课程教学概率统计论文

2022-04-19

摘要:大数据时代,概率统计课程作为数据科学重要的核心课程之一,如何更好地进行课堂讲授成为许多专家学者关注的问题。基于R软件的sample函数,对概率统计课程中的经典案例掷骰子进行模拟,对虚拟的骰子进行不同次数的投掷,并对投掷结果进行分析,指出统计规律性及其重要性。该模拟过程可以激发学生的学习兴趣,培养学生的动手能力,达到理论与实践相结合的课程教学目标。今天小编为大家推荐《课程教学概率统计论文(精选3篇)》,供大家参考借鉴,希望可以帮助到有需要的朋友。

课程教学概率统计论文 篇1:

大数据背景下翻转课堂在概率统计课程教学中的应用

[摘           要]  概率统计翻转课堂的教学在大数据时代背景下具有重要的意义,对我国教育事业的全面发展起着重要的作用。首先讨论大数据背景下翻转课堂在概率统计课程教学中应用的意义,其次给出概率统计课程教学中翻转模式的创新构建。

[关    键   词]  大数据;概率统计;翻转课堂;创新应用

在大数据时代背景下,各种网络平台的教育资源非常丰富,这些资源为教师和学生提供了教和学的各种方便。通过各种网络平台,学生获取学习资源变得非常轻松、方便,只要有网络的地方都可以获取,教师分析、了解学生的学习行为也更加方便,只要利用大数据处理技术就可以获得学生的学习情况,这样教师可以更好地实现个性化的教育服务。在大数据时代,各行各业都在发生翻天覆地的变化,都在形成新的发展秩序。任何一种新技术的出现都会导致教育的改革,因此课堂教学模式的改革是必然的,教师转变教育教学观念是十分必要的,教师必须想方设法设计新的教学模式来适应当前和未来的教育。翻转课堂教学模式就是大数据时代的产物。它颠覆了传统的教学模式。它改变了传统的以教师为中心的“满堂灌”的教学方式,为信息时代的教育提供了一种新的发展思路,为学生提供了更多自我审视的机会和针对性的补强机会。因此,研究大数据背景下翻转课堂具有很重要的现实意义。

概率统计课程在各个高校都有开设,它既是一门重要的公共基础课,同时也是一门比较抽象、难懂的数学专业课,传统的课堂教学模式已远远不能跟上学生学习的步伐和满足学生的学习需要,不能更好地提高学生的学习能力。概率统计课程翻转课堂的应用有助于提升学生的学习效率和教师的教学质量。下面我们首先讨论大数据背景下翻转课堂在概率统计课程教学中应用的意义,然后结合教学实践讨论概率统计课程教学中翻转模式应如何创新构建。

一、大数据背景下翻转课堂在概率统计课程教学中应用的意义

(一)有助于增强学生的自主学习能力

概率统计是一门比较抽象、难懂的课程,教师如果仅仅依靠课堂的教学时间去传授知识,那么很难在有限的时间把教学内容高效率地传达给学生,从而很难满足教学的需求,并且不能兼顾所有学生的学习情况。在概率统计传统的课堂教学模式中,很多教师采取“满堂灌”的方式,学生几乎没有时间主动学习和思考,这样学生的自主学习完全受到限制,学生很少有时间自我审视,学习缺乏主动,学习目的比较盲目,因此学习效果肯定不理想。如果在概率统计教学中引入翻转课堂,学生的学习主动性会很强。因为教师提前布置了微课视频和学习任务,所以学生观看微课视频的时间和地点比较灵活,可以随时随地地观看,还可以观看多次,可以边看边琢磨学习内容。因此,在翻转课堂教学中,学生可以根据自己的时间和学习情况来自主地选择学习时间、学习内容等,这样才能说教师真正地把学习主动权交给了学生。因此,概率统计翻转课堂无形中培养了学生的时间管理能力和自我控制能力,增强了学生的自主学习能力。

