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概率论与数理统计

概率论与数理统计

概率论与数理统计范文第1篇

【关键词】概率论与数理统计 绪论课 教学效果

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2013)22-0072-02

概率论与数理统计是所有理工科院校的一门数学必修课,且在考研中占着较高的内容比例,因此,在第一次上课时,怎样去讲、讲什么内容,如何才能激发学生的学习兴趣,提高学生的学习积极性,笔者从以下几个方面进行探讨。

一 序言

当人们在一定的条件下对某些自然现象加以观察或进行试验时,其结果可能是多个可能结果中的某一个,而且在每次试验或观察前都无法确知其结果,即呈现出偶然性,或出现哪个结果“凭机会而定”。如从大家经常玩的扔硬币、掷骰子和玩扑克等简单的机会游戏,到复杂的社会现象――婴儿的诞生、世间万物的繁衍生息、流星的坠落……人们无时无刻不面临着不确定性和随机性。这种带有随机性、偶然性的现象被称为随机现象,概率论与数理统计就是研究随机现象的一门课程。随机现象具有不确定性,那是不是就没有规律?通过大量的在一定条件下对随机现象进行观测会发现某种规律性,比如抛一枚硬币,出现正面和出现反面

的可能性都是 ,掷一颗骰子出现1、2、3、4、5、6的可

能性都是 等。从现在开始,我们就对随机现象的统计规律

性进行学习研究。

通过简短的介绍,充分调动了学生的学习兴趣,使课堂气氛一下子活跃起来,给这门课开一个好头。

二 概率论与数理统计发展简史

概率论是一门研究随机现象规律的数学分支,起源于17世纪中叶,但当时刺激数学家们首先思考概率论的问题,却是来自不光彩的。法国数学家费马向法国数学家帕斯卡提出下列的问题:“现有两个赌徒相约赌若干局,谁先赢s局就算赢了,当赌徒A赢a局(a

一般认为,概率论作为一门独立的数学分支,其真正的奠基人是瑞士数学家雅各布・伯努利。他的主要贡献是建立了概率论中的第一个极限定理――伯努利大数定理,即“在多次重复试验中,频率有越趋稳定的趋势”。这一定理更在他死后的1713年,发表在他的遗著《猜度术》中。

到了1730年,法国数学家棣莫弗出版其著作《分析杂论》中包含了著名的“棣莫弗―拉普拉斯定理”,这就是概率论中第二个基本极限定理的原始雏形。而接着法国数学家拉普拉斯在1812年出版的《概率的分析理论》中,首先明确地对概率作了古典的定义。另外,他又和数个数学家建立了关于“正态分布”及“最小二乘法”的理论,使概率论的发展进入了一个新的时期――分析概论时期。另一个在概率论发展史上的代表人物是法国的泊松,他推广了伯努利形式下的大数定律,研究得出了一种新的分布,就是泊松分布。概率论继他们之后,其中心研究课题则集中在推广和改进伯努利大数定律及中心极限定理上。

概率论发展到1901年,中心极限定理终于被严格地证明了,随后数学家利用这一定理第一次科学地解释了为什么实际中遇到的许多随机变量近似服从正态分布。到了20世纪的30年代,人们开始研究随机过程,而著名的马尔可夫过程的理论在1931年才被奠定其地位。而前苏联数学家柯尔莫哥洛夫在概率论发展史上亦作出了重大贡献,到了近代,出现了理论概率及应用概率的分支,将概率论应用到不同范畴,从而开展了不同学科。因此,现代概率论已成为一个非常庞大的数学分支。

与概率论的发展密切相关的是数理统计学。简单的统计古来就有,但没有形成知识体系。以概率论为基础,以统计推断为主要内容的现代数理统计学到20世纪才逐渐成熟。

近代,最早使用统计的是英国经济学家格劳特,他在1662年对伦敦市的死亡人数进行了统计推断。1763年,英国数学家贝叶斯发表《论机会学说问题的求解》,其中的“贝叶斯定理”可以看成是最早的统计推断程序。英国生物学家和统计学家皮尔逊在现代数理统计的建立上起了重要的作用,被公认为现代统计学之父。现代数理统计作为一门独立学科的奠基人是英国的数学家费希尔,他提出了许多重要的统计方法。我国数学家许宝在多元统计分析方面也做出了卓越贡献。

