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独立学院概率统计课程教学实践

2019/09/12 阅读:

摘要:对独立学院概率统计的教学环境和教学现状进行了分析,提出多元化的课程教学改革方法.从增加概率统计应用知识及案例教学、引入软件进行统计计算、开启“互联网+教育”模式充实教学内容、开展大学生学科竞赛、考核方式多样化等方面进行教学实践,打破传统的单向授课模式,实现教与学相互融合,取得了一定成效。

关键词:独立学院;概率统计;多元化;教学实践概率

统计是高等院校许多专业必修的公共基础课程,但目前来看,原有的知识体系和内容已不能满足大学生日后在工作岗位上对概率统计的运用需求,尤其是目前中学数学教材的改革、信息科学与人工智能技术的发展、数据科学技术的兴起,更是给大学本科概率统计的教学内容和教学模式改革提出了新的课题。对于独立学院的学生,其就业通常面向企事业基础岗位,不但要求掌握必要的基础知识,更需要掌握必要的专业技能,那么所开设课程的教学内容体系与教学模式也要与之相适应。

1独立学院概率统计课程教学背景分析

1.1中学教材大幅增加概率统计的教学内容

在《全日制义务教育阶段国家数学课程标准》[1](实验稿)中,关于“统计与概率”的内容要求主要有:收集、整理和描述数据;处理数据;从数据中提取信息并进行简单的判断;简单随机事件及其发生的概率等。高中阶段的教材也大幅增加了概率统计的教学内容,以江苏省为例,目前江苏省高中使用的苏教版教材,[2]在数学3第六章统计中包含:抽样方法、总体分布的估计、总体特征数的估计、线性回归方程;第七章概率中包含:随机事件及概率、古典概率、几何概率、互斥事件及发生的概率;而在选修系列2-3中包含:随机变量及其概率分布、离散型随机变量的分布、正态分布等,以及假设检验、独立性检验、线性回归、聚类分析统计案例等。

1.2专业分布及专业特点

以苏州科技大学天平学院为例,学院共有31个专业,其中有12个工科、4个商科和1个文科专业开设有概率统计公共课程,每年接受教学的学生数超过1500人。由于文科与理科进入大学后学习高等数学的内容和学时数有很大不同,文科专业的学生接受概率统计教学的难度要大一些。1.3统计软件广泛应用由于计算机硬件、软件技术的快速发展,各种不同用途的统计软件已成为常用办公软件或生产系统的管理软件,这些软件在企事业单位的数据分析、预测控制、系统管理、优化决策等方面起到重要作用;同时在大数据时代,各种海量信息数据无处不在,突破固有的思维模式,对数据的深度挖掘和应用,也是大学生必须具备的数学和统计素养,这些都需要课程的教学内容有所涉及。

2高校工科概率统计课程教学现状分析

2.1高校工科概率统计课程教学内容

目前高校工科概率统计公共课程的教学内容,基本上是以教育部数学与统计学教学指导委员会在2006年制订的《工科类本科数学基础课程教学基本要求》[3]而编写的,在这一要求下形成的教学内容体系主要包括随机事件与概率、随机变量及其分布、多维随机变量及其分布、随机变量的数字特征、大数定律和中心极限定理、数理统计的基本概念、参数估计和假设检验、方差分析与回归分析八个部分。大多数本科概率统计课程教材都以此标准编写,[4]独立学院也不例外,沿用的教学体系与教学内容大体与之相同。相比较我们目前所处的社会和科学技术发展现状,显然这个教学内容体系有些滞后,基础知识和理论知识偏多,应用类知识和统计计算偏少。

2.2概率统计课程教学模式

目前多数任课教师依然采用传统的课堂教学方式传授知识,虽然也有不少老师准备了电子课件并利用多媒体技术进行授课,然而大多仅只是把黑板的书写搬到了屏幕,教学观念和授课模式并没有实质性的改变。大班授课、单向灌输、内容死板、考核单一等弊端仍然存在,先进的教学设施和无处不在的网络技术并没有在教学中得到充分利用,在教学过程中较少体现对学生能力的培养。因此课堂教学成效低,学生厌学情绪比较严重。

3独立学院概率统计多元化教学改革设想与实践

鉴于上述分析,我们对于独立学院概率统计的教学改革有如下的设想,打破单一的授课模式,开展多元化的教学实践,实现教与学相互融合,具体表现在几个方面:(1)适度增加应用性的知识,压缩部分基础理论内容,并以实际问题的应用作为案例教学的切入点;(2)在教学中引入常用统计软件,使学生学会统计分析和计算;(3)开启“互联网+教育”模式,利用网络公开课,充实教学内容,拓展学生知识面;(4)开展以培养学生的能力为主的大学学科竞赛;(5)采用多种考核方式评定成绩。对于这些设想,我们课题组组织教师从2014年开始在独立学院的概率统计教学活动中开展了教学实践,收到良好的教学效果。

