概率統(tǒng)計(jì)教學(xué)改革思考范文

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摘要：

伴隨著信息技術(shù)革新的浪潮，翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式、MOOC學(xué)習(xí)平臺(tái)相繼推出，大數(shù)據(jù)技術(shù)也在各行業(yè)廣泛應(yīng)用，這些都對(duì)傳統(tǒng)的概率統(tǒng)計(jì)教學(xué)產(chǎn)生了重大影響。本文從基于MOOC的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式、R統(tǒng)計(jì)軟件輔助下的實(shí)踐教學(xué)和教師信息化教學(xué)能力提升這三個(gè)方面提出了概率統(tǒng)計(jì)教學(xué)改革的幾點(diǎn)思考。

關(guān)鍵詞：

教學(xué)改革；信息技術(shù)；翻轉(zhuǎn)課堂；MOOC

在信息技術(shù)日益普及、統(tǒng)計(jì)軟件盛行的背景下，大學(xué)概率統(tǒng)計(jì)教學(xué)也應(yīng)順應(yīng)時(shí)代潮流，充分利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和統(tǒng)計(jì)軟件創(chuàng)新教學(xué)模式，積極推進(jìn)概率統(tǒng)計(jì)教學(xué)改革。數(shù)學(xué)教育心理學(xué)認(rèn)為，學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的特點(diǎn)是“接受—重構(gòu)”式的。它是一個(gè)在教師的啟發(fā)引導(dǎo)下，接受前人已有數(shù)學(xué)知識(shí)的過(guò)程。當(dāng)然，在這個(gè)過(guò)程中必須有學(xué)生自己積極主動(dòng)的構(gòu)建活動(dòng)。因此，在新的教育思想指導(dǎo)下，尋找教師對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的指導(dǎo)與學(xué)生自主探究式學(xué)習(xí)之間的平衡，把握好教師對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的“干預(yù)度”，是教師面臨的一個(gè)關(guān)鍵性課題。因此，在當(dāng)前信息化教育背景下，探索合適的教學(xué)模式是概率統(tǒng)計(jì)教學(xué)改革的一項(xiàng)重要任務(wù)。另外，從2009年開(kāi)始，大數(shù)據(jù)成為互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的流行詞匯，其應(yīng)用越來(lái)越廣泛。大數(shù)據(jù)的核心是數(shù)據(jù)，所有有價(jià)值的信息都源自對(duì)數(shù)據(jù)的處理，而數(shù)據(jù)也是概率統(tǒng)計(jì)的重要研究對(duì)象。目前，在概率統(tǒng)計(jì)教學(xué)過(guò)程中，存在著重理論、輕實(shí)踐的問(wèn)題，造成學(xué)生對(duì)抽象的概率相關(guān)概念及復(fù)雜的統(tǒng)計(jì)計(jì)算存在畏懼，對(duì)概率統(tǒng)計(jì)的學(xué)習(xí)興趣不高。因此，在當(dāng)前信息技術(shù)和統(tǒng)計(jì)軟件日益普及的背景下，探索有效的概率統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，激發(fā)學(xué)生的潛能，提高學(xué)習(xí)效率也是概率統(tǒng)計(jì)教學(xué)改革的內(nèi)容之一。

一、創(chuàng)新概率統(tǒng)計(jì)課堂教學(xué)模式———基于MOOC的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式探索