1946年,瑞典数学家克拉默发表了《统计学的数学方法》,他系统地总结了数理统计的发展,这标志着现代数理统计学的成熟。

概率论与数理统计是研究随机现象统计规律性的一门数学学科。概率论――从数学模型进行理论推导,从同类现象中找出规律性,是数理统计学的基础。数理统计――着重于数据处理,在概率论理论的基础上对实践中采集到的信息与数据进行概率特征的推断,数理统计学是概率论的一种应用。

通过以上概率论与数理统计发展简史的介绍,可以增强讲课的趣味性,避免给学生造成这又是一门枯燥的数学课的感觉;可使学生了解概率论与数理统计的产生和发展过程;还可对学生进行意志、品德教育。

三 经典例子和日常生活例子的分析

为了阐明概率统计的基本思想和方法,可以用“生日问题”、“美国种族歧视问题”和“足球骗局”这三个经典问题为例。

1.生日问题

生日,只论某月某日,不论某年,假定一年有365天,问366个人中至少有两个人在同一天过生日的可能性有多大?那64个人中至少有两个人在同一天过生日的可能性又有多大?最后,一个30人的班级中至少有两个人在同一天过生日的可能性又有多大?

366个人的生日排列到一年中的365天,那必然至少有两个人是同一天过生日的,因此这种可能性是1。

通过概率论中古典概型的研究,可以得出,64个人生日

各不相同的可能性为 。

故66个人中至少有两个人在同一天过生日的可能性为

同理,一个30人的班级中至少有两个人在同一天过生

日的可能性为 0.7063。

这个问题还可以应用到中国人特有的属相中。通过计算可得,任意四个人当中,有两个人的属相是一样的可能约为50%;而在一个六口之家中,几乎可以断定有两个人的属相是一样的!

如果上述的数据仍让你有所怀疑的话,不妨留意一下以下例子:在美国前36任总统中,有两个人的生日是一样的(第11任总统波尔克和第29任总统哈定生于11月2日),有三个人死在同一天(第2任总统亚当斯、第3任总统杰斐逊和第5任总统门罗均死于7月4日),当然年份是不同的。

2.美国种族歧视问题

有人说美国没有种族歧视,因为据某年的数据统计分析,白人杀人后被判死刑的概率为19/160,黑人杀人后被判死刑的概率是17/160,由此说明美国没有种族歧视。后来有人仔细研究了这组数据,发现如果再看被害人是什么人,则情况是:白人杀白人被判死刑的概率是12.6%,白人杀黑人被判死刑的概率是0,黑人杀白人判死刑的概率是17.5%,黑人杀黑人判死刑的概率是5.8%,由此看到了明显的种族歧视。

所以,在对同一组数据进行统计时,不同的用法可能使结果大相径庭。统计研究数据时能不能把真实的东西挖掘出来,这点很重要。

3.足球比赛的骗局

在“英超”足球比赛的进程中,有人收到一封电子邮件,预测明天有一场比赛是甲胜。收到电子邮件的人当然不会轻易相信他。但若发邮件的人连续5次都猜对,就不能不相信他确有这个能力。经过询问,他说他请著名统计学家编了一个预测软件,是有科学依据的,所以才能每次猜对。他还说,如果给他汇200元钱,就告知明天比赛的输赢。但是,等汇过200块钱以后,就陷入骗局了。

不要以为学了统计就不会被骗。事实的真相是他第一次给2000人发信,其中一半人猜甲胜,另一半猜乙胜,终归有1000人的结论是正确的,于是再跟说对的1000人中的500人说下场比赛丙胜,对另500人说丁胜,如此下去。

所以,在利用统计结论时,一定要想想数据是怎么来的,又是如何利用数据进行统计的。

通过这些例子,可以告诉同学们概率论与数理统计是和日常生活联系紧密的一门课程,并且也是怎样去用所学的数学去解决实际问题的一门课程。

四 与以前所学数学的联系

通过前面的例子我们看到,概率论与数理统计这门课中要用到大家在中学所学到的排列组合,但古典概型仅仅是概率论中最简单的情形,为了研究更复杂的概率情形,我们还要用到大学一年级学习的高等数学,特别是函数的微分与积分部分。

