概率论与数理统计实践教学改革初探
作者 : 未知

  摘要:本文讨论了在概率论与数理统计课程中增加实践教学环节的必要性及实践教学设计理念,并提出了在教学中所面临的困境,对实践教学的开展进行了探索与研究。
  关键词:概率论与数理统计实践教学教学改革
  概率论与数理统计是经济、人文、工程、社会等领域研究和处理随机现象的一门重要的随机数学,是目前理工、经管院校大学本科阶段开设的唯一一门随机数学基础课程。对于培养人才的综合素质能力、解决实际问题实践动手能力等起到了非常重要的作用。因此,学习和掌握好这门课程,不仅是将来从事科学研究和实际工作的需要,也是现代化社会对高技术人才提出的基本要求。这样就对教学活动提出了很高的要求。随着计算机的普及和发展,将实践环节引入概率论与数理统计课堂教学,是数学教学体系、教学内容和教学方法改革的新尝试。
  一、概率论与数理统计开设实践教学的必要性
  1.课程自身实践特点决定了开设实践教学的必要性
  概率论与数理统计是研究随机现象统计规律性的一门学科。主要包括概率与统计两部内容,前者是针对随机现象统计规律演绎手段的研究,重点介绍涉及统计实践活动的理论基础;后者是针对随机现象统计规律归纳方法的研究,所涉及的参数估计、假设检验与回归分析都是统计常见基本活动。课程从诞生到发展,许多重要的思想、理论和方法都是来自于实践,又运用于实践,与其他数学基础课程相比,更具有实际操作价值,和相关学科联系更加紧密。因此这门课程具有很强的实践性,这一特点决定了在教学过程中开设实验环节,能够更好体现本课程的实践价值,提高学生的实践能力。
  2.基础课程教学改革需要构建实践教学平台
  传统的数学基础课程教学属于知识传授型,比较注重课程自身的系统完整性与独立性,人为的分裂了数学理论、方法与实际生活的联系。而现有的针对本课程的教学方法中暴露出了“重理论、轻实践、重讲授、轻应用”的弊端,过于侧重于抽象的理论介绍及繁琐的计算,过于强调理论的严谨和系统性,只注重培养学生的逻辑推理与抽象思维能力,而忽视了统计方法的运用,忽视了学生的动手能力的培养。这样就使得学生感到晦涩难懂,枯燥乏味,失去学习的兴趣。更严重的是在实践中遇到大量数据,需要运用统计方法和软件解决问题时,无法灵活运用所学知识,造成在后继专业课程中难以做到学以致用的尴尬局面。 由此可见,陈旧的教学内容和落后的教学方法手段已不适应现代社会对概率统计人才的需求,迫切需要对概率统计课程进行教学改革。利用现代计算机技术和数学软件相结合,在老师的引导下,让学生主动参与到课程教学中来,自主解决实际问题,这对培养学生动手能力和创新思维能力以及增强学生对知识的理解都是很好的举措。 因此,在概率统计的课程教学和改革中引入实践环节是很有必要的。
  3.实践教学有利于大学生各方面综合素质的提高
  应用型人才培养强调实践能力、创新能力和工作能力的培养,要求学生在工作中能将所学到的理论知识具体应用在解决实际问题之中。实践教学是应用型人才培养过程中的最重要组成部分之一,相较于理论教学更具有直观性、综合性、实践性,在强化学生的素质教育和培养实践能力方面有着举足轻重的作用,除了起到使学生能够更加清楚的掌握相关学科的理论知识结构以外,更主要的能够培养大学生实践操作能力、逻辑分析能力、创新能力以及团队协作能力,有利于培养学生主动探求知识乃至终身学习的良好学习习惯。因此探索有利于应用型人才培养的实践教学模式改革是应用型高校人才培养的一个重要途径。
  二、概率论与数理统计实践教学设计
  1.理论课先导,实践课主导,产学研一体
