蔡秋娥 廖基定 劉冬元
摘 要:為培養(yǎng)學生對隨機現(xiàn)象的理解及對概率的直覺,提高學生的數(shù)學修養(yǎng)及嚴密的思維能力,改善教學效果,該文對在教學過程中培養(yǎng)學生的興趣和實踐創(chuàng)新能力進行了探討,在概率論與數(shù)理統(tǒng)計課程教學理念和方法上進行了一些研究。
關鍵詞:概率論與數(shù)理統(tǒng)計 教學方法 學習興趣 數(shù)學思維
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2014)04(c)-0163-01
概率論與數(shù)理統(tǒng)計是高等學校理工科專業(yè)的一門重要工程數(shù)學課程,也是應用性極強的一門學科,其理論和方法的應用幾乎遍及自然科學、社會科學、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和國民經(jīng)濟各個領域。因此,概率論與數(shù)理統(tǒng)計的學習就顯得非常重要,然而很多學生在初學這門課程時感到很多知識難以理解和掌握,學習效果欠佳。為解決這樣的問題,培養(yǎng)學生對隨機現(xiàn)象的理解及對概率的直覺,提高學生的數(shù)學修養(yǎng)及嚴密的思維能力,我們在概率論與數(shù)理統(tǒng)計課程教學理念和方法上進行了一些探討和研究。
1 在教學過程中吸引學生,調(diào)動學生的情感以提高學習興趣
要想使課堂教學達到教學的最佳效果,教師不僅要調(diào)動學生的學習興趣, 教育學生學好該課程的重要性,不要懼怕學習過程中的各種困難外,還必須要想方設法使自己的傳授能夠最大限度地吸引學生。
(1)教師的對課程內(nèi)容的教學設計要聯(lián)系學生的客觀現(xiàn)實和課程知識現(xiàn)實,與其已有的生活經(jīng)驗和知識結(jié)構(gòu)聯(lián)系起來,比如在設計正態(tài)分布課程內(nèi)容時,就可以跟學生介紹學生的考試成績及學生綜合素質(zhì)應基本服從正態(tài)分布。另外有些醫(yī)學現(xiàn)象,如同質(zhì)群體的身高、體重、血紅蛋白量,以及實驗中的隨機誤差等,均呈現(xiàn)為正態(tài)或近似正態(tài)分布;
(2)教師確立的教學任務對學生具有一定的挑戰(zhàn)性,平庸死板的教學安排不可能吸引學生,教師應該盡可能的提高課堂教學效率,充分利用好課堂時間,讓學生感到學習充實,信息獲取量大。掌握了一道題的常規(guī)解法,誰還有其他創(chuàng)新的解法?學習完了一維隨機變量及其分布,還有沒有二維或多維隨機變量可研究?
(3)教師應關注學生聽課時的精神狀態(tài),在學生注意力渙散或有不耐煩情緒時,應調(diào)整教學的形式、授課的語速語調(diào)等,將學生的注意力重新拉回到課堂上來。 比如在組織教學時采用多種教學模式,如猜想、觀察、示范、模擬、操作、自學、討論、練習、分組競賽等。
(4)教師自身的魅力在很大程度上也能夠達到吸引學生的目的,比如上課時精彩幽默的語言,揮灑自如的教態(tài),簡練而漂亮的板書,大方的儀表,親切的話語,真摯的鼓勵,肯定的目光,獨到的見解,游刃有余的解題技巧等,都有助于建立良好的師生關系,教師如果能夠調(diào)動學生的情感和意志這些精神需要,那將會得到持久而巨大的效果。
2 加強學生思維能力的培養(yǎng)
數(shù)學知識是數(shù)學思維活動升華的結(jié)果,整個課程教學過程就是數(shù)學思維活動的過程,因此,如何通過教學自覺地培養(yǎng)學生的數(shù)學思維就成為值得探討的重要課題。
(1)應使學生對數(shù)學思維本身的內(nèi)容有明確的認識
