概率论论文十篇

时间:2023-03-17 13:18:52

概率论论文

概率论论文篇1

18世纪40年代,休谟指出归纳推理不具有逻辑必然性,认为它只把真前提同可能的结论相联系,是主观的、心理的,不曾想到当时概率论所揭示的或然性的客观意义及其对归纳的可能应用。穆勒在《逻辑体系》中以很大篇幅讨论了偶然性问题,认为概率论只同经验定律的建立有关,而与作为因果律的科学定律的建立无关。惠威尔也对偶然性作过讨论,但与穆勒一样,并未想到把概率论应用于归纳。直到1859年,德国化学家本生(R.W.Bunsen)和基尔霍夫(G.R.Kirchoff)用统计方法分析太阳光谱的元素组成等科学活动,进一步引起科学方法论家对统计推理问题的注意。许多科学方法论家认为科学结论不是确定的,而是或然的,开始尝试把归纳还原为概率论。

最早将归纳同概率相结合的是德摩根和耶方斯。德摩根将一般除法定理和贝叶斯定理应用于科学假说。但是布尔(Boole)抓住了它的缺点,即运用贝叶斯推理给科学假说的概率带来更大的任意性,至此否定了概率归纳逻辑的方向。在70年代耶方斯作出重大开创性工作之前,这方面的工作基本趋于沉寂。耶方斯发展了布尔代数,他一方面有着关于归纳本质的方法论考虑,另一方面,他将数学应用于发展演绎逻辑的同时,也将数学应用于发展归纳逻辑。他在《科学原理》中说明:“如果不把归纳方法建立于概率论,那么,要恰当地阐释它们便是不可能的。”[1]耶方斯认为一切归纳推理都是概率的。

耶方斯的工作实现了古典归纳逻辑向现代归纳逻辑的过渡。

二、现代概率归纳逻辑

现代概率归纳逻辑始于20世纪20年代,逻辑学家凯恩斯、尼科(Nicod)及卡尔纳普和莱欣巴赫(Reichenbach)等人,采用不同的确定基本概率的原则及对概率的不同解释,形成不同的概率归纳逻辑学派。

凯恩斯将概率与逻辑相结合,认为归纳有效度和合理性的本质是一个逻辑问题,而不是经验的或形而上学的问题。他提出了“概率关系”的概念:假设任一命题集合组成前提h,任一命题集合组成结论a,若由知识h证实a的合理逻辑信度为α,我们称a和h间的“概率关系”的量度为α,记作a/h=α。并着眼于构造两个命题间的逻辑关系的合理体系,但未取得成功。而且他认为,大多数概率关系不可测,许多概率关系不可比较。但他在推进归纳逻辑与概率理论的结合上,作出了历史性的贡献,是现代归纳逻辑的一位“开路先锋”。

逻辑主义的概率归纳逻辑的代表卡尔纳普,在20世纪50年代提出概率逻辑系统,这一体系宣告了归纳逻辑的演绎化、形式化和定量化,将概率归纳逻辑推向了“顶峰”。卡尔纳普认为休谟说的归纳困难并不存在,归纳也是逻辑,并且也有像演绎一样的严格规则。施坦格缪勒(Stegmuller)指出:“2500年前,亚里士多德开始把正确的演绎推理的规则昭示世人,同样,卡尔纳普现在以精确表述归纳推理的规则为己任。”[2]演绎的逻辑基础在于它的分析性,所以,从维特根斯坦和魏斯曼(Waismann)就开始致力于把它改造为逻辑的概率概念,以使概率归纳成为分析性的。卡尔纳普完成了这一发展。他说:“我的思想的信条之一是,逻辑的概率概念是一切归纳推理的基础……因此,我称逻辑概率理论为‘归纳逻辑’。”[3]他并把此概念直接发展为科学的推理工具:“我相信,逻辑概率概念应当为经验科学方法论的基本概念,即一个假说为一给定证据所确证的概念提供一个精确的定量刻画。因此,我选用‘确证度’这个术语作为逻辑概率刻画的专门术语。”[3]与凯恩斯一样,卡尔纳普把概率1解释作句子e和h间的逻辑关系,表达式是c(h,e)=r,读作“证据e对假说h的逻辑确证度是r”。这样,归纳便是分析性的了,演绎推理是完全蕴涵,归纳推理是部分蕴涵,即归纳是演绎的一种特例。此外,卡尔纳普所想要的归纳逻辑还是定量的,他希望最终找到足够多的明确而可行的规则,使C(e,h)的计算成为只是一种机械的操作,以将他与凯恩斯严格区分开来。

