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概率论与数理统计范例(3篇)

发布人:整理 发布时间:2024-12-13

概率论与数理统计范文

概率论与数理统计有很多定理和公式,学生容易出现分不清、不会用等问题。我们的策略是:由实际问题出发引出定理公式,形象地说明其适用情形。例如,全概率公式和贝叶斯公式是概率论中两个重要的公式,利用全概率公式可以把复杂事件发生的概率转化为互斥的简单事件的概率来计算,利用贝叶斯公式可以得到在已知事件发生的条件下各种原因引发该事件发生的概率,从而找到导致事件发生的最可能原因。这两个公式非常有用,但学生们初学时并不能很好地掌握和应用,主要的问题是不能准确地找到"互斥完备事件组",不能够区分两个公式的适用情形。因此在讲解这两个公式时我们由实际问题出发,结合实际问题把"互斥完备事件组"具体化,再根据要解决的两类实际问题分别引出全概率公式和贝叶斯公式,清晰形象地展示两个公式的适用情形。

具体做法由下面的例子说明。结合以上的讲解我们把“互斥完备事件组”具体化了并根据所要解决的实际问题可以形象地把全概率公式看成是“由原因推结果”:每个原因对结果的发生都有一定的“作用”,先将所有的互斥的可能原因都考虑到,然后,计算每个可能原因导致结果发生的概率的总和就得到了所求的结果发生的概率。结合以上的讲解我们可以形象地把贝叶斯公式看成是“由结果寻原因”,即已知某结果发生条件下,求由各原因导致结果发生的可能性大小。

2统计方法的讲解应注重介绍相应的统计思想

在统计方法的教学过程中,如果只重视计算过程而忽略了统计思想的介绍,学生往往只会按照书本或老师讲解的步骤一步一步地计算,却不知道为什么这么算,每一步的目的是什么,实际应用时也只能生搬硬套,很容易出现错误。我们的策略是:教学中重视统计思想的介绍,让学生不仅知其然也知其所以然。利用通俗易懂的实际例子介绍统计思想,不仅有趣也更容易让学生理解。例如在讲解最大似然估计时,可先通过一个有趣的实际问题阐述其基本思想:某位同学暑期回家与身为猎人的爸爸一起外出打猎,一只野兔从前方窜过,只听一声枪响,野兔应声倒下,如果要你推测:是谁打中的呢?

你会如何想?你就会想,只发一枪便打中,猎人命中的概率大于这位同学命中的概率,看来这一枪是猎人射中的。这个例子所作的推断已经体现了最大似然估计的基本思想。接着可通过下面的例子从数学专业角度进一步阐明最大似然估计的基本思想。例2假设在一个罐中放着许多白球和黑球,并假定已经知道两种球的数目之比是1:3,但不知道哪种颜色的球多,果采用有放回的抽样方法从罐中取5个球,观察结果为:黑、白、黑、黑、黑,估计任摸一球取到黑球的概率p。这种选择一个参数估计值使得实验结果具有最大概率的思想就是最大似然估计的基本思想。

通过打猎和例2这两个例子的讲解,学生们对最大似然估计的基本思想会有一个较深刻的理解,也很容易理解后面学习的求参数最大似然估计值的每一步骤的意义,有利于学生掌握最大似然估计法。

3结束语

概率论与数理统计范文篇2

关键词:概率论与数理统计;教学研究;实用性

中图分类号:G642.0文献标识码:A文章编号:1002-7661(2012)07-011-01

作为大学数学的基础课程,概率论与数理统计在高校数学教育中占有十分重要的地位,由于研究的对象的特殊性,以及规律的普遍性,它与数学其他方向不同具有广泛的应用背景,而统计学部分更成为经济学,社会科学,管理等诸多领域不可或缺的有力工具,而近期其理论甚至被物理学,遗传学以及信息论所采用,因此讨论仔细研究概率论与数理统计的教学方法对高校教育来说是十分必要的功课。

鉴于学生大多数在高中阶段已经接触过古典概率论的一些基础知识以及计算方法,但并没有掌握概率论的基本原理,在本科阶段的概率论与数理统计的教学目标,主要应当设定在令学生把握这门课程的基本思路以及如何把理论与具体的实际应用结合上,而为了实现这一点,就要从以下几步入手。

一、应用与理论结合让学生在上课中找到乐趣

鉴于本科阶段,高等数学与线性代数的授课以理论与计算为主,在授课中较难激发学生的自主思维创造能力,因此显得相对枯燥,而概率论与数理统计则大不相同,它是从实践中诞生而最终又回到实践的课程,因此在课程教学中可以先以具体实际问题设问,来调动学生的思考,进而在教学过程中通过对理论的学习解决学生的疑惑,这是令教学摆脱纯理论的单调而获得生命力的很好手段。例如著名的玛丽莲问题:“台上有三个门,一个后面有汽车,其余后面是山羊,主持人让你任意选择其一,然后他打开两个门中的一个,你看到的是山羊,这时,他给你机会让你重选,也就是你可以换选剩下的门,那么你换不换?”,这个问题在当时曾引起了广泛的争论,学生在思考时会提出各种不同的意见和根据,而此时,可以借对此问题的剖析,以及概率论原理在此问题中的应用,令学生切身感觉到概率论在具体问题中的用处。

