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1“概率論與數(shù)理統(tǒng)計”課程特色
“概率論與數(shù)理統(tǒng)計”課程是很多專業(yè)課程的基礎(chǔ),不僅數(shù)學(xué)專業(yè)要開設(shè),理、工、農(nóng)、醫(yī)、經(jīng)濟(jì)和管理等學(xué)科門類大多開設(shè)。結(jié)合我院的辦學(xué)定位、人才培養(yǎng)目標(biāo)和生源情況來制定“概率論與數(shù)理統(tǒng)計”課程的教學(xué)內(nèi)容,使學(xué)生懂得該課程是解決數(shù)學(xué)應(yīng)用問題的重要理論工具,是學(xué)生形成“創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神”及“數(shù)學(xué)建模能力”的主要理論載體。通過該課程的學(xué)習(xí),為今后學(xué)習(xí)者應(yīng)用于社會,解決社會經(jīng)濟(jì)、技術(shù)問題打下基礎(chǔ),同時對培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的邏輯思維能力,分析解決問題能力、數(shù)學(xué)建模能力尤為重要。還有,對于我院的師范類學(xué)生,更有助于他們今后的數(shù)學(xué)教學(xué)工作,可以居高臨下的處理中學(xué)教材中有關(guān)概率、統(tǒng)計的內(nèi)容。
2課程教學(xué)改革的主要理論基礎(chǔ)
2.1建構(gòu)主義理論建構(gòu)主義理論是“概率論與數(shù)理統(tǒng)計”課程教學(xué)改革的重要理論依據(jù),它對于培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的自主探究意識和數(shù)學(xué)創(chuàng)新能力具有重要意義。建構(gòu)主義的教學(xué)設(shè)計有兩大模塊:一是創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境,實際上是要求設(shè)計出有利于學(xué)生自主建構(gòu)知識的良好環(huán)境(例如創(chuàng)設(shè)與學(xué)習(xí)主題相關(guān)的情境、提供必要的信息資源以及組織合作學(xué)習(xí)等)。二是自主學(xué)習(xí)策略的設(shè)計,建構(gòu)主義的核心內(nèi)容是學(xué)習(xí)者的“自主建構(gòu)”,要求學(xué)習(xí)者應(yīng)具有高度的學(xué)習(xí)主動性、積極性。
2.2“主導(dǎo)—主體相結(jié)合”理論主導(dǎo)—主體相結(jié)合理論是現(xiàn)代教育教學(xué)策略研究與課程建設(shè)、改革比較熱門的重要研究課題之一,主導(dǎo)—主體相結(jié)合理論強調(diào)教學(xué)的主導(dǎo)性與學(xué)習(xí)的主體性,要求教師由原來的教學(xué)者轉(zhuǎn)變成為學(xué)習(xí)的指導(dǎo)者,學(xué)生在教師的指導(dǎo)下自主完成課程的學(xué)習(xí)。它為“概率論與數(shù)理統(tǒng)計”課程教學(xué)改革提供重要的理論依據(jù)。建構(gòu)主義所提倡的以學(xué)為主或以學(xué)生為中心的教學(xué)設(shè)計中,教師主導(dǎo)作用的發(fā)揮和學(xué)生主體地位的體現(xiàn),二者在建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境下完全可以統(tǒng)一起來的,并且每一個環(huán)節(jié)要真正落到實處都離不開教師的主導(dǎo)作用,教師的主導(dǎo)作用如果發(fā)揮得越充分,學(xué)生的主體地位也就必然會體現(xiàn)得越充分。在這種教學(xué)結(jié)構(gòu)下,教師根據(jù)學(xué)生的興趣和生活經(jīng)驗,通過信息技術(shù)設(shè)置一定的場景,激發(fā)學(xué)生探索、解決問題的興趣,使學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)、學(xué)會實踐、學(xué)會合作,達(dá)到培養(yǎng)學(xué)習(xí)型、研究型、探索型、創(chuàng)新型人才的目的。