五 概率论与数理统计课程的重要性

概率统计理论与方法的应用几乎遍及所有科学技术领域、工农业生产和国民经济的各个部门。如:(1)气象、水文、地震预报、人口控制及预测都与概率论紧密相关;(2)产品的抽样验收,新研制的药品能否在临床中应用,均需要用到假设检验;(3)寻求最佳生产方案要进行实验设计和数据处理;(4)电子系统的设计离不开可靠性估计;(5)探讨太阳黑子的规律时,时间序列分析方法非常有用;(6)研究化学反应的时变率,要以马尔可夫过程来描述;(7)在生物学中研究群体的增长问题时提出了生灭型随机模型,传染病流行问题要用到多变量非线性生灭过程;(8)许多服务系统,如电话通信、船舶装卸、机器维修、病人候诊、存货控制、水库调度、购物排队、红绿灯转换等,都可用一类概率模型来描述,其涉及的知识就是排队论。

目前,概率统计理论进入其他科学领域的趋势还在不断发展。在社会科学领域,尤其是经济学中研究最优决策和经济的稳定增长等问题,都大量采用概率统计方法,如风险理论中的最优投资和再保险策略……这正如法国数学家拉普拉斯所说的“生活中最重要的问题,其中绝大多数在实质上只是概率的问题。”因此,我们没有理由不学好这门课。

一次好的绪论课的教学,可使学生充分认识到学习概率论与数理统计的重要性和必要性,促使学生运用所学知识去分析、解决现实问题,使原本枯燥的教学理论变得生动有趣,从而使学生对这门课产生浓厚的学习兴趣,提高教学效果。为了全面提高学生的学习水平,教师除了要钻研概率论与数理统计、研究数学教学规律、改进数学教学方法外,还要上好概率论与数理统计的绪论课。

参考文献

[1]王正萍.浅谈《高等数学》绪论课的教学[J].滁州职业技术学院学报,2003(1):73~75

概率论与数理统计范文第2篇

关键词: 教学方法 教学改革 概率论与数理统计

概率论与数理统计是高等院校理工科各专业的数学类基础课程.它既有严谨的理论体系,又有很强的应用性;它的内容既蕴涵现代数学思想,又包括实际问题的统计处理方法,广泛应用于工业、农业、军事和科学技术中.因此,这门课程在培养大学生的数学素养方面起着重要作用.在概率论与数理统计课程教学中,如何才能取得良好的效果?大家进行了广泛的研究与实践.本文针对概率论与数理统计课程教学中,学生普遍“学不好、学好不会用、学后易忘记”的现状,结合概率论与数理统计课程的特点,深入分析学生实际,介绍了教学方法改革的一些尝试.

一、概率论与数理统计课程教学中存在的问题

概率论与数理统计是一门非常抽象的学科,它是研究随机现象统计规律性的学科,是一门很有特点的学科.它的内容非常丰富,概念和公式多且杂,容易混淆;基本概念抽象复杂、难以理解;涉及的知识点太多,需要用到高等数学、线性代数中的许多知识.一直以来,学生学习的都是确定性的内容,突然来研究随机问题,往往感到处理问题的方法与其他数学课程有很大的差异,普遍不适应,觉得习题难做,方法难于掌握.

学生在学习概率论与数理统计的过程中,常常有两种感觉:

一是学好不会用.掌握了相关知识,除了应付考试,却不知道在实际中灵活应用所学知识,遇到实际问题时,往往无从下手.

二是学后容易忘记.学生常常反映,概率论与数理统计的公式、定理特别多,不容易记住,学起来很枯燥,即使记住了,只要几天不看,就忘记了好多.

二、概率论与数理统计课程教学方法研究与实践

为了解决这些问题,在教学中,我们着重于对基本概念、基本理论和思想方法的讲解,尽量淡化定理的严格证明,紧密结合实际背景,注重知识连贯性和系统性,从而加深对相关数学概念的理解.