在傳統(tǒng)教學中,數(shù)學思維被簡單的定義為具有邏輯思維,把直覺、想象、頓悟等非邏輯思維也作為數(shù)學思維的組成部分。但是,這種觀念阻礙了學生的思維創(chuàng)造意識,要想提高學生的數(shù)學思維能力,必須打破這種舊的觀念,只有這樣,數(shù)學教育才能不僅賦予學生以“再現(xiàn)性思維”,更重要的是給學生賦予了“再造型思維”。在用數(shù)學解決實際問題及證明數(shù)學定理時,凡是簡捷的過程、巧妙的方法等都屬于創(chuàng)造性思維的范疇。
(2)通過概念教學培養(yǎng)學生的數(shù)學思維。數(shù)學概念的教學,首先是知識概念的引入的必要性,創(chuàng)設思維情境及對感性材料進行分析、抽象、概括。此時,如果教師能結(jié)合有關數(shù)學史談其必要性,這對提高學生的創(chuàng)造性思維起到很好的效果。數(shù)學概念教學的任務,不僅要解決“是什么”的問題,更重要的是解決“是怎樣想到的”問題,以及有了這個概念之后,在此基礎上又如何建立和發(fā)展理論的問題。比如在給出了離散型隨機變量及其分布律后,又給出了連續(xù)型隨機變量及其概率密度的概念,這樣做的合理性在什么地方,二者的區(qū)別何在,又分別適用于什么情況呢。其次,就是對概念的理解過程,這一過程是復雜的數(shù)學思維活動的過程。理解概念是更高層次的認識,是對新知識的加工,也是舊的思維系統(tǒng)的應用,同時又是使新的思維系統(tǒng)建立和調(diào)整的過程;為了讓學生更加準確的理解數(shù)學概念,教師在創(chuàng)設思維情境,激發(fā)學生學習動機以后,還要進一步引導學生對概念的定義的結(jié)構(gòu)進行分析,明確概念的內(nèi)涵和外延,在此基礎上再啟發(fā)學生歸納概括出幾條基本性質(zhì)、應用范圍以及利用概念進行判斷等??傊?,要從概念的形成過程中,既培養(yǎng)學生創(chuàng)設思維,又使他們學到科學的研究方法。最后還應指出,概念教學的主要目的之一在于應用概念解決問題;因此,教師還應闡明數(shù)學概念及其特性在實踐中的應用。例如在講述n重伯努利試驗A恰好出現(xiàn) k 次的概率時,我們可以引入以下這個例題:姚明罰籃的命中率為80.9%,若姚明在某次比中獲得4次罰球機會,假設每次投籃都互不影響,那么他投中3次的可能性有多大?在解決這個有意思的實際應用問題時更能把概念和公式牢記于心。
學生很難從應用抽象概念轉(zhuǎn)換到具體的實際情景。因為這時既要涉及到抽象的邏輯思維,更要求助于形象的非邏輯思維。概念的教學,從引入、理解、深化、應用等各個階段都伴隨著重要的創(chuàng)設思維活動過程,因而都能達到培養(yǎng)學生數(shù)學思維的目的。
(3)在定理的證明過程中培養(yǎng)學生的數(shù)學思維
數(shù)學定理的證明過程就是尋求、發(fā)現(xiàn)和作出證明的思維過程它幾乎動用了思維系統(tǒng)中的各個成分,因而是一個錯綜復雜的思維過程。數(shù)學公理、公式反映了數(shù)學對象的屬性之間的關系;要想在定理的證明過程中培養(yǎng)學生的數(shù)學思維,就要從感性認識和學生的已有知識入手,以調(diào)動學生學習定理、公式的積極性,讓學生理解定理、公式的形成過程,并要設法使學生體會到尋求真理的興趣和喜悅。例如在證明獨立同分布的中心極限定理時,就要用到期望、方差及特征函數(shù)的性質(zhì),在證明的過程中學生自然就了解了在許多隨機現(xiàn)象中的隨機變量都近似服從正態(tài)分布。
定理和公式的證明是數(shù)學教學的重點,因為它承擔著雙重任務,一是它的證明方法一般具有典型性,學生掌握了這些具有代表性的方法后可以達到“舉一反三”的目的。二是通過定理的證明是發(fā)展學生創(chuàng)造endprint