數(shù)學(xué)專業(yè)概率統(tǒng)計實驗設(shè)計論文
時間:2022-06-02 10:27:36
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一、引言
如本校數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)和信息與計算科學(xué)專業(yè),該課程實踐教學(xué)主要是利用計算機(jī)對理論知識的模擬和實證。這樣的實踐教學(xué)對理論知識的理解有一定的幫助,但對于實際的運用卻缺少訓(xùn)練?;诖?,在實踐教學(xué)過程中,我們設(shè)計了一些與專業(yè)實踐應(yīng)用相結(jié)合的實踐教學(xué)內(nèi)容,并在教學(xué)中嘗試使用,取得了良好的效果。
二、設(shè)計思路
1.實驗內(nèi)容與專業(yè)特點相結(jié)合。作為師范類數(shù)學(xué),畢業(yè)后主要從事教育教學(xué)工作。在教育教學(xué)工作中,免不了要對教學(xué)質(zhì)量、教學(xué)效果等進(jìn)行分析,需要用到統(tǒng)計知識。因而在設(shè)計實踐教學(xué)內(nèi)容時,應(yīng)根據(jù)學(xué)生就業(yè)后的需求情況,結(jié)合教育統(tǒng)計與教學(xué)測評等內(nèi)容,設(shè)計專業(yè)特點較強(qiáng)的實驗題目(內(nèi)容),如調(diào)查當(dāng)?shù)貙W(xué)生數(shù)學(xué)能力狀況、調(diào)查某一教學(xué)內(nèi)容教學(xué)效果情況等。通過實際操作,使學(xué)生掌握教育統(tǒng)計研究的方法,不僅提高學(xué)生的能力,也為今后在教育教學(xué)工作中開展科學(xué)研究打下基礎(chǔ)。2.軟件的選用。目前,專業(yè)的統(tǒng)計軟件有SAS、SPSS、Eviews、R等,這些軟件的專業(yè)性很強(qiáng),功能也非常強(qiáng)大。但本人認(rèn)為作為非專業(yè)的一般使用者,選用Excel就可以了,其原因主要有以下幾個方面:第一,專業(yè)軟件對于非專業(yè)人員要運用自如有一定難度;第二,專業(yè)軟件不少需要購買,且價格昂貴,一般人難以承受;第三,Excel軟件是一款使用廣泛的辦公軟件,且較易學(xué);最后,Excel軟件提供了豐富的函數(shù),可以進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、統(tǒng)計分析和決策輔助以及制圖等功能,完全能夠滿足基礎(chǔ)的統(tǒng)計分析工作。因此,在實踐教學(xué)中建議選用Excel軟件。3.突出實用性,增加綜合運用?!?a href="http://www.eimio.cn/lunwen/shejilunwen/sysjlw/201506/600060.html" target="_blank">概率論與數(shù)理統(tǒng)計》課程的實驗主要以模擬和實證分析為主,缺乏結(jié)合實際、應(yīng)用性強(qiáng)的實驗。在設(shè)計實驗內(nèi)容時,應(yīng)結(jié)合實際的應(yīng)用,設(shè)計綜合性、操作性較強(qiáng)的實驗題目,以項目的形式組織學(xué)生分組開展實驗實訓(xùn)活動。例如設(shè)計題目《中學(xué)生數(shù)學(xué)能力的調(diào)查研究》,在此題之下可以分多個小題,如《中學(xué)生空間想象能力的調(diào)研》、《中學(xué)生性別差異對空間想象能力的影響研究》等等,讓學(xué)生6~8人一組,每組選擇一題開展研究。
三、實踐實例
在完成理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上,利用實踐教學(xué)環(huán)節(jié),結(jié)合教育工作的需要,設(shè)計綜合性的實踐教學(xué)內(nèi)容,并通過組織學(xué)生分組開展實驗,從而加深學(xué)生對理論知識的理解,同時提高學(xué)生的實際應(yīng)用能力。下面通過三個案例說明實踐教學(xué)的設(shè)計和開展。實例1:2011年全國五個自治區(qū)教育經(jīng)費投入情況對比分析。實驗?zāi)康模海?)使學(xué)生學(xué)會利用相關(guān)資源收集、整理數(shù)據(jù);(2)利用Excel軟件描繪柱形圖。