作者簡介:田忠(1981-),男,漢族,江蘇宿遷人,講師,碩士,南京科技職業(yè)學院,研究方向:數(shù)學教育、數(shù)據(jù)分析。
摘 要:本文首先確定了高職《概率論與數(shù)理統(tǒng)計》課程目標是引導學生學會用概率的思想認識世界、學會用基本的統(tǒng)計方法解決問題,然后給出了實現(xiàn)教學目標過程中的教學關(guān)注重點,包括概率三個章節(jié)和統(tǒng)計兩個章節(jié)的內(nèi)容,最后進行了小結(jié)。
關(guān)鍵詞:高職;概率;統(tǒng)計
中圖分類號:G642.0文獻標志碼:A文章編號:2095-9214(2016)10-0153-01
《概率論與數(shù)理統(tǒng)計》是高等院校理工類、經(jīng)管類的重要課程之一,在高職院校這門課程的教學目標一直比較模糊,教學效果不好,本文闡述的是筆者在高職院?!陡怕收撆c數(shù)理統(tǒng)計》的一些教學實踐和探討,以期更好地實現(xiàn)《概率論與數(shù)理統(tǒng)計》在高職人才培養(yǎng)體系中應(yīng)有的作用。
一、高職《概率論與數(shù)理統(tǒng)計》課程教學目標的確定
2014年《國務(wù)院關(guān)于加快發(fā)展現(xiàn)代職業(yè)教育的決定》指出高等職業(yè)院校要培養(yǎng)服務(wù)區(qū)域發(fā)展的技術(shù)技能型人才,重點服務(wù)企業(yè)特別是中小微企業(yè)的技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)品升級。技術(shù)技能型人才需要具備一定的科學研究能力,不管是在現(xiàn)代服務(wù)業(yè)還是在中高端制造業(yè)甚至是日常生活中,我們要面對大量的隨機現(xiàn)象,要掌握其內(nèi)在的統(tǒng)計性規(guī)律,就需要學習《概率論與數(shù)理統(tǒng)計》的相關(guān)思想和方法。
《概率論與數(shù)理統(tǒng)計》課程難度較高,再加上高職學生數(shù)學基礎(chǔ)相對薄弱,很多高職院校這門課程的教學效果不好,不少專業(yè)不開設(shè)這門課程,開設(shè)這門課程的專業(yè)課時也較少,總體來說高職院校的學生普遍缺少概率統(tǒng)計方面的素養(yǎng)。
綜合考慮到高職院校學生本身對概率統(tǒng)計的客觀需求和高職《概率論與數(shù)理統(tǒng)計》教學現(xiàn)狀,我們把高職《概率論與數(shù)理統(tǒng)計》課程教學目標確定為:引導學生學會用概率的思想認識世界,學會用基本的統(tǒng)計方法解決問題。
二、教學關(guān)注重點
對高職學生進行《概率論與數(shù)理統(tǒng)計》教學不可能面面俱到,要有重點,以下是在教學中必須要關(guān)注的教學重點。
1、引導學生學會用概率的思想去認識世界
(1)“概率論的基本概念”章節(jié),強調(diào)學生理解隨機現(xiàn)象的二重性。隨機現(xiàn)象存在著表面上的偶然性和內(nèi)部蘊含的必然規(guī)律性,工業(yè)生產(chǎn)以及生活中隨機現(xiàn)象處處存在,引導學生應(yīng)用概率的二重性觀點科學地認識這些自然和社會現(xiàn)象。比如我們?nèi)绾握J識努力和成功之間的關(guān)系,在某件事上足夠努力,但未必就會成功,成功有一定的偶然性,但努力可以提高我們成功的概率,這是必然規(guī)律性。用概率的二重性觀點來思考問題,讓我們的思維更客觀、更科學。
(2)“隨機變量及其分布”章節(jié),強調(diào)學生對概率分布的理解。生產(chǎn)生活中很多看似毫無規(guī)律的事情背后其實都蘊含著某種概率分布,比如某地區(qū)在一天內(nèi)郵遞遺失的信件數(shù)服從泊松分布;一個地區(qū)男性成年人的身高服從正態(tài)分布。概率分布的確定意味著我們對某些現(xiàn)象規(guī)律的掌握。用概率分布的眼光來觀察世界會讓我們對自然、對社會有更全面、更深入的理解。