二、概率论发展史与案例结合让课程不再单调

众所周知,概率论的源于问题,而如何从问题发展出一门应用性与理论性都很强的学科很自然的会激发学生的兴趣,因此在课程开始的时候,可以逐渐引入概率论的发展史,

例如代表人物以及发展阶段所研究的典型问题,通过把握这类问题的脉络,概率论便有了一部生动的发展史,而在对概率论各种问题的学习中,学生自然会产生新的视角与连贯性的思维,对于培养学生的创新思维能力有很大的好处,创新思维并非凭空产生,而是诞生于对旧理论的脉络和发展趋势的把握之中的,因此在教学中一点一点介绍概率论的流变过程是很有价值的。

三、高等数学知识回顾与概率论的新内容相结合让课程更具有说服力

拉普拉斯将概率论与数学经典的分析理论结合,使得概率论演变成为一门严谨的科学,而概率论的学习中很自然的会遇到很多之前在高等数学学习阶段已经学过的知识,在讲授概率论这方面的知识前,对高等数学的知识做些回顾,可以帮助学生更好的把握所学过的知识与新知识之间的联系,进而更容易从研究简单的古典概率问题过渡到相对抽象的问题。

四、学生自主学习与课堂老师讲授相结合使课程更生动活泼

传统的概率论教学是老师讲授为主,习题为辅的灌输式教学,这种教学方式的特点是老师全程掌握教学进程,比较容易解释内容并进行习题讲解,但在这种教学方式下,学生由于处于被动接受的地位,所以很容易分神,学习效率并不高,积极性也不强。

而为了解决这样一个问题,西方哲学宗师苏格拉底最早提出了辩证法的概念,他将自己的苏式辩证法称为“助产术”,这种方法的特点在于,老师的责任在于提出问题,而提出问题之后,任由学生来解答问题,当学生尝试解答问题的时候,实际上他们便开始真正对问题进行思考,而自主的思考是开启智慧之门的金钥匙,老师在学生提出各种解答方式的同时,不断的继续对学生的答案进行提问,随着问题与回答的逐层深入,引导学生自己接触到问题的最终答案。正因为在这样一个过程中,教师的责任只在于提出问题并加以引导,而寻求最终答案的过程都是由学生自己完成,因此可以将这种方法称为智慧的“助产术”。

这种教学方式换一种名称实际上就是所谓的“启发式教学”,哈佛大学广受学生欢迎的哲学公开课《公正,该如何做才好》正是应用了此种教学法。

概率论与数理统计范文

论文摘要:从教学内容、教学安排、教学形式、以及对该课程的考核方法等方面对《概率论与数理统计》的教学进行了研究和探讨。

《概率论与数理统计》是研究随机现象客观规律的一门学科,是全国高等院校数学以及各工科专业的一门重要的基础课程,也是全国硕士研究生入学数学考试的一个重要组成部分。该课程处理问题的思想方法与学生已学过的其他数学课程有很大的差异,因而学生学起来感到难以掌握。大多数学生感到基本概念难懂,易混淆、内容抽象复杂,难以理解、解题不得法、不善于利用所学的数学知识和数学方法分析解决实际问题。为此,笔者从教学安排、教学内容、教学形式和考核方法4个方面对《概率论与数理统计》的教学进行了研究和探讨。

1教学内容和安排

《概率论与数理统计》的内容以及教师授课一般都存在着重理论轻实践、重知识轻能力的倾向,缺少该课程本身的特色及特有的思想方法,课程的内容长期不变,课程设置简单,一般只局限于一套指定的教材。《概率论与数理统计》课程内容主要包括3大类:①理论知识。也就是构成本学科理论体系的最基本、最关键的知识,主要包括随机事件及其运算、条件概率、随机变量、数字特征、极限定理、抽样分布、参数估计、假设检验等理论知识,这些是学习该课程必须要掌握的最重要的理论知识。②思维方法。指的是该学科研究的基本方法,主要包括不确定性分析、条件分析、公理推断、统计分析、相关分析、方差分析与回归分析等方法,这些大多蕴涵在学科理论体系中,过去往往不被重视,但实际上对于学生知识的转化与整合具有十分重要的作用。③应用方面。《概率论与数理统计》在社会生活各个领域应用十分广泛,有大量的成功实例。

