简论概率论高校工科概率论与数理统计课程革新与实践

摘要：针对大学教育大众化的新要求和工科专业学生的新特点，对概率论与数理统计课程从转变教育观念入手，整合教材与教学内容，改革教学方法，增开课程实验，调整考试评价方式，取得了良好效果，对工科数学类基础课教学改革与实践进行了有益探索。
关键词：概率论与数理统计；工科专业；教学改革与实践
1674-9324（2013）36-0029-02
概率论与数理统计是我校工科各专业开设的一门重要的学科大类基础课，主要研究自然界、人类社会及技术过程中的大量随机现象的统计规律性，侧重培养学生掌握处理随机现象的基本思想与方法，并运用其方法分析、解决实际问题的能力。由于与学生之前所学高等数学、线性代数等基础课程思考和处理问题的方法有所不同，学生普遍认为该课程难懂、难学、难用而且无用。近年来，为适应当前大学教育大众化趋势和我校石油石化等工科专业培养学生的新要求和新特点，该课程教学从转变教育观念入手，整合教材与教学内容，改革教学方法，增开课程实验，调整考试评价方式，取得良好效果，本课程已建设成为有影响力的校级精品课程。

一、转变教学观念是教学改革与实践的前提

转变教育思想和更新教育观念是进行教学内容、手段、方法改革的先导。分析当前教育形势和研究我校新校区学生特点，我们强调该课程教学应以工科专业学生对数学的应用为主要目的，必须改变传统数学教学中课堂授课教师主导，重视经典内容讲授，强化训练应试性解题技巧，而轻视数学思想和应用培养，忽视学生主动参与的教学模式，把教学的重心转移到通过问题引入数学概念、思考问题方法以及应用背景，启发学生主动思维，体会数学思维的特征，激发学生数学应用意识和兴趣，达到培养学生应用数学方法解决实际问题能力的目标。

二、教材编写与教学内容的整合

该课程作为一门数学基础课，国内外教材种类多，但没有统一权威性适用于各专业的教材。教材普遍存在内容多，叙述繁复，重概率、轻统计等传统数学理论教材特点，随着中学新课改和学生扩招，教材已不能适应学生学习实际状况。针对我校工科学生特点，根据教育部高等学校数学与统计教学指导委员会制定的“概率论与数理统计教学基本要求”，参考全国硕士研究生入学数学考试大纲，在多年教学讲义的基础上，我们编写了《概率论与数理统计简明教程》教材。本书适当地降低、弱化概率论部分的抽象理论，在统计部分增加处理数据、常见统计方法、数学软件应用等内容。章节内容选取合理，略去非重点内容的定理证明和个别繁复数学推导，避免内容偏多偏深，侧重培养学生掌握处理随机现象的基本思想与方法，提高学生数学素质和应用能力。

三、教学方法改革与实践

1.选取内容相关案例教学，体现数学应用思想。教学中，结合学生的工科专业特点，伴随教学进程，选取具有现实背景的实际问题，如系统可靠性判断，机械设计产品质量检验、钻井布局优化等问题，并适当介绍近年数模竞赛中所涉及到的相关题目，如DNA序列的分布，乳腺癌诊断，电力市场的输电阻塞管理及奥运场馆的人流分布等问题，让学生对应用概率统计解决实际问题具有感性认识，对该课程学习产生浓厚兴趣。
2.引导学生探索问题与教学讨论，注重课程实践。在教学后半学期，布置身边的实际问题，让学生参与实践，采集和处理数据，并用所学方法解决这些实际问题，课后大家一起研讨，对重要结果进行报告，使学生得以深刻理解数学思想的本质。如为了理解正态分布存在的普遍性，布置学生统计全校历年英语四、六级考试成绩是否服从正态分布，各分数段人数分布规律，从而客观评价试题，提出教学建议。为了熟悉采样与统计方法，利用每年教职工体检期间，布置源于：大学生论文网www.618jyw.com
学生采集血压与年龄数据，预测血压与年龄增长规律，制作图表，受到医院好评。
3.注重学生知识的扩展和延伸，培养思维的广阔性和创新性。教学中，注意多采取启发式的教学方法，如通过一维、二维随机变量的讲解，让学生联想多维随机变量的一些处理方法；启发比较数字特征：均值、中位数、众数等概念的差异，让学生体会到“什么是被平均”。引导学生利用所学的方法去发现身边存在的规律，体会到随机现象无处不在，数学应用无处不在，展现教学内容的有趣性和实用性。启发学生用随机性、统计规律的眼光观察多姿多彩的大千世界，诸如春季气候变化是否正常、教学楼电梯等待规律、道路汽车拥堵特征等，学生学会用统计方法关注和思考这些问题，认识问题更加理性与客观，培养了思维的广阔性和创新性。

四、开设概率统计实验

引入数学实验是数学基础课教学改革的新趋势，对以数学应用为主要目的的工科学生尤为重要。为此在该课程的教学中引入实验，充分利用学校数学实验室资源，对课程有兴趣和准备参加数学建模竞赛的同学继续进行软件培训和概率统计实验。从学生比较熟悉的EXCEL开始，学习掌握SPSS、SAS等统计软件使用，学会常见数据处理方法和基本编程，学生实现了课堂教学中无法实现的演示、计算、统计和预测等，真正体会到“学数学，用数学”。这些学生对地质数据处理、随机地质建模、油气储层评价等专业问题解决得心应手，在专业课程设计、毕业设计和建模竞赛中均表现优秀。

五、调整考试评价方法

课程考试是教学的重要环节，学生自然十分关注，伴随教学内容方法的改革，考试方式、内容也相应的进行调整。我们加强学生学习过程考核和课程实践考核，避免一卷定终身，消除考试恐惧。一是根据学生课堂表现和课后作业批改等次，每周评价打分，占20%。二是结合学生所学专业特点，对每班布置不同的设计性、实践性习题，教师给出题目或让学生自选，学生通过查找资料、设计实施、数据处理、撰写报告等环节训练，期末以大作业形式上交，占20%。三是期末试卷命题降低概念性、公式性试题量，加大应用性试题比重，避免考前死记硬背，生搬硬套，期末成绩占60%。
总之，通过几年的教学改革与实践，该课程教学取得了较好的效果，激发了学生的学习兴趣，调动了学生的学习的积极性，启迪了学生创造性思维，提高了学生应用概率统计方法解决实际问题的能力，为工科数学类基础课改革进行了有益探索。
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[5]党林立，文杰.概率论与数理统计简明教程[M].西安：西北工业大学出版社，2011.
作者简介：党林立（1969-），男，西安石油大学理学院副院长，讲师，硕士，研究方向为数学教学研究。？郾