余永龍
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地方本科院校概率統(tǒng)計教學的改善策略*
余永龍
(宿遷學院 文理學院,江蘇 宿遷 223800)
研究了如何改善地方本科院校概率統(tǒng)計的教學效果,提出“以疑問為導向”在每一講的引入、訓練、總結(jié)、布置作業(yè)4個環(huán)節(jié)中開展概率統(tǒng)計教學。讓學生主動思考案例中的疑問,進而提高學生學習效率及解決問題的能力。
概率統(tǒng)計;教學效果;疑問導向;策略研究
通常來說,地方本科院校是指伴隨著經(jīng)濟社會轉(zhuǎn)型發(fā)展和高等教育大眾化進程的推進,通過各種方式升本,建立在地級市的本科層次高校。目前,全國本科院校共有1 243所,其中地方本科院校600多所,所占比例高達55%左右。同時,各個高校招生規(guī)模在不斷擴大。2016年我國高等教育毛入學率已達42.7%,預期2020年我國高等教育毛入學率將超過50%[1].受這些因素影響,在本科招生體系中,地方本科院校受到的沖擊最大,生源質(zhì)量受到很大影響。這樣,單一的學術(shù)性高等教育已無法適應這些學生的需求,必須走多樣化發(fā)展之路。通俗地講,不可能把一個社會中這么多人都培養(yǎng)成數(shù)學家、物理學家、經(jīng)濟學家,而是要培養(yǎng)成生產(chǎn)、服務一線的高素質(zhì)應用技術(shù)型人才[2]。概率統(tǒng)計是高等院校理工類、經(jīng)管類等專業(yè)本科生的三門大學數(shù)學公共基礎(chǔ)課程之一,是研究和揭示隨機現(xiàn)象統(tǒng)計規(guī)律性的一門數(shù)學學科[3],是大學數(shù)學課程中最具實用性和趣味性的。
無論是地方本科院校處于創(chuàng)建應用型本科的歷史階段,還是在本科生培養(yǎng)方案下,概率統(tǒng)計都是培養(yǎng)地方本科院校大學生數(shù)學應用能力不可或缺的一門課程。而依據(jù)傳統(tǒng)理論教學的“滿堂灌”模式,既缺乏創(chuàng)新精神,也沒有很好地為應用型人才培養(yǎng)工作服務[4]。近幾年,有關(guān)地方本科院校概率統(tǒng)計課程教學改革的研究得到了廣泛關(guān)注[5-6]。本文研究如何改善地方本科院校在轉(zhuǎn)型過程中概率統(tǒng)計的教學效果,提出“以疑問為導向” 在每節(jié)課的引入、訓練、總結(jié)、布置作業(yè)4個環(huán)節(jié)中開展教學。以疑問引起學生的好奇心,調(diào)動學生的學習熱情,進而學習新知識點。學生會逐漸將每個疑問中學到的知識點重新拼合起來,這樣既促進了學生主動地學習,概率統(tǒng)計的知識體系又不會被破壞。
與其他大學數(shù)學課程類似,概率統(tǒng)計內(nèi)容抽象,知識體系嚴謹。學生普遍反映課程枯燥、冰冷,缺乏學習概率統(tǒng)計的興趣。但相比于另外兩門大學數(shù)學基礎(chǔ)課程,概率統(tǒng)計中有大量生活中的應用實例。可在課堂授課的引入、訓練、總結(jié)3個環(huán)節(jié)中,以應用實例中的疑問引起學生興趣,調(diào)動學生學習的激情。
地方本科院校一般都是由??圃盒!⒅械葞煼秾W校、成人高校等合并升本而來,絕大多數(shù)院校綜合實力較弱。地方本科院校的生源質(zhì)量在本科招生體系中處于低端,學生們的高中概率統(tǒng)計基礎(chǔ)普遍薄弱。為了使學生盡快接受概率統(tǒng)計的新內(nèi)容,在開啟新課環(huán)節(jié),選取生活中具體的事例,激發(fā)學生的好奇心,促使他們積極主動學習。比如在講解數(shù)學期望這一節(jié)時,我們先拋出一個著名的“分賭本”問題。由于賭博是生活中的娛樂方式之一,教師可用幽默詼諧的語言引出。
引例1[7]:17世紀中葉,一位賭徒向法國數(shù)學家帕斯卡提出一個使他苦惱長久的分賭本問題。甲乙兩賭徒賭技不相上下,各出賭注50法郎,每局中無平局。他們約定,誰先贏3局,則得全部賭本100法郎。當甲贏了2局、乙贏1局時,因為皇帝召見,想中止賭博。問這100法郎如何分才算公平?
