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一、“问题驱动”教学法在概率统计教学中的必要性
概率统计是高等院校理工科,经济管理学科各专业的重要基础课,作为数学的一个重要分支,概率统计在许多领域中有着广泛的应用。但目前高等院校概率统计教学存在着一些问题,以下两个方面较为突出。其一是教学内容多,但学时相对较少。就我校而言,《概率统计B》这门课程的教学内容包含了随机事件、一维及多维随机变量的分布、数字特征,参数估计和假设检验。而教学学时只有48课时,再加上期中考试和国家法定节假日停课,真正的学时也只有44个课时左右。要在短短的时间内完成教学内容并提高教学效果,对教师来说的确是一个很大的挑战。其二是源于学生方面的普遍问题。当前我国的大学教育是大众化的教育,与精英教育时代相比,教学对象有了很大的改变。学生的独立思考能力较差,对教师的依赖性强,缺乏学习的主动性和自觉性,没有养成良好的学习习惯,再加上校园活动多,使得学生很难像中学一样,把所有的精力都放在学习上。正是存在上述的问题,我们要在传统教学的基础上寻找新的教学方式,在有限的90分内提高教学效率。其中“问题驱动”教学法就是一个行之有效的教学方法。
二、“问题驱动”教学法在课堂教学中的应用
“问题驱动”教学方法的关键环节是如何设计好问题。在文献[2]中提出了问题设计的三种策略,而问题设计的方法可以有多种呈现方式,我认为应该体现在以下三个方面。
1.问题设计要能够激发学生学习的动机,使学生对这门课程产生兴趣。比如,第一次课的时候,教师在介绍概率统计这门学科的发展历史时,可以以费马和巴斯卡的“赌金分配”问题为例,一方面让学生了解概率论的起源,另一方面让学生通过自己的分析,提出如何对赌金进行分配的方案。这样既能够调动学生的积极性,同时也激发了学生对概率统计这门课程学习的兴趣,为今后的教学起到一个良好的铺垫作用。
2.问题设计要能够使学生加深对基本概念的理解。当学生面临教师所提出的问题时,会产生猜想和探究的心理,这样容易激发学生积极思维,以便解决问题。在“事件的独立性“这一章节时,可以提出下面两个问题[3],问题1:一口袋中装有a只红球,b只白球。从口袋中任取一球,采用不放回的抽样。求:(1)在第一次取得红球的条件下,第二次取出红球的概率;(2)第二次取出红球的概率。设A表示“第一次取出红球”,B表示“第二次取出红球”。教师引导学生利用古典概率,乘法公式和全概率公式计算出:P(A)=aa+b,P(B|A)=a-1a+b-1,P(AB)=a(a-1)(a+b)(a+b-1),P(B)=aa+b。问题2:把问题1中的条件“不放回的抽样”改成“有放回的抽样”,再让学生重新思考上述问题,它们的概率有是多少呢?此时,教师亲自计算出:P(A)=aa+b,P(B|A)=aa+b,P(AB)=a2(a+b)2,P(B)=aa+b。引导学生观察4个随机事件概率之间的关系,发现P(B|A)=P(B),P(AB)=P(A)P(B)。这两个等式表明事件A发生与否对事件B发生的概率没有影响,两个随机事件的发生有某种“独立性”,然后再给出事件独立性的定义就水到渠成了。通过上面的问题设计,学生理解事件独立性的概念就更加深刻了。
3.问题设计要有助于知识迁移。面对问题情境时,使学生在新旧知识之间建立合理的联系,引导学生利用已有的知识去分析和思考面临的问题。在“随机变量的协方差”这一章节,讨论两个随机变量和的方差时,首先提出问题1:若随机变量X与Y相互独立,则D(X+Y)是多少?学生利用方差的性质很快能够得到答案是D(X+Y)=D(X)+D(Y)。
接着提出问题2:若随机变量X与Y不满足相互独立的条件,则D(X+Y)又是多少?让学生经过几分钟的思考,由教师推导出D(X+Y)=D(X)+D(Y)+2Cov(X,Y)。最后提出问题3:问题1是否为问题2的一个特例?问题3由学生独立完成,验证过程中要用到协方差的计算公式“Cov(X,Y)=E(XY)-E(X)E(Y)”和期望的性质“若X与Y相互独立时,E(XY)=E(X)E(Y)”,这样就建立起新旧知识之间的联系,通过这3个问题组成的“问题链”,学生对期望、方差以及协方差的性质有了更清晰地认识。
