發布時間:2023-09-19 16:20:21
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通過分析現有統計學教材的特點,總結不足,提出非統計學專業統計學教材在內容體系、教學方法、理論與實驗教學銜接等方面的改革設想。
關鍵詞:
統計學;教材;教學方法;統計實驗
中圖分類號:
G4
文獻標識碼:A
文章編號:16723198(2014)22013501
1現有統計學教材分析
(1)部分教材針對性不強,包含內容太廣,與其他課程的內容重復。比如當今較多統計學教材中的概率基礎部分,在經濟管理本科專業的課程中都設置有《概率論與數理統計》或《概率論與隨機過程》這樣的課程,而如果將概率基礎部分納入統計學教材中,意義不大。再比如,在目前有些教材中的方差分析和國民經濟統計知識部分,對經濟管理專業的本科教學而言,該部分的必要性不大,同時也受到學時限制,這些內容在本科教學中不做要求。如果將其納入教材中只能增大學生用書成本。
(2)部分教材結構布局不合理,造成老師授課和學生學習的不便。主要體現在目前市面上統計學教材中緒論、統計數據搜集、整理和描述這幾個章節部分的布局比較亂,與統計工作過程的程序不相吻合。一個完整的統計工作過程應該是:統計數據搜集、統計數據整理與描述、推斷。
(3)教材案例陳舊、案例缺乏趣味性,不能適應學科應用發展的需要,也不利于學生學習主動性和積極性的調動。由于學科內容性質的原因,統計學理論和方法相對死板,學生學習中普遍反映難度大、枯燥。目前的同類教材中,有較大部分教材沒有應用案例,即使有少部分教材有案例體現,但絕大多數案例都比較陳舊,同時也缺乏趣味性。不能很好地激發學生學習的主動性和積極性。
(4)將理論教學與實驗教學孤立。在統計學教學中單純進行統計理論和方法的學習,已經不能滿足該學科的社會性、工具性和應用性的需要。目前統計學教材中較少有體現統計實驗部分,這不符合統計學教學與現代信息技術的融合發展。個別的教材將統計理論方法的介紹和Excel統計處理同時進行,雖然表面上是將統計教學與實驗教學做了結合,但其實這增大了教師授課和學生學習的難度,并不利于教師對統計理論知識的講述和對軟件操作的指導,因為學生對統計理論方法還沒有掌握的基礎上,要想使他們同時掌握該理論方法的統計軟件處理,這無形中增大了學生學習統計理論和軟件操作處理的難度。比較恰當的做法是,在相應的統計理論方法講述的基礎上,對經濟管理中的統計實例做介紹,指導學生運用統計軟件對實例中的數據進行統計計算,掌握統計軟件的具體操作,并在此基礎上進行統計分析。這恰當地將統計理論教學與理論應用、統計實驗進行有機結合。這樣做的好處在于:一方面突出了理論方法的重要性,另一方面體現了該部分理論方法的實際應用性,同時也顯示了統計軟件使用的合理性,突出教學的針對性,減少教學難度,有利于學生對理論方法和實驗應用的掌握。
總體看,目前的統計學教材中,能夠將教材內容與經濟管理專業設置相結合,體現學科的理論性與應用性、現代教學方法的高技術性、教材實用性、針對性、經濟性、學生學習主動性和趣味性,并將理論教學與實驗和實際應用相結合的教材非常欠缺,老師和學生都呼吁這樣的教材。
2教材改革目標
教材改革目標:未來新編寫教材應在原有基礎上,更加突出針對性、實用性、經濟性等特點。具體做法,可以在內容上對現有《統計學》教材進行恰當增減,刪掉與其他課程教學重復的部分:概率基礎;刪除對經濟管理本科專業非必須掌握的國民經濟統計部分,增加應用案例分析和實驗操作,將理論方法與統計軟件、實踐應用有機結合起來;使得教材的針對性、實用性更強,同時節約學生用書成本。
3教材改革思路
(1)內容需覆蓋統計領域經典理論基礎,體現教材的科學性。基本內容包括:數據的搜集與顯示;統計數據的描述;抽樣與抽樣分布;參數估計;假設檢驗;相關與回歸分析;時間序列分析;統計指數。同時,突出統計方法應用,因此,需要增加應用案例分析和實驗設計及操作,將理論方法與實踐應用、和統計軟件有機結合起來。內容體系應反映大專院校經濟管理專業本科的《統計學》教學中所必須的基本原理、基本方法、基本技能及其應用。
(2)將現代教學方法的應用融入到教材中,體現教材的應用新穎性。各章內容結構設計:案例-理論內容-應用與實驗-實務練習”,從而體現現代教學方法的應用:“問題導向-理論方法學習-歸納總結-理論方法的實際應用-理論教學與現代計算機技術結合-重要知識點的練習鞏固-實踐與實驗應用的提升”。
【摘要】 針對近年來醫學院校招生規模不斷擴大,學生基礎知識和學習能力參差不齊的實際狀況,探討了概率論與數理統計分層次教學的必要性,提出了醫學院校概率論與數理統計課程分層教學模式,總結了在概率與統計教學改革中利用現代化信息技術進行分層次教學的實踐經驗。
【關鍵詞】 因材施教; 素質教育; 概率論與數理統計; 分層次教學
早在2500年以前,儒家代表人物孔子把教育內容分為德行、言語、政事、文學四科,其中以德行為根本。而德育方法由不同層次的方法構成的,特別是方法論層次上的德育方法,如因材施教法。既然不同的學生自身的特點不同,那么在教學中就應采用不同的教育,我們所提出的分層次教學思想,就源于孔子的因材施教。
近年來,隨著教育改革的深入,本科教育從精英化向大眾化進行轉變,高等院校招生規模大幅度地增加,醫科院校入校學生的數學基礎和學習能力參差不齊。而大學生由于其專業對概率與數理統計知識的要求不同,其學習目標和態度不盡相同,這就使得大學生對該課 程的需求有了進一步的分化;同時由于不同學生的數學基礎和對數學的興趣愛好也不盡相同,對數學學習的重視程度和投入有很大差別。在長期的教學實踐中我們深刻地體會到,為了在有限的課堂教學時間內盡可能地滿足各層次學生學習的需要,滿足各專業后續課程學習的前提下,最大程度地調動學生的學習積極性,必須推行分層次教學,提高數學教學的質量[1,2]。
1 概率論與數理統計分層次教學研究的背景
自1995年國家教委立項研究“面向21世紀非數學類專業數學課程教學內容與課程體系改革”以來,對于數學教育在大學教育中應有的作用,國內數學教育界逐漸認識到,我國高等院校的規模水平、專業設置、地區差異、師資力量、生源優劣都相去甚遠。而隨著我國高等教育大眾化趨勢的步伐加快,這些差距到21世紀更加凸顯,分層次教學法的提出必然是大學數學教學的規律。這也是我們在進行大學數學分層次教學研究時的一個基本出發點。我校在概率論與數理統計的教學實踐中提出分層次教學,是在原有的師資力量和學生水平的條件下,通過分層次教學,充分滿足各專業各水平不同層次學生的數學素質的要求,最大限度地挖掘學生的潛能,引導學生發揮其優勢,使每個學生都能獲得所需的概率統計知識,同時能夠充分實現學校的教育功能和服務功能,達到教書、育人的和諧統一[3]。
2 概率論與數理統計分層次教學中考慮的問題
我校是一所醫學院校,早期的概率統計教學常常采取“一刀切”、“齊步走”的教學方法,學大綱、教學實施計劃、教學方法、考核要求,并未針對數學基礎的不同采取不同方法,這造成基礎好的學生“吃”不夠,基礎差的學生“吃”不了,課程結束后并未達到理想的教學效果。
概率論與數理統計有別于其他學科,理論性和應用性都很強,這就決定了教師在教學中的參與和學生的自主學習都必不可少。因此,課堂教學中一方面要以學生為主體,以學為中心,另一方面要發揮教師的主導作用,積極組織、引導學生,促進學生更好地學習。
高等教育具有大眾化、多樣化,本質上講應該是個性化的。而素質教育的最大特點之一是要面向全體學生,挖掘每個學生的潛力,發揮每個學生的個性特長,提高全體學生的素質和能力[4]。但是由于擴招,新生素質呈下降趨勢,即使在我校,在校學生由于受遺傳、家庭、學校、社會環境等因素的影響,其水平差異、層次差異也很明顯,即具有層次性。而分層次教學則承認學生的個體差異,在教學過程中針對不同層次學生的不同個性、不同的數學基礎和學習能力以及不同專業設計不同層次的教學目標,根據不同的教學內容,運用不同的教學方法和教學手段,從而使學生在自己原有基礎上進行合理地學習,在基礎知識和應用能力方面得到充分發展,先后達到教學大綱的要求[5]。
3 概率論與數理統計分層次教學模式的實施
3.1 層次劃分