當(dāng)前，以多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和移動(dòng)通訊技術(shù)為核心的信息技術(shù)飛速發(fā)展，且正已驚人的速度滲透到教育領(lǐng)域，推動(dòng)著教學(xué)方式的變革。自2011年始，Udacity、Coursera、edX三大MOOC學(xué)習(xí)平臺(tái)陸續(xù)推出，2014年中國(guó)高等教育資源共享平臺(tái)———中國(guó)大學(xué)MOOC上線，這種包含著優(yōu)質(zhì)教育資源的大規(guī)模在線教育模式，對(duì)當(dāng)前的高等教育課堂教學(xué)既是巨大的沖擊，同時(shí)也是機(jī)遇和挑戰(zhàn)。目前，國(guó)內(nèi)外MOOC學(xué)習(xí)平臺(tái)已經(jīng)陸續(xù)推出了國(guó)內(nèi)外名校的概率統(tǒng)計(jì)課程，如edX平臺(tái)上MIT的IntroductiontoProbability、加州大學(xué)伯克利分校的IntroductiontoStatistics:Probability、Coursera平臺(tái)上賓夕法尼亞大學(xué)的Probability以及中國(guó)大學(xué)MOOC上浙江大學(xué)的概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)。現(xiàn)有的概率統(tǒng)計(jì)MOOC資源，為概率統(tǒng)計(jì)教學(xué)改革提供了優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源。近年來(lái)，以“學(xué)”為本的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式被越來(lái)越多的國(guó)內(nèi)高校教師所認(rèn)同，并對(duì)高等數(shù)學(xué)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)改革進(jìn)行了理論與實(shí)踐探索。在MOOC快速發(fā)展的背景下，基于MOOC課程資源，探索適合概率統(tǒng)計(jì)教學(xué)的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，是概率統(tǒng)計(jì)教學(xué)改革的有效途徑。

1.基于MOOC視頻+自制視頻的課前知識(shí)傳授課程微視頻是翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)施的一個(gè)重要前提條件，但是自制課程視頻投入很大，這成為阻礙翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)實(shí)踐的一個(gè)重要原因。概率統(tǒng)計(jì)MOOC資源為概率統(tǒng)計(jì)翻轉(zhuǎn)課堂的實(shí)踐提供了可能，任課教師可根據(jù)課程的教學(xué)目標(biāo)將課程內(nèi)容進(jìn)行碎片化處理，根據(jù)碎片化處理后的知識(shí)點(diǎn)在MOOC平臺(tái)上搜尋合適的微視頻，指導(dǎo)學(xué)生選擇性參加相關(guān)MOOC課程，觀看相應(yīng)視頻，并進(jìn)行練習(xí)、測(cè)試完成課前知識(shí)的傳授。但是，現(xiàn)有的概率統(tǒng)計(jì)MOOC課程與本校的教學(xué)內(nèi)容及課程進(jìn)度并不完全一致。因此，基于MOOC視頻配合自制視頻，在目前的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)過(guò)程中更為實(shí)際。任課教師通過(guò)翻轉(zhuǎn)課堂網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)MOOC視頻鏈接或自制視頻資源，布置課前視頻學(xué)習(xí)任務(wù)。并結(jié)合視頻內(nèi)容設(shè)計(jì)、布置相應(yīng)的在線測(cè)試，測(cè)試結(jié)果通過(guò)教學(xué)平臺(tái)及時(shí)反饋給學(xué)生。為督促學(xué)生自主進(jìn)行課前視頻學(xué)習(xí)，保證課堂教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)效果，在線測(cè)試在課堂教學(xué)開(kāi)始前截止，并且成績(jī)計(jì)入最終總評(píng)成績(jī)。

2.基于課堂教學(xué)的課中知識(shí)內(nèi)化課堂教學(xué)由于其在師生情感交流、系統(tǒng)知識(shí)傳授等方面的優(yōu)勢(shì)，是翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)中不可缺少的部分。課堂教學(xué)過(guò)程中，任課教師利用例題展示、交流、討論等形式，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式下，課堂教學(xué)部分應(yīng)包括復(fù)習(xí)回顧、例題引導(dǎo)和習(xí)題三部分。首先任課老師應(yīng)對(duì)本周觀看的教學(xué)視頻中涉及的主要內(nèi)容進(jìn)行概括性復(fù)習(xí)回顧；然后通過(guò)例題，引導(dǎo)大家進(jìn)行討論，輔導(dǎo)教師進(jìn)行講解及示范。最后給出幾道和視頻內(nèi)容相關(guān)的習(xí)題，學(xué)生在課中解答，可以互相討論，也可以向輔導(dǎo)教師提問(wèn)。在課堂教學(xué)階段教師必須能夠高度把握教學(xué)內(nèi)容，具備準(zhǔn)確、到位的歸納和解析能力，從而能夠起到“醍醐灌頂”的效果，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的進(jìn)一步內(nèi)化。