20世纪30年代,莱欣巴赫建立了他的概率逻辑体系,被称为经验主义的概率归纳逻辑。他用频率说把概率定义为,重复事件在长趋势中发生的相对频率的极限。这种方法简单实用,但却带来两方面的困难。首先,上述极限定义是对于无数次重复事件的概率而言的。那如何找出一种测定假说真假的相对频率的方法呢?其次,对单一事件或单一假说怎么处理呢?所以频率说只适用于经验事件的概率,其合理性的辩护非常困难。它所面临的最大困难就是找不到由频率极限过渡到单个事件概率的适当途径。为此,莱欣巴赫建议把“概率”概念推广到虚拟的、平均化的“单个”事件,引进了单个事件的“权重(Weight)”概念,试图把理想化的单个事件的概率或“权重”事先约定与对应的同质事件的无限序列的极限频率视作同一。但这与他的初衷相背,频率论者不得不由原先主张的客观概率转向主观概率了。

对概率的前两种解释都着眼于概率的客观量度,然而对随机事件的概率预测离不开主观的信念与期望。主观主义概率归纳逻辑发端于20世纪30年代,创始人是拉姆齐(F.P.Ramsey)和菲尼蒂(DeFinetti)。它将概率解释为“合理相信程度”或“主体x对事件A的发生,或假说被证实的相信程度。”表明,如果按贝叶斯公理不断修正验前概率,那么无论验前概率怎样,验后概率将趋于一致;这样,验前概率的主观性和任意性就无关紧要了,因为它们终将淹没在验后概率的客观性和确定性之中。一个人对被检验假设的验前概率是由他当时的背景知识决定的。

主观概率充分注意到推理的个人意见及心理对于概率评价的相关性,意义重大。但是,人们在做出置信函项时,除了“一贯性”的较弱限制外,很难在多种合理置信函项间作出比较和选择。

三、概率归纳逻辑兴起的原因

概率归纳逻辑是伴随现代科学、现代演绎逻辑、归纳逻辑本身的发展而兴起的。

概率归纳逻辑兴起的原因大致有:(1)现代科学的发展。对微观粒子的运动只能采用概率的方法,因此,西方科学界出现了否定因果决定论而接受概率论的观念。(2)较完备的概率理论。特别是20世纪以来,它具备了严格的数学基础,而且被广泛应用于各种领域。(3)归纳逻辑本身要求进一步完善和精确化。人们要求对单称事件陈述对全称理论陈述的归纳支持作出量的精确刻画。逻辑的数学化,数学的逻辑化,穆勒已经注意到归纳与概率的关系,耶方斯等将归纳与概率结合。(4)以数理逻辑为主干的现代演绎逻辑逐渐成熟,从而使得一些逻辑学家热衷于将现代演绎的形式化、公理系统方法与概率论方法协调起来,以运用于归纳逻辑的研究。(5)对归纳法的合理性问题的探索。休谟的归纳问题一直是个哲学难题。现代归纳逻辑的种种体系,几乎都可以看成是对这个问题不断作出回答。上述三种概率归纳逻辑体系也无例外,都是为求得归纳推理的合理性,或对归纳论证进行改进,或把结论改成概率的陈述,使归纳逻辑被构造成演绎逻辑的一个分支,或用实用主义策略使归纳即使不是有效的,至少也有存在的理由。所以说概率逻辑是以现代演绎逻辑和概率论为工具,形式化、定量化的归纳逻辑。

20世纪50年代以后,科学技术步入一个新的阶段,概率论与数理统计、数理逻辑等相关学科取得新的发展,特别是计算机科学技术以及多学科交叉发展的趋势,使现代归纳逻辑的研究进入到一个新阶段,出现了一些新的趋势和特点。

第一,面临归纳演绎化的困难,出现了非概率化、非数量化的趋势,有的用有序化、等级化来代替,有的将定性的研究重新放到重要的位置上,有的又再度重视如模态、因果概念的结合使用等等。

第二,将主观因素与客观因素相结合,将纯逻辑研究与其他学科相结合。这就不能只限于语构层次,而要考虑语义、语用层次,就要涉及心理学、社会学等方面的研究。而且不能脱离所涉及的具体过程(实验)与学科。

第三,对归纳逻辑的研究与整个思维科学、信息科学的研究联系起来。归纳是一类复杂性问题,决不是单靠纯逻辑所能解决的。归纳远比演绎复杂,须与多学科结合起来进行系统研究。