實驗過程設(shè)計:1.數(shù)據(jù)的收集。根據(jù)收集方式的不同,統(tǒng)計數(shù)據(jù)可分為間接數(shù)據(jù)和直接數(shù)據(jù)。實例1中的數(shù)據(jù)為間接數(shù)據(jù),其收集的主要方法有:(1)通過《中國統(tǒng)計年鑒》、《中國統(tǒng)計摘要》及各省、市、地區(qū)的統(tǒng)計年鑒等公開出版物收集數(shù)據(jù);(2)利用中華人民共和國國家統(tǒng)計局、中國經(jīng)濟(jì)信息網(wǎng)等網(wǎng)站查詢數(shù)據(jù);(3)到各地方統(tǒng)計局查詢統(tǒng)計數(shù)據(jù)。在此實驗中要求學(xué)生按5人一組,通過中華人民共和國國家統(tǒng)計局網(wǎng)站,查詢相關(guān)數(shù)據(jù)(如圖1所示),并對數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選、整理,得到2011年全國五個自治區(qū)教育經(jīng)費投入情況數(shù)據(jù)。最后利用Excle軟件繪制數(shù)據(jù)表,并錄入所需數(shù)據(jù),得到2011年全國五個自治區(qū)教育經(jīng)費投入情況數(shù)據(jù)表(見表1)。由圖2可知,2011年全國五個自治區(qū)中,廣西的教育經(jīng)費投入最多,西藏投入最少;另外內(nèi)蒙古、廣西、新疆的教育經(jīng)費相差不大,西藏、寧夏相對較少。實驗小結(jié):該實驗是統(tǒng)計分析中的一個基礎(chǔ)性實驗,主要教會學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)、圖書、雜志等途徑收集數(shù)據(jù),并利用Excle軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理,最后根據(jù)繪制統(tǒng)計分析圖,得出分析結(jié)論。類似的還可練習(xí)繪制餅狀圖、折線圖、直方圖等圖形。另外,根據(jù)學(xué)生情況還可以適當(dāng)深入(如三維數(shù)據(jù)圖,多變量數(shù)據(jù)分析圖等),但應(yīng)保持與專業(yè)特點相結(jié)合。實例2:對學(xué)生考試成績進(jìn)行統(tǒng)計分析。實驗?zāi)康模海?)學(xué)會制作統(tǒng)計表格;(2)學(xué)會利用Excel軟件進(jìn)行描述性統(tǒng)計;(3)學(xué)會使用Excel軟件中的相關(guān)函數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計匯總。實驗過程設(shè)計:1.制作統(tǒng)計表并錄入本班學(xué)生某次考試成績(表格前6行如圖3所示)。2.在“工具”菜單中選擇“數(shù)據(jù)分析”子菜單,并在彈出的窗口中選擇“描述統(tǒng)計”,點擊“確定”后將需要進(jìn)行描述統(tǒng)計的數(shù)據(jù)選入“輸入?yún)^(qū)域”,依次選定輸出區(qū)域以及需要輸出的統(tǒng)計值(如匯總統(tǒng)計、平均置信度等),確定之后可生成描述統(tǒng)計表(如表2)。3.利用COUNTIF等函數(shù)求出學(xué)生各分?jǐn)?shù)段人數(shù)、優(yōu)秀率、及格率等數(shù)據(jù)(如表3)。實驗小結(jié):該實驗通過對學(xué)生成績的統(tǒng)計分析,教會學(xué)生利用Excel軟件中的相關(guān)函數(shù)和數(shù)據(jù)分析工具進(jìn)行統(tǒng)計,對學(xué)生今后在事教育工作中進(jìn)行教學(xué)質(zhì)量分析有一定幫助。在此基礎(chǔ)上,還可以進(jìn)行拓展,如分析多門課程成績情況;分析各班級間成績是否存在顯著性差異;男、女生學(xué)習(xí)成績是否存在顯著性差異等問題。實例3:中學(xué)生數(shù)學(xué)能力調(diào)查分析。實驗?zāi)康模海?)使學(xué)生學(xué)會調(diào)查問卷的設(shè)計,并了解開展問卷調(diào)查的流程;(2)利用Excel軟件對問卷數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析。實驗過程設(shè)計:1.設(shè)計問卷。