3課程教學(xué)改革的實踐研究為了方便對教學(xué)過程設(shè)計的要素及其相互關(guān)系有一個整體把握,通過借助于以下“概率論與數(shù)理統(tǒng)計”課程教學(xué)改革教學(xué)設(shè)計模式圖來說明。如圖1。
3.1教學(xué)條件分析
3.1.1學(xué)習(xí)者信息分析1)學(xué)習(xí)者知識背景與技能分析:學(xué)生已會上網(wǎng)、已經(jīng)學(xué)習(xí)過高等數(shù)學(xué)等課程的基礎(chǔ)上開展的后續(xù)課程。2)學(xué)習(xí)者需求分析:對動手能力相對薄弱的學(xué)生來說,他們的反應(yīng)也許并不象我們想象的那么強烈。性格外向的學(xué)生社會活動能力要強一些,但自制能力往往要差一些,工作也相對要浮躁一些;而性格內(nèi)向的學(xué)生雖然拙于言辭,不善交際,但卻非常沉穩(wěn)。3)學(xué)習(xí)者特征分析:大學(xué)生在智力上日趨成熟,思維上更具抽象性、獨立性和開拓性。首先,大學(xué)生在學(xué)習(xí)上有各自的目標(biāo),自學(xué)能力、探究能力,并有主動參與教學(xué)的意識和能力。其次,大學(xué)生在愛好、情感、認(rèn)知等方面的風(fēng)格差異很明顯[1]。
3.1.2學(xué)科課程信息分析1)學(xué)科歷史分析:“概率論與數(shù)理統(tǒng)計”課程理論誕生于19世紀(jì)中葉,它的理論研究是由賭徒向數(shù)學(xué)家提出的,起初它是數(shù)學(xué)專業(yè)作為選修課開設(shè),以后逐漸成為必修課。當(dāng)時,蘇聯(lián)、印度等國家在理論研究上處于領(lǐng)先地位。二十世紀(jì)初西方國家逐漸在理、工、農(nóng)、醫(yī)科開設(shè)“概率論與數(shù)理統(tǒng)計”課程。二十世紀(jì)中葉該課程被引入中國,在理工科專業(yè)開設(shè),由于計算機技術(shù)的突飛猛進(jìn)發(fā)展,使現(xiàn)代數(shù)理統(tǒng)計方法的使用成為可能,二十世紀(jì)七十年代該課程首次在包括經(jīng)濟(jì)管理類的絕大多數(shù)本科專業(yè)作為必修課開設(shè)。2)學(xué)科特征分析:“概率論與數(shù)理統(tǒng)計”課程是一門有特色的數(shù)學(xué)分支,通過該課程的學(xué)習(xí),學(xué)生除了熟練掌握基本理論和分析方法外,還能熟練運用基本原理解決實際應(yīng)用問題。
3.1.3教學(xué)媒體條件分析我院“概率論與數(shù)理統(tǒng)計”課程教學(xué)改革的教學(xué)資源已部分上網(wǎng),并且有固定的IP和網(wǎng)址,實現(xiàn)了網(wǎng)上教學(xué)和學(xué)習(xí)的目的。學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)連接對該課程進(jìn)行自由、有效的訪問,有利于重復(fù)學(xué)習(xí),保證學(xué)習(xí)效果。網(wǎng)絡(luò)資源的優(yōu)勢就在于信息共享,使學(xué)習(xí)者能夠最大限度地占有課程教學(xué)信息,有利于開闊他們的視野,也有利于學(xué)習(xí)者正確地理解和整合各種教學(xué)信息。同時,網(wǎng)絡(luò)資源環(huán)境的上傳下載也為教師提供了一個教學(xué)平臺,每位教師可根據(jù)自己的教學(xué)特點進(jìn)行再設(shè)計,加以修改與補充,形成教師的個人授課風(fēng)格。
3.2課程教學(xué)過程設(shè)計