(3)“隨機變量的數(shù)字特征”章節(jié),強調(diào)學生對期望與方差的理解。期望代表了某些隨機現(xiàn)象背后指標的加權(quán)平均值,方差則刻畫了總體數(shù)據(jù)與均值的偏離程度。期望和方差兩個數(shù)字特征為我們認識、分析某些隨機現(xiàn)象提供了量化指標。比如評價棉花的質(zhì)量時,既需要注意纖維的平均長度,又需要注意纖維長度與平均長度的偏離程度,期望較大,方差較小,質(zhì)量就較好。用數(shù)字特征來認識分析事情,將使我們能更準確更快速地把握某些隨機現(xiàn)象的本質(zhì)。
2、引導學生學會用基本的統(tǒng)計方法解決問題
統(tǒng)計學部分是傳統(tǒng)概率統(tǒng)計比較難理解難掌握的內(nèi)容,我們選擇參數(shù)估計和假設(shè)檢驗兩塊最基本的內(nèi)容來開展教學,教學中強調(diào)方法步驟和實際意義。
(1)“參數(shù)估計”章節(jié)重點介紹的是對總體未知參數(shù)值的估計,包括點估計和區(qū)間估計。點估計有兩種方法:矩估計法和最大似然估計法,矩估計法的思想是用樣本矩去代替總體矩,對樣本矩和總體矩要介紹到位,這兩個概念對高職學生來說還是比較抽象的。最大似然估計法首先是給出似然函數(shù),然后對似然函數(shù)取對數(shù),最后通過對數(shù)似然方程或方程組即可求出參數(shù)的最大似然估計值。最大似然估計法步驟簡單,但計算復雜,對高職學生難度較大,教學時可以相對簡單例題為主,強調(diào)方法的掌握,例題習題數(shù)量要控制好。點估計的結(jié)果是總體參數(shù)的近似值,通過點估計我們可以確定總體的參數(shù)值,便可以確定其總體分布,這樣便掌握了總體相關(guān)指標的內(nèi)在規(guī)律。
區(qū)間估計重點要介紹的是單個正態(tài)總體參數(shù)的置信區(qū)間,對置信區(qū)間的求解,先要讓學生理解置信區(qū)間的求解原理,然后學會根據(jù)條件使用固定的公式,每個公式什么時候用,公式中的參數(shù)是什么,怎么計算,在高職學生的教學中都要交代清楚。區(qū)間估計的結(jié)果有其現(xiàn)實意義,比如單個正態(tài)總體均值的置信區(qū)間代表了總體均值在一定置信水平下的可能取值范圍。
(2)“假設(shè)檢驗”章節(jié)對高職學生重點介紹的是對正態(tài)總體均值和方差的假設(shè)檢驗。假設(shè)檢驗是先根據(jù)實際情況給出原假設(shè)和備擇假設(shè),再根據(jù)條件選擇合適的統(tǒng)計量、確定拒絕域,然后根據(jù)樣本數(shù)據(jù)計算觀察值,最后根據(jù)觀察值是否在拒絕域內(nèi)得到最終結(jié)論。觀察值在拒絕域內(nèi)時拒絕原假設(shè),接受備擇假設(shè);觀察值不在在拒絕域內(nèi)時接受原假設(shè)。這些假設(shè)檢驗步驟要帶領(lǐng)學生多次實踐。同時假設(shè)檢驗的原理也應(yīng)給予一定的關(guān)注,學生了解了原理會強化他們使用假設(shè)檢驗的意識,對假設(shè)檢驗的步驟也會更清晰。
假設(shè)檢驗可以解決很多的生產(chǎn)生活問題,比如某車間用一臺包裝機包裝葡萄糖,袋裝糖的凈重服從正態(tài)分布,我們隨機抽取糖若干袋通過假設(shè)檢驗便可知機器工作是否正常。再比如想知道某項技術(shù)是否帶來了產(chǎn)品質(zhì)量的顯著性提升或下降等等,都可以用假設(shè)檢驗進行論證。
三、小結(jié)
教學中經(jīng)過多次實踐,還是實現(xiàn)了比較好的教學效果。關(guān)鍵是教學中始終明確簡單的教學目標:掌握基本的概率思想和統(tǒng)計方法。以本文介紹的教學重點為基本載體,其它內(nèi)容多少,教學單位根據(jù)實際情況適當調(diào)整即可,情況允許還可加入統(tǒng)計軟件教學,進一步提升學生的概率統(tǒng)計應(yīng)用能力。
(作者單位:南京科技職業(yè)學院)
參考文獻:
[1]盛驟,謝式千,潘承毅.概率論與數(shù)理統(tǒng)計(第四版)[M].北京:高等教育出版社,2008.