李 丹
(北京科技大學(xué)天津?qū)W院 中國(guó) 天津 301830)
概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)是高等院校理工科學(xué)生的一門必修課,其對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力有著重要的作用。近20年來,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展以及各種統(tǒng)計(jì)軟件的開發(fā),概率統(tǒng)計(jì)的思想方法在金融、經(jīng)濟(jì)、運(yùn)籌管理和工程技術(shù)等領(lǐng)域得到了非常廣泛應(yīng)用。因此,如何提高概率統(tǒng)計(jì)這門課程的教學(xué)質(zhì)量,增強(qiáng)理工科學(xué)生對(duì)概率統(tǒng)計(jì)方法的理解及提高其應(yīng)用能力已成為現(xiàn)代理工科數(shù)學(xué)教學(xué)的一個(gè)不得不思考的一個(gè)課題。
概率統(tǒng)計(jì)的教學(xué)內(nèi)容重要但是課時(shí)又比較少,那么迫使教學(xué)者必須去思考怎樣利用較少的課時(shí)來獲得很好的教學(xué)質(zhì)量呢?如何提高課堂教學(xué)的效率,是我們每一個(gè)高等院校數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程教師都應(yīng)思考的問題。下面,結(jié)合筆者在教學(xué)中的一些教學(xué)實(shí)踐,談一談自己對(duì)概率統(tǒng)計(jì)教學(xué)的幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)。
教學(xué)活動(dòng)是以學(xué)生為主體,教師為主導(dǎo)的杜會(huì)活動(dòng),那么在這樣一個(gè)特殊的活動(dòng)中,教師就應(yīng)該扮演著多重的角色。培養(yǎng)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主動(dòng)性,摒棄教師的填鴨式教學(xué)使學(xué)生陷于被動(dòng)性的學(xué)習(xí)。尤其是概率論這門課程的特殊性決定的,其概念多,難理解,應(yīng)用性強(qiáng),這就要求教師在教學(xué)過程中要時(shí)時(shí)刻刻處于引導(dǎo)學(xué)生的位置,抓住章節(jié)與章節(jié)之間的聯(lián)系,使學(xué)生能夠把概念、公式之間的關(guān)系搞清楚,便于理解與記憶,同時(shí)要加大課堂練習(xí)與講解的時(shí)間,因?yàn)閷W(xué)習(xí)概率統(tǒng)計(jì),不做題是達(dá)不到很好的效果的,教師在課堂上及時(shí)的解決學(xué)生在做題過程中遇到的困難,幫助學(xué)生更快的掌握當(dāng)堂的基礎(chǔ)知識(shí)和難點(diǎn)。
概率教學(xué)課時(shí)少,內(nèi)容多,學(xué)生思考,消化、吸收的時(shí)間匱乏。由于概率教學(xué)的這些特點(diǎn),在概率教學(xué)中使用多媒體課件教學(xué),可以有效地大量節(jié)約板書的時(shí)間。加大教學(xué)過程中的信息量,擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面。但多媒體教學(xué)應(yīng)用到概率教學(xué)是否合適,一直是教師在思考的問題。多媒體可以提供大量的文字和數(shù)據(jù)信息??梢允箤W(xué)生在很短的時(shí)間里,大大提高自己的形象思維能力,似乎在教學(xué)過程中應(yīng)用板書來引導(dǎo)更加適合。其實(shí),眾所周知,多媒體教學(xué)與板書教學(xué)都是傳授知識(shí)的方法和手段。因此,在教學(xué)過程中應(yīng)當(dāng)把板書和多媒體結(jié)合起來,理論性比較強(qiáng)的抽象內(nèi)容不宜用多媒體課件講授,因?yàn)槎壿嬎季S需要有一個(gè)相對(duì)較慢的思考過程,所以應(yīng)用板書教學(xué)可以留給學(xué)生時(shí)間去思考,有利于提高教學(xué)效果。大量的計(jì)算內(nèi)容不宜于多媒體教學(xué),在板書過程中,學(xué)生可以跟著教師的思維一起思考,幫助學(xué)生提高在課堂上的效率。