(二)有助于师生及生生之间的互动

翻转课堂教学模式更加强调学生学习的主动性,在课前,教师会把学习内容录制成微课,然后以微课形式发给学生,要求学生提前学习,且把学习中遇到的難题记下来。在课中,把学生分成若干小组,学生之间以小组讨论形式学习,学生把课前学习中遇到的问题拿出来讨论,并及时把结果反馈给教师。在这整个过程中,教师由原来传统教学模式下知识的“灌输者”转变为翻转课堂教学模式下学习微课的指导者以及学习问题的解决者。同时,教师也参与了学生观看或学习思考的过程,这样教师和学生就处于一种共同学习、共同思考的关系中。因此,翻转课堂有助于师生以及生生之间的互动。

(三)有助于提高教育教学质量

在概率统计传统的教学模式中,教师基本上是“满堂灌”,多媒体教学设备没有得到有效的利用。在这种传统教学模式下,学生很难在有限的课堂时间消化、吸收所学的知识。而在翻转课堂教学中,因为教师都提前精心准备了微课视频,所以学生上课地点更加方便,他们可以将课堂搬到家庭,甚至有网络终端的任何一个可以学习的地方。这样,对学生来说,他们可以随时随地学习,从而更能激发学生的学习兴趣;对教师来说,可以缓解繁重的教学压力,这样教师有更多的时间、精力投入学生作业的批改以及学生疑难问题的解决之中。因此,概率统计翻转课堂教学能够提高学生的学习效率和教师的教学质量。

二、大数据背景下翻转课堂在概率统计课程教学中的创新应用

在大数据背景下的翻转课堂,教师通过大数据挖掘技术对学生的学习行为进行数据分析,将大数据技术应用于教学的改革实践中,从而能够更好地掌握学生的学习情况。下面提出大数据背景下概率统计课程教学中翻转模式的创新构建。

(一)以激发学生学习兴趣为目的,充分利用大数据处理技术创新翻转

推动学生学习概率统计课程的重要动力是培养学生对该课程的学习兴趣,所以,教师在教学中始终需要以激发学生学习兴趣为教学手段,使学生的注意力始终在课堂上,从而达到优良的教学效果。目前,在大数据时代背景下,随着信息技术的发展,各种教育平台所建设的在线课堂拥有许多与教学内容有关且趣味性很强的视频,教师如果能有效地利用大数据处理技术,学生的学习兴趣可被激发,注意力会得到集中。为了实现这个目标,需要注意以下两点:(1)教师在备课时需要研读透概率统计教材,多查阅资料以丰富教学视频,将重点、难点通过多媒体技术来讲解;(2)教师不能只要学生观看现有网络资源,而要结合讲授内容和自身教学经验,利用大数据处理技术进行整理编辑,这样学生学起来才更有选择性和针对性,对概率统计课程才更有学习兴趣。

(二)根据学生的学习需求,围绕微课设计创新翻转

由于概率统计是一门比较抽象、难懂的课程,其理论性比较强,概念、定理等知识点比较多,所以学生学起来普遍觉得吃力。所以,教师在该课程的教学中如果还仅仅采用传统的“老师讲,学生听”的教学模式,学生学起来就会感到单调乏味,同时提高教学效率也只是一句空话。因此,教师必须根据学生的前期学习基础和学习需求,积极进行翻转课堂的教学,在翻转课堂教学中,积极探索创新微课设计。微课设计可以从以下几个方面去创新:(1)创新设置微课长度,课程内容一般要保证10~15分钟,除非重点突出某一知识点,可以精简些;(2)创新设计微课内容,教师在录制微课视频时,不能照本宣科,内容要全面而精致,质量要达到标准要求;(3)创新设计微课配套习题,每个微课视频要设计难度不同的习题,而且习题必须附有详细的答案解析。