三、结语
“问题驱动”教学方法的使用应该注意以下几点:
1.根据学生的特点和认知水平设计好问题,问题不能太难,也不能太简单,应该保持一种“半生不熟”的中等强度,这样才能激发学生去思考和解决问题。
一、统计学硕士教学的问题分析
1.教学课程缺乏
2011年统计学专业才作为一级学科在研究生专业中开设,统计硕士的教学尚未形成体系。统计学专业在研究生专业中的开设历史短,各大高校对统计学的学科建设及各个研究方向的培养计划还不够完善,导致教学模糊。课程安排也存在不合理的地方,统计硕士必须具有扎实的统计基础才能更好地从事统计的研究工作。统计学专业的学习要求学生的数学基础及数理统计基础较好。统计硕士的培养计划中,专门培养统计能力的课程较少,其余多是根据每个导师所研究的领域安排的课程,与统计直接相关的课程尤为缺乏。
2.教学形式单一,缺乏实例
随着社会的进步,统计学的知识越来越丰富,统计学的应用越来越广泛,但统计硕士的教学形式却还很单一。统计硕士教学多是板书或是通过多媒体教学,大部分课程都是老师讲、学生听,只有极少数的课程由学生讲解或讨论。这些少数的课程是不同研究方向的课程讨论,加深了学生在自己研究领域的知识领悟,但统计学基础知识并没有巩固。统计学是一门综合性学科,它的应用范围几乎覆盖了科学的各个领域。统计学应用广泛,通过各种软件来实现取据的分析。高校开设的软件课程一般包括SPSS、Matlab、R软件等,掌握这些软件最好的方法就是在实际中来运用。教学实例的欠缺,让统计学专业的硕士研究生在学习或应用统计知识时困难重重。
二、方法建议
1.合理规划研究方向
目前统计学硕士教学中存在统计学各研究方向教学模糊。合理地规划各个研究方向及培养计划是培养统计硕士的基础。如今统计学渗透于各行各业,社会科学、自然科学都离不开统计学知识。统计学研究方向的划分,需要结合统计学实际的运用及当前的研究领域。不管研究方向如何设置,都要着眼于统计学的基础知识及与之相结合的学科,例如教育统计,应该结合统计知识与教育学的知识,而不是单方面的教育或统计知识,统计学的作用就是运用统计知识处理解决其他学科的实际数据等问题。
2.适当增加教学课程、教学实例
研究生的课程较少,统计学更需要掌握好理论知识再运用于实践。增加统计学的基础课程,增设统计学学生都需要学习的课程,加强统计学知识的学习。统计学是研究搜集数据、分析数据并通过分析数据的结果正确地推断出某种现象规律的科学。统计学教学与实际例子密不可分,增加教学实例不仅能加强专业方向的研究,还能引导学生深入研究以及加强对统计学专业知识的灵活运用。
3.采用多元化教学
统计硕士的教学存在教学手段单一的问题,多元化的教学手段是改变目前教学单一的一种方式。通过数据收集,根据所学统计知识运用统计软件分析,最终得出结论及提出建议。在分析数据的过程中不仅学会运用,而且加强知识的理解和记忆。除了统计软件的教学,学生还可通过感兴趣的实际案例来学习掌握知识。学生讲课的形式也是一种可采用的教学方式,学生提前准备要讲的内容。多元化的教学方式不仅能加强学生的学习兴趣,而且能让学生更好地掌握知识。
三、结束语
一、统计学课程教学中存在的主要问题
1、教材内容陈旧
当前高等职业教育统计学教材种类繁多,但内容陈旧,多年不变,其特点可概括为“理论抽象、内容繁多,案例分析少、缺乏应用价值”。使用这种教材,一是不便于学生自学,二是增加了教师教学难度。因此,编写以案本文由收集整理例教学为主要内容的统计学实务教材,迫在眉睫。
2、学生数理基础知识薄弱
高职院校财经类专业大部分是文科学生,数理知识普遍薄弱。由于统计学教材有一定难度,学生学习中要花费较多的时间和精力。对其中的抽象理论和繁琐的计算,学生学习起来比较困难,往往不能正确运用所学统计理论知识处理相关专业问题。这就要求统计学教师具有较高的教学水平,能够运用教学技巧解决此类问题。