概念多且比較簡(jiǎn)單的內(nèi)容較適合多媒體教學(xué),這樣可以幫助學(xué)生擴(kuò)大知識(shí)面,提高效率。偏于應(yīng)用性的問題適合多媒體教學(xué),表格多、數(shù)據(jù)多、圖像多適合于多媒體教學(xué)。做課件的過程中要多思考,使課件內(nèi)容豐富、信息量大、形式生動(dòng)活潑,實(shí)驗(yàn)演示靈活方便,使得抽象的、難于理解的內(nèi)容可以設(shè)計(jì)成直觀的,易于理解的內(nèi)容,是學(xué)生更加深刻的領(lǐng)會(huì)概率統(tǒng)計(jì)的思想方法,同時(shí)多媒體也有利于實(shí)施啟發(fā)式教學(xué),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,很好的培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力。
案例教學(xué)法作為經(jīng)濟(jì)類概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)課程教學(xué)方法改革的一種手段,被引入教學(xué)實(shí)踐,它對(duì)課程建設(shè)、教學(xué)效果、教師及學(xué)生能力的提高都有十分重要的意義。教師從案例教學(xué)入手,對(duì)實(shí)施過程中的關(guān)鍵因素進(jìn)行分析,并對(duì)實(shí)施案例教學(xué)的環(huán)節(jié)進(jìn)行探索,尋求案例教學(xué)法應(yīng)用于此類課程教學(xué)的有效方法和途徑。案例教學(xué)法是概率論教學(xué)中的一種以案例為基礎(chǔ)的教學(xué)方法,它已成為概率教學(xué)中一種必不可少的教學(xué)手段。通過近幾年的教學(xué)實(shí)踐,在教學(xué)過程中,我們將案例教學(xué)法與課程理論教學(xué)進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合。運(yùn)用案例教學(xué)法,講授以一些現(xiàn)實(shí)生活中學(xué)生遇見過的實(shí)際問題為背景,引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)課本所講授的基本知識(shí)點(diǎn)在實(shí)際生活中的應(yīng)用。案例教學(xué)顛覆了傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式,對(duì)構(gòu)建良好的學(xué)習(xí)環(huán)境起著積極的促進(jìn)作用。例如,在經(jīng)濟(jì)管理類學(xué)生的課堂上,此課程對(duì)經(jīng)濟(jì)類學(xué)生的要求不僅僅是學(xué)習(xí)課本上的概念公式,是更注重的是培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)際的經(jīng)濟(jì)環(huán)境中有效地運(yùn)用課本上已經(jīng)學(xué)習(xí)的各種知識(shí)的能力,而案例教學(xué)法通過對(duì)實(shí)際案例的分析、處理,來提高學(xué)生的實(shí)際應(yīng)變、知識(shí)運(yùn)用能力,對(duì)教學(xué)效果的實(shí)現(xiàn)起著非常積極的促進(jìn)作用。例如,非常重要的貝葉斯公式,學(xué)生記憶起來很困難,普遍反映這一原理比較難懂,所以必須要學(xué)生理解才可以,首先要介紹貝葉斯公式的特點(diǎn)是一種已知結(jié)果求原因的概率公式,如今,貝葉斯方法在很多學(xué)科中有著重要的應(yīng)用.在講解完貝葉斯公式后,除了讓學(xué)生練習(xí)一些概率習(xí)題外,我們可以引入了著名的伊索寓言——“孩子與狼”的故事,這個(gè)故事同學(xué)們都非常熟悉,但又很好奇老師怎么把它和數(shù)學(xué)聯(lián)系在一起,他們之間有什么關(guān)系,其實(shí)在這個(gè)時(shí)候,學(xué)生的好奇心自然增加了他們學(xué)習(xí)的積極性。事實(shí)上,這一過程就可以運(yùn)用課程所講的貝葉斯公式進(jìn)行分析。因此,我們希望學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的貝葉斯公式來分析此寓言中村民對(duì)小孩的可信程度是如何下降的?