3.1.1 按專業不同進行劃分 根據各專業對概率統計知識的不同要求,采用不同的教學大綱,確定不同類別學生所必須掌握的知識點。目前我們面對生物醫學工程專業開設《概率論與數理統計》,教材采用同濟大學主編的《概率統計簡明教程》,在教學過程中提出"強化理論,增加實例,適當應用"的教學指導思想,重在培養學生隨機思維能力和提高統計素養,為今后解決一些涉及概率知識的醫學工程隨機模型打好基礎;面向藥學與生物技術專業開設《概率論與數理統計》,教材采用第二軍醫大學主編的《醫藥數理統計方法》,教學中提出“淡化理論,增加實例,強調應用”的教學指導思想,在該專業的教學中加強了統計知識的學習,重在統計方法的講解上,通過教學使學生具有較強的隨機數據分析和應用統計軟件的能力;面對臨床醫學、預防醫學、醫學檢驗、醫學影像、高原醫學、核醫學等專業我們開設《軍事醫學統計學》,教材由我校統計學教研室主編,教學過程中強調統計的“適用性”,重在要求學生軍隊衛生統計學的相關內容,理解醫學統計學中的重要名詞概念,能正確區分資料類型;而面對其余專業開設《概率論與數理統計》、《趣味概率論》選修課,旨在讓更多的醫學生了解概率論基礎知識以及統計方法,為后續課程打好基礎。
3.1.2 根據學生的數學基礎進行劃分 由于概率論與數理統計的學習與高等數學知識的掌握程度有顯著關系,因而我們在教學過程中根據高等數學的成績,按程度將同一專業學生劃分為A,B,C三個層次。但由于目前受同一專業的課程安排情況、教室數量以及教師人數等條件的限制,我們只能要求教師在同一班次教學中采取相應的各種措施,在授課內容的重新組織和授課方式上多下功夫。
A層次:此類學生學習勤奮,喜歡數學,數學基礎扎實,智商和情商均很高,愛動腦、勤動手,自學能力強,將概率論與數理統計看成一門“我要學”的課程,自我約束能力強,成績優秀。
B層次:此類學生智商較高,對數學無所謂喜歡或不喜歡,將其看成一門“要我學”,只是需要被考核的課程來看,主動學習能力不夠,數學基礎知識不夠扎實,成績中等。
C層次:此類學生通常表現不喜歡數學,對概率論與數理統計學習的自信心不足,數學基礎知識和邏輯思維能力較差,學習無自覺性,學習成績差。
3.2 分層次教學
3.2.1 教學過程 根據各教學層次制定切實可行的教學大綱,嚴格按照教學大綱,制定教學計劃、選用教材、實施分層次考核,根據分層次教學大綱,不斷擴充教學內容,提高教學質量。同時,概率統計課程盡量被安排在相同的時間上課,這使得任課教師能夠在課后及時交流進度、切磋教學中出現的問題,以便形成良好的風氣和習慣。
為了提高學生的學習興趣,在教學內容上要求直觀、生動,盡量多的介紹概念的實際背景和方法的實際應用。
A層次:約占總人數的15%,根據本層次學生的特點,在完成本科教學的基礎上,增加某些數學內容,使學生能更深入地掌握概率與統計理論知識,培養數理思維能力和邏輯推理能力。并根據不同知識點提出實際問題,引導學生思考,達到知識應用的拓展。
B層次:約占總人數的75%,針對該類學生,教師重點在于提高課堂教學質量,讓學生牢固掌握課程標準中所要求掌握的知識。
C層次:約占總人數的10%,對此類經常無法跟上教學任務的學生,在課堂教學和批改作業后,我們安排輔導教師統一進行習題講評,采取課后答疑、網上答疑相結合的方法,及時解決學生在學習上的困難。
每次課后均有作業讓學生完成,以達到鞏固和提高。作業分三個內容:一是基礎類(C層次),主要是對基本概念的理解、方法的運用;二是綜合類(B層次),含基礎類和綜合性作業;三是提高類(A層次),主要為綜合性練習和實際應用問題的解決。
3.2.2 考核形式 由于學生分為3個不同層次,為達到更大程度挖掘優生潛力,激勵中等生,鼓勵差生,我們對該課程的成績構成進行改革,其中卷面成績占70%,30%為平時成績。平時成績由教師控制,根據作業完成、課堂回答問題等情況打分。
3.3 利用現代化信息技術分層次教學
隨著現代化信息技術的發展,網絡已成為現代化教學的一種手段。由于授課時數有限,很多學生不滿足于課堂上與教師的面對面交流,而希望課后能與教師做更多的互動,以得到學習上的幫助。為此,我們從以下三個方面對分層次教學進行輔助:
3.3.1 開設專業學科網站 為搭建起教與學雙方的橋梁,更好地讓教師與學生進行溝通,我們于2002年在校園局域網開設了數學教學網站,包括《概率論與數理統計》課程的文字、圖片、聲音及視頻等資料,為學生學習專業知識和建模提供平臺,運行良好。所有的課程均上傳于FTP以及本網站的教學專區,方便學生查閱、學習,并建有留言交流,幫助學生學習的反饋和老師及時掌握學生的學習情況。同時含專業軟件,如Matlab7.0、Matlab2007、Lingo8.0、Lindo6.0和SPSS13.0, 完全滿足教學需要,效果顯著。學生可以通過網站了解該門課程的相關情況,包括:授課教師基本情況、課程標準、教學實施計劃等。同時增加有關概率統計應用方面的網頁鏈接,為學生深入學習該門課程搭建橋梁。
3.3.2 建立試題庫 為考察學生對該課程的學習情況,對概念的理解、方法的應用程度,達到最終掌握概率與統計相關知識的目的,我們建立了質量較高的試題庫。通過多年的教學實踐,不斷完善、調整,已經能夠基本滿足教考分離的考試模式。試題庫中的試題數量大(授課學時50學時,試題庫含1500道題),題型多樣(含單選、多選、填空、判斷、分析等題型),試題緊密圍繞知識點展開,按難度系數從0.1到0.9劃分為9個等級,可針對不同層次的學員進行考試命題。題庫由專人負責管理和維護,試題庫的設置保證考卷能客觀、全面地考察學員的學習效果。對每次考試試卷均進行難度、可信度等分析。通過對多班次考試成績分析,結果表明本課程考試的效果好,可信度較高。
3.3.3 建設網絡課程 為了更好地幫助學生學習,我們于2008年建設《概率論與數理統計》網絡課程。主要包含兩大板塊:課程配置和教學組織。課程配置中包含多媒體課件、電子教案、網絡教材、視頻;教學組織中包含網上作業、教師解答、學生通過自行組卷、老師批改等進行自主練習。通過網絡課程可以讓A類學生學得更深、更精,B類學生掌握基礎知識更扎實,而對于在課堂上不能及時掌握知識的C類學生可以再次學習,更好掌握基本內容、基本方法。
4 概率論與數理統計分層次教學的自我評價
通過5年來的教學實踐,本著"以學生為主體,教師為主導,以知識應用為目的"的教學思想,我校在本科生《概率論與數理統計》課程中施行分層次教學法已經初步收到了較好的效果。首先在分層次教學中,作為主導者,教師本身素質也得到了提高:同一個教學班次分3個層次,不同層次學生水平差異較大,這對教師的講授能力提出挑戰,需要針對本班次各層次制定教課的內容,并采用靈活多變的教學方式進行知識的講解;其次,通過分層次教學,作為主體的學生,在教師的協助與督促下,學生的學習潛力得到開發,不同層次學生自主獲取知識和應用知識的能力得到明顯提高,數理思維能力和邏輯推導能力得到發展。近3年來我校共組織113隊(本科生337人)參與全國大學生數學建模競賽,獲得全國一等獎13項,二等獎12項;重慶市一等獎47項,二等獎16項的優異成績,位居重慶市高校前列,得到全國組委會、重慶市教委、重慶市賽區和學校領導的高度肯定。
我們認為通過《概率論與數理統計》課程分層次教學的進行,有利于學生個性化的發展,是一種值得推廣的教學模式,也是一種適應社會改革與進步的舉措,我們對加強大學數學課群的整體建設、規范化管理做了積極的探索和努力,為今后全面提高概率統計,以及大學數學的教學質量提供了科學的依據,奠定了堅實的基礎。
【參考文獻】
1 高等學校工科數學課程指導委員會(本科組).關于工科數學系列課程教學改革的建議:數學與教材研究.高等教育出版社,1995.
2 劉黎,等.分層次培養:理念與實踐.遼寧教育研究,2004,5:48~50.
3 郭斯,羅海鷗.高校文化素質教育分層推進模式的思考與實踐.高校探索,2004,3:78~80.
目前在一些高校培養研究生教育過程中側重知識的傳授而忽視學術道德素質的培養,這就使得研究生缺乏學術規范意識造成一些不容忽視、甚至較為嚴重的學術不正、學術道德失范、學術腐敗的現象.這些現象存在于學術活動的各個環節,表現形式多種多樣,性質也不盡相同,如學風浮躁、急功近利、粗制濫造、弄虛作假、剽竊抄襲、學術交易、濫用他人成果、學術評審不公等.研究生學術造假的客觀原因主要是指畢業壓力、就業壓力和功利目的.的數量或質量不達標,不能獲取獎學金,不能畢業.那些想要按時畢業,卻又不愿意踏踏實實靜下心來做研究的學生,往往心存僥幸,把別人的文章進行簡單拼湊,甚至直接照搬照抄別人的研究成果,企圖蒙混過關.為了獲取獎學金和各種獎勵、榮譽,有些學生也選擇造假.對研究生來說,獎學金的評審和表彰獎勵的評定,也是與的數量和質量密切相關的.因而,一些研究生東拼西湊,盲目追求論文的數量.國內有些期刊,只需交納版面費而不需嚴格的審稿流程就能,也助長了學生的這種做法.