  鉴于课程自身的知识结构以及与前期课程的联系,选择以理论教学环节为先导,前期搭建实践环节的理论平台,为后期统计实践提供理论依据。但理论先导区别于传统的理论教学,摆脱以往应试教育模式,取而代之的是开放的教学理念,课堂教学融入更多实际问题替代抽象分析推理,紧密联系后期统计活动。统计部分的学习,完全必须紧密围绕实践课程进行,以具体的统计活动为主线,围绕实际问题,以探究学习模式组织开展教学活动,帮助学生实现由“学习者”向“研究者”的角色转变。围绕课程初期所设置的具体实际统计任务,最终以实验报告亦或学术论文的形式完成整个课程的学习,真正意义上实现产、学、研融汇一体,理论与实践紧密结合。
  2.基于主题构建的任务驱动式教学贯穿实践始终
  突破以往传统的再现式教学模式,改变教授知识为主的陈旧教学理念,取而代之的是以解决具体问题为主要学习目的的多维互动教学模式,将基于主题构建的任务驱动式教学贯穿理论与实践课堂。新教学模式的变革,不仅涉及每堂课每个教学单元,更主要的是贯穿整个教学周期。从学期初期明确具体的实践活动,到中期实际理论教学环节,直至末期实践课堂上针对具体统计活动的实现,大至知识结构体系的涵盖,小至知识要点的渗透,都以完成统计活动为目的,充分发挥学生团队协作能力,鼓励个性发展的创新实践。
  3.立体化教学模式完善实践活动平台构建
  传统的板书教学只能将灵活多变的知识禁锢在课堂有限的时长里,以往以作业形式来检验学生对知识理解程度的方法,无法真正达到学以致用的效果。全新教学理念的实现,需要现代化教学手段的支持,实践教学必须建立在更加立体化的教学平台之上。除了多媒体、影音视频等新手段融入理论课堂教学之外,为实践课程选择开放的网络环境能够更好的使学生掌握知识的外延、提高自身分析问题处理问题的能力;教学内容中增加数学软件操作环节,帮助学生掌握更加科学快捷的分析手段,能够提高自身的实际操作能力;基于网络教学平台的课余辅导以及在线答疑等手段,除了可以实现教师与学生全天候互动交流、完成学业任务,更能充分指导及时辅正学生课下有关实践统计活动的细节,真正实现科学有效全方位的立体化教学。
  4. 计算机软件辅助实践教学活动   现在很多高校的高等数学课程已经增加了数学实验部分,介绍了如何利用Mathematics和Matlab等数学软件进行图形分析或过程演示。作为与实际生活紧密联系的概率统计课程,特别是数理统计部分,其实也有不少相关的应用软件为其服务。例如在统计方面,我们可以利用Excel 进行假设检验、回归分析、方差分析等等。把在实际教学中遇到的复杂计算结合数学实验用统计软件来帮助学生解决,这样既解决了实际问题,提高了学生学习概率统计知识的兴趣,对开展整个概率统计的教学是大有裨益的。
  三、概率论与数理统计实践教学所面临的困境
  新形势下基础课程的实践教学改革不只是常规教学方法与手段的转变,更主要是教学理念与思想的创新,尤其是概率论与数理统计课程,本身具备的实践特点决定了课程较其他科目更有利于实践教学活动的开展。然而,传统教育理念下形成的墨守成规的教学机制与模式,束缚了课程创新发展的空间。长久以来坚持的“理论先导、实践指导”的思想致使基础课程被定义成纯理论教学的固有模式,忽略了“源于实践,用于实践”的真理产生过程,在有限的教学时长下所谓的实践教学也只是较为贴近生活的引例而已;“慕课”、“翻转课堂”等新型教学方法手段的出现,虽然为实践教学提供了多元化的平台,但是在实践教学改革初期不可能完全代替以往的板书式教学;传统的考评机制,单凭试卷成绩衡量知识学习的最终效果,致使教师和学生都不敢轻易放开书本,仍然固守在死板的定义与定理的推导与应用;学生长时期养成被动接受的学习习惯,不连贯的知识结构,导致无法全身心投入到真正的创新实践中去发现与探索。
  总之,实践教学的改革,需要彻底打破现有教育教学常规,从根
  本上转变教学思想与理念,教师与学生大胆的创新,学校乃至整个教育体系的大力支持,任重而道远。
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  基金项目:河北金融学院2013年度理论课程实践教学项目(编号:20140133)