3.基于多種輔助環(huán)節(jié)的進(jìn)一步知識(shí)內(nèi)化為保證學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)充分消化吸收，翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)施過(guò)程中還需要設(shè)置在線討論、課后練習(xí)、答疑、集中授課等多種輔助環(huán)節(jié)對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行強(qiáng)化、鞏固。通過(guò)在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)中設(shè)置討論版、QQ群、微信群等為學(xué)生在自主學(xué)習(xí)過(guò)程中提供學(xué)生間、師生間及時(shí)交流的平臺(tái)。教師也可通過(guò)交流平臺(tái)及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生存在的共性問(wèn)題，通過(guò)課堂教學(xué)環(huán)節(jié)集中解答。為督促學(xué)生課后課后對(duì)所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行復(fù)習(xí)鞏固，需設(shè)計(jì)相應(yīng)的習(xí)題供學(xué)生課后練習(xí)，并采取抽查的方式，督促學(xué)生及時(shí)、高效地完成。

二、引入統(tǒng)計(jì)軟件輔助教學(xué)，增加實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容

概率統(tǒng)計(jì)是數(shù)學(xué)類(lèi)課程中與現(xiàn)實(shí)世界聯(lián)系最緊密、應(yīng)用最廣泛的學(xué)科之一，尤其是數(shù)理統(tǒng)計(jì)在很多學(xué)科中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。在教學(xué)過(guò)程中引入和實(shí)際生活密切相關(guān)的例子，是使學(xué)生深入理解相關(guān)內(nèi)容、提高解決問(wèn)題能力、激發(fā)求知欲的有效途徑。因此，在信息化背景下，概率統(tǒng)計(jì)教學(xué)過(guò)程中應(yīng)積極引入統(tǒng)計(jì)軟件輔助教學(xué)，增加實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，探索“案例教學(xué)+實(shí)驗(yàn)教學(xué)”模式。

1.采用統(tǒng)計(jì)軟件輔助概率統(tǒng)計(jì)教學(xué)，使學(xué)生形象、深入理解相關(guān)概念概率統(tǒng)計(jì)中有許多概念是比較抽象的。另外，有些定理的證明在當(dāng)前的知識(shí)體系下也無(wú)法完成，學(xué)生要理解這些概念、定理是比較困難的。R軟件作為一個(gè)免費(fèi)的統(tǒng)計(jì)軟件近年來(lái)在國(guó)內(nèi)外得到了廣泛的應(yīng)用，通過(guò)R軟件中的隨機(jī)數(shù)生成函數(shù)，或者自己編寫(xiě)模擬函數(shù)對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬，使學(xué)生直觀形象地感受概念、定理，可以激發(fā)學(xué)生參與課堂教學(xué)活動(dòng)、培養(yǎng)探究意識(shí)。如利用泊松分布的隨機(jī)函數(shù)rpois()來(lái)向?qū)W生直觀解釋隨機(jī)變量的隨機(jī)性和其統(tǒng)計(jì)規(guī)律性；通過(guò)不斷增加正態(tài)隨機(jī)變量的隨機(jī)數(shù)rnorm()的個(gè)數(shù)以及頻率直方圖的區(qū)間個(gè)數(shù)，利用頻率直方圖的漸變來(lái)引出連續(xù)型隨機(jī)變量概率密度函數(shù)的概念；通過(guò)不斷增加二項(xiàng)分布隨機(jī)數(shù)的個(gè)數(shù)，模擬檢驗(yàn)中心極限定理。

2.增加實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題能力在概率統(tǒng)計(jì)教學(xué)過(guò)程中應(yīng)該設(shè)計(jì)和實(shí)際問(wèn)題有關(guān)的案例，向?qū)W生展示概率統(tǒng)計(jì)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事、經(jīng)濟(jì)管理、醫(yī)藥等領(lǐng)域中的應(yīng)用，使學(xué)生充分認(rèn)識(shí)概率統(tǒng)計(jì)解決實(shí)際問(wèn)題的重要性，增強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力。如在加法公式部分，引入俗語(yǔ)“三個(gè)臭皮匠，頂個(gè)諸葛亮”作為教學(xué)實(shí)例；在貝葉斯公式部分，引入根據(jù)甲胎蛋白法檢驗(yàn)結(jié)果來(lái)判斷患者真正患癌的概率的例子；在數(shù)學(xué)期望部分，引入“哈里斯投標(biāo)”問(wèn)題，等等。另外，可以適當(dāng)引入全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽中涉及到的和概率統(tǒng)計(jì)相關(guān)的內(nèi)容，使教學(xué)內(nèi)容更豐富具體，貼近實(shí)際生活，有效降低概率統(tǒng)計(jì)的抽象程度。