1.关于概率的公理化定义

在讲解概率的定义的时候,我们在介绍了概率的统计定义、古典概型定义、几何概型定义之后,还介绍了公理化定义.若是简单的讲述,前面三种概率定义,存在种种局限性,不够严谨,为了更严谨地定义概率,从而提出公理化定义.这样的讲授,学生必然不会有什么深刻的印象,若是能结合相关实际背景,讲讲著名的贝特朗奇论,说明正是它推动了概率定义公理化的进程,则学生必然印象深刻.

概率论与数理统计范文第3篇

摘 要:概率论与数理统计这门课程一直以来教学方法单一、教学模式刻板,学生在学习时感觉有一定的难度,针对这一现状我们结合教学实践就教学内容、教学方法和手段等方面做了初步探索,重视加强学生分析问题、解决问题能力的培养。现在是信息时代,将QQ公众号和微信平台引入到《概率论与数理统计》的辅助教学及课后辅导答疑中来,多方位地培养学生对这门课程的学习兴趣,力求学生一旦有问题提出教师能在第一时间给出解答。

关键词:概率论与数理统计教学 教学方法 数学改革

中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2016)08(a)-0174-02

概率论与数理统计是工科院校大学生必须学习的重要数学基础课之一,该课程不仅能训练逻辑思维能力,同时它的应用性比较强。作为教师应该与时俱进,不断地更新自己的教育理念和教学方法,能够利用有限的课堂时间将知识有效地传授给学生。我们就其他院校有关这门课程的教学改革结果做了深入、系统的研究,摒弃了以前传统的教学方法,探索利用大数据时代多媒体和网络的作用,逐步形成适合新时期人才培养的模式,该文就以下几个方面做了改进。

1 教学内容的改革

《概率论与数理统计》是高等工科院校数学基础课中应用性相对较强的一门课程,但是就这门学科本身而言理论性强,比较抽象,学生不好理解。工科学校主要是培养应用型人才,在教学内容上做了一些调整。

1.1 弱化理论,重视应用

概率论部分的理论证明主要重视逻辑的严谨,学生接受起来有一定的难度,在讲解时尽量用学生易于理解的语言将定理阐述清楚,把概率论作为数理统计的基础知识来介绍,这样处理有利于加强学生对定理证明的理解。数理统计部分的讲解侧重于引入一些经典的、与生活贴近的例子,比如:有关中奖问题、库存与收益问题等,尽量多介绍日常工作中常常出现的有关数据分布的简单描述方法和思想、应用背景以及数理统计方法在实际应用中应该注意的问题,进而锻炼了学生应用数理统计的知识处理实际问题的能力。

1.2 以概率论为核心

概率论最早起源于赌桌,随着18、19世纪科学的发展,人们注意到某些物理和社会现象与此相似即偶然事件大量重复发生时都有一定的规律性,从而由游戏起源的概率论被应用到更广泛的领域中。到了20世纪俄国科学家马尔科夫、柯尔莫哥洛夫等人给出了概率的测度论定义和一套严密的公理体系,这种公理化方法成为现代概率论的基础,使概率成为严谨的数学分支。数理统计是对带有随机性的数据及所观察的问题做出推断或预测,数理统计是以概率论为基础而发展起来的,伴随着对观测数据误差分析和最小二乘法的研究到19世纪这门学科已经开始形成。20世纪随着点估计理论、方差分析法、置信区间估计理论等的提出,直到克拉默在1940年发表了著作《统计学数学方法》,标志着统计学日臻完善。

纵观概率论与数理统计的发展历史可见这门课程的核心内容是事件的概率描述、随机变量概念及其分布理论以及运用函数的观点刻画、处理问题,当然传统的试验概率,如,古典概型、几何概型及后验概率分析对工科概率论也有着重要作用,它们在处理一些现实生活中、工程中的具体问题时提供了概率手段,起到了不可替代的作用。大数定律和中心极限定理揭示出了概率的本质,在满足一定条件下随机变量序列的算术平均值的收敛和极限分布,这些内容也是概率论与数理统计这门课程的核心思想,一直贯穿始终。在教学时,以概率论为核心重点讲解,数理统计的讲授是在学生掌握概率论的基本理论知识基础上,让学生认识到通过总体、简单随机样本、统计量等有关概率论知识处理统计中的参数估计、假设检验等问题,进而将这两部分知识有机的融合在一起。