概率論與數理統計專業研究生教學改革措施:
1控制招生規模,改善辦學條件
在招生時,要充分評估本?,F有軟硬件資源,考慮資源的承受能力,嚴格控制招生數量.高校應當加大對教學基礎設施的建設投入,改善辦學條件.盡快建立與研究型大學相匹配的研究生教學大樓、實驗大樓,為研究生的教學和學習提供有力的物質保障.此外,高校還應當加強導師隊伍的建設.因為導師的質量直接決定了研究生的質量.學校要把好導師遴選的質量關,做好導師的崗前培訓和考核,建立一支能體現本學科特色的學術梯隊、學術團隊,對有突出貢獻的導師實施物質獎勵,對那些不負責、考核不合格的導師實施嚴厲的處罰措施,必要時可以廢除導師終生制.
2更新課程內容,突出前沿性
教材建設必須突出概率論與數理統計學科的特點.按應用程度不同,可把學科分為基礎學科和應用學科兩大類.對于基礎學科的教材應注重理論基礎,在理論的難點上能激發學生的想象力和創造性思維能力,概率統計專業研究生必須具備扎實的理論基礎;而對于應用學科的教材應注重理論和實踐相結合能力的培養,誘發學生的實踐興趣,指導學生的實踐操作,啟發學生在實踐中發現問題,解決問題,提高創新能力.例如《隨機過程》教材可選用應堅剛和金蒙偉編著的建立在測度論基礎上的教材《隨機過程基礎》,《高等數理統計》可選用茆詩松等編著的教材《高等數理統計》.必須指出的是,這些教材內容也比較陳舊,缺少一些新的前沿研究動態.所以教師在授課時,應一方面對經典內容加以精選,減少重復;另一方面要運用新的研究成果對經典內容進行創新處理,引導學生進入科研的前沿陣地.數理統計學教材應強化計算機運用統計軟件的能力,將數據的收集、分析、綜合的概念貫穿始終.
3推行研究型教學方法,開展學術討論班
研究型教學是以研究、討論為基本特征的一種教學活動.這種教學模式是在教師的指導下進行,以學生自主學習和課堂討論為前提,以教學中的重點、難點內容、有爭議的學術問題或學術前沿熱點問題為研究內容,通過學生查閱資料、獨立鉆研展開課堂討論和交流,從而激發學生的學習熱情,調動學生的創新欲望,而達到教學目的的一種教學方法.這種教學方法可充分調動研究生課堂學習興趣,發揮學習的主觀能動性.研究生學習的目的是創新.高遠遼闊的思維空間、自由輕松的學術環境和開放活躍的思維狀態是創新的理想條件.而討論班就是在一種寬松隨意的氛圍下對學術熱點問題各抒己見,使思想在碰撞中產生火花,從他人的見解中獲得啟發、拓展研究思路.導師可以將研究生按照不同的研究方向分成若干個研究小組,小組內不定期進行學術討論活動,而且不同研究方向的研究生也可以相互交流借鑒,取長補短.這樣不僅能使不同研究領域的思想和方法得以相互借鑒,提高研究水平,而且能避免工作的重復和人力資源的浪費.學生在認真閱讀文獻的基礎上,對所讀文獻進行歸納、總結、提煉、整理并寫出讀書報告,然后在討論班上講解,師生之間展開互動討論.這樣可以營造濃厚的學術氛圍,培養學生提出問題、分析問題和解決問題的能力,從而提高研究生的科研能力.
4深化課程體系,開設交叉學科課程
概率統計專業研究生的知識不應局限于自己或導師研究課題的一個狹窄范圍,而應當對本學科的歷史、現狀及發展趨勢,對本學科和相關學科比如基礎數學、應用數學、運籌學、計算數學及應用領域的關系有比較清楚的認識,改變孤立的知識系統和專而不博的知識結構.具體到課程設置上就應該減少專業必修課,增加與專業相關的選修課,進一步拓寬研究生視野,培養基礎寬厚、能適應社會各種需要的高層次人才.例如概率論與數理統計專業研究生必修課程可設《泛函分析》、《測度論》、《隨機過程》、《高等數理統計》.此外,現代社會需要的是具有綜合素質的復合型人才,因此需要通過多學科的教學,實現跨學科、跨學院的課程設置,使學生掌握各方面的知識和技能,以更好的適應社會和未來工作的需要.例如可設置如下交叉課程:計量經濟學、金融工程,金融統計學,生物統計學,遺傳統計學,計算統計學,模式識別,機器學習、數據挖掘,可靠性工程,物流供應鏈網絡,計算機網絡等.
摘要:根據21世紀對生物統計學課程的重新定位,在生物統計學精品課程建設中重點突出了教學方法和教學手段的改革,強化了學生能力的培養。
關鍵詞:生物統計學;精品課程;教學改革
一、引言
隨著生物科學的發展,只有定性的結論已不能滿足實踐的需要,實現生物科學結論定量化是人們長期追求探索的目標;生物統計學是生物學科定量化的重要分析理論與方法,生物統計學是生物學科應具備的基本知識和素質,與生命活動有關的各種現象中普遍存在著隨機現象,大到森林陸地生態系統,小至分子水平,均受到許多隨機因素的影響,表現為各種各樣的隨機現象,而生物統計學正是從數量方面揭示大量隨機現象中存在的必然規律的學科。因此,生物統計學是一門在實踐中應用十分廣泛的工具學科,它是生命科學各專業的專業基礎課,對后續生命科學課程學習和生物科研有重要作用。
同時,生物統計作為數理統計在生物學領域的應用,是教學難度較大的一門課程。因此,在生物統計學精品課程建設過程中,針對各專業培養目標的定位,因材施教,更新教育理念,加強實踐訓練,在教學方法和教學手段上進行改革和大膽探索。
二、二十一世紀對生物統計學課程的重新定位。
(一)新世紀對生物統計學課程提出的新要求。
二十世紀上半葉農業和遺傳統計學首先獲得了發展,在其基礎上發展起來的生物統計學、統計流行病學、隨機化臨床試驗學已經成為攻克人類疾病的一個里程碑。這在過去的半個世紀里顯著提高了人類的期望壽命。
21世紀人類基因組,基因芯片等實驗科學產生出的巨量數據,需要新工具來組織和提取重要信息。
將數據轉化為信息需要統計理論和實踐方面的洞察力、技術和訓練。
未來的生物統計學將會與信息技術密切結合,較少側重傳統數理統計,而會更多注意數據分析,尤其是大型數據庫的處理。生物統計學越來越不同于其它數學領域,計算機和信息科學工具至少和概率論一樣重要。
(二)生物統計學對大學生素質培養的作用。
生物統計學的一個重要特點就是通過樣本來推斷和估計總體,這樣得到的結論有很大的可靠性但有一定的錯誤率,這是統計分析的基本特點,因此在生物統計課程的學習中培養了一種新的思維方法———從不肯定性或概率的角度來思考問題和分析科學試驗的結果。
生物統計學是通過個別的試驗研究得出其一般性結論,屬于歸納推理的范疇。但其有別于簡單枚舉法和科學歸納法,是一種或然性歸納推理或者概率歸納推理。在生命科學的研究中絕大多數涉及到的是隨機事件,因此,生物統計學不僅是試驗設計與統計方法的教學,更重要的還是大學生思維方式的培養,這對提高大學生的素質很有必要。
生物統計學包括試驗設計和統計方法兩個有機聯系的組成部分。通過試驗設計的教學可提高大學生設計研究課題試驗方案的能力,使之明確課題的研究目的、試驗因素與水平以及試驗設計方法等方面的內容。通過統計方法的教學除讓學生弄清各種統計方法的內涵外,還需要使學生能夠正確地選擇最適合的統計方法,以揭示資料潛在的信息,達到研究的最終目的,從而提高大學生科學研究素質。
三、教學方法和教學手段的改革。
(一)加強電子課件及網絡平臺建設。
生物統計學是應用概率論和數理統計原理研究生物界數量變化的學科,而概率統計的理論和思維方法對本科生來說有一定的難度,加之課程學時的減少(由原來的60-70學時,降到現在的40學時左右),如何深入淺出地引導學生入門,并使學生在了解概率統計思想的基礎上,掌握常用統計分析方法的應用及使用條件是課程的教學難點。為此,我們利用多媒體技術,制作了與教材配套的課件,通過在課堂上把抽象內容形象化與直觀化,收到了良好教學效果。建設了一個生物統計學教學網絡支撐平臺,現有課程簡介、教學大綱、師資力量、授課教案、電子版《生物統計學》教材、課程錄像、實習指導、在線測試題、參考文獻、其它教學資源等欄目,免費向全校師生開放。