(三)以问题引导为驱动,围绕学习内容创新翻转

在概率统计课程的翻转课堂教学中,教师如果能以问题引导方式进行教学,则可以将课堂主体还给学生,使自己变为学生学习的引导者和问题解决者,这样教育教学质量和学生的自主学习能力都会得到很大的提高。因为学生需要在学习的过程中去发现问题,所以教师为了让学生能发现问题或多发现问题,就需要尝试在学习内容和学习方式等方面进行翻转。首先在课前微课视频预习环节,教师应该提出与课程内容相关的一些问题,让学生带着这些问题去观看微课视频和教学资料,然后将问题答案汇报给自己。例如,在学习参数估计内容时,教师可以提出矩估计和极大似然估计的统计思想是什么,估计的基本步骤是什么等问题,让学生带着这一系列问题去观看微课视频和教材;其次在课中讲授环节,教师可以采取分组模式,各组分别设计一个问题,让各小组间进行讨论,然后再将答案汇报给教师;最后在作业设置环节,教师要针对学生的实际学习情况来布置作业,让学生带着问题去思考,完成作业,将这些作业作为问题驱动,从而促使学生更加深入地了解相关知识。总之,在教学中教师需要带着问题去翻转学习方式和学习内容。

(四)以培养学生能力为基础,围绕难题探讨创新翻转

在大数据背景下的翻转课堂教学中要以难题探讨为中心,以学生为主体,使学生也参与到教学中来,从而在这个过程中使学生分析问题、解决问题的能力得到逐步提高。那么怎样实施难题探讨的翻转课堂教学呢?(1)让学生课前预习微课视频和书本内容,收集遇到的难题;(2)在课中,首先教师就某一難题或该难题下若干问题进行分组,其次在教师的适当引导下,每组推选一名学生上台讲授问题的解决方法,然后台下其他学生可以对推选学生的讲授内容进行补充和点评,最后教师对所有学生的讲解做点评并给出解法。在这个实施过程中,因为学生需要自己查找资料,需要与同学互相讨论,需要与教师沟通交流,并且通过上台讲授可以感受教师的角色,所以在无形当中,学生查阅文献的能力、交际沟通能力、语言表达能力、分析问题和解决问题的能力等都会得到提高。

三、结语

在大数据时代的背景下,互联网的快速发展为概率统计的翻转课堂教学提供了良好的基础,翻转课堂应用于概率统计教学是必然的。作为一名教师,需要积极改变自己的教学模式,积极探索翻转课堂的设置,重视多媒体技术在教学中的应用,尽一切可能激发学生的学习兴趣,培养学生的综合能力,提高教育教学质量。

参考文献:

[1]张丽丽,张莉,王鑫.基于微课的“翻转课堂”模式对大学英语教学效果的影响[J].理论观察,2016(2):166-167.

[2]赵佳荟.国内外翻转课堂研究综述[J].语文学刊(外语教育教学),2016(11):114-116.

[3]胡岩.大数据时代统计学课程教学改革探析[J].新经济,2016(24):110-111.

[4]张春风.大数据时代背景下“翻转课堂”的深度发展与构建[J].中国成人教育,2017(8):107-109.

◎编辑 马燕萍

作者:易艳春 吴雄韬 黄海午 肖娟

课程教学概率统计论文 篇2:

大数据时代R语言模拟在概率统计课程教学中的应用

摘要:大数据时代,概率统计课程作为数据科学重要的核心课程之一,如何更好地进行课堂讲授成为许多专家学者关注的问题。基于R软件的sample函数,对概率统计课程中的经典案例掷骰子进行模拟,对虚拟的骰子进行不同次数的投掷,并对投掷结果进行分析,指出统计规律性及其重要性。该模拟过程可以激发学生的学习兴趣,培养学生的动手能力,达到理论与实践相结合的课程教学目标。