2 教学方法和教学手段的改革

传统的教学主要是一支粉笔加一块黑板,基本上是教师在前面讲学生在下面一边听课一边记笔记,很容易导致注意力不集中,学习跟不上。部分学生学习目的不明确,为了期末考试能及格死记硬背定义、定理和例题,无从谈起运用所学的知识分析问题和解决实际问题。在概率论与数理统计的教学改革中,我们摒弃了课堂教学的单一模式,鼓励教师根据学生的具体情况采取灵活多样的教学方法,并将多媒体引用到课堂教学中来。

2.1 教学方法多样化

现在的学生和以前有所不同,尤其是自控力上,上课时注意力集中的时间不长,时不时就去看手机,这对教师的课堂教学是一个极大的挑战。我们在课堂上不仅仅运用讲授式教学法,还应积极采取更加多样的教法,比如:问题法、谈话法、读书指导法和讨论法等。数学课理论性强,一般都比较单调,针对不同的教学内容设计相应的教学教法,认为像古典盖型、条件概率、全概率公式和期望、方差等内容引入就很适合运用问题法,利用比较容易的题目引导学生解出答案,然后观察题目的特点总结一般规律;像分布律、分布函数及概率密度函数的性质等内容采用谈活法――一问一答的效果比较理想;对于比较简单的章节采用读书指导法,将需要掌握的内容以提纲的形式列在黑板上,引导学生自己看书找到相应的内容,这样有利于培养学生的自学能力。课堂上加强各种教学方法的综合运用,一方面有利于活跃课堂气氛;另一方面也有利于吸引学生的注意力,引导学生积极参与到课堂活动中来,激发学生的学习兴趣。

2.2 多媒体融入到教学中

现如今网络发达,是信息量很大的时代,还一味的采用黑板加粉笔的教学模式显然不合时宜,多媒体技术可以提供形象、直观的学习环境,它图文并茂、动静结合突破了粉笔书写的局限。教学过程中还可以根据内容需要引入课外知识,拓宽学生的知识面,增加学习兴趣。根据教学内容合理地运用多媒体,而不是依赖它,我们认为像定义、定理的证明这样重要的内容还是教师板书效果比较好,既能体现逻辑的严密性又能突出教学重点;像例题、定理的内容和归纳总结的部分利用多媒体演示,这样处理可以节省时间,教师可以在教学内容的讲解上投入更多的精力,做好重点、难点的讲授。

课堂教学是教师重要的阵地,课前做好充分准备,课上讲解重点突出,思路清晰,抓住学生的注意力,充分利用多种教学方法,有效利用信息时代的教学手段,潜移默化中培养学生分析问题、解决问题的能力,为学生的进一步学习或未来的工作夯实基础。

3 做好课后辅导答疑

与中学的教师不同的是大学教师上完课就不在教室,学生如果有问题想找教师很难找到,再者大学生的课程安排的也比较满,师生好像只有上课才能在一个教室里。针对这种情况,建议教师为学生建立一个QQ群或是微信群,以便学生有问题时能及时提出来,教师也方便了解学生的学习效果,一旦发现问题及时解决,避免学生因为上一节课的知识没理解好影响下一节课的学习。我们也进一步设想建立一个概率论与数理统计的公众QQ群,每星期安排教师值周,师生利用这个平台交流、互动,将发现的问题反馈给其他教师。

在新的形势下伴随教学改革的深入进行,很多重要的课题需要我们去深入探讨,就概率论与数理统计这门课程在教学方面进行了一些尝试,扭转了学生的学习态度,把以前被动学习变为主动学习,使得期末不及格率有所下降。总之,作为教育工作者就应该依据时代的变化,及时调整自己的教学方法和教育理念,这样才能做到与时俱进,为社会培养更多、更好的创新型人才。

参考文献

[1] 苏小囡.概率论与数理统计教学中的一些思考[J].科技展望,2014(17):53,55.

[2] 曲子芳.概率论与数理统计教学方法浅析[J].教育教学论坛,2015(3):143-144.