(二)將多媒體教學優勢與學生的認知規律有機結合,用較少的學時得到良好的教學效果。
多媒體具有信息量大、形象化、直觀化的特點。
但是如果不能很好地將多媒體這些特點與學生的認知規律相結合,多媒體教學就可能會帶來一些弊端諸如:(1)內容多,幻燈片變換快,由照本宣科變為照屏宣科,為新的“滿堂灌”;(2)課件圖片多,內容以展示為主,缺乏啟發性;(3)教學內容常用滿屏的方式顯示(即所謂“死屏”),老師照著屏幕上的內容給學生講解,失去了傳統教學方法,老師邊講邊板書能給學生留下比較深刻印象的特點,缺乏吸引力。
而多媒體在教學中只能充當工具的角色,在教學過程中必須將多媒體信息量大、形象化、直觀化的特點與學生的認知規律緊密結合在一起。在制作課件時,采用啟發式教學方式,精煉教學內容,模仿傳統教學書寫板書的過程,根據教學內容的難易程度,采用逐字、逐句、逐段顯示教學內容的動畫方式。在課堂教學中,老師仍然保持傳統教學方法的教姿教態,在授課的過程中與學生保持互動,根據學生在課堂上接受知識的能力,掌握屏幕上顯示內容的速度,必要時輔以板書進行講解。這樣做既發揮了多媒體教學的特點,又充分照顧到學生的認知規律,在內容沒有縮減,學時減少近三分之一的情況下,仍然取得良好的教學效果。
(三)長期堅持教育教學方法及教學規律的研究。
生物統計學的理論基礎是概率論與數理統計,從這個層面上講,它有非常濃的數學味道,但是它又有別于概率論與數理統計,生物統計學更主要強調的是概率論及數理統計的思想和方法在解決生命科學中一些具體問題的應用。因此在教學過程中就存在一個“度”的把握問題,如果將概率論及數理統計的原理講得太多,一是學時不允許,二是學生難以消化,得不到好的教學效果;如果只注重方法的講解,學生知其然不知其所以然,就會誤入亂套公式的歧途。經過將教學的重點放在教學中引導學生重點掌握統計方法的功能與用途,方法與步驟,防止各類方法的誤用,淡化定理的證明與公式的推導。在教學內容的安排上采用“保干削枝”,即在學時減少很多的情況下,將一些次要的統計方法去掉,也要保證有足夠的學時講授理論分布與抽樣分布、統計假設測驗等方面的內容,讓學生掌握生物統計學中所蘊含的概率論及數理統計的思想精髓,從而避免學生亂套統計公式。
(四)密切跟蹤生命科學發展的前沿動向,探索生物統計學解決前沿問題的理論與方法。
統計學在生物學中的應用已有長遠的歷史,許多統計的理論與方法也是自生物上的應用發展而來,而且生物統計是一個極重要的跨生命科學各研究領域的平臺?,F在基因組學、蛋白質組學與生物信息學的蓬勃發展,使得生物統計在這些突破性生物科技領域上扮演著不可或缺的角色。在課程建設中,隨時注意納入生物統計學在前沿領域研究應用的內容,增強課程的活力,提高教師和學生面向生物產業主戰場解決實際問題的能力。
四、加強實踐教學,注重學生能力培養。
生物統計學要不要開實驗課,怎樣開實驗課,一直存在爭議,在此認為生物統計學不僅應該開設實驗課,而且還要將實踐教學的重點放在計算機技術和統計軟件的應用上,讓學生不僅掌握統計方法,而且加深對原理的認識,獲得就業或升學的必備計算機統計技能,提高解決復雜問題的能力。
(一)開展統計軟件的實習,擴大學生的視野,提高學生素質。
20世紀20年展起來的多元統計方法雖然對于處理多變量的種類數據問題具有很大的優越性,但由于計算工作量大,使得這些有效的統計分析方法一開始并沒有能夠在實踐中很好推廣開來。而電子計算機技術的誕生與發展,使得復雜的數據處理工作變得非常容易,所以充分利用現代計算技術,通過計算機軟件將統計方法中復雜難懂的計算過程屏障起來,讓用戶直接看到統計輸出結果與有關解釋,從而使統計方法的普及變得非常容易。在課程體系改革中,各課程的教學時數與達到培養目標所需完成的教學內容相比還是不足的。為此,可以通過標準的統計軟件的教學實習來達到以點帶面,擴大學生視野,提高學生素質。
為此我們建立了一個專用于實習教學的生物統計電腦實驗室?,F共有50余臺電腦,并連接到校園網。實驗室配備有指導教師,負責對上機的學生答疑。除按教學計劃進行的正常實習教學外,實驗室還對優秀學生免費開放,鼓勵他們結合教師的科研活動,應用所學生物統計學知識,學習新的生物統計學知識,掌握應用計算機解決生物統計學問題的技能。
(二)全方位、多層次的實踐教學。
為了進一步培養學生實際動手能力和科學嚴謹的治學態度,必須將本課程的實踐教學活動延伸到課堂教學外,開展全方位、多層次的實踐教學。
在原綿陽農專期間,主要在作物育種、作物栽培、動物營養等課程實驗與實習中,根據相關內容加入了試驗設計方法以及數據統計分析的相關內容。
組建了西南科技大學生命科學與工程學院以后,由原來的單一農科專業變成了理、工、農三大學科均有專業的格局。雖然專業的學科歸屬不同,但有一點是相通的,其內涵均屬于生命科學的范疇。以科學研究的方法進行劃分,均屬于實驗科學。
掌握正確的實驗設計方法,從不確定性數據中挖掘事物的客觀規律,是實驗科學工作者必備的技能。因此,我們將原來只是在農科專業上延伸實踐教學的作法推廣到全院的所有專業,結合實驗課教學的改革,對發酵工藝學實驗、植物細胞工程實驗、食用菌實驗、微生物學實驗等課程的內容全部或部分改為用生物統計學指導學生自主進行實驗設計,把過去單一的實驗流程、樣品觀察或檢測實驗改變為試驗條件的優化試驗,提出在不同條件下對樣品測定的比較試驗設計、單因素試驗設計、多因素試驗設計、正交試驗設計、均勻試驗設計,對試驗結果要求學生使用統計學的方法對進行分析和討論,最后得出最佳試驗條件。
這樣的實驗教學改革起到了一箭雙雕的作用,從專業基礎課或專業課的角度看,改驗證性實驗為設計型、綜合性實驗,增強了學生解決實際問題的能力,培養了學生創新思維的能力;從生物統計學角度看,將課程的教學實踐延伸到課程外,彌補了學時的不足,更重要的是學生將自己學到的統計學知識,轉化為解決實際問題的能力,知識得到很好的內化。
此外,在學生課外科技活動中指導學生選用正確的實驗設計和數據的統計分析方法,提升科技作品的檔次;在畢業論文(設計)中要求學生采用恰當的生物統計學方法進行設計與分析,寫出高質量的畢業論文(設計)。
通過這樣的教學實踐,訓練了學生的統計思維能力,使學生充分認識到掌握生物統計學這一工具的重要性和必要性,增強了學生學好用好這門工具的信心,提高了學生從復雜的生命現象中挖掘事物客觀發展規律的能力。
精品課程是集科學性、先進性、教育性、整體性、有效性和示范性于一身的優秀課程。作為精品課程的載體,應具有一流的教師隊伍、一流的教學內容、一流的教學方法、一流的教材、一流的教學管理等特點。與之相比,我們在生物統計學精品課程的建設上,才剛剛起步,今后還要在教材建設、師資隊伍建設、科學研究等方面加大力度,將生物統計學建設成體現現代教育教學思想、符合現代科學技術和適應社會發展進步的需要、能夠促進學生的全面發展而深受學生歡迎的一門課程。
參考文獻:
[1]何風華,李明輝。生物統計學多媒體教學的探索與實踐[J].江西教育學院學報(綜合),2004,25(6):25~27
[2]洪偉,吳承禎,陳輝,等。精品課程建設的核心:學科、隊伍建設與科學研究[J].高等農業教育,2004,6:50~51.
[3]崔相學。提高學生統計分析素質的實踐與探討[J].成都中醫藥大學學報(教育科學版),2004,6(2):67~68.
[4]鄧華玲,傅麗芳,孟軍,等。概率論與數理統計課程的改革與實踐[J].大學數學,2004,20(1):34~37.
