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概率论与数理统计课程教学改革思路

摘要:本文根据专业人才培养需求,论述了概率论与数理统计课程的重要性,剖析了概率论与数理统计课程的实际教学现状,针对在该课程教学存在的教材选用单一,教师专业背景局限,教学内容区分度不高;教学方法单一,教学模式固化,教学案例陈旧;课程考核方式单一,过程性考核不细化的问题。从专业需求和学生发展特点出发,在教材的选择、教师的培养、教学大纲的制定、教学侧重点的确定、教学内容的优化、教学案例的更新、教学方法的改革、考核机制多元化等方面提出了改革思路。

关键词:专业需求;课程改革;概率论与数理统计

一、引言

概率论与数理统计是通过定量分析方法来研究随机现象的一门基础性课程,不仅是传统课程的基础课程,更是许多新兴学科,例如人工智能、信息论、可靠性理论,等等的基础,它与众多基础学科结合产生了诸如生物统计学、工程统计学、金融统计学等边缘学科。概率论与数理统计的知识已经在经济金融预测分析、企业管理、工程、气象、人工智能等方面有了广泛的应用,各高等院校的理工类和经管类专业的人才培养目标及毕业要求均涵盖着概率论与数理统计课程的逻辑和思维,该门课程是学生学习后续课程的理论基础,学生学习该门课程,不仅能培养他们的统计意识,也能提高他们分析和解决问题的能力以及创新能力等。在概率论与数理统计的课程教学中,许多高等院校,特别是民族地区的地方院校往往会忽略不同专业学科发展背景对知识需求重点不同的差异,导致专业与专业之间在教材、教学大纲、教学内容、教学方法、课程考核方式等方面都无法突出重点和特色,甚至会出现不同专业的教学内容、考核方式相同的现象,使得许多学生产生“学习难、应用更难”的畏惧心理,进而失去对该门课程的学习兴趣。因此,为适应新形势下地方院校不同专业的发展需求,本文以兴义民族师范学院为例,分析不同专业对知识需求的侧重点,找出教学中存在的问题,探索不同专业差异化教学的新模式,从而提高学生学习兴趣和分析解决问题的能力。

二、概率论与数理统计课程的教学现状

目前兴义民族师范学院共有数学与应用数学、统计学、财务管理、人文地理与城乡规划等共14个专业开设概率论与数理统计这门课程,不同专业的具体授课情况见表1。

(一)教材选用单一,教师专业背景局限,教学内容区分度不高

目前学校开设概率论与数理统计课程的14个专业,共使用两本教材,其中一本是盛骤等编写的《概率论与数理统计》(简明本),选用该教材的专业,授课时长为48或64学时;另一本是叶俊、梁恒等编写的《概率论与数理统计》,选用该教材的专业,授课时长为32学时;而该门课程的授课教师均来自具有数学专业或统计学专业背景的老师,授课教师受专业背景的限制,很难把握不同专业的定位和需求,从而会出现教学内容、教学方法、教学深度等千篇一律的现象,教学大纲和教学目标基本相同,教学内容局限于课本知识,未能根据学生所在专业对概率与统计知识的实际需求来调整,忽略了不同专业之间应进行差异化教学,从而造成学生产生学了不知道有什么用、怎么用等问题,这在很大程度上降低了学生的学习效果,甚至会逐渐失去学习兴趣。

(二)教学方法单一,教学模式固化,教学案例陈旧

授课教师在讲授该门课程时,仍然采用传统的PPT展示+讲授的教学方法,教学模式按照课前备课、课中概念分析——例题讲解——习题巩固——课堂小结的模式进行,这种教学方法和教学模式很难体现以学生为中心,在教学过程中缺乏启发、讨论和互动环节,学生听课比较被动。又由于教师专业背景的限制,导致在教学中缺少对学生所学专业知识需求的了解,未能结合专业背景的实际应用来设计和更新教学案例,从而出现课堂教学案例不契合专业应用背景,学生难以将所学知识应用于解决实际问题,这对激发学生的学习兴趣和培养他们的创新思维有一定的阻碍作用。

(三)考核方式单一,过程性考核不细化,结果性考核不全面

学生期末综合成绩的评定偏向于终结性评价,仍按照传统的平时成绩占总成绩的30%,期末闭卷考试占总成绩的70%。平时成绩主要是以出勤率和平时作业成绩来评定,课堂出勤率高、按时完成作业的同学则能获得高分,无法体现学生平时表现的具体过程。期末考查的内容主要偏向于检测学生对概率论的基本概念和基本理论的掌握情况,考察学生将所学知识应用于实际问题的相对较少,综合性的案例分析题更是少见;试卷的题型就是常规的简单的填空、选择、判断和计算题型,学生期末考试成绩主要是通过在考试前几周突击学习来提高成绩,达不到真正学习的目的,很大一部分学生就是为了应付考试和拿到学分。这种单一的考核方式不能真正地体现学生的学习效果,也未能让学生感受到知识能够解决实际问题的乐趣,不利于培养学生分析和解决问题的综合能力。