3.1教学内容改革

我们面向理工科和经管类等专业开设的概率统计公共课程学时数是48学时,原有的教学内容已经不少,如再增加新的教学内容,显然就要对原有的教学内容进行适当的调整。如前所述,中学教材中已经渗透了不少的概率统计知识,比如古典概率与几何概率问题,中学教材都有涉及,所以只选择典型问题讲解,其它相关问题作为课后阅读或训练,适当增加概率应用和统计分析与计算等部分内容。对于其它理论性较强的内容则注意有详有略,重点阐述概率统计的思想,掌握概率统计方法的实质。我们在教学中要求任课教师把概率统计的实际应用作为应用案例补充到教学内容之中,并适当渗透数学建模的思想。如“抽奖活动的设计”、“后验概率与信用制度”、“最佳库存量的计算”、“产品的合格性检验”等,通过教学和讨论,让学生体会到应用数学解决问题的快乐,感受到数学应用的重要性。为此我们编写了概率统计辅助教材,[5]弥补教学教材中应用案例偏少的不足。

3.2利用统计软件教学

计算机技术的飞速发展给概率统计拓展了广阔的应用领域,统计软件是必不可少的应用工具。为使学生及早了解并学习有关知识,我们在课堂教学中提倡使用统计软件进行分析和计算,如Excel、SPSS、JMP、Minitab等,由任课教师结合专业特点选择其中的一种或多种使用在教学中。统计软件的使用可以更直观的展现数据的特征,快捷准确地输出分析结果,不但提高了教学效率,也使得学生初步接触并了解统计软件的应用,不少学生利用课余时间都可以通过自学很好的掌握有关使用步骤和技巧,在毕业求职中具有一定的竞争力。

3.3“互联网+教育”提供了新的教学模式

目前兴起的“互联网+教育”的教育模式将是以后高校中重要的教学方式,互联网的广泛应用给我们获取知识提供了更多的途径,中国大学MOOC网的国家精品课程、网易公开课中世界著名高校的公开课等平台,都为我们提供了丰富的教学资源,拓展了教学广度,并且互联网教育满足了人们更加自我化的教育需求,提供了更加个性化的教育内容和方式,真正实现教育“以人为本”的理念。在“互联网+课程”这种模式中,教学条件和教学结构都发生了本质性的改变,形成了网络教学平台、网络教学系统、网络教学资源、网络教学软件、网络教学视频等诸多全新的概念,极大改变了传统的课堂教学手段。我们目前主要在中国大学MOOC网中指定部分国家精品课程供学生自主选择学习,不定期抽查学生学习进度,但如何量化学生的学习效果,目前还有一定的难度。为更好的推进“互联网+教育”的应用,我们组织申请了江苏省的概率统计网络课程,尽快实现线上课程与线下课程相结合,达到教学模式的多样化。

3.4开展学科竞赛,培养学生的能力

目前越来越多的高校注重引导大学生积极参与各种学科竞赛,学科竞赛作为常规教学课堂的延伸和补充已经成为高校教学活动中重要的组成部分,在竞赛中体现的是学生的自主式学习和融入式学习,能够培养学生的优良思想品质和创新精神,提升学生的才智和能力。自2014年开始,我们在各专业的课堂教学中经常渗透与概率统计有关的学科竞赛常识,鼓励学生积极组队参与,如大学生数学建模竞赛、大学生统计建模竞赛、“泰迪杯”挑战赛等,在竞赛活动中,学生们不但学到了知识,接受了锻炼,取得了良好成绩,而且极大提高了应用概率统计知识解决实际问题的能力。五年来,累计已有千余名学生接受了各种讲座培训,平均每年有近百名学生参加校内竞赛或全国竞赛。[6]3.5多种考核方式相结合传统的试卷方式考核模式以其全面、客观、易集中操作等优点仍在期末考试中被广泛采用,但学生其它方面的能力却未能很好体现。因此我们在平时教学中加强对学生的思维能力、理解能力、表述能力、分析能力、自学能力等综合考量,内容包括完成大作业、参加案例讨论、开展网络课程自学、参加学科竞赛等,作为平时成绩的依据,然后结合期末考试成绩加权得到课程的学期成绩,依此全面反映学生的学习状况。

4结语

对于独立学院来说,结合社会对人才的需求,改革教学理念,更新教学内容,提高教学效率,培养学生的能力,仍然是教学改革的重点。我们将在前期教学改革工作的基础上,进一步细化有关内容,加快网络公开课的建设,形成较为完善的适应新时代的概率统计课程教学体系,鼓励更多的学生融入到教学活动之中,接受更高层次的挑战。

参考文献

[1]中华人民共和国教育部.全日制义务教育数学课程标准(实验稿)[M].北京:北京师范大学出版社,2001.

[2]高中数学必修12345(苏教版)[M].江苏教育出版社,2012.6.

[3]数学与统计学教学指导委员会.工科类本科数学基础课程教学基本要求[J].高等学校理工科教学指导委员会通讯,2006.4.

[4]李晓莉,张雅文.概率论与数理统计[M].北京:高等教育出版社,2014.8.

[5]李晓莉,张雅文.概率论与数理统计习题册与综合训练[M].镇江:江苏大学出版社,2018.6.

[6]李晓莉.独立学院的数学建模竞赛培训模式研究[J].价值工程,2014.11.

作者:李晓莉 单位:苏州科技大学天平学院

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