第四,归纳逻辑的研究与当前的科技相互影响、相互作用。申农提出的信息论仅是相当于语形的统计信息模型。而信息的语义层次的研究都出自卡尔纳普之手,再经辛迪卡(Hintikka)等人的论作又已形成信息逻辑这一分支。这揭示了逻辑与信息科学的联系。再如,随着计算机科学、人工智能的研究进展,对归纳的研究日益受到重视。若能将人工智能与归纳结合起来,必将带来新的进展与突破[4]。

概率归纳逻辑是归纳逻辑的一个发展阶段,它大大发展了归纳逻辑,也昭示了归纳逻辑的发展机制,为我们出示了现代归纳逻辑发展的方向。

摘要:从穆勒等人对或然性的探讨,经耶方斯对概率归纳逻辑的开创,到卡尔纳普代表的现代概率归纳逻辑体系,考察了概率归纳逻辑的发展历程,从中揭示其兴起的原因,并分析现代归纳逻辑发展的一些新趋势。

关键词:概率归纳;逻辑;概率论

Abstract:FromMulle’sdiscussionoftheprobability,afterW.S.Jevons’sfoundationtotheprobabilisticinductivelogic,untilthesystemofmodernprobabilisticinductivelogicwhichCarnaprepresents.Thisarticleinspectstheprocessofwhichprobabilityinductivelogicdeveloped,promulgatesthereasonwhichitrises,andanalyzessomenewtendenciesofthemoderninductivelogic.

参考文献:

[1]W.S.Jevous.ThePrinciplesofScience[M].London:DoverPress,1877.197.

[2]Hintikka,J.(ed.).RudolfCarnap,LogicalEmpiricist[M].D.ReidelPub.Co.,1995.LIX.

概率论论文篇2

1.概率统计教材中数学文化元素的现状

在高校概率统计教材中,从数学文化的角度对概率统计教学进行诠释已经得到数学教育界的普遍重视,教材在数学文化价值教育方面起到至关重要的作用。高校概率统计教材在数学文化教育方面也做了大量的工作,我们以盛骤等人主编的《概率论与数理统计》(第四版)、缪全生主编的《概率与统计》(第三版)和同济大学应用数学系主编的《工程数学—概率统计简明教程》三本教材(后文中分别以教材一、教材二、教材三称之)作为例子,它们在数学文化渗透方面的特点体现在:

(1)教材设计更注重生活和技术应用领域背景的渗透

在内容编排方面,每个知识点都能注意以生活实际或当前的技术应用问题作为背景予以介绍,强调知识的直观性和应用背景,强调实际问题的解决,使得学生有比较直观的认识,能提高学生的学习兴趣和学习热情。如在介绍条件概率的定义时,教材几乎都能从掷硬币、掷骰子等简单的生活实际出发,从特殊到普遍地引出条件概率的定义。内容背景涉及较多的是产品质量分析模型(如质量、寿命、含量、误差等方面),教材一和教材三比教材二涉及应用背景的面更加广泛、量更大。在例题和习题设计方面,教材注重以解决有经济、社会、工程技术等方面实际背景的问题为主,旨在提高学生的实际应用能力。在所统计的三本教材中,具有应用背景的例题占总的例题数超过了50%,习题中有应用背景的题目在50%左右,特别是以自然科学为应用背景的题目占了绝大多数

(2)紧密结合信息技术的发展,提高统计计算能力的培养

加强数理统计的内容,注重统计方法在实际工作中的应用。如增加了假设检验问题中的P值检验法和一些统计图的应用,还介绍了bootstrap方法在数据处理方面的应用。增加Excel软件和“宏”数据分析工具的使用。信息技术的发展给概率统计的研究赋予更强大的工具,没有现代的专业统计分析软件作为研究工具,概率统计问题的研究是不可想像的,在概率统计教材中适当引入统计软件的运用是必要的。虽然现在统计分析软件的功能很强大,但需要经过专业的学习才能掌握,为适应概率统计的入门使用,盛骤等人主编的《概率论与数理统计》(第四版)中就增加了Ex-cel软件和“宏”数据分析工具在概率统计中的应用,特别是在数理统计方面的运用,这对没有经过专业统计软件学习的学生和使用者有很大的帮助。