三、提升教師的信息化教學(xué)能力

信息化背景下概率統(tǒng)計(jì)教學(xué)改革的實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵在于教師在教學(xué)過(guò)程中能夠不斷提升自身的信息化教學(xué)能力。在MOOC、翻轉(zhuǎn)課堂等新興教學(xué)理念和教學(xué)模式對(duì)當(dāng)前概率統(tǒng)計(jì)教學(xué)的沖擊下，教師也應(yīng)積極接納并探索創(chuàng)新適合本校學(xué)生的教學(xué)模式，并針對(duì)概率統(tǒng)計(jì)與實(shí)際生活聯(lián)系緊密的特點(diǎn)，強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，不斷提升自身的實(shí)踐教學(xué)能力。

1.探索創(chuàng)新教學(xué)模式概率統(tǒng)計(jì)教學(xué)需要任課教師積極接納、研究、實(shí)踐新型的教育模式，并不斷提升自己的信息化素養(yǎng)。基于MOOC的概率統(tǒng)計(jì)翻轉(zhuǎn)課堂的實(shí)施，需要教師對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)理念具有深刻的認(rèn)識(shí)，對(duì)教學(xué)模式具有一定的研究基礎(chǔ)，這樣才能結(jié)合課程教學(xué)目標(biāo)、本校學(xué)生的特點(diǎn)在現(xiàn)有的教學(xué)資源基礎(chǔ)上組織教學(xué)內(nèi)容、設(shè)計(jì)教學(xué)流程，探索合適的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式。

2.提升實(shí)踐教學(xué)能力概率統(tǒng)計(jì)的理論來(lái)自于實(shí)踐，其教學(xué)更應(yīng)該與實(shí)踐相結(jié)合，因此，需要教師具有較高的實(shí)踐教學(xué)能力。實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)需要教師收集實(shí)際生活中相關(guān)的應(yīng)用性問(wèn)題，或?qū)ψ约簩?shí)際科研過(guò)程中的問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)化，設(shè)計(jì)合適的實(shí)踐教學(xué)案例，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐訓(xùn)練。也可從大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽題目中，選擇涉及概率統(tǒng)計(jì)相關(guān)內(nèi)容的問(wèn)題，如彩票問(wèn)題、排隊(duì)問(wèn)題等，將這些問(wèn)題融入概率統(tǒng)計(jì)的實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中。實(shí)踐教學(xué)能力的提升，一方面要求教師具有熟練的統(tǒng)計(jì)軟件應(yīng)用能力，另一方面要求教師不斷學(xué)習(xí)吸收學(xué)術(shù)前沿知識(shí)，拓寬知識(shí)視野，完善知識(shí)儲(chǔ)備。在“互聯(lián)網(wǎng)+”的時(shí)代，開(kāi)放性教育資源迅猛發(fā)展，新的信息技術(shù)手段不斷呈現(xiàn)。信息技術(shù)的快速發(fā)展也促使概率統(tǒng)計(jì)教學(xué)要適應(yīng)當(dāng)前的大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)改革趨勢(shì)，基于信息技術(shù)手段，借助MOOC平臺(tái)的優(yōu)質(zhì)概率統(tǒng)計(jì)教學(xué)資源，積極探索適合本校學(xué)生的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，并將信息技術(shù)與實(shí)踐教學(xué)有機(jī)結(jié)合，創(chuàng)新概率統(tǒng)計(jì)實(shí)踐教學(xué)模式，提升學(xué)生解決實(shí)踐問(wèn)題的能力，真正體現(xiàn)概率統(tǒng)計(jì)源于實(shí)踐、用于實(shí)踐的課程特點(diǎn)。

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作者：陳建麗 單位：南京工業(yè)大學(xué)數(shù)理學(xué)院