關鍵詞:概率統計 教學方法 實際應用
中圖分類號:021 文獻標識碼:A 文章編號:1007-3973(2010)011-155-02
大學教育的主要任務是培養高素質具有創新意識和能力的優秀人才,大學數學教學在完成這個任務中起著不可忽視的作用,大學數學教學的作用是灌輸數學知識,提高數學素養,培養應用數學的能力,目標是獲得數學基礎知識,學會思維的方法,知道把握問題的全局,了解知識整體的構架,掌握應用的基本思路。工科數學教學的主要目的是培養學生用數學思想和工具去解決實際問題的能力,為學習其他課程打好基礎,因此下面僅對工科數學中概率統計課程的教學進行探討研究。
1 工科概率統計課程教學的現狀與存在不足
掌握和應用數學的水平己成為民族文化素質、社會進步和發展的重要標志,概率統計是應用性和實踐性很強的一門課程,但是,目前課程的教學方法和教學內容上在體現實際應用方面還存在著各種問題:教學手段上基本是采用注入式教學,按照教栩、大綱講得過細、過透,生怕學生聽不懂,有時把概念、定理講得過神秘、復雜;教學內容上看,經典多且重,現在少而輕,概率重統計輕;從教學效果和側重點看重視計算方法,輕視數學概念、思想方法,不注重應用能力的訓練培養,結合實際領域不廣泛,導致學生在實際問題中無從下手。概率統計作為大學數學的重要課程,在教學方法上沒有充分利用當代的重要工具――計算機,教學內容上沒有足夠重視理論與實際相結合和在社會應用中的作用,這些明顯不適應現代及末來的需求,所以對概率統計課程教學方法的改革是當前急待解決的問題之一。
2 工科概率統計課程教學改進的設想
概率統計是大學數學的主要課程,特點是:聯系生活、理論深刻、解題方法獨特且應用十分廣泛。在幾乎所有的科學領域中都可以應用概率統計的方法解決實際問題,為此筆者認為概率統計在教學改革上應強調以下幾點:
2.1 明確教學思路及教學方法
在概率統計的教學中關鍵要明確學習的主體,要授之以漁,而非授之以魚,要教會學生學習的方法,主要讓學生掌握概率統計的思想和方法,根據課程緊密聯系實際的特點突出應用性,培養學生用數學思想和方法解決實際問題的能力,使學生充分認清概率統計在社會實踐中的重要性,才會下定決心學好這門課程。所以,在概率統計的教學過程中,可介紹著名數學家關于概率統計這門課程的評價,如“概率論已成為全部科學之基石之一,而它的女兒――統計科學已進入人類全部的領域之中”,“人生的最重要的問題大部分實際上只是概率論的問題”(拉普拉斯)等。
概率統計與其它大學數學在教學方法上應有著很大的不同,后者較為注重的是培養學生的抽象思維能力、計算能力,而概率統計的教學不僅培養學生的數學基礎能力,重要的是使學生理解哲學背景,即統計思想,我國著名統計學家、中科院院士陳希孺先生曾多次指出統計思想的重要性,“統計思想是概率統計的靈魂,離開了統計思想的講授,概率統計的教學就會成為無本之木,無源之水,就會變成高等數學的簡單應用?!笨稍诮虒W中結合本課程與生活實際聯系密切、應用廣泛的特點,用生動的實例或背景激發學生的學習熱情,如在講授古典概型、伯努利概型時一定要結合其背景,注意條件的判定,否則學生會死記硬背。對于各種分布的講授要結合具體應用模型,如指數分布主要用于描述“電子元件的壽命”,“等待時間”等,這樣講解有利于提高學生的學習興趣,加深學生對所學知識的印象。
2.2 強化基本概念的教學
概念是教學展開的基礎,數學概念是抽象上的抽象,先前的概念往往是后繼概念的基礎,從而形成數學概念的系統。能否學好數學,是否掌握好概念是關鍵,學好數學概念是學好數學的前提,是培養學生邏輯思維能力和分析問題、解決問題的重要依據。要使學生準確、深刻地理解基本概念,因為數學概念往往互相關聯,教師在處理教材內容時,要從整體上把握教材的知識體系,綜觀全局,引導學生掌握概念之間的縱橫聯系,在概念的統帥作用下,覺察出已學知識之間的聯系。
如樣本空間,一般在教學中往往忽略這個概念,但在后續課程及實際應用中都有重要作用,選擇不同會得到不同的解題方法,選擇不當會使問題復雜化。還有數學期望,方差,統計量等這些基本概念一定要講清楚。
2.3 突出抓主線化繁為簡的原則
對工科專業的學生,并不需要詳細掌握定理的證明和計算過程,在概率統計的教學中只需要求學生掌握概率統計的主要概念、基本定理以及常用的數理統計的思想和方法即可,應將主要精力放在培養學生運用概率論思想和數理統計方法解決實際問題的能力上。
因此課程的教學原則是,抓住主線,即抓主要概念、理論、思想和方法,講清楚最簡單、最基本的知識和原理,說明知識擴展延伸的思路和方法,對復雜的定理證明和繁瑣的計算過程可不講或簡單介紹。如概率統計的精華是分布函數、數字特征、統計特征、統計量,這些一定要講透。
2.4 重視數理統計教學
概率統計課程的中心任務是揭示隨即現象的統計規律性及內在聯系。數理統計是概率統汁課程中的重要部分,學生對這部分內容的掌握直接影響解決實際問題的能力。因此,如何增強工科學生對數理統計思想方法的理解與應用已成為教學的一個重要的課題。傳統的教學中只重視公式的推導、計算能力的訓練,忽略了對統計思想的講授,很多同學學完概率統計課程只知道照書上公式計算而不知道所以然,更談不上統計方法的應用了。
統計學是討論不確切推理的科學和藝術,邏輯思維的形式是演繹和歸納,歸納方法作為科學方法的基礎,如效能與毀傷的問題,必須拙樣:對于教科書中出現的大量的統計計算均可由軟件實現,實際工作中需要統計處理的數據也大多由軟件完成,因此,如何培養學生用數理統計思想建模,相應地成了現代數理統計教學工作的重點。在授課過程中,若條件允許,可以適當安排一些統汁軟件的上機實驗以幫助學生理解和使用統計軟件。
3 工科概率統計教學中一些具體方法的探討
如何使學生在課堂學習中取得較好的學習效果是許多教育工作者探索的一個重大課題,應用性較強的概率統計課程的教學是不能采用傳統的教學模式的,通過多年的教學實踐筆者認為可從以下幾個方面進行嘗試:
3.1 了解知識的來龍去脈
來龍,知識的來源,首先要求教師學習數學史,特別是概率統計發展史,比如,在介紹貝努里大數定律時,可順便指出它建立在1731年,是概率論的第l篇論文。介紹數理統計知識時可指出數理統計學來源于實踐,而它的發展又是為了進一步
指導人們的實踐活動。去脈,知識的應用,教師要學習現代科技和開展科研,對自然界的深刻研究是數學最富饒的源泉,教學中還要培養教師和學生如何問問題,教師的問題應有誘導性,啟發性,發散性,應倡導學生不拘一格大膽、創新提出各種問題和毆想,如期望與均值、方差與波動、統計特征與個別事件分別有什么關系等。
3.2 注意概念的直觀含義或實際意義
數學是從人類生活中長大發展的,數學是一個整體,“數”、“形”是互通的,教學中充分利用概念的直觀含義或實際意義,使得不容易理解的概念易于理解和掌握,比如引入分布函數的概念時可這樣處理,離散型隨機變量的統計特征可以用分布律描述,非離散型的該如何描述?問題1:彩電的壽命是一隨機變量,對消費者來說,{=8年},還是{=8年零1天)?問題2:人的身高是一隨機變量,你的身高是1.70米還是1.701米?實際生活中我們關心的是彩電的壽命是幾年,你的身高是哪個范圍,用隨機變量描述的話,落在某一區間的概率是多少,由此引入分布函數的概念就比較容易理解了。
3.3 重視對思想方法的指導
數理統計的核心內容是參數估計、假設檢驗,對這一部分內容講清原理比教會計算更重要。在一定程度上決定了學生日后對于統計思想使用的正確與否。如極大似然估計是建立在“極大似然原理”之上的,在授課過程中一定要講清它的原理,而不是僅僅告訴學生怎樣去做題;對假設檢驗則要講清兩類錯誤(風險)及“小概率原理”,在這基礎上再講假設檢驗會理解得更好。
3.4 強化應用強化與專業相結合的應用
傳統的教學方法往往只重視數學理論上的連續性,不注重在實際中的應用性和可操作性。概率統計課程恰恰是一門應用性都很強的學科,所以教學改革的重點應充分體現“學以致用”的原則??闪信e一些實例來說明學習、掌握概率統計知識和方法去解決日常生活中的問題是何等重要。如,生活中人們經常要在不確定的情況下做出決定,像天氣預報、炒股、買彩票以致賭博等,也體現了數理統計的思想和方法都是長期實踐的結果。
【關鍵詞】民辦高校;概率論與數理統計;改革;案例教學法
民辦高校是我國高等教育大眾化進程中高等教育從單一性的辦學形式向多樣化的辦學形式發展的產物,是高等教育領域中的一支生力軍.由于起步晚、面對全新教育對象,民辦高校從培養計劃的制定到課程的設置都處于探索階段.作為唯一研究隨機現象統計規律性的一個數學分支,其理論和方法的應用幾乎遍及各領域,又向各個基礎學科、工程學科滲透,與其他學科相結合發展形成不少新學科,如生物統計、統計物理、醫藥數理統計等,它又是許多新的重要學科的基礎,如信息論、控制論、可靠性理論和人工智能等.由于它的廣泛應用性,概率論與數理統計課程是理工科及經管類專業教學體系中的重要部分,也是理學、工學、經濟學碩士研究生入學考試的一門必考課.因陳舊的教學方法已經無法滿足學科發展對該課程的要求,因此,對于本門課程的教學改革勢在必行.結合我校校情本文對產生問題的原因進行了分析,并結合工作教學實踐,提出了部分改革措施.