关键词:概率统计;骰子;R语言;模拟

随着经济、科技的快速发展,人们对信息精确化程度的要求越来越高,大数据的发展成为信息时代发展的必然趋势。概率统计课程作为数据科学的核心课程之一,引发了许多专家学者对大数据时代的概率统计教育教学献言建策。比如,赵彦云对我国统计教育进行了回顾与展望,指出运用统计思想和统计方法,让大数据的价值最大;白雪梅和刘志龙对我国应用统计学专业及统计行业进行分析,指出大数据只有在统计学这门工具属性学科的帮助下才能发挥其自身的作用,并对国内外统计实践教育方法进行比较;孟生旺和袁卫对大数据时代美国统计学会发布的统计学本科专业指导性教学纲要的核心内容进行了简单介绍,对我国统计类本科专业教育存在的问题进行剖析,指出了教学内容要突出数据的重要性,并建议在教学中使用专业的统计软件R。R语言是免费使用的,而且其源代码是开放的,这些特点使其已经成为概率统计教学中的标准语言之一,也成为国内外各大专院校开设的统计软件课程之一。笔者结合多年的概率统计实践教学经验,以R语言为工具,通过模拟概率统计常用的掷骰子实验,以更好地理解统计规律的思想及其重要性。

一、R语言简介

R语言最初由Auckland大学的Robert Gentleman和Ross Ihake及其他志愿者合作开发,是对S语言统计编程语言的集成。R语言是一种用于统计计算和绘图的编程语言和环境,是一种交互式编程语言,因为其免费使用且开源,已经成为统计分析和数据分析的全球化通用语言。如果在百度中输入一个字母R,就会有将近1亿个相关条目,而且有丰富的R语言学习资料。R语言还在持续发展中,而且还得到了CRAN(Comprehensive R Archive Network)社区的支持,在这里既有数据科学家也有程序员,他们很愿意为R语言用户提供帮助。

二、R语言模拟骰子

擲骰子作为研究随机现象的一个经典实例,受到很多概率统计教材的青睐,在介绍随机现象及样本空间的概念时,教师可以通过该实例帮助学生理解随机现象的随机性和所有可能结果的已知性。

我们知道,均匀的骰子具有六个面,分别刻有一个点、两个点直到六个点,而掷一枚骰子出现的点数则是1到6之间的某个正整数,而掷一个骰子所有可能的结果构成的集合为Ω={1,2,3,4,5,6},一般称“Ω”为掷骰子这个试验的样本空间。

基于上述的分析,我们可以构造一个具有这1到6的整数向量,并将其值赋给变量dice,即dice<-c(1,2,3,4,5,6),则dice为一枚虚拟的骰子,具有6个值。那么,如何让这个虚拟的骰子像真实的骰子一样,每投掷一次,产生一个点数?下面,我们结合R语言中的sample函数,让这个虚拟的骰子和真实的骰子一样,可以产生点数。

三、虚拟骰子的运转

首先,现实生活中,每次掷骰子的结果,肯定是样本空间Ω中的一个元素值,且这个值是随机的,并与其他投掷结果相互独立。骰子是均匀的,每个值出现的可能性相同,而且可以在相同条件下连续不断投掷。

由上面的分析,我们可以这样理解:掷骰子产生的结果实际上是从样本空间中随机抽取的结果,每次抽取是相互独立的,而且每一个值被抽到的可能性是相同的。这其实就是统计中的有放回抽样。

基于上述的分析,我们可以利用R语言中的sample函数来处理这个问题。运行下列代码:sample(dice,size=1),就可以得到一个值,这就像掷一次骰子。若连续运行该语句,就好似连续投掷骰子,可以得到不同的点数,而且点数之间是相互独立的。这样,我们就完成了虚拟骰子的构建与运行。为更好地理解统计规律,我们有必要解释一下sample函数。函数sample为“抽样”函数,dice为抽取的对象,size为抽取的样本大小,目前我们模拟的是投掷一枚骰子,故本语句中的size=1,即每次抽一个,只产生一个结果。

四、随机现象的统计规律性

首先,我们将骰子扩展到两枚,即每次产生两个结果,可以运行下列语句sample(dice,size=2,replace=TRUE)。该语句的抽取对象没有变化,但是size=2,表示产生两个结果,因为投掷的是两枚骰子;因现实中两枚骰子产生的结果是相互独立的,故我们设置参数replace=TRUE。

假如班里有60名学生,在各自执行语句后,相邻同学比较执行结果是否相同?再运行一次该语句,能不能预测运行结果?多次重复执行语句,结果的平均值能不能知道?带着这些问题,与现实生活中的投掷骰子相结合,上述问题中的前两个就很容易回答了。关键是第三个问题,运行结果的平均值是否在投掷骰子前就可以预测出来?那么计算运行结果的平均值又有什么意义?