2.高校概率统计教材数学文化元素渗透中存在的问题

(1)教材中数学史的呈现太少

呈现方式不明朗数学史的学习,能使学生了解数学在推动社会发展方面和社会发展之间的相互作用,能使学生了解数学科学的思想体系、数学的美学价值和数学家的创新精神等因素。教材中的定义、定理、法则和公式都是数学家们经过上百年甚至上千年的历史锤炼后的完美逻辑体系,这种完美的形式忽略了曲折复杂的数学发现过程,但正是这种过程隐含着丰富的数学文化元素。如对概率定义的引入,三本概率统计教材几乎都是这样表达“历史上有人做过……其结果如表……”,然后在表格中列出历史上的几个有关频率的试验,甚至有些教材只是用简短的语言一带而过,然后给出概率的统计定义,紧接着就给出概率的其他定义。这样的表达,学生缺乏对概率定义公理化过程的认识,也失去了一次培养学生提高学习概率统计兴趣与热情的机会。更重要的是,概率定义的形成本身就是数学抽象化过程的典型例子,在这个过程中,学生可以体会到数学的抽象特性和方法。遗憾的是,目前高校概率统计教材中出现数学史的地方实在太少了。据统计,教材一、教材二和教材三中出现数学史的地方仅有频率的定义中提到的德摩根、蒲丰和皮尔逊等人抛硬币试验的介绍或一些试验数据;教材二在引言中则对概率论的发展历史作了一个简介。三本教材中对数理统计的历史介绍等于0,其实概率统计教材中能出现数学史的地方比比皆是,教材可以充分利用这些素材进行呈现。

(2)应用背景相对薄弱

概率统计是一门实践性强、应用性广的学科,当前高校教材都注重生活和技术应用领域背景的渗透,社会科学的应用背景相对薄弱。这样的知识呈现方式,对提高学生的学习兴趣和应用意识都有很大的帮助。但数学文化背景的方式是多样,如重要数学名人物传、数学发展事件记、重要数学成果和概率统计在社会科学方面的应用等内容,这是体现数学文化价值的一种有效方式,也是学生从中获取数学思想方法、体会数学精神和体验数学美的重要途径,遗憾的是当前高校概率统计教材在这方面还比较缺乏。

(3)多元文化缺失

概率统计已经成为现代社会、经济、管理等学科的重要工具,高校概率统计教材在体现这些领域的应用方面有较大的篇幅,但与学生相关生活文化背景的联接方面显得不够,这容易导致学生认为很多概率统计的知识与他们生活或工作相隔遥远甚至没有关联,严重影响了学生学习概率统计的兴趣和态度。

二、概率统计教材设计

中凸显数学文化的思考现行的概率统计教材的知识系统逻辑体系已经经过多年的验证,证明是可行的。数学文化视野下的教材设计目的是,如何在现行教材的知识体系中体现数学文化的元素,数学文化很大一部分是内隐的,这就要求我们不能单纯把数学文化内隐的知识部分相关内容简单地累加到教材里面去,而应该有机地结合在概率统计外显的知识内容中去。下面谈几点构想。

1.关注数学史在教材中的作用

概率统计教材的内容安排要适当兼顾知识发现的历史,使学生能够领略到数学内容发现的过程,体会到数学知识发现过程所蕴含的数学思想、数学方法和数学精神,有利于学生数学知识体系的建构和优秀品质的形成。如在介绍“概率”的定义时,教材的编排最好能介绍概率定义形成的三个历史阶段:概率的统计定义、古典定义和公理化定义。使学生在学习概率的定义时能了解概率定义形成的历史,了解贝朗特悖论的意义,得到数学螺旋上升抽象过程的感悟,掌握数学思维的方法,从而学会批判、质疑、独立和严谨的思维品质。在学习DeMoivre-Laplace定理时可以介绍DeMoivre等人在二项分布正态逼近的研究工作,这项研究是数理统计学的基础,也是概率统计思想的重要体现,重温这段历史可以启迪学生的思维、激发学生的兴趣。回归与相关分析的发现对数理统计学发展的影响是极其重大的,这个统计模型的应用,使统计学由统计描述时期进入了统计推断的时期,它促使一个严谨的统计学框架的形成,学习该知识点内容时,很有必要向学生介绍回归与相关分析的产生历程。其实,概率统计中还有很多地方可以进行数学史介绍的,学生在了解这些知识产生的过程中将会得到浓厚的数学思维熏陶。

