数理统计教学的新方式

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各高校为满足不同专业，不同科室的教学要求，通过购买或者自主开发的方式构建了很多不同的教学应用系统和资源建设系统，而这些应用系统没有任何联系，在使用一段时间后，随着新的需求的出现，随着教学和管理业务变了模式的变化，或者人员的变化，系统却无法适应变化，必然面临着升级或更新换代的需求，最终只能再开发一个新的。永远处于一种新的系统替代旧的系统的状态，而不能在已有的系统上进化发展，没有实现积累，应用永远处在单个部门浅层次的水平，不能实现进化式发展。不能实现积累和进化发展是大学数理统计教学信息化面临的主要问题之一。

一、数理统计的基本问题

在概率论中，对于许多问题，常常是在已知或假设已知随机变量的概率分布的基础上，研究它的种种性质。但在实际问题中，人们事先并不知道随机变量的概率分布或其他特征，而需要对它们进行估计或推断，这就产生了数理统计问题。由于研究对象的数目一般很大，有时甚至是无限的，数理统计中常用的方法是：从研究对象的全体元素中，随机地抽取一小部分(有限个)进行观察或试验，然后以观察得到的资料数据，对上述问题进行估计或推断，这种方法称为统计推断。另外，数理统计还要研究如何科学地抽取研究对象、安排试验，才能最经济、最有效、最准确地取得统计推断所必需的数据资料和其他信息，这是数理统计的两个重要分支——抽样方法和试验设计的基本内容。理解概率的定义、性质、事件之间的关系与基本运算，会用古典概型、加法公式、条件概率公式、贝努利概型计算概率；理解几种重要随机变量、密度函数的概念及其性质；掌握数学期望、方差的性质与计算；了解常见统计量、参数估计、假设检验的概念及一元线性回归方程的最小二乘法求解；会求正态分布下的均值和方差的置信区间。

二、大学概率论与数理统计课程教学基本要求

课程说明概率论与数理统计是研究随机现象数量规律的一门方法论学科。概率论侧重于研究随机现象发生、变化及其相互关系，数理统计则侧重如何推断客体对象的数量特征及其变动规律。广泛性和随机性是该课程研究对象的显著特点。概率论与数理统计在社会经济等众多领域有着极为广泛的应用，特别是在经济全球化、社会信息化的今天，市场经济中不确定性成分日渐增多，概率论与数理统计方法在经济数量分析、宏观经济管理、微观经济管理中的地位也日趋重要，逐渐成为学习现代经济学的基本工具之一。学习本课程的主要目的是，能够应用概率论与数理统计的基本方法正确地分析和把握随机现象的发生及变动规律，推断客体对象数量特征及发展趋势，在随机性和偶然性中把握必然性和规律性。该系统涵盖了概率论与数理统计课程的主要内容，设计了大量供学习者参与的随机试验，对重要概念、定理、法则进行直观演示，用大量事例介绍统计思想和方法。该系统利用先进的计算机技术，通过巧妙的程序设计，采用文字、图形、动画、语音等多种信息传递方式，能在短时间内对随机现象进行成千上万次的模拟试验，揭示随机现象的规律性：对抽象概念和定理作形象、动态的描绘，从显示的直观现象中揭示深刻的理论本质。丰富的内容及图文并茂的演示能极大地调动学生的学习兴趣，帮助学生正确理解教学内容，了解到概率统计多方面的应用。交互式的教学，使学生由被动学习到主动参与。它使传统课堂教学中无法实现的大量试验成为现实，使抽象枯燥的概念变得形象直观，寓知识性和趣味性于一体。使教师讲起来省力省时，使学生听起来易懂，看起来可信。目前大部分服务于网络教学的应用系统都是条块分割的，各部门自行开发自己的系统，比如精品课程网站、教学资源库的建设。缺乏标准化、规范化和兼容性，信息资源难以共享，出现了一个个“信息孤岛”，与教学资源共享的基本要求背道而驰。这也是任何高等院校开展网络教学发展阶段中必然面临的问题，首先大学数理统计教学的应用是有阶段性的，在计算机教育应用的初级阶段，围绕一项项教学或管理的业务工作，开发或引进一个个应用系统。这些分散开发或引进的应用系统，一般不会统一考虑数据标准或信息共享问题，产生“信息孤岛”是在所难免的，但可怕的是如果大学数理统计教学建设总是停留在初级阶段而不向前发展，就会导致旧的“信息孤岛”还未消除，而新的“信息孤岛”却不断出现，积重难返，从而造成了重复建设和资金的严重浪费，不仅没有提高效率，反而增加工作量，系统维护成为沉重的负担。

三、大学数理统计教学的新模式与新方法

1.推进教学改革，努力探索课堂教学新模式、新手段。从培养学生应用能力出发，改革概率论与数理统计系列课程传统教学模式。把以教师为中心，传授知识为宗旨的传统教学方法，转变为以学生为主体，努力探索课堂教学新模式，即引导学生大胆质疑，深入探索。根据教学内容，按照“提出问题——进行观察和实验——收集整理资料——提出假设和猜想——进行统计推断——得到合理统计结论”这一过程组织教学。实验结果表明：它符合“学习知识、培养能力、激发创新、优化素质”的人才培养规律。应用计算机知识和多媒体辅助教学，减少了教师和学生在冗长的已知高等代数和数学分析运算推导上所花的时间，使他们能集中主要精力掌握每一种元分析方法的统计思想、基本原理和统计结论，确定解决实际问题的思路。