一、傳統教學方法的缺陷
目前的教材及教師授課都存在重理論、輕應用的特點,缺少該課程本身的特色及特有的思想方法,使許多初學者產生了厭學情緒.產生這種現狀的原因在很大程度上歸咎傳統教學方法的機械化.在傳統的教學方法下,學生獲取知識的主要途徑就是老師灌輸,學生被動接受.這種“填鴨式”的教學忽略了學生的主體地位,同樣也沒有發揮出概率論與數理統計這門學科的特點.
二、改革教學條件
(一)以專業為導向精選教材
隨著概率論與數理統計的教材改革開展得如火如荼,新的教材不斷涌現,但真正適合的教材卻屈指可數.在概率論與數理統計的教學中,應高度重視并加強統計的應用部分教學,突出其應用性.因此應以專業為導向精選教材,首先教材主要內容應包括概率論基礎(概率空間、隨機變量及其分布、隨機變量的數字特征、大數定律與中心極限定理)、數理統計基礎(統計量及其分布、統計估值、統計檢驗、方差分析、相關與回歸分析)和統計實驗設計等三大部分.其次,教材的選取應注重以下三點:第一是注重滲透統計思想,加強實際應用.所選例子和習題都應直接來自生產和生活實際,這不僅能加深對基本概念和基本方法的理解,同時也能提高學生學習的興趣.第二是在習題編排方面,應注重選擇難易結合,深淺對練的習題教材.第三是要切實實現專業課相互滲透,相互融合,在教學中大量引入應用實例,將統計思想運用于專業,使學生學習目標明確,同時也促進了學生對后繼專業課程的學習.
(二)教學手段的改變
在教學過程中要充分注意該門課程“應用型”的特點,也要充分應用多媒體等輔助手段,開發多媒體教學課件,利用各種媒體增加課堂教學的信量,豐富教學內容、提高課時利用率,增加實例演示,使課堂教學圖文并茂,聲像具備,使抽象問題更加直觀.
三、改進教學方法
教學內容的改革與教學方法的改革是相輔相成的,沒有教學方法的改革,教學內容的改革就很難取得實際效果.在教學過程中,我們“以學生為主體,以教師為主導,知識、素質和能力協調發展”的現代教育思想為指導,教學中突出學生的中心地位,注重對大學生邏輯思維能力、分析問題和解決問題能力的培養.精心設計教學法,比如教師講重點、講難點、講思路、講方法,采用啟發式、激勵式的教學法,讓學生積極參與到課堂中去.可以適當組織一些課堂討論,比如案例教學法.
案例教學的目的是希望學生從實際問題出發,掌握理論知識,進一步運用到實踐.為了達到這個目的,首要問題就是選擇案例.這實際上是案例教學中最重要也是最困難的地方,主要取決于老師的選擇.為了發揮案例的最大作用,在每個教學的環節應該慎重選擇案例.比如說,處在概念的引入階段時,案例發揮的作用應該是啟發學生提出概念,并且理解概念的必要性與合理性,而且不能占據太多的時間.此時選擇的案例一定要簡單,具有代表意義,讓學生直觀上就能明白下面的概念要表達的含義.可以看這樣一個引入最大似然估計概念的案例:一名學生和一個獵人去打獵,看到一只兔子跑過,聽到一聲槍響,兔子應聲倒下,問:這一槍最有可能是哪個人放的.這是一個非常直觀的問題,設置在課堂上既簡單又能夠說明事情.通過這個問題,學生的積極性都調動起來了,絕大多數同學都會回答這一槍一定是獵人放的.進一步,老師要引導學生揭示其中的原因,同學們會有不同的答案,都處在現象上面說明問題,最后老師可以根據學生的答案做總結:這一槍最可能是獵人放的.這里面有一個“小概率原理”,就是一個小概率事件在一次試驗中是不可能發生的,假如這一槍是學生放的,說明學生一槍就擊中兔子的概率是很大的,這顯然是不合邏輯的,因此這一槍最有可能是獵人放的.進一步老師可以根據這個例子,引入最大似然估計的思想:在一次抽樣中,取到了某個樣本,說明這個樣本出現的可能性最大,那么使得這個樣本出現的可能性達到最大的參數值就是最大似然估.通過案例這種直觀工具,加入學生的討論,會讓抽象的理論更加具體,使枯燥的課堂生動起來.
同時要加強對習題課、輔導及批改作業等教學輔助手段的重視,注重科學適當的作業習題訓練,已達到熟練掌握基本知識和提高運用技能的目的.對于考核,應建設概率論與數理統計試題庫,以保證試題的標準和質量.另外概率與統計應該分開來考核,概率論部分基礎知識多應該采用閉卷考試,而數理統計部分應用性強、公式多應該采用開放式的考核.
四、趣味導向,培養學習興趣
興趣是最好的老師.如果能激發學生學習的興趣,就可以喚起他們學習的動機,從而主動學習.俗話說“良好的開端是成功的一半”,上好第一次課,對于培養學生學習概率統計的興趣非常重要.通過提出疑問、分析疑問、解決疑問而進行教學不僅有利于養成學生積極思考、敢于批判等良好的心理品質,也是激發學生興趣的有效手段.不過在教學中我們要注意,不能只是機械地為了疑問而疑問,要明確自己的目的所在.具體來說,所設疑問要從實際出發,能夠激發起學生的共鳴,使他們踴躍參與進來,這樣才能真正提高學習興趣和教學效率.在學習統計量的概念一節時,給學生介紹了這樣一個案例:二戰期間,盟軍坦克作戰能力超過了德國,但盟軍仍擔心德國的新型坦克,而且盟軍不知道德國一年能制造多少坦克.缺乏這個信息,盟軍對勝利沒有一點把握.于是,情報部門開始觀察德國坦克制造廠,甚至派人去戰場數德國坦克,但收獲甚微.后來統計學家發現可以利用坦克上的序列號來進行推斷.假設德國坦克編號1,2,…N (其中N 為總生產數量).如果繳獲5臺坦克,編號分別是10,21,33,68 和92.此時樣本總數S是5,最大序列號M是92.經過測試演算,得出制造總量=(M-1)(S-1)S.運用這個公式,統計學家認為在1940年6月到1942年9月,德國每個月制造出246 臺坦克,比情報部門的數據1400臺要低得多.戰爭結束后,盟軍拿到了制造廠的生產報表,數據顯示這三年德國每月生產245臺坦克.學生通過這個例子發現原來統計學這么好玩還非常有用,就會開始對概率統計課程產生濃厚的興趣.在引入基本概念時盡可能解釋其直觀背景和實際意義,并多舉生活中常見的例子,也可以在課堂上利用計算機軟件和數學軟件進行一些簡單的模擬試驗,讓學生直接觀察并參與到試驗中,從而改變學生對數學課呆板枯燥的認識,提高學生對概率論與數理統計學習的興趣.
社會日新月異,社會對于人才素質的要求也逐漸提高,學校教育的培養目標逐漸開始向培養復合型人才,培養實際應用型人才轉化.傳統的教學開始不能適應社會發展的需求,這就需要我們探索、研究新的課程教學,從而為國家輸入更加強有力的血液.
【參考文獻】
[1]齊名友著.世紀之交話數學[M].武漢:湖北教育出版社,2000.
[2]K.J.德夫林著,李文林等譯.數學:新的黃金時代[M].上海:上海教育出版社,1997.