學生們對這個問題充滿興趣。他們討論結(jié)束后發(fā)問:“甲乙均分賭本公平嗎?賭本全歸甲公平嗎?”在這個疑問刺激下,學生們思考到“甲乙均分對甲不公平,全歸甲對乙不公平”。這時說出,賭本按一定比例分別分給甲乙才是公平的,問題的關(guān)鍵是按照什么樣的比例分配。分析假設(shè)剩余2局賭博繼續(xù)進行下去,會出現(xiàn)(甲,甲),(甲,乙),(乙,甲),(乙,乙)這4種結(jié)果,則公平的分配應是甲分3∕4,乙分1∕4.從而給出離散型隨機變量數(shù)學期望的定義,進一步給出連續(xù)性隨機變量數(shù)學期望的定義、數(shù)學期望的性質(zhì)。
概率統(tǒng)計作為一門數(shù)學公共基礎(chǔ)課程,適量題目的訓練是不可缺少的。針對地方本科院校學生對概率統(tǒng)計題目存有畏難心理,可在提出鮮活的、接地氣的疑問后,給出訓練題目,促使學生主動思考題目和探索新知。比如在講解完事件的獨立性后,以“懸疑類電視劇中,一個好結(jié)果的發(fā)生是由一系列的碰巧加在一起”的例子,給出一個彩票中獎的問題。
實例1:某彩票每周開獎1次,每次提供十萬分之一的中獎機會,且各周開獎是相互獨立的。如果你每周買1張彩票,并且你堅持10年(每年52周)之久,問你中獎的可能性大小是多少?學生通過計算從未中獎的概率,進而得出中獎的概率是0.005 2,表明購買彩票中獎是很艱難的事。通過這樣一個貼近生活的實例,促使學生主動去使用已學到的對立事件和事件獨立性的知識,也加深了學生對生活中事物的認識。
在題目訓練環(huán)節(jié)完成后,可板書囊括章節(jié)知識點的空白表格。讓學生在填充表格過程中不停地搜索學過的知識點,借助表格讓學生形成系統(tǒng)性的章節(jié)知識點。
比如講解完第一章隨機事件與概率,板書表1,空出小空格中的結(jié)果。調(diào)動學生學習積極性,激發(fā)學生求知欲,促使他們主動整理出第一章隨機事件與概率的知識點。
表1 課堂復習總結(jié)表
概率值事件關(guān)系 ABAB=φA,B獨立 P(A∪B)P(B)P(A)+P(B)P(A)+P(B)-P(A)P(B) P(AB)P(A)0P(A)P(B) P(A|B)0P(A) P(B|A)10P(B)
在復習總結(jié)環(huán)節(jié)中,讓學生在填表過程中回憶或翻閱課本,使章節(jié)知識點漸成系統(tǒng)性。
在課堂授課的3個環(huán)節(jié)結(jié)束后,進入布置作業(yè)這一環(huán)節(jié),仍要借助生活中的具體問題激發(fā)學生學習興趣,促進學生主動完成課后的作業(yè)題。依據(jù)學校的教學實際,由教師給出緊貼生活的實例,然后布置實例中涉及到知識點的作業(yè)題。比如,在有50多個人的班級中講解完概率的定義后,教師拋出一個論斷“你們班至少有兩位同學在同一天過生日”。因為一年有365 d,大多數(shù)學生會對這個論斷產(chǎn)生疑問:50多個人的生日全不相同的可能性應該是較大的。這在很大程度上引起了學生興趣。
進而布置作業(yè):個人中至少有2個人生日相同的概率n是多少?(1)=30;(2)=50;(3)=100.
學生通過已學的古典概率的方法,分別計算出=30時,n=0.696 3;=50時,n=0.965 1;=100時,n=0.992 2.計算的結(jié)果使人吃驚,學生堅信了教師布置作業(yè)前的論斷。在學生課后自控力較差的地方本科院校,通過拋出疑問的方式布置作業(yè),這一環(huán)節(jié)再次吸引住學生,讓學生主動完成課后作業(yè)。
實施新教學模式后,從期末卷面成績看,班級平均分得到了提高,班級成績的不及格率顯著下降;從課堂氣氛看,師生互動交流的次數(shù)增多;從課后學習看,學生在班級群里交流問題次數(shù)變多。概率統(tǒng)計采用“以疑問為導向”的教學模式,能有效改善地方本科院校學生的學習效果,培養(yǎng)了學生解決實際問題的能力,同時也是培養(yǎng)應用型人才培養(yǎng)工作的需要。
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2095-6835(2018)20-0075-02
021;G642
A
10.15913/j.cnki.kjycx.2018.20.075
宿遷學院教改項目(項目號:SQC2018JG06)
余永龍(1990—),男,漢族,安徽安慶人,助教,碩士,主要從事控制論研究。
〔編輯:嚴麗琴〕