2.强调知识与文化的有机融合

概率统计的数学文化部分呈现要以导引的形式出现,而不能把相关内容简单地累加到教材中去,从而保护学生自我探索热情,使数学文化真正植根于学生的知识建构中去。如在“概率的基本概念”部分,有必要介绍概率定义形成的三个历史阶段,但在具体的教材呈现中,没有必要把这些历史材料详细地罗列到教材中去,如果只是简单地把数学史料添加到教材里面去,只能增加教材的容量,导致教材臃肿,变成数学史的堆积而已。而应该是在循序渐进介绍概率定义的同时,适当采用简洁和引导性的语言,营造一种宽松的数学学习环境,引导学生学会自己查找相关学习资源,让学生既能感受到概率定义的发展历史,也能掌握如何通过查找资料来进一步验证和了解这种发展的详细情况的能力。又如,在“假设检验”这一章,可以介绍历史上威尔登检验骰子是否均匀的试验,但没必要陈述这个试验的详细过程,可以以问题的形式把威尔登与皮尔逊对试验结果的争论呈现出来,使学生既能了解假设检验产生的这段历史,也可以重温探索科学的过程。

3.充分发挥现代信息技术功能

概率论论文篇3

概率,简单地说,就是一件事发生的可能性的大小。比如:太阳每天都会东升西落,这件事发生的概率就是100%或者说是1,因为它肯定会发生;而太阳西升东落的概率就是0,因为它肯定不会发生。但生活中的很多现象是既有可能发生,也有可能不发生的,比如某天会不会下雨、买东西买到次品等等,这类事件的概率就介于0和100%之间,或者说0和1之间。在日常生活中无论是股市涨跌,还是发生某类事故,但凡捉摸不定、需要用“运气”来解释的事件,都可用概率模型进行定量分析。不确定性既给人们带来许多麻烦,同时又常常是解决问题的一种有效手段甚至唯一手段。

走在街头,来来往往的车辆让人联想到概率;生产、生活更是离不开概率。在令人心动的摇奖中,概率也同样指导着我们的实践。继股票之后,也成了城乡居民经济生活中的一个热点。据统计,全国100个人中就有3个彩民。通过对北京、上海与广州3城市居民调查的结果显示,有50%的居民买过,其中5%的居民成为“职业”(经济性购买)彩民。“以小博大”的发财梦,是不少购买者的共同心态。那么,购买真的能让我们如愿以偿吗?以从36个号码中选择7个的方式为例,看起来似乎并不很难,其实却是“可望而不可及”的。经计算,投一注的理论中奖概率如下:

由此看出,只有极少数人能中奖,购买者应怀有平常心,既不能把它作为纯粹的投资,更不应把它当成发财之路。

体育比赛中,一局定胜负,虽然比赛双方获胜的机会均为二分之一,但是由于比赛次数太少,商业价值不大,因此比赛组织者普遍采用“三局两胜”或“五局三胜”制决定胜负的方法,既令参赛选手满意,又被观众接受,组织者又有利可图。那么它对于双方选手来说真的公平吗?以下我们用概率的观点和知识加以阐述:日常生活中我们总希望自己的运气能好一些,碰运气的也大有人在,就像考生面临考试一样,这其中固然有真才实学者,但也不乏抱着侥幸心理的滥竽充数者。那么,对于一场正规的考试仅凭运气能通过吗?我们以大学英语四级考试为例来说明这个问题。

大学英语四级考试是全面检验大学生英语水平的一种考试,具有一定难度,包括听力、语法结构、阅读理解、填空、写作等。除写作15分外,其余85道题是单项选择题,每道题有A、B、C、D四个选项,这种情况使个别学生产生碰运气和侥幸心理,那么靠运气能通过四级英语考试吗?答案是否定的。假设不考虑写作15分,及格按60分算,则85道题必须答对51题以上,可以看成85重贝努利试验。

概率非常小,相当于1000亿个靠运气的考生中仅有0.874人能通过。所以靠运气通过考试是不可能的。

因此,我们在生活和工作中,无论做什么事都要脚踏实地,对生活中的某些偶然事件要理性的分析、对待。一位哲学家曾经说过:“概率是人生的真正指南”。随着生产的发展和科学技术水平的提高,概率已渗透到我们生活的各个领域。众所周知的保险、邮电系统发行有奖明信片的利润计算、招工考试录取分数线的预测甚至利用脚印长度估计犯人身高等无不充分利用概率知识。

如今“降水概率”已经赫然于电视和报端。有人设想,不久的将来,新闻报道中每一条消息旁都会注明“真实概率”,电视节目的预告中,每个节目旁都会写上“可视度概率”。另外,还有西瓜成熟概率、火车正点概率、药方疗效概率、广告可靠概率等等。又由于概率是等可能性的表现,从某种意义上说是民主与平等的体现,因此,社会生活中的很多竞争机制都能用概率来解释其公平合理性。

总之,由于随机现象在现实世界中大量存在,概率必将越来越显示出它巨大的威力。

参考文献:

[1]刘书田.概率统计学习辅导[M].北京:北京大学出版社,2001.193-196.