2.实施教学、科研、专业实习三位一体的人才培养模式。组织学生开展科研活动并贯穿教学全过程，使课堂教学与专业实习紧密结合，指导学生撰写课程论文，召开课程论文报告会，调动了学生学习和科研的积极性，培养和锻炼了学生分析问题和解决问题的实际能力。《多元统计分析》课程考试说明如下：课程论文《多元统计分析》是一门利用电子计算机进行数据分析的应用性很强的课程，主要培养学生提出问题和联系实际解决问题的能力。因此，结合课程的特点，统计学专业必修课《多元统计分析》考试形式采用课程论文的形式。大学数理统计教学是由教师、学生、教材、教学手段等多个要素及其相关关系构成的一个整体，教学质量的评价除了包含对教学设施，教学工具等硬件的评价外，还包括对教师教学能力、教学方法等的评价和对学生的学习态度、学习效果等的评价。教师教学质量的评价一般采用对教学效果的检测和实时测评两种方式来进行，具体到高校教师教学质量的评价，在实际应用中，一般采用测评的方式来进行。测评方法一般采用学生测评、同行测评与专家测评相结合。为了表述上的方便，以下如无特别注明，所说教学质量评价仅指对教师的教学质量评价，所说教师教学质量评价系统仅指通过学生和同行、日常教学督导测评来取得教师评价结果的软件系统。作为对教师工作绩效进行评价的一个重要组成部分，对教师教学质量的评价是一个复杂的系统工程。一些发达国家，特别是一些名牌大学都把教学质量的监控、评价工作放在教学管理工作的重要位置，他们都建立了各自的具有特色的且在不断完善的教学质量评价系统。例如，在讲解概率定义及其性质时，可以从下面的方式进行研究，对于一般的随机现象，在进行理论研究和实际应用时，我们不可能对每一事件都做大量的试验来获得概率的统计定义下的事件发生可能性大小的概率。所以需采用严谨的合理化结构，给出如下度量事件发生可能性大小的概率的定义。

3.加强实践教学，提高学生的动手能力。在国外，数学实验早已成为常见的教学方式。在我国，很多高校也已经把数学实验作为数学专业的必修课。进行数学实验，使理论教学与学生上机实践相结合，能使学生由被动接受转变为积极主动参与，激发学生学习本课程的兴趣，培养学生的创造精神和创新能力。让学生在上机时完成一定量的数学实验，选用Excel软件作为实验平台。上课过程中为学生提供一些实验课题，如随机实验的模拟——模拟抛硬币实验、正态分布模拟、蒙特卡洛实验模拟等。每次实验时，教师给出所要实验课题的背景，实验的目的和要求及实验的主要内容等。在实践教学过程中，灵活运用多种教学方式，使学生在掌握基本知识和方法的同时培养分析和解决问题的能力，提高学生学习概率论与数理统计的兴趣。

4.建立优质专业学科资源，培养大学有竞争性的人才。随着大学的扩招，我国大学的学科覆盖范围愈来愈大，综合性愈来愈强，同一地区的大学，办学方向是不相同的。但近年来的大学扩招，却使得各校都向综合性方向发展，各校之间相同学科与相近学科愈来愈多。所以，建立区域性优质教育资源信息资源共建共享体系，是满足大学扩招而导致的信息需求迅速扩张的有效途径。因此大学数理统计教学完全可以利用示范的优势占领制高点。

5.建立网络课程平台，实现资源共享。平台以网络课程为最基本的建设/教学/管理单位，而教学资源则是网络课程建设的最基本素材，包括图形图像、视音频、多媒体教案、网络课件、试题库等等。网络课程既是教学的目标，也是申报精品课程的核心，以网络课程为基础，实现网络教学平台和精品课程平台无缝集成，使得大学数理统计精品课程可以实际应用于校园网教学；同时，教学平台的网络课程同样可以在精品课程平台实现课程的申报和审批。网络课程是网络教学系统最基本的建设/教学/管理的单位。基于网络，老师可以在任何时间、任何地点创建和编辑网络课程，实现网上备课。同时老师可以管理自己的各种教学素材、资源，为从事大学数理统计教学活动准备各种教学内容。老师可以根据需要随时更新网络课程的内容，以体现自己的教学策略，将网络课程的控制权真正还给老师，有效提高老师的工作效率，让老师的网络课程得以方便地共享，以及实现知识的积累。网络课程根据教学目标的不同，可以建设两种类型-自主学习型网络课程和引导学习型网络课程。自主学习型网络课程以学生探究学习和协作学习为主，提供多种智能策略，由学生自主完成整个课程的学习；引导学习型网络课程以老师引导为主，辅助学生完成大学数理统计课程学习。

四、结语

总之，进入2l世纪，我国高等教育已由“精英教育”转入到“大众化教育”阶段，如何适应高等教育改革的需要，在大学数理统计教学中如何提高学生学习兴趣、调动学生学习的积极性与主动性、培养学生的学习能力、提高教学效果，仍是我们努力的方向，需要我们从不同角度、不同方面去积极地探索。本文通过对大学数理统计教学的新模式和新方法进行探讨，希望能够为同仁们提供一定的理论参考。