概率论与数理统计范文第4篇

关键词: 概率论与数理统计 教学方法 学习兴趣 应用能力

概率论与数理统计是高等院校本科生必修的数学课程之一,与生产及工程实践密切相关。不仅涉及面广,而且是许多后续专业课(如生物统计、试验设计等)的基础,是数学基础课程中应用较广泛的一门课程。概率论与数理统计是一门研究随机现象的科学,它的思想方法与学生以前接触过的任何一门学科均不相同,学生在学习过程中需要改变以往的思考方式,因此概率统计一直是学生认为比较困难的课程。而以往概率论与数理统计课程的教学中,常常是照本宣科,重视理论的系统性,强调详细的推导与证明,导致学生轻视理论联系实际、把学到的理论知识用到实际中解决实践中的概率论与数理统计问题,忽视探究实践的培养,必然导致学生缺乏创新精神和实践能力,无法适应时代的发展。这样的教学方法已明显不能满足发展的需要,因此,非常有必要对这门课程的教学方法作探讨。

一、以学生为中心,充分发挥学生的主体能动性

以学生为中心,就是把学生视为整个课堂教学过程中的主体和知识的主动构建者。教师不再是绝对的主导者,而是扮演着组织者、领路人、协助者和促进者的角色。在课堂教学中应该注重和谐师生关系的营造[1],做到对学生“严中有爱”。“以学生为中心”的概率论与数理统计教学是以学生为主体,针对在课堂教学中的现有问题,提出新的教学模式和方法,激发学生的学习动机,培养学生的创新能力,从而最大限度地提高概率论与数理统计的教学质量,促进学生从“知识型”人才向“创新型”人才发展。

二、引经据典,消除学生的畏惧心理

由于概率论与数理统计思想方法与其他数学学科不同,因此比较难以掌握。很多学生对该门课都有畏惧心理,因此在每学期的第一次课,首先可以向学生介绍概率论与数理统计的起源和发展,增强学习的趣味性,还可以介绍概率论与数理统计的一些热门运用,比如在经济、保险精算中的应用等,提高学生的学习兴趣,最后可以列举一些发生在身边的事,比如各大商场的促销活动,随处可见的销售中心,马路上的车来车往,到街头小摊设奖的骗局,班上同学的生日和身高,自己接到的一个保险电话,父母的一次投资,甚至是我们经常说的一句谚语,摸球、掷骰子等游戏,使学生在愉快的氛围中开始本门课程的学习,学习积极性无疑会有很大的提高。

三、合理设疑置障,激发学生思维[2]

疑问式教学法是指通过提出疑问、分析疑问、解决疑问而进行教学的方法。该方法有利于激发学生的好奇心,培养学生积极思考、勇于批判、勇于超越等良好的心理素质,是贯彻启发式教学思想、培养创新能力的一种有效方法。例如:在讲概率部分时,教师可以给出概率论中的几个经典问题,并且合理设置疑问。如生日问题,在给一个有90人左右的班级授课时,可首先提出一个结论:“在座的同学中,至少有两名同学的生日相同。”这一结论表面上并不是一个问题,但学生听了以后无不产生疑问,因而迫切希望知道其中原因。又如:在讲授概率的统计定义时,由于事件A的概率P(A)是当试验次数n较大时事件A发生频率fn(A)的稳定值,因此初学者会误解为概率就是频率的极限。为避免这种情况发生,在叙述了概率的统计定义后,教师可直接提出:“由概率的统计定义,能否可简单地概括为■fn(A)=P(A)?”引导学生对极限定义的回忆及将其与概率的统计定义对比,从而不但看出了它们本质上的差别,而且对概率的统计定义的认识更清楚、更准确。有时,为了使学生对某个知识点引起重视,也可以故意设置障碍,甚至进行误导,通过纠误寻源,积极引导学生思考。例如:投两颗骰子,观察出现的点数之和,试求事件A={点数之和等于4}的概率。考虑到考察的两颗骰子出现的点数之和,因而样本空间可构造如下Ω={2,3,4,…,12},而A={4},故由概率的古典定义得P(A)=1/11。仔细分析,就可以看出结论是错的。错的原因是该样本空间中的11个基本事件的出现不是等可能的。从而注意到用概率的古典定义解题时所建立的样本空间必须满足“有限性”及“等可能性”的要求。总之,合理地、恰到好处地设疑置障可以打破学生的认知结构,激起积极思维的层层浪花。