這一案例極大地調(diào)動(dòng)了同學(xué)們的積極性。這樣,學(xué)生對(duì)這一原理的認(rèn)識(shí)從僅僅會(huì)死記硬背套公式到會(huì)用該原理分析實(shí)際生活中的現(xiàn)象,對(duì)概念的理解自然就深了許多。在教學(xué)過程中,我們不僅精選講解一些案例,還注重引導(dǎo),鼓勵(lì)學(xué)生課下自己去尋找生活中的案例,把課堂所學(xué)知識(shí)用于分析和解決實(shí)際生活中的問題,激發(fā)學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性。針對(duì)目前我國(guó)彩票市場(chǎng)分析了概率論和博彩之間的關(guān)系,總結(jié)了彩票各獎(jiǎng)項(xiàng)的中獎(jiǎng)概率,指出了中獎(jiǎng)概率與摸彩順序二者間的關(guān)系,得出了增加獲獎(jiǎng)機(jī)會(huì)的一些技巧。
開展研究性教學(xué)活動(dòng),增加學(xué)生參與環(huán)節(jié),學(xué)生通過選題、思考、查材料、組織材料、完成論文等一系列活動(dòng),達(dá)到學(xué)以致用的目的,同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí),系統(tǒng)的完成一項(xiàng)工作的能力。學(xué)??梢越M織教師編寫多媒體輔助教學(xué)課件、總復(fù)習(xí)題、拓展練習(xí)等內(nèi)容,這樣能幫助不同層次的學(xué)生開展自主學(xué)習(xí)。
引入實(shí)踐教學(xué),在數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程中,針對(duì)獨(dú)立所教學(xué)生的特點(diǎn)設(shè)計(jì)綜合性實(shí)驗(yàn),學(xué)生在教師指導(dǎo)下,運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)和計(jì)算機(jī)技術(shù),獨(dú)立完成綜合性實(shí)驗(yàn)課題,寫出分析報(bào)告。將數(shù)學(xué)建模融入到實(shí)踐教學(xué)中來,教師建立一些實(shí)際問題,要求學(xué)生用概率統(tǒng)計(jì)的方法建模并加以解決,這即提高了學(xué)生學(xué)習(xí)概率統(tǒng)計(jì)的積極性,又培養(yǎng)了學(xué)生應(yīng)用概率統(tǒng)計(jì)的能力。眾所周知,數(shù)學(xué)建模是培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解決問題的一門學(xué)科,在概率統(tǒng)計(jì)的教學(xué)過程中可以引入數(shù)學(xué)建模的思想和方法,這樣既可以幫助學(xué)生了解這門課程的應(yīng)用,同時(shí)也能提高學(xué)生獨(dú)立發(fā)現(xiàn)問題及解決問題的能力。在數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程中,利用Mathematica數(shù)學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,結(jié)合教學(xué)內(nèi)容開展研究性學(xué)習(xí)的探討。比如,在講解古典概型的時(shí)候,可以借助古典概型分析我國(guó)的福利彩票和體育彩票的中獎(jiǎng)率,這樣不僅能幫助學(xué)生理解古典概型,同時(shí)也激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,不再是枯燥的課本學(xué)習(xí),而是把知識(shí)應(yīng)用到解決實(shí)際問題當(dāng)中去。學(xué)生在教室的指導(dǎo)下,掌握了已學(xué)的知識(shí),加深了對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解,同時(shí)又發(fā)現(xiàn)了相關(guān)知識(shí)之間的聯(lián)系,并嘗試了將這些知識(shí)進(jìn)行綜合。
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