三、概率论与数理统计课程教学改革思路

根据上述分析,针对概率论与数理统计课程在不同专业课程体系中的性质、地位以及在教学中存在的问题,有针对性地提出以下几点改革思路。长期培养教师学习的能力。针对不同专业之间的定位,知识需求,以及学生的学习能力,改进教学思路,从教师培养开始,针对相同专业或学科,长期培养针对还专业或还学科的授课教师,授课教师要充分的进行调研,了解所授课专业的定位,学生学情,还专业后续课程的需求,重点需求。根据专业定位和需求来制定相应的教学大纲,优化和整合相应教学内容,特别是更新教学实例。

(一)优选教材,注重教师能力培养,确定教学侧重点,优化教学内容

地方院校学生生源质量相对较差,学习能力和对知识的消化能力较弱,不同专业之间,学生的学习特点、学习氛围、对知识需求的侧重点都存在差异。因此,在选择教材上,要根据专业的人才培养需求,选择适合的学生专业知识结构发展需求的教材,或选用自编教材、讲义;针对教师专业背景局限的问题,长期培养对应专业或学科该门课程的授课教师,该授课教师有针对性的对所授专业的定位、学生学情,专业后续课程的需求,重点需求等进行充分调研,根据专业的培养目标以及后续课程学习需求来制定相应的教学大纲和课程目标,体现各专业教学目标的培养特征;针对不同专业课程体系的设置,重新修订该课程的教学内容,有选择性地弱化教材中部分抽象理论的复杂推导与计算过程,注重教学内容与实际问题相联系。

(二)改进教学方法,更新教学案例,注重学科融合,开拓学生学习思维

根据专业人才培养需求和专业定位,结合学生特点,借助多媒体工具和网络教学平台,采用启发+讲授相结合、问题探究+讲授+启发结合、讲授+案例分析+小组讨论+实践相结合的教学方法。针对不同专业培养方案、就业需求等差异,以应用为导向,了解专业背景和后续课程实际需求,将相关的社会问题和实际问题引入课堂,作为教学实例进行讲解和分析,借助网络平台,比如学习通、雨课堂等,在课后设置一些具有延展性、开放性的问题,引导学生合作讨论,培养学生的团结合作、分析和解决问实际题的能力,不断拓展学生的知识面。在教学中,引导学生关注学科应用方向,引导学生掌握应用方法,并加强学科间的联系与融合。

(三)创新考核机制,增加过程性评价,激发学生学习兴趣

课程考核方式将传统的一考定成绩转化为以形成性评价和终结性评价相结合。建立一个既能体现学生学习过程获得的综合成绩又能体现学生学习效果落地的N+1+1考核评价体系。其中,N是多种形式的过程考核,主要考查学生的学习笔记、课堂讨论和回答问题情况、出勤情况、单元或阶段测总结成绩、小组实践合作成绩、平时作业和测验成绩等:第1个“1”是结合专业和课程特点的特色考试,主要考查学生参与项目研究、课程知识总结,形成的思维导图、具体实际应用案例设计及解决方案等。第2个“1”是课程期末考试,期末考试考核的范围不仅要涵盖基本的概念、计算,还应考查对实际问题的综合运用和分析,在试卷的题型上也要体现多样化,比如增加简单的证明、综合、应用等题型等。这种多元化的考核评价体系,既能激发学生的学习兴趣,又可以培养学生各方面的综合能力。最终实现既注重学生的学习过程又重视学生的学习结果。

四、结束语

在不同专业需求下,概率论与数理统计课程的教学,教师要以满足专业特点及培养特色要求为导向,了解授课专业的人才培养目标,明确教学侧重点;结合专业定位,优化整合教学内容,设计契合专业需求的教学案例,采用多元化的教学手段,建立全面的考核评价体系。同时,教师要关注该学生特点和专业定位,更新和增加理论联系实际方面的课堂教学实例,加强该课程知识与专业知识的有机融合,进行积极实践。本文所提出的改革思路已在2020年-2021年第一学期的2019级安全工程和电子科学与技术专业的教学中实践,通过与2018级相同专业学生的成绩及学生感言作对比分析发现,学生在学习成绩、学习兴趣、课堂活跃情况等方面均有一定的提升。下一步将继续在其他专业教学中去探索和实践。

参考文献

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作者:吴明珍

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