論文摘要:以培養21世紀林業應用型人才為目標,對農林類統計基礎課從教學內容、教學手段、教學方法以及對學生學習的考核方法進行了系列改革與思考,結果表明:在教學中應針對不同專業,實行不同的教學要求;應教會學生如何把實際問題歸結為恰當的統計問題,同時應培養學生利用統計理論和統計軟件分析解決實際問題的能力。
統計類課程是高等林業院校大部分專業開設的一門交叉性、實用性很強的專業基礎課。主要包括概率論與數理統計、應用概率統計、試驗設計與統計分析以及多元統計分析等。這類課程不僅是很多后續專業課(如測樹學)的學習基礎,而且,由于統計學提供了豐富的數據分析方法,幾乎所有的實際部門和研究領域都有它的應用??蒲小⒔洕⑸?、林業、醫藥、環境、工程、管理、工農業生產等都是統計學應用的主要領域。本文根據林業發展的需求,針對目前高等林業院校統計類課程教學中存在的問題,提出一些建議,以供同行參考。
1.現狀與問題
歷史上,人們習慣把概率統計看成是數學的一個分支,由此采用純數學的方法研究這門學科。這導致在教學中,教師通常比較注重課程的系統性和邏輯性,偏重于對概念和理論知識的講解而脫離實際應用。學生也習慣于中學時代的學習方法,死記硬背,生搬硬套而應付考試。結果是考完就丟,連最基本的數據處理能力都缺乏。同時,林業院校的數學教研室與綜合性大學或是理工類大學相比,存在很大的差距。主要表現為缺乏科研方面高水平的學科帶頭人,缺乏能影響決策的高級學術權威,這導致教師參加學術活動的機會很少,信息化教育的研究進展緩慢。最嚴重的是,統計學作為一門交叉性、實用性很強的學科,他必須與其他專業相結合,服務于其他專業方能顯示其價值。但在實踐中,上統計課的老師不一定有相關的專業知識,而專業課老師其統計學功底往往不可能很好。如何進行統計學與專業知識的結合,這本身需要引起更多的關注。基于上述問題,筆者在十余年的教學工作中逐步選取了一些新的教學方法對傳統的課堂教學做了一些改變,這些嘗試主要有以下幾個方面。
2.幾點建議
2.1引進多媒體輔助教學
最早引進多媒體輔助教學主要是因為傳統的“黑板十粉筆”的教學方法信息量小,板書占據了大部分時間,學生的知識面難以得到擴展。為了提高教學內容的廣度與深度,也為了與計算機結合,筆者采用了多媒體輔助教學。這個方法在實際應用中確實節約了板書時間,加大信息量,同時多媒體中的圖形顯示,動畫模擬,聲像結合的學習環境的確有效地刺激了學生的形象思維。但在學習中也暴露了一些問題:概率統計畢竟有很多需要邏輯推理的知識,對公式的推導若不邊板書邊講解,學生很難聽懂;而信息量大學生抓不住重點,結果有些學生反映不佳。由此可見,雖然多媒體教學有很多優點,但對于統計教學而言,傳統的教學手段也不能忽視。在教學中,應根據教學內容靈活選擇采用傳統教學方式還是多媒體教學方式,或是采用多媒體與傳統教學相結合的教學手段。要以豐富教學內容、提高教學效率為最終的目的來合理選擇教學手段。只有這樣,才能切實提高教學效率和教學效果。
2.2注重培養學生分析問題和解決問題的能力
傳統的教學方式是知識傳授型的,教師更多是重視數學基礎和各種統計方法的推導,把統計課作為數學課來教授。這樣做的結果是學生缺乏統計思想的培養和實際操作能力的訓練,重理論輕實用,最終不能把實際問題歸結為恰當的統計問題,更談不上利用合適的統計方法去分析解決。為了改變這一現狀,在不影響本課程體系的完整性下,筆者針對部分班級,適當降低概率論部分的難度,僅從直觀性、趣味性的角度把概率論作為統計的基礎知識加以介紹,而把授課的重點放在數理統計各種方法的介紹和應用上。以西南林學院資源學院地理信息系統02級學生為例,在學到統計部分時,我要求學生分組下去搜集數據(樣本),但學生并不懂該如何下手,有的學生將別人分析好的數據也當作原始數據收集大多數學生學了數據處理方法卻不會用。為使學生真正學會使用統計的方法處理海量數據并提取有用信息,每學一部分知識,我要求學生使用自己收集的數據實踐該種統計方法。例如,在學到樣本統計量時,我要求學生逐個計算這些樣本統計量,并分析所算值代表樣本的何種信息;在學到方差分析時,我請學生檢驗不同樣地的樹木其總體均值是否存在顯著差異;在學到回歸分析時,又讓同學們對居民的教育狀況與家庭收人進行調查分析,看看二者有無聯系。在實踐各種統計方法的同時,我向學生傳授科學論文的寫作知識,要求學生將每部分的分析結果寫成論文的形式上交。這些理論聯系實際的教學方法要求學生從最基礎的數據收集做起,逐步學會使用不同的統計方法分析數據,最后解決實際問題。解決了學生拿到數據卻不知從何處人手的難題,提高了學生分析和解決問題的能力。 2.3針對不同專業,實行不同的教學要求
在長期的一線教學中,筆者曾和許多專業老師探討過數理統計在各專業上的應用,發現了一個重要的事實:即不同專業,對統計教學的要求是不同的。例如,電子與信息技術專業,其對概率論知識的使用就比較多,針對這個專業,就必須強化這部分的知識。而林產化工專業對概率論知識用的相對較少,在數理統計諸多方法中對方差分析使用較多,在有限的學時內,若不在教學內容上體現差異性,學生學習了不能結合專業知識加以運用,學習的積極性也難以提高。因此,筆者認為,在保持概率統計內容的完整性的基礎上,應當結合不同專業,在內容的深淺及安排上有所調整,要多與專業老師進行交流,制訂適合該專業的教學大綱,因材施教,因人施教。
2.4開設統計實驗課
數學實驗是隨著人類思維、數學理論和計算機等現代科學技術發展而形成的一種獨特的研究方法。它將數學直覺、形象思維與邏輯思維結合起來,有利于培養學生應用數學知識借助計算機手段來解決實際問題的綜合能力和素質。事實_f:,統計類課程的教學如果不借助計算機這一工具,學生不了解也不會使用統計軟件,將會使他們陷人枯燥的計算而忽略了統計分析的功能。其解決問題的能力和速度將大打折扣。目前比較通用的統計軟件主要有SPSS,MatIab,SAS等。這些軟件語法簡練、使用方便,為統計實驗課提供了良好的應用平臺。試驗課能提高教學效果,學生根據理論課上學到的方法、原理在實驗課上使用軟件完成重復而復雜的計算工作,才能真正提高其解決實際問題的能力。
2.5多方面綜合考評提高學生的綜合素質
考試是教學過程的一個重要環節,是檢驗學生學習,評估教學質量的手段。對統計類課程的考核方法,若單純使用閉卷的方法,學生為應付考試把精力花在概念、公式的記憶上,對實用問題不感興趣,學生的主動性難以發揮,解決實際問題的能力也難以得到鍛煉。為此,我認為學生的考試成績可由三部分組成:理論部分即概率論可進行閉卷考試;數理統計為實用部分,這部分的考核可以論文形式進行,由學生自己調查數據,利用各種統計方法分析數據并提取有用信息,最后以科學論文的形式提交;實驗考核宜上機,考查學生對統計軟件使用的熟練程度以及用軟件解決實際問題的能力。三部分考試各占一定比例(由老師自定)。這種考核方法即可解決統計課程公式多且計算量大不便閉卷考試的問題,同時可以全面考察學生的學習情況,給出較為客觀的成績。
總之,不管采用何種考核形式,命題的指導思想應結合相關專業,應注重理解而不在于死記硬背,注重考核能力和培養能力,通過不斷摸索、創新,選擇出能激發學生學習興趣和反映學生真實學習水平的考核方法。
從專業設置和課程銜接來看,經濟學、數學和統計學是計量經濟學的基礎和先導課程。目前,統計學的數學基礎主要包括線性代數、概率論和高等數學等內容,統計學中的很多理論和知識點都是通過數學演繹推理而來的,而且統計學課程對于其他課程來說是一門重要的方法性和工具性極強的課程。這些數學基礎是統計學課程形成的基礎,也是學生掌握統計學理論和方法的前提條件。更為重要的是,計量經濟學中有很多是涉及和使用統計學中的理論和方法。因此,數學是統計學的基礎,統計學又是計量經濟學的先導課程,這兩門課程共同成為計量經濟學的基礎課程。簡單地說,如果學生沒有數學和統計學基礎,學好計量經濟學是相當困難的。
二、學生數學和統計學基礎差異下新疆高校經管類專業計量經濟學教學存在的問題
從新疆高校特別是綜合性高校的教學實踐看,經管類專業對學生的數學基礎課程(主要指高等數學、線性代數和概率論與數理統計)的教學要求、教學內容和難度因專業不同而不同,更多表現在經濟學專業和管理類專業的側重點不同,經濟類專業的要求高于管理類專業。同時,受教學設施、師資隊伍等因素影響,新疆部分高校的計量經濟學課程較多采用合班授課形式。再者,教材甄選與學生專業要求有一定差距,這就導致學生數學基礎存在差異,致使學生的統計學基礎存在嚴重的分化現象,這種情形在新疆高校的民漢合班教學中更為明顯。這些都給計量經濟學課程的教學增加了難度。
(一)合班教學內容不當