下面分析骰子均值预测和结果均值意义这两个问题。首先,骰子理论上应该是均匀的,即每一个点出现的概率都是,结合期望的定义,可以计算出期望值,这就是我们预测投掷一枚骰子结果的平均值,两枚骰子的平均值也应该为3.5,考虑到随机因素,如果多次投掷,结果平均值应该在3.5左右。

然后,利用我们的虚拟骰子,分别模拟两枚骰子投掷100次、1000次、10000次的平均值,这对应于抽样200次、2000次、20000次。为了使得模拟可重复,在运行各语句前,先运行语句set. seed(1234),再运行以下各语句:mean(sample(dice,size=200,replace=TRUE);mean(sample(dice,size=2000,replace=TRUE);mean(sample(dice,size=20000,replace=TRUE)。三条语句运行结果分别为3.355、3.475和3.513,这和我们的期望的3.5相差很小,而且次数越多,与期望的3.5的距离也逐渐缩小,进一步验证了我们的均值预测结果,这就是掷骰子这个随机现象的统计规律性。

五、结语

概率论与数理统计作为研究随机现象统计规律性的一门学科,越来越引起人们的关注,与其他学科的相互交叉的研究成果也越来越多。如何更好地进行课堂教学,使学生更好地理解概率统计的知识和思想,笔者结合掷骰子的实验,基于R语言进行模拟,对概率统计课程教学进行了举例。该模拟过程不仅可以提高学生的分析能力、动手能力和实践能力,而且可以激发学生的学习兴趣,更好地达到课堂教学目标。

参考文献:

[1]赵彦云.加速开拓统计学的应用价值——中国统计教育回顾与展望[J].统计信息论坛,2016,(6).

[2]白雪梅,刘志龙.我国应用统计学专业与统计行业分析[J].中国统计,2015,(5).

[3]孟生旺,袁卫.大数据时代的统计教育[J].统计研究,2015,(4).

作者:郭念国

课程教学概率统计论文 篇3:

应用性本科院校概率统计课程教学改革的实践与思考

【摘要】本文根据作者多年的概率统计的教学实践,对概率统计课程教学改革进行了实践研究,提出了一定的改革方法.通过多种方式方法提高教学的效果,增加学生积极向上的意识和解决问题的能力,并改变考试方法,提升学生的基础知识和技能培养.

【关键词】概率统计;教学改革;实践与思考

课堂教学改革是教学改革的主要方面.目前,课堂讲授法仍是许多高等院讲授概率与数理统计的主要教学方法.这一教学方法,固然有其优势,但也存在着弊端.从教学手段来看,过于单一,从书本到书本,所采用的是教师讲、学生记的“填鸭型”教学模式,偏重于对概念与理论知识的讲解而脱离实际应用;从学生的学习情况看,不少学生仍习惯于中学时代的思维与学习方法,死记硬背,生搬硬套公式,为应付考试而学,结果是考完就忘了.更谈不上运用所学知识去分析和解决实际问题,养成了依赖老师的心理和惰性,这样的学生很难有创新能力.基于上述问题,在概率与数理统计课程教学方法改革中,我们突破了传统的课堂教学的单一形式,进行了大胆改革,采取灵活多样的教学模式,

一、充分利用多媒体辅助教学,提高教学效果

概率统计课程图形较多,为了提高授课效果,我们制作了高尔顿板动画,配有背景和音乐,充分挖掘出课本文字达不到的直观、动态效果,使难以理解的抽象理论形象化、生动化,将学生带入模拟场景,达到提高教学效率、增强学生学习兴趣的目的.