四、实施案例教学,理论联系实际

案例式教学法[3]是指要求学生结合所学的理论,以实际情况为背景,对客观现象进行深入分析,指出其存在的问题、根源,并策划出解决问题的方案。这种方法有利于活跃课堂气氛,激发学生的学习热情,培养学生发现问题和应用概率统计知识解决实际问题的能力。例如两赌金分配问题[4]:1654年,赌徒德・梅累向法国数学家帕斯卡提出一个使他苦恼很久的分赌本问题:甲、乙两赌徒赌技相同,各出赌注50法郎,每次赌局中无平局。他们约定,谁先赢3局则得到全部100法郎的赌本。当甲赢了2局,乙赢了1局时,因故要中止。现问这100法郎如何分才算公平?事实上,很容易设想出下面两种分法。

(1)考虑到甲、乙两人赌技相同,平均分配赌金:即甲得50法郎,乙得50法郎。这种分法没有照顾到甲已经比乙多赢1局这个现实,对甲显然是不公平的。

(2)考虑到已经进行的3局比赛结果,按照赌局输赢次数的比例分配赌金:甲得200/3法郎,乙得100/3法郎。这种分法没有考虑到如果继续比下去就会出现什么情形,即没有照顾2人在现有基础上对比赛结果的一种期待。那么,这更合理的第3种分法又该怎样分呢?提醒学生思考如果赌局进行下去,会出现的情况:最多只需再赌2局即可结束这场。而再赌2局可能出现的所有结果以有序对表示,如(甲,乙)表示第一场赌局甲赢,第二场赌局乙赢。由于2人赌技相同,这4种情况出现的概率应相等,2场赌局结果的分布概率如下表所示。

2局结果及概率分布

如前3种结果发生,都是甲先赢3局,即甲赢得全部赌金100法郎,相应的概率为3/4,而甲得0法郎的概率为1/4,故甲获得的期望赌金为E(甲赢3局)=3/4×100+1/4×0=75(法郎),而乙应分得25法郎。因此,既考虑到甲已经比乙多赢一局的事实,又考虑到后续可能出现的结果,按照数学期望的思想分配赌金是比较公平的。在这个故事中,出现了“期望”这个词,也是“数学期望”这个术语名称的由来。分赌本问题的思想可以进行推广,例如应用到投资问题:甲乙两人合资办厂,经营一段时间后,甲乙两人都要单独经营或者由于某种原因不能继续合作下去,应该怎样分配经营成果;或者因为经验不善而亏损,应该如何分摊债务等相关问题。这些思考对于经管相关专业的学生是有所裨益的。在案例教学中,把教学内容和其他学科联系起来,针对不同系、不同专业的学生,采用不同的案例,与学生专业联系起来。用概率论与数理统计知识解决他们专业的一些问题,让学生感觉学有所用,学有所值。这样学生就会主动地“学”,而不是被动地“教”。精彩生动的联系学生专业的案例,需要教师挖掘。

以上是笔者对概率论与数理统计教学方法的体会和所作的探讨,“授人以鱼,不如授人以渔”,好的教学方法对学生的学习尤其重要。在这个高速发展的社会,《概率论与数理统计》的教学要适应时展的需要,坚持教学改革,不断提高教学质量,积极发挥该课程在数学专业课程中的重要作用。

参考文献:

[1]方展画,罗杰斯.“学生为中心”教学理论述评[M].北京:教育科学出版社,1990.

[2]徐群芳.《概率论与数理统计》课程教学的探索与实践[J].大学数学,2010,26(1):10-13.