3.2.1教學(xué)內(nèi)容我院以浙江大學(xué)盛驟等編的《概率論與數(shù)理統(tǒng)計》(第三版)為藍(lán)本,以魏宗舒等編寫的《概率論與數(shù)理統(tǒng)計教程》和謝國瑞、汪國強等編寫的《概率論與數(shù)理統(tǒng)計》等教材為參考資料,并配置滿足課程教學(xué)改革需要的教學(xué)參考資料(包括教學(xué)軟件與工具軟件等),制作完善的“概率論與數(shù)理統(tǒng)計”課程課件。
3.2.2教學(xué)設(shè)計教學(xué)設(shè)計理論主要有“以教為主”教學(xué)設(shè)計和“以學(xué)為主”教學(xué)設(shè)計兩大類型,這兩種教學(xué)設(shè)計理論均有其各自的優(yōu)勢與不足,將二者結(jié)合起來,互相取長補短,形成優(yōu)勢互補的“學(xué)教并重”教學(xué)設(shè)計理論,不僅發(fā)揮教師主導(dǎo)作用,又要充分體現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)主體作用教學(xué)體系[2]。在“概率論與數(shù)理統(tǒng)計”課程教學(xué)中,靈活而恰當(dāng)?shù)剡x用教學(xué)方法,注意教學(xué)系統(tǒng)五個要素(教師、學(xué)生、教材、教學(xué)媒體、網(wǎng)絡(luò))的地位與作用。由于教學(xué)媒體、計算機軟件、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于教學(xué),所以教學(xué)方法的表述方式也發(fā)生相應(yīng)的變化,知識的呈現(xiàn)形式和生成方式發(fā)生相應(yīng)的變化。例如:復(fù)雜的運算結(jié)果可以用計算機軟件(如Matlab軟件)作為輔助進(jìn)行近似計算,抽象的幾何圖形可以用工具軟件來生成等。總之,在“概率論與數(shù)理統(tǒng)計”課程教學(xué)中主要運用“學(xué)教并重”的教學(xué)方法。以上教學(xué)設(shè)計的變化主要得益于“構(gòu)建主義”和“主導(dǎo)—主體相結(jié)合”的教學(xué)理論支撐。
3.2.3教學(xué)方法與手段傳統(tǒng)媒體(黑板、粉筆、傳統(tǒng)教具等)和現(xiàn)代多媒體、網(wǎng)絡(luò)等教學(xué)手段的靈活運用,是開展教學(xué)活動的重要輔助工具,現(xiàn)代多媒體技術(shù)具有代數(shù)計算、數(shù)據(jù)處理、幾何作圖、視頻、音頻及媒體流播放等多種功能[3]。在以下幾方面發(fā)揮了傳統(tǒng)教學(xué)手段無法替代的作用:1)現(xiàn)代多媒體用于教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn),以便達(dá)到創(chuàng)設(shè)問題情境快速便捷、清晰醒目(例如背景介紹、概念引入、定理呈現(xiàn)及時詳盡,改變黑板板書的只言片語、提綱挈領(lǐng));2)用于數(shù)學(xué)思想的動畫播放、模擬演示直觀形象(例如概念理解、定理領(lǐng)會與應(yīng)用,近似計算等);3)網(wǎng)上學(xué)習(xí)實時便利,資源豐富,在線討論交互進(jìn)行(例如輔導(dǎo)答疑、在線討論、自測評價、問卷調(diào)查、網(wǎng)上考試等)。4)實驗課、數(shù)學(xué)建模課中,計算機軟件應(yīng)用于數(shù)據(jù)處理、程序編寫及圖像生成等。但是,由于“概率論與數(shù)理統(tǒng)計”課程自身的特點、以及數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的特殊規(guī)律,傳統(tǒng)的黑板推演過程更能展現(xiàn)思維的發(fā)展軌跡,洞察活生生思考的來龍去脈,有利于發(fā)展學(xué)生的邏輯思維、發(fā)散思維以及抽象思維能力,空間想象力。因此,我院在“概率論與數(shù)理統(tǒng)計”課程教學(xué)改革中主要的教學(xué)方法與手段是將傳統(tǒng)媒體、現(xiàn)代多媒體和網(wǎng)絡(luò)三者有機結(jié)合,互相取長補短,靈活運用。