受教學設施、師資隊伍等因素影響,新疆部分高校的計量經濟學課程較多采用合班授課形式。由于民族和漢族學生的邏輯思維能力差異顯著,這就使合班教學中的學生出現了較為嚴重的數學和統計學基礎分化現象。最重要的問題是,合班教學時需要兼顧教學內容設計和編排、課時數量和學生實際情況等因素,這勢必增加教學內容設計的難度。一是民漢合班導致設計教學內容存在一定難度。與新疆高校各專業中的民考漢學生相比,漢族學生的數學和統計學功底和理解能力要明顯好于民族學生,這就使民漢合班的學生出現數學和統計學基礎功底兩極分化的現象,這種合班授課形式導致教師出現教學內容偏多或偏少、難度偏深或偏淺的問題。這就需要對計量經濟學教學內容進行重新調整。二是教學過程中偏重于計量軟件實踐操作的講解,忽視了計量經濟學基礎理論的教學內容。在這種驗證式的教學過程中,側重于要求學生掌握軟件的用法,但是從理論層面上看,學生并不理解案例操作背后的原理,從理論上不能闡述操作步驟中暗含的相關計量經濟學原理,更有甚者根本不會結合實證結果對所研究的問題給予專業的解釋。三是教學內容不能反映新疆經濟社會發展的實際情況。由于目前的計量經濟學教材選用國內權威教材,教學案例大多是摘錄國內經濟發展的數據,缺少反映新疆經濟社會發展的數據,無法讓學生了解新疆經濟發展的基本情況。
(二)教材及軟件甄選的科學性和實踐性不協調
目前,在新疆高校的此類課程教學中普遍存在教材及軟件甄選的科學性和實踐性之間的不協調性問題,主要表現如下:一是受師資力量的影響,同一高校的計量經濟學教材由于教師所教授計量軟件的類別不同,再加上教材的多樣化,一般很難統一成一種教材。二是對于新疆高校學生來說,根據主編的學術聲望和出版社級別所甄選的教材有的內容過多且難度較大,增加了授課難度,降低了學生的自我效能感。三是在新疆高校經管類專業中,有的學院以計量經濟學理論為教材甄選的主要依據,有的高校則注重某種計量軟件操作的實踐指導性為教材甄選原則。
(三)數學和統計學基礎相對薄弱的學生自我效能感較低
新疆高校特別是經管類專業的學生中有相當一部分生源是民考漢的少數民族學生,與漢族學生相比,其本身語言理解能力相對較差,而且他們本身對數學和需要數學基礎的統計學課程缺乏興趣,學習的自我效能感非常低。這與計量經濟學的連貫性要求有差距,因為學習計量經濟學必須有良好的數學和統計學基礎,而且其教學內容具有一定的連貫性。主要表現在:有些學生在一些前期內容上“卡殼”后,如得不到及時解決,會明顯影響后續章節內容的學習;有的學生聽不懂的內容累積到一定程度,往往會產生放棄本課程學習的念頭;有的學生特別是少數民族學生,對數學、統計學和計量經濟學這樣的課程自我效能感特別低,有的學生從開始就徹底放棄了學習此類課程。所以,在民漢學生合班的計量經濟學授課過程中,民族學生自我效能感較低,學習狀態和掌握程度呈現兩級分化的狀態。
(四)新疆高校計量經濟學課程的師資力量薄弱
教授經管類專業計量經濟學課程的教師應該有深厚的數學背景、經濟學和統計學基礎,還要具備計量經濟學軟件操作的應用能力。目前,新疆高校從事計量經濟學課程教學的教師具備這樣要求的明顯偏少。這就導致新疆高校計量經濟學教學過程中存在理論教學與經濟模型脫離、與實際案例脫節、與相關計量軟件分離的問題。具體表現在:第一,有的高校講授計量經濟學的教師是非經管類專業的學科背景,教師的專業水平和知識結構雖然能夠講授計量經濟學,但由于學科功底不夠深厚,使其在教學過程中引導學生利用計量軟件分析經濟現象數量關系的能力較弱。第二,有的高校理論教學與軟件教學完全由兩個學院的教師承擔,理論教學由經濟類專業的學院負責,而計量軟件由數學或計算機學院的教師負責。從學科融合角度看,導致計量經濟學中的經濟模型與實際操作之間的講授產生脫節,影響教學效果。第三,有的高校僅注重某種軟件的操作應用能力,學生根本不了解經濟計量學的基本理論,使學生缺少理論指導實踐的能力,導致學生學完該門課程后,不能結合實際情況運用所學到的知識。
(五)驗證式實驗教學方法忽視了學生獨立思考能力的培養
目前,新疆高校的計量經濟學實驗教學模式主要是以講授、驗證式實驗教學模式為主,通常采用先講授后實驗與邊講授邊實驗兩種教學方法,但在教學實踐中,該方法仍存在一些問題:第一,“填鴨式”地向學生展示軟件操作、驗證書本內容,使學生被動地接受相應內容,亦步亦趨地模仿教師所展示的內容。第二,此種教學方法和手段很少考慮學生統計思維和解釋數據能力及其運用計量模型解釋經濟社會現象的統計素養的培養。
三、學生數學和統計學基礎差異下新疆高校經管類專業計量經濟學教學的改進
(一)根據學生差異調整教學內容
1.加強統計學內容與計量經濟學內容的銜接。統計學原有基本內容應該保留,保持知識結構的完整性,同時也要注重概率論與數量統計、統計學和計量經濟學內容的銜接。
2.針對民漢合班教學形式,建立概率論與數量統計、統計學和計量經濟學課程授課教師之間教學溝通機制。注意三門課程教學的前后順序,避免內容重復講授,而且授課教師應根據學生基礎,對于涉及的數學基礎與概率論及數量統計部分,如有必要可適當多分配一些課時。對一些重要但難度較大或因課時受限的內容,應予以簡單介紹,以滿足“吃不飽”的學生,同時要注意提高自我效能感較低的少數民族學生的學習興趣。
3.教學內容設計中應多引用有關新疆經濟發展的案例,這樣既可以了解新疆經濟發展的現實情況,也可調動學生的學習興趣。在實踐教學中,教師可以組織學生一起編制《計量經濟學案例庫和習題庫》,使教學內容與實踐相結合。其中,案例庫由教師負責編制,習題庫由優秀學生的實踐調查報告和國內最新習題組成。
(二)教材和軟件甄選應體現科學性和實踐性的統一
1.在計量經濟學教材管理方面,學校應建立教材質量及其使用價值的評價機制。教材應樹立知識與能力并重的理念,不僅要注重理論和統計方法,注重數學推導,同時還要增加計量經濟學軟件的教學課時數。
2.教材甄選應突出“理論+實際案例+軟件”的特色。同時,根據長期的實踐積累,整合本校計量經濟學師資隊伍,發揮教師的優勢和特長,綜合各類軟件優勢,編寫實驗教學手冊,提綱挈領地向學生介紹各類軟件,給出相應的參考資料和網站,提升學生的實踐能力和動手能力,彌補教學軟件單一的弊端。
(三)調動自我效能感較低學生的學習積極性
1.針對不同的學生群體采用不同的教學方法。計量經濟學章節體系內容一般是按照“概念———前提假定———理論推導———統計檢驗推導———案例”的順序安排的。針對基礎較差且理解能力較低的學生,教師設計教學環節可以從實際例題出發,調整該順序,即采取“案例———統計檢驗推導及驗證———理論推導———再舉例———前提假定———概念”的方式展開,結合案例來講解相應的理論推導及概念內涵,然后再通過舉例進行鞏固,最后使學生系統掌握章節的核心內容。
2.針對民漢學生基礎差異分化的實際情況,加之計量經濟學是一門方法性較強的課程,可設計PBL型的案例題,將學生置身于實際問題情境中,通過“講解+提問”相結合的方式引導學生掌握理論知識、軟件操作和實證分析能力。同時,在教學中應減少對概念、理論推導等內容論證的時間,側重對計量分析方法的應用步驟和背后暗含的理論講授,使學生掌握針對不同計量分析數據進行相應處理的方法及實證結果與案例分析相結合的能力。
3.教師應與學生多溝通,掌握學生基本情況,將學生分成小組開展學習活動。根據授課內容教師可安排專題性講座,及時消除學生畏難情緒,激發其學習的積極性。通過設計案例習題,由學帶領組內學生收集數據、處理數據和計量分析,同時組織小組對實證分析結果進行討論,并由組內選派一名學生講解案例分析過程及相應的結論。
(四)提升計量經濟學課程師資的專業能力
1.注意各學科教師之間的銜接。師資隊伍中應包括概率論和數理統計專業的教師、統計學教師和計量經濟學教師,并加強彼此間的溝通,以保證在教學實踐中,各專業教師根據教學對象的專業性及學生特點及時調整教學內容,設計符合相關專業的教學大綱,提高教師的教學能力。
2.提高計量經濟學專業教師的經濟理論水平。教師只有較深的理論功底,才能帶領學生借助經濟理論對所研究的經濟現象和問題進行經濟模型的構建,運用經濟理論知識處理數據和模型檢驗,結合實證分析結果和經濟理論解釋經濟現象。這是計量經濟學教學的靈魂所在。
3.加強教師專業培訓。整合本校計量經濟學師資隊伍,根據本校經管類專業特點,選派教師參加主要計量經濟學軟件與專業培訓提高教師實際操作能力和專業水平。
(五)革新教學方法
1.在實踐教學中,教師可通過“結對子組建實驗小組”、“好幫差”等形式,引入PBL教學方法,培養學生解決實際問題的能力。同時,開展基于問題情境的教學,為學生設計基于現實經濟世界的真實問題,鼓勵學生運用所學的經濟學知識,通過分工協作、分析討論并最終解決問題的方式,逐漸培養其發現問題、分析問題、解決問題的能力。
2.基于學生數學和統計學基礎差異的情形,計量經濟學應采取板書和多媒體相結合,且以板書為主、多媒體為輔的教學方式,充分利用兩種教學手段的優點,彌補其不足,從而提高教學效果,實現教學目的。