[2]龙永红.概率论与数理统计中的典型例题分析与习题[M].北京:高等教育出版社,2004.218-221.

[3]尹庸斌.概率趣谈[M].成都:四川科学技术出版社,1985.69-78.

[4]吴传志.应用概率统计[M].重庆:重庆大学出版社,2004.74-78.

概率论论文篇4

一是课时设置较少,而老师为了完成教学任务,不得不加快速度,知识点没办法讲细,势必会造成学生“贪多嚼不烂”;且课程内容较多,如果老师本身的知识结构沉淀不够,只是“照本宣科”,简单介绍概念、定义、理论和方法,缺少对实际的概率统计背景知识及发展现状的介绍,忽视对学生实践和应用能力的培养,导致所教知识、方法不能被学生接受、及时掌握。二是在应试教育的影响下,学生思维固定,缺乏学习的主动性。许多学生学习的目的是为了考试过关,对于考试涉及不到的课程知识,就只是简单了解或干脆不学,所以在整个学习过程中,不注重课程思想方法的领悟,只是忙于做题,把学习的目标仅仅定位于能看懂例题,会做课后习题,只关心具体解题的步骤,从而去模仿解题,而不是领会课程知识所呈现的方法。三是教师忽略与相关学科间的关系,只进行单一教材的课堂教学,没有适当穿插一些相关学科的知识,教学资源不能得到优化配置;教材比较陈旧,理论联系实际的应用实例较少,即使有一些联系实际的实例,也不涉及到当今科技信息,导致了学习与实践的脱节;教师在教学中解决实际问题的能力不够,理论与实际联系少之又少,即使有,表现的应用背景也被形式化的演绎一带而过,学生“雾里看花”,难以琢磨、难以理会,畏惧心理滋生。同时,教材中都是一些联系很紧凑的理论,以及简化了过程的证明和计算,学生感觉不到学习乐趣,意义就更谈不上了,这也是造成很多学生放弃对这门课程的学习,只背重点、记忆模仿解题应付考试的重要原因。

2问题的解决方案

2.1从整体内容上把握教材

根据《概率论与数理统计》教材,该课程整体上是讲述三个大的问题:一是概率论部分,介绍必要的理论基础;二是数理统计部分,主要讲述参数估计和假设检验,并介绍了方差分析和回归分析的方法;三是随机过程部分,在讲清基本知识的基础上主要讨论了平稳随机过程,是随机变量的集合,能完全揭示概率的本质。课本上的很多问题都是围绕这三个问题来讲述的,因此,要打破“重理论,轻应用”“重概率,轻统计”的教学思想,且从整体上完整地对这三个问题进行讲授。由于概率论与数理统计的知识点多而零散,初学者对知识点不容易全面系统地把握,所以老师在教学中要经常引导学生进行简单复习回顾,从而使学生能够高效而快速地理解所学知识,系统掌握这有机结合的三部分内容。

2.2在讲授中要有其客观背景

很多学生虽然在中学接触过概率知识,但那只是皮毛,大学更注重的是思想的培养,而且本课程从内容到方法与其它数学课程都有本质的区别。因此,老师在讲解基本概念时,一定要把来龙去脉讲清楚。比如在评价棉花的质量时,“既需要注意纤维的平均长度,又需要注意纤维长度与平均长度的偏离程度,平均长度较大,偏离较小,质量较好”,这些常识性知识容易理解,学生也有兴趣听,然后就此引入概念———这是由随机变量的分布所确定的,能刻画随机变量某一方面的特征的常数统称为数字特征,它在理论和实际应用中都很重要。由此就很自然地引出了数字特征、数学期望、方差、相关系数和矩,这样学生就很好地理解了概念的实际背景。也就是说,在概念定理的教学中,首先应该在概念、定理产生的背景上下功夫,找出每个概念的实例,用大量事实来说明提出这些概念定理的客观依据是什么,它在实际应用中有什么意义。比如,一个随机变量由大量的相互独立的随机因素综合影响而形成,而且其中每一个个别因素在总的影响中所起的作用都是微小的,这种随机变量往往近似服从正态分布,那么这种现象正是中心极限定理的客观背景;再如,在介绍随机过程时,不妨从随机过程实例出发,如股票和汇率的波动、语音信号、视频信号、体温的变化等等。如果忽视了概念与定理产生的实际背景,离开实际去讲概念和定理,学生会觉得学习内容枯燥,而且也很难理解,更不会应用于解决实际问题,这样就降低了学习的积极性,也没有发挥该课程的功能。