中學(xué)生數(shù)學(xué)能力主要包括:數(shù)學(xué)的運算能力、空間想象能力、邏輯思維能力、實際應(yīng)用能力等,在設(shè)計問卷時,讓學(xué)生分成4組,每組設(shè)計一類能力測試題。學(xué)生人數(shù)較多時,可分成8組,每兩組負(fù)責(zé)一類試題,各組分別完成設(shè)計。各組設(shè)計好的試題,由大家討論,挑選出部分題目,綜合成為中學(xué)生數(shù)學(xué)能力測試卷。2.分組調(diào)查。學(xué)生分組到各中學(xué)進(jìn)行問卷調(diào)查。在實施調(diào)查前,先根據(jù)該校學(xué)生名錄,采用隨機(jī)數(shù)表法抽取被調(diào)查學(xué)生名單,然后根據(jù)抽樣名單完成問卷調(diào)查,以保證數(shù)據(jù)的有效性。最后,根據(jù)收回的有效問卷整理出相關(guān)數(shù)據(jù)。3.方差分析。利用Excel軟件數(shù)據(jù)分析中的方差分析模塊,對整理好的數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析。分析內(nèi)容可設(shè)置為性別對學(xué)生各種能力是否存在顯著性影響;年齡對學(xué)生各種能力是否存在顯著性影響;民族對學(xué)生各種能力是否存在顯著性影響;等等。學(xué)生分組選擇一個內(nèi)容進(jìn)行分析,并完成分析報告。在之后的小組交流中,每組派一名代表闡述本組的分析過程和分析結(jié)果,大家再討論分析是否正確、結(jié)果是否合理等。實驗小結(jié):該實驗綜合性加強(qiáng),在實驗過程中涉及到抽樣調(diào)查、數(shù)據(jù)預(yù)處理、統(tǒng)計分析等內(nèi)容。該內(nèi)容以項目進(jìn)行,大項目中分子項目,由學(xué)生分組合作完成,在這樣的實驗活動中,學(xué)生既學(xué)到了專業(yè)知識,鍛煉了專業(yè)技能,又培養(yǎng)了團(tuán)結(jié)協(xié)作、互相交流的品質(zhì)。
四、認(rèn)識與思考
經(jīng)過幾年的教學(xué)實踐和探索,本人對《概率論與數(shù)理統(tǒng)計》實踐教學(xué)有一些初略的認(rèn)識,歸納起來主要有以下幾個方面。1.實踐教學(xué)的課時安排。由于概率統(tǒng)計的廣泛應(yīng)用,在《概率論與數(shù)理統(tǒng)計》課程中應(yīng)該安排實踐教學(xué)環(huán)節(jié),特別是應(yīng)用型本科院校,更應(yīng)加強(qiáng)學(xué)生的實踐操作訓(xùn)練。經(jīng)過幾年的教學(xué)實踐,建議《概率論與數(shù)理統(tǒng)計》課程在師范類數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)中總課時設(shè)置在80學(xué)時左右,實踐教學(xué)課時占總課時的1/4左右,以保證基本統(tǒng)計方法的學(xué)習(xí)和實踐教學(xué)能收到實效。另外,由于實踐教學(xué)是建立在理論教學(xué)的基礎(chǔ)之上,學(xué)生在掌握理論知識的前提下通過親身實踐,進(jìn)一步掌握統(tǒng)計方法。因此建議《概率論與數(shù)理統(tǒng)計》課程實踐教學(xué)環(huán)節(jié)集中在理論教學(xué)之后。2.實踐教學(xué)的內(nèi)容選擇。對于非統(tǒng)計專業(yè)學(xué)生,在教學(xué)中不必過分強(qiáng)調(diào)對概率統(tǒng)計理論的理解,重要的是統(tǒng)計方法的應(yīng)用,因此實踐內(nèi)容要結(jié)合他們的專業(yè)特點突出應(yīng)用性,在設(shè)計時選擇那些在他們今后的工作中能真正有用的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行實驗,讓學(xué)生通過實驗?zāi)軌蛘莆栈镜牟僮鞣椒ǎ袑嵦岣咚麄兊膶嵺`能力。3.實踐教學(xué)的組織形式。在《概率論與數(shù)理統(tǒng)計》課程實踐教學(xué)過程中,除了個人完成的基本實訓(xùn)內(nèi)容外,應(yīng)適當(dāng)設(shè)計項目形式,有學(xué)生分組開展的實踐內(nèi)容。在完成項目的過程中,學(xué)生能培養(yǎng)協(xié)作、溝通等能力,對學(xué)生今后融入社會,順利開展工作有一定的幫助。
作者:盧鈺松韋艷肖單位:河池學(xué)院