3.2.4教學(xué)模式教學(xué)模式一般屬于教學(xué)方法、教學(xué)策略的范疇,但又不等同于教學(xué)方法或策略。我們通常所說的教學(xué)方法或策略往往只是指某種單一的教學(xué)方法或策略,而教學(xué)模式則要涉及若干種教學(xué)方法與策略。例如:在教學(xué)過程中,為了達(dá)到某種教學(xué)目的或取得某種教學(xué)效果,教師們往往將多種教學(xué)方法、策略結(jié)合在一起,加以綜合運用,如果這種運用方式趨于相對穩(wěn)定,這就變成一種模式。換言之,教學(xué)模式是指兩種以上教學(xué)方法與策略的穩(wěn)定結(jié)合。我院在“概率論與數(shù)理統(tǒng)計”課程教學(xué)改革中采取課堂講授、小組討論、專題研討、計算機教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)等多種形式相結(jié)合的教學(xué)模式。與此同時,我們還加強基礎(chǔ)知識教學(xué),強化應(yīng)用環(huán)節(jié),滲透數(shù)學(xué)建模思想,注重從實際背景引入,抽象出其數(shù)學(xué)模型,回到實踐中去。在對學(xué)生開展專題研究課題討論的同時還要求學(xué)生以專題研究報告或小論文的作業(yè)形式來完成等多種補助教學(xué)模式。在這種教學(xué)模式中,使學(xué)生經(jīng)歷由具體思維到抽象思維,再由抽象思維到具體思維的過程,從而完成對“概率論與數(shù)理統(tǒng)計”課程知識的建構(gòu),以達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生的獨立探究興趣和獨立研究問題、解決問題的能力。總之,我院通過對“概率論與數(shù)理統(tǒng)計”課程教學(xué)改革,使學(xué)生的邏輯思維能力,分析解決問題能力、數(shù)學(xué)建模能力都有了明顯的提高,并能熟練運用基本原理解決實際應(yīng)用問題。
4課程教學(xué)改革的思考
本著“提高概率與數(shù)理統(tǒng)計的教學(xué)質(zhì)量,并將該課程建成教學(xué)內(nèi)容充實、教學(xué)方法和教學(xué)模式先進(jìn)、教材、教輔資料齊全的課程”為最終目標(biāo)。以“基于多媒體輔助、網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)模式”改革為中心,以相應(yīng)的課程教學(xué)設(shè)計、教學(xué)方法、手段、模式的改進(jìn)、豐富教學(xué)資源等為配套設(shè)施。通過前一階段對該門課程的教學(xué)改革與實踐研究,取得了一定的進(jìn)展,但在一些細(xì)節(jié)方面仍然存在一些不足和需要進(jìn)一步改進(jìn)的地方,例如:如何使學(xué)生通過探索實驗與觀察,通過對問題的思考,提高其觀察能力,學(xué)會從中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力;如何更好的開展探究式教學(xué)和啟發(fā)式教學(xué),激發(fā)學(xué)生思維,引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識;如何才能培養(yǎng)出一些拔尖的優(yōu)秀數(shù)學(xué)素質(zhì)人才;如何將數(shù)學(xué)建模、數(shù)學(xué)實驗與該課程教學(xué)內(nèi)容相結(jié)合更好一些;教學(xué)資源庫也有待進(jìn)一步的更新、完善,使教學(xué)資源庫既有學(xué)校專業(yè)特色而又服務(wù)到位,使它更好的服務(wù)于實際教學(xué)的效率等等,諸如此類問題都是今后該門課程教學(xué)改革的研究重點與思考方向。