二、运用讨论式教学法,增强学生积极向上的参与和竞争意识

讨论课是由师生共同完成教学任务的一种教学形式,是在课堂教学的平等讨论中进行的,它打破了老师满堂灌的传统教学模式.师生互相讨论与问答,甚至可以提供机会让学生走上讲台自己讲述.如,在讲授区间估计方法时,就单双边估计问题我们安排了一次讨论课,引导学生各抒己见,鼓励学生大胆地发表意见,提出质疑,进行自由辩论.通过问答与辩驳,使学生开动脑筋,积极思考,激发了学生学习热情及科研兴趣,培养了学生综合分析能力与口头表达能力,增强了学生主动参与课堂教学的意识.学生的创新研究能力得到了充分的体现.这种教学模式是教与学两方面的双向互动过程,教师与学生的经常性的交流促使教师不断学习,更新知识,提高讲课技能,同时也调动了学生学习的积极性.

三、运用案例教学法,培养学生分析问题和解决问题的能力

案例教学法是把案例作为一种教学工具,把学生引导到实际问题中去,通过分析与互相讨论,调动学生的主动性和积极性,并提出解决问题的基本方法和途径的一种教学方法.它是连接理论与实践的桥梁.我们结合概率与数理统计应用性较强的特点,在课堂教学中,注意收集经济生活中的实例,并根据各章节的内容选择适当的案例服务于教学,利用多媒设备及真实材料再现实际经济活动,将理论教学与实际案例有机地结合起来,使得课堂讲解生动清晰,收到了良好的教学效果.案例教学法不仅可以将理论与实际紧密联系起来,使学生在课堂上就能接触到大量的实际问题,而且对提高学生综合分析和解决实际问题的能力大有帮助.

四、开展数学实验课,提高学生创新精神和实践能力

以往在概率与数理统计教学中,有习题课,而没有实验课,习题课对于巩固课堂教学起着重要的作用,但习题课不能解决理论与实际应用相结合的问题,也难以培养好学生运用概率与数理统计思想和方法解决实际问题的能力.概率与数理统计实验课强调学生动手能力的培养,在教师指导下运用所学知识和计算机技术,结合学习SPSS和Excel软件的使用方法,分析解决一些实际问题,写出分析报告.例如,在讲回归分析时,我們指导学生运用统计软件,研究某地区实际投资额(I)与国内生产总值(GDP)及物价指数(PI)的关系,并建立投资额模型,对未来GDP及PI进行估计,并预测未来投资额.学生在实验时如同身临经济活动的现场,大大提高了实践教学的效果.在实验课中,通过动手能帮助学生理解该课程中一些抽象概念和理论,同时利用所学的方法和技巧,让学生独立完成研究型小课题,提高了学生分析问题和解决问题的能力.

五、改革考试方式和内容,合理评定学生成绩

考试是教学过程中的一个重要环节,是检验学生学习情况,评估教学质量的手段.对于数学基础课程概率与数理统计的考试,多年以来一直沿用闭卷笔试的方式.这种考试方式对于保证教学质量,维持正常的教学秩序起到了一定的作用,但也存在着缺陷,离考试内容和方式应更加适应素质教育,特别是应有利于学生的创造能力的培养之目的相差较远.

在过去的概率与数理统计教学中,基本运算能力被认为是首要的培养目标,教科书中的各种例题主要是向学生展示如何运用公式进行计算,各类辅导书中充斥着五花八门的计算技巧.从而导致了学生在学习概率与数理统计课程的过程中,为应付考试搞题海战术,把精力过多的花在了概念、公式的死记硬背上.

因此,我们对概率与数理统计课程考试进行了改革,主要包括两个方面:一是考试内容与要求不仅体现出概率与数理统计课程的基本知识和基本运算以及推理能力,还注重了学生各种能力的考查,尤其是创新能力.二是考试模式不拘一格,除了普遍采用的闭卷考试外,还在教学中用讨论班及小论文的方式进行考核,采取灵活多样的考试组织形式.学生成绩的测评根据学生参与教学活动的程度、学习过程中提交的读书报告、上机操作和卷面考试成绩等综合评定.这样,可以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.

【参考文献】

[1]曹振华,等.概率论与数理统计[M].南京:东南大学出版社,2010.

[2]沈恒范,等.概率论与数理统计[M].北京:高等教育出版社,2008.

作者:韦俊

上一篇:企业管理企业文化论文下一篇:地方体育人力资源论文