概率论与数理统计范文第5篇

概率论与数理统计是一门研究随机现象统计规律性的学科,是从研究必然问题到处理随机问题,其理论和方法的应用几乎遍及所有科学技术领域、工农业生产和国民经济的各个部门。由于它的广泛性应用,大多数高等院校都把它作为一门公共基础课。然而,许多学校对于该课程的教学存在以下问题。

1、概率统计课程教学内容变化不大,课程内容比较抽象,难以理解。

2、概率统计课程教学方法和教学手段落后。

3、概率统计课程考核方式单一。

4、在对知识的应用上存在较大的困难。

二、针对目前教学现状,我们对概率论与数理统计课程教学改革提出以下几点意见。

1、 教学内容改革措施

概率统计课程教学内容的改革要突出学生的主体地位,促使学生主动参与,积极思考。为了对学生直观的讲授该门课程相关的教学内容,特在该课程中按照章节实行模块化教学,以章节为单位,根据具体讲授的内容划分模块,具体模块划分见下表:

2、教学方法和教学手段的改革措施

培养学生对该学科学习的兴趣

概率统计知识体系复杂、严谨,导致许多学生觉得抽象、枯燥、无新鲜感,没有学习的兴趣。针对这种情况教师在讲授相关知识时候选择相关的史料来增强学生学习的兴趣。

采用启发式教学法

教师选一些来自现实生活的教学内容来讲授概率知识,例如,通过故障诊断、医疗专家系统等问题来引出贝叶斯公式,也通过大量独立的现象和重复独立的试验来介绍独立性和二项概率公式等等。像这种采用启发式教学可以更好地开阔学生的思维,发挥学生学习的主体性,有效地引导学生解决问题。

采用案例教学法

教师选择一些具有代表性的案例交给学生阅读、思考,引导学生运用所学的理论进行分析、讨论,以巩固知识,提高学生分析问题、解决问题的能力。如让学生运用古典概率公式解决"鞋子配对问题"、"生日巧合问题"、"问题";运用统计估计与假设检验解决"先尝后买产品促销问题"、"吸烟与患癌症的相关性";运用中心极限定理解决"保险公司盈利与亏损的问题"等等。

④开展第二课堂

从两方面入手,一方面教师引导学生利用课余时间定期组织活动,学习、讨论热点问题难点问题;另一方面教师将学生自主实验纳入该课程的教学活动中,根据不同章节涉及的知识,以课外作业的方式吸引学生自由组队,让学生在课余时间通过实验发现某些偶然性背后所隐藏的必然性,从直观背景中了解某些理论的产生过程,可以使学生深刻理解数学的本质和原貌 ,体味生活中的数学 ,增强学生兴趣 ,培养学生的实际操作能力和应用能力。比如对于讲过的 Poisson分布 可以让学生课余时在校门口,观察每 30s钟通过汽车的数量,检验其是否服从 Poisson分布;而对于已讲授的正态分布,可以让学生统计每学期各课程考试的成绩,看是否符合正态分布,并标准化而后排出名次等等,这样做能有效培养学生独立思考和独立解决问题的习惯,激发学生的学习兴趣,加深他们对理论知识的学习和理解,拓宽知识面,提高学习效果,培养学习兴趣等都会起到重要作用。通过数学实验,发现生活中的统计规律,提高学生学习兴趣,并以小组方式上交实验报告,作为学生平时成绩的一部分。

⑤合理引进多媒体教学

多媒体的动画演示 ,生动形象,可以将一些抽象的内容直观地反映出来,使学生更容易理解,能够化静为动,寓教于乐,能使抽象问题形象化,增强教学趣味性,便于学生对知识点的理解和运用;能节约传统的板书时间,开阔知识面,增加信息量,提高学习效率等.例如借助多媒体可以对概率统计中的一些随机现象进行模拟.对诸如分布的性质、分布之间的关系可以用图形的方式进行演示.改变传统的口授、板书的方式,使题目中静止的内容运动起来,让学生充分观察是由静态到动态过程,增强学生的观察和分析能力。

⑥利用数学建模培养学生的应用能力

对于教学改革我们更应该注重实践性的教学环节,注意加强培养学生观察、分析和解决实际问题的能力。所以教师应该选择具有代表性的有关概率统计的应用案例指导学生去思考、讨论、解答,使学生充分认识到概率统计这门课的实用性,培养学生的实际操作能力及建模能力,鼓励学生通过建立相应的模型来解决一般性的问题。比如,让学生测量本年级男、女同学的身高,看是否符合正态分布;分析学习成绩与性别的关系;分析父亲的身高与儿子的身高有何关系;统计每学期各科考试成绩并标准化后排出名次;考虑传递系统效率问题等。

3、成绩考核改革措施