因此,在课程设置上,不能只局限于一套指定的教材,应该在一个统一的教学基本要求的基础上,教材建设应向着一纲多本和立体化建设的方向发展。在教学进度表中应明确规定该门课程的讲授时数、实验时数、讨论时数、自学时数(在以前基础上适当增加学时数),这样分配教学时间,旨在突出学生的主体地位,促使学生主动参与,积极思考。

2教学形式

1)开设数学实验课教学时可以采用以下几个实验: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;统计每学期各课程考试成绩,看是否符合正态分布,并标准化而后排出名次;调查某个院里的同学每月生活费用的分布情况,给出一定置信水平的置信区间;随机数的生成等等。通过开设实验课,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。

2)引进多媒体教学多媒体教学与传统的教学法相比有着不可比拟的优势。一方面,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,同时增强了教学趣味性。如在学习正态分布时,可以指导学生运用Matlab软件编写程序,在图形窗口观察正态分布的概率密度函数和概率分布函数随参数变化的规律,从而得出正态分布的性质。另一方面,由于概率统计例题字数较多,抄题很费时间。制作多媒体课件,教师有更多的精力对内容进行详细地分析和讲解,增加与学生的互动,增加课堂信息量。对于教材中的重点、难点、复习课、习题课等都可制作成多媒体课件形式,配以适当的粉笔教学,这样既能延续一贯的听课方式,发挥教师的主导作用,又能充分体现学生的认知主体作用。比如在概率部分,把几个重要的离散型随机变量、连续型随机变量的分布率、概率密度、期望、方差等列成表格;在统计部分,将正态总体均值和方差的置信区间,假设检验问题的拒绝域列成表格形式,其中所涉及到的重要统计量的分布密度函数用图形表示出来。这样,学生觉得一目了然,通过让学生先了解图形的特点,再结合分位数的有关知识,找出其中的规律,理解它们的含义及联系,加深了学生对概念的理解及方法的运用,以便更容易记住和求出置信区间和假设检验问题的拒绝域。这样,不仅使学生对概念的理解更深刻、透彻,也培养了学生运用计算机解决实际问题的能力。

3)案例教学,重视理论联系实际《概率论与数理统计》是从实际生产中产生的一门应用性学科,它来源于实际又服务于实际。因此,采取案例教学法,重视理论联系实际,可以使教学过程充满活力,学生在课堂上能接触到大量的实际问题,可以提高学生综合分析和解决实际问题的能力。如讲授随机现象时,用抛硬币、元件寿命、某时段内经过某路口的车辆数等例来说明它们所共同具有的特点;讲数学期望概念时,用常见的街头用随机摸球为例,提出如果多次重复地摸球,决定成败的关键是什么,它的规律性是什么等问题,然后再讲数学期望概念在产品检验及保险行业的应用,就能使学生真正理解数学期望的概念并能自觉运用到生活中去;又如讲授正态分布时,先举例说明正态分布在考试、教育评估、企业质量管理等方面的应用,然后结合概率密度图形讲正态分布的特点和性质,让同学们总结实际中什么样的现象可以用正态分布来描述,这样能使学生认识到正态分布的重要性及其应用的广泛性,从而提高学生的学习积极性,强化学生的应用意识。

另外,也可选择一些具有实际背景的典型的案例,例如概率与密码问题、敏感问题的调查、血液检验问题等等。通过对典型案例的处理,使学生经历较系统的数据处理全过程,在此过程中学习一些数据处理的方法,并运用所学知识和方法去解决实际问题。

3考核方法

考试是一种教学评价手段。现在学生把考试本身当作追求的目标,而放弃了自身的发展愿望,出现了教学中“教”和“学”的目的似乎是为了“考”的奇怪现象。有些院校概率统计课程只有理论课,没有实验课,其考试形式是期末一张试卷定乾坤,虽然有平时成绩,主要以作业和考勤为主,占的比率比较小(一般占2O),并且学生的作业并不能真实地反映学生学习的好坏,使得教师无法真正地了解每个学生的学习情况,公平合理地给出平时成绩。而这种单一的闭卷考试也很难反映出学生的真实水平。

所以,我们首先要加强平时考查和考试,每次课后要留有作业、思考题,学完每一章后要安排小测验,在概率论部分学完后进行一次大测验。其次注重科学研究,每个学生都要有平时论文,学期论文,以此来检查学生掌握知识情况和应用能力.此外还有实验成绩。最后是期末考试,以A、B卷方式,采取闭卷形式进行考试。将这4个方面给予适当的权重,以均分作为学生该门课程的成绩。成绩不及格者.学习态度好的可以允许补考。否则予以重修。分数统计完后,对成绩分布情况进行分析,通过总体分布符合正态分布程度和方差大小判断班级的总体水平,并对每道题的得分情况进行分析,评价学生对每个知识点的掌握情况和运用能力,找出薄弱环节,以便对原教学计划进行调整和改进。总之,通过科学的考核评价和反馈,促进教学质黾不断改进和提高。

[参考文献]