2.3在教学过程中使用案例教学

案例教学的主角是学生,通过学生之间对概念、定义、定理、标注、例题积极主动的讨论,以达到更深入理解和掌握的目的。在教学中引入的案例,要能够激发学生的学习兴趣、学习积极性和参与讨论的主动性。如何选取案例,就要求教师在备课当中多花时间找资料、思考,在教学案例中尽可能选取社会热点、先进的科技信息为案例素材,尤其财经类院校应尽可能编写一些涉及财经信息方面的案例。比如,讲到随机变量内容部分,定要在金融经济学中编写涉及到的随机变量的案例;讲到中心极限定理部分,投资学中期权定价理论就是一个很好的案例;讲到参数估计和评价时,保险精算中对平均寿命函数的估计和评价则是很好的案例;随机过程部分,分数布朗运动投资组合的风险度量都是很好的案例等等。如此教学,才能激发学生的学习兴趣,在讨论中逐步体会基本概念、定义、定理的来龙去脉,实现了有效学习,培养了学生解决实际问题的能力和抽象概括、推理论证的能力。

2.4重视引导学生主动思考问题

培养创新思维“在教学过程中提出一些思考性和启发性都很强的问题,让学生分析、研究和讨论,引导学生去发现问题,分析问题,然后解决问题。”学生的学习要自觉要靠自己,不是由教师牵着走,而是由教师引导走,“授人与鱼,只供一日之炊;授人与渔,使人受益终身”,所以教师应多引导、鼓励学生主动思考问题。比如,教师在每次课结束前5分钟进行下堂课新知识的介绍时,对本堂课学的知识点和前面学过的知识做个串联,最好能随手画出知识点“网络状”图,引导学生积极思考,引出下次课要讲的内容,勾起学生的预习兴趣。再如,在讲课时,教师可以针对本节课的内容设计一系列“问题链”,用“问题链”带动和完成课堂教学,可很好地引导学生主动思考、创造性思维,引导学生思考、发现问题,讨论、做出结论,从而逐步地使教学由“灌输式教育”向“创新型教育”转变,教学互动,教学相长。同时,教师一定要想方设法改变“学生被动接受知识”为自主、有兴趣地去学习知识,引导和组织学生展开讨论,鼓励学生提出大胆的猜想,及时解决学生提出的问题,激发学生的求知欲,注重教学方法的灵活运用,鼓励学生动手探究和创新,这样教学效果才会明显。

3结语

概率论论文篇5

现有的概率论与数理统计教材中,概率部分比重较大,统计部分只涉及简单的参数估计、假设检验以及回归分析的内容,但这些远远无法满足各个专业学生的要求。我们要研究如何把统计学普及化,编写以统计为主、概率论为辅的教材,引入在自然科学、社会经济领域内目前应用十分广泛的,而在概率统计课中没有讲授的相关分析、方差分析、主成分分析、因子分析、聚类分析、秩和检验等内容,但诸多方法的引入必将导致内容大量增加,所以在引入时一定要注意:第一,不能涵盖所有的统计方法,要进行取舍,针对不同专业学生的需求,在教材中适当选择学生必需的一些简单的非参数和多元统计方法;第二,每一种方法的引入不能力求使学生完全掌握统计方法的原理,尤其是借助于适当的统计分析软件进行操作实践,并不是说将理论完全掌握后才能够进行统计分析,而是两者可以做到相辅相成。第三,想方设法让学生不用或少用微积分和线性代数知识就把统计方法学会。

二、弱化统计方法计算过程的阐述,加强方法背景、用途的介绍,增强课程的应用价值

教师对工科大学学生的授课要将概率统计定位于工具,在讲授的过程中应立足于应用,对于各种统计方法的教学,要努力帮助学生了解方法的背景、条件和用途,即重点解决有何用,如何用,何时用的问题。方法的实现则交给现有的统计软件。每一种方法都可从实例中引出,从简单到复杂,同时尽可能地联系生产实际,贴近学生专业学习,课程的应用性加强了,通过自己的实际操作,解决身边的统计问题的,既锻炼学生统计建模的能力,又能激起学生浓厚的学习兴趣。