3、 教学方法单调、手段落后
目前高职院校统计学课程授课教师的专业素质大都不能适应应用现代教育技术的要求,使用现代教学媒体、利用工具软件开发学科课件和教育软件等能力较差,多是采用“一支粉笔、一本书、一块黑板、一张嘴”,“满堂灌”的传统教学模式、枯燥的课堂讲解,导致学生兴趣下降,直接影响教学效果。
二、统计学课程教学改革对策
针对统计学课程教学中存在的主要问题,为实现专业培养目标的要求,笔者认为在讲授统计学课程时,应把握好如下几个问题。
1、理论教学与实践活动相结合
理论教学是以启发式教学法、讨论式教学法、引导式教学法、交互式教学法为主,实现以教师为指导、以学生为中心之目的。通过讨论、对话、答疑等形式,充分调动学生的积极性,使学生能够在良好的环境氛围中掌握统计学的基本理论和方法。对于高职学生而言,学习统计学起码应该掌握以下四个方面的基本技能:即设计调查方案、收集调查资料、整理调查资料、撰写分析报告。在讲授有关统计理论知识时可让学生在课外做一些相关的统计活动,在学期结束前可让学生做一次完整的统计工作。
2、将统计教育与德育教育有机结合起来
统计是对经济社会现象中的大量数据进行描述和分析,从而探索数据内在的数量规律性活动的过程。真实可靠的统计数据是各级领导分析判断形势进行决策和管理的基础和前提。只有坚持实事求是,才能保证统计工作质量,得出准确可靠的统计数据,为各级领导的决策和管理,乃至国家宏观调控提供正确的依据。否则就会对各级领导的决策和管理产生误导,甚至造成不可估量的损失。因此,每个统计工作者都必须遵守诚实守信的职业道德,严格按《统计法》办事,充分发挥统计的服务、咨询和监督的整体功能。
3、掌握教材内容的基本体系
从内容上看,统计学主要包括统计数据的收集、整理、显示、描述、判断和分析。本课程的内容大体包括四大部分。(1)描述统计。包括统计数据的收集与整理、数据分布特征的描述,重点讲述数据分布的集中趋势和离散程度的常用测度方法。(2)推断统计。包括概率与概率分布、抽样与抽样估计、假设检验、方差分析,重点介绍单因素方差分析及双因素方差分析方法。(3)经济管理中常用的一些统计方法。包括相关与回归分析,时间序列分析,统计指数,统计决策等。(4)国民经济统计基础知识,介绍国民经济统计的基本内容和主要统计指标。上述教学内容均可由教师在教学中根据其与不同专业开设的相关课程内容的关系,灵活地进行取舍及简繁、轻重等选择。
4、运用联系比较方式教学
统计学教材中公式繁多,且一般不能相互推导,同时统计学中一些指标数值的计算,必须要有一定的抽象思维能力,每一个计算公式都有特定的运用条件和运用场合,这对数学基础相对较差的高职院校的学生来说困难较大。而对公式的运用条件和运用场合的理解,除了需要数学知识外,还必须有一定的社会经济知识。
归分析统计学中的基本计算题包括:平均指标、变异指标、统计指数、一元线性回和一元线性统计预测。对于上述基本计算题,如果整理成对,采用比较的方法按对讲解,则能取得事半功倍的效果。
5、改革考试方式和内容
对于统计学的考试,多年来一直沿用试卷笔试的方式。这种考试方式离素质教育,特别是应有利于学生的职业技能的培养目的相差较远,导致了学生在学习统计课程的过程中,为应付考试把精力过多的花在了概念、公式的死记硬背上。这与高职教育的目标不符。因此,我们应对统计课程考试进行改革,引导学生在学好基础知识的基础上,注重技能训练与能力培养。对统计课程考试改革从两个方面入手:一是考试内容与要求不仅要体现统计课程的基本知识和基本分析能力,还要注重学生各种能力的考查,尤其是创新能力。二是考试模式不具一格,除可以普遍采用的闭卷考试外,还可以在教学中用讨论课的参与程度、调查报告的方式进行考核,采取灵活多样的考试组织形式。所以统计课程考核可以凭学生所作的统计调查问卷质量、各项实验结果、报告的质量情况、平时课堂参与得分和讨论得分等来评价。这种做法提高了学生的多种能力。