内容生动,信息含量大,操作简单,使用方便,演示灵活直观,界面丰富,激发学生的学习兴趣。

4、经典与现代相结合,注重统计分析软件和数理统计模型在学习中的渗透

在突出经典教学内容的同时,教学内容现代化,融入计算机与计算应用软件等新知识(统计分析软件的应用部分),增加课程信息量和学科发展动态,锻炼学生们的应用能力,把概率统计的计算部分通过计算机软件实现,把抽象概念与方法直观化,有助于深刻理解、体现教学内容的先进性。

我们对全校所有开设概率统计课程的学生开设第二课堂,重在培养学生应用数学知识分析和解决实际问题的能力,培养学生应用计算机、应用统计分析软件进行科学计算和分析的能力,并坚持开展有组织、有计划的进行社会实践活动和数学建模竞赛培训活动,培养学生应用概率统计知识解决实际问题的能力和创新能力及创新精神。

同时,利用第二课堂,讲解概率模型的建立和求解,使学生知道概率统计的应用范围和可以解决的问题,可以自己动手解决一些简单工程问题,建立较简单实际问题的数学模型并求解,学习统计分析软件的使用方法,使学生们可以使用SAS,SPSS,MATLAB等统计软件计算样本的均值、方差、矩、协方差、参数估计等。

组织学生利用所学的概率统计知识进行社会实践,另一方面,积极配合学校在全校范围内精选优秀生组队参加数学建模竞赛,部分学生还有机会参加全国大学生数学建模竞赛与国际大学生数学建模竞赛。

三、概率论与数理统计课程教学改革的进一步设想

我校的概率论与数理统计课程教学,经过初步改革取得了一定的成果,我们在总结已有的经验基础上,确定了进

一步的构想:

1、加强师资队伍建设

教师是教学改革的主力军,必须有一只高水平而稳定的师资队伍,要逐步提高教师的学历层次,鼓励和支持教师利用各种机会学习先进的教学经验,交流教育思想观念,把握教学动态,使教师的学术水平上一个新台阶,同时有计划地开展经常性集体备课和教研活动,组织教师相互听课、相互交流,老教师有丰富的教学经验,给青年教师更多的鼓励和传帮带,加强教学监督,制定青年教师试讲制度,定期组织老教师听青年教师的课,及时给予指导,鼓励青年教师开展概率论与数理统计课程的双语教学。

2、加强教材建设

形成一套完整的自编教材;编写适合我校学生水平的新教材,注重吸收现有教材的精华,在突出经典教学内容的同时,精简压缩一些传统内容,增加技能性、应用性和实用性的现代化教学内容,并将最新的研究成果融入到教材中。

编写与所写教材配套的学生学习辅助书籍。

3、建设多媒体网络教学信息技术平台

为丰富教学方法的多样性和改善教学手段以及提高辅助教学水平,建立多媒体网络教学平台,以新教材为基础,开发研制一套内容生动,信息含量大,操作简单,使用方便,演示灵活直观,界面丰富的概率统计电子课件,将原有概率统计试题库进一步充实、改善,增加一些应用性的内容,建立概率统计网络学习系统,建立概率统计学生网上练习系统,建立网上答疑系统,建立概率统计网上考试系统。

4、改革现有的考试方式

考试是教学工作的一个重要环节,它既是检查教学效果的一面镜子,又是指导学生学习的一根无形而又很有权威的指挥棒,因此有必要做好考试改革,建立对学生整个学习过程进行督促、检查的综合考核模式,构建多样化、全程化的考试方法。

以传统的闭卷考试为基础,根据课程教学内容采取开放的、灵活的多种考试考核形式,多知识性内容的考试仍采取传统的闭卷笔试考试形式;对学生调查归纳、整理、分析等能力的考查采取调研报告或小论文考核形式,多种形式的考核能够增强学生自学、思考和综合能力的培养,促进学生实践动手能力的提高。

在考试时间安排上,做到全程化,注意平时考查学生学习态度、回答问题与讨论、作业和实践调查情况等。即平时考查、阶段小测验、期中和期末考试相结合,这样使教师及时了解学生在学习中存在的问题,获得反馈信息,从而指导教学,同时也更好地调动学生平时学习的主动性和积极,培养学生学习数学的应用能力、实践能力和创新精神,有力的促进教学改革及教风和学风建设。

总之概率统计的教学改革,要使其有助于调动学生的学习兴趣,提高学生的实践能力、分析问题和解决问题的能力,使学生成为能适应21世纪发展的实用型人才。

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