三、相关统计应用软件知识加入,培养统计建模能力

概率论论文篇6

1.1随机事件的关系运算与集合的关系运算的类比由于事件可以看成由某些样本点构成的集合,因此可将二者类比学习。例如:集合A∪B表示其中任意一个元素x仅属于A或者仅属于B或者属于A和B的公共部分,我们可以形象地用韦氏图来表示。此时若将A和B看作是事件,则事件A∪B表示“事件A和事件B至少有一个发生”,记作A+B,即概率论中事件的和等同于集合论中集合的并集。同样的类比方法,我们可将集合论中集合的交集类比到概率论中事件的积中去。在教学中可引导学生先回顾集合之间的各种关系运算,随之再引出相应的事件间的关系运算,最后归纳总结。此外,事件运算的性质如交换律、结合律、分配律均可对照集合的相应性质进行类比学习。

1.2离散型随机变量与连续型随机变量的类比对于离散型随机变量,学生感觉较容易,但对于连续型随机变量,往往学生感觉抽象难理解。由于分布列在离散型随机变量中的地位与密度函数在连续型随机变量中的地位等同,因此对于离散型随机变量中的边缘分布列与联合分布列的关系可以过渡到连续型随机变量中边缘密度函数与联合密度函数的关系中去,此外诸如随机变量的独立性的充要条件以及期望与方差的计算均可轻松过渡。具体我们可通过“把连续的问题离散化”这种方法,实际是将对离散型随机变量中对分布列的求和变成对连续型随机变量中的密度函数求积分即可。表1我们将对其中的部分性质及计算作一个简要的类比。

1.3一维随机变量与二维随机变量的降维类比任何学习都是循序渐进的,一般来说低维空间的知识相对简单,容易被学生接受,所以最好的方法是从低维空间向高维空间过渡学习。降维类比法是将高维空间中的数学对象降低到低维空间中去观察,利用低维空间中数学对象的性质类比归纳出高维数学对象的性质。通过上面的类比得知抽象的二维随机变量的分布函数与一维随机变量有着一致的表达式,从而大大降低了学习的难度。此外,二维离散型随机变量的联合分布列与连续型随机变量的密度函数的性质与计算均可借助一维随机变量的相关知识引入。

2类比法在习题教学中的应用

概率论论文篇7

【关键词】概率论;疾病确诊率;人寿保险;产品质量责任追究;运用

中图分类号:O10文献标识码:A文章编号:1006-0278(2016)01-179-02

一、引言

概率论与数理统计是研究随机现象统计规律的一门数学学科,是对随机现象的统计规律进行演绎和归纳的科学。随着社会的不断发展,概率论与数理统计的知识越来越重要。概率论是研究随机现象和事件不确定性的一门数学分支,它既古老又年轻.概率论的起源与问题有关,游戏在人类社会已经存在了几千年,概率思想早在几千年前就有了萌芽.说它年轻,是因为在数学界一致认为直到1654年法国数学家帕斯卡和费马之间的七封通信才开始了概率论的研究.随着18世纪、19世纪科学的发展,人们注意到在某些生物、物理和社会现象与机会游戏之间有某种相似性,从而由机会游戏起源的概率论被应用到这些领域中;同时这也大大推动了概率论本身的发展.在当代,随着概率论和各学科之间的交叉融合,概率论成为一门应用非常广泛的学科,在日常生活中,周围的许多事物都和概率有着千丝万缕的联系.正如英国逻辑学家和经济学家杰文斯( Jevons,1835-1882)所说:概率论是生活真正的领路人,如果没有对概率的某种估计,人们就寸步难行,无所作为.下面从日常生活中的三个实际问题阐述概率论的运用.

二、概率论在日常生活中的若干运用

(一)概率论在疾病确诊率方面的运用

问题一:某疾病能被诊断出来的概率是0.95,无该病而误诊有该病的概率是0.002,如果该地区患该病的比例为0.001,现随机的抽取该地区一人,诊断患有该病,求该人确实患有该病的概率。

解析:为了叙述的方便,设B=该人患有该病,A=该人诊断患有该病,则所求概率为:P(B|A),贝叶斯公式得:

所以,P(B|A)=0.3225

在诊断患有该病的情况下,确实患有该病的概率很小,还不到三分之一。

(二)概率论在人寿保险方面的运用

问题二:有2500人参加某保险公司的人寿保险,据以前统计资料,一年内每个人死亡的概率为0.0001,每个参加保险的人1年付给保险公司120元保险费,而在死亡时其家属从保险公司获得20000元赔偿费,求下列事件的概率:

A=保险公司亏本,B=保险公司一年获利不少于十万元。

分析:假设这2500人当中有k个人死亡。则保险公司亏本当且仅当2500k>2500×120,即k>15。又由二项分布公式知,1年中有k个人死亡的概率为:

由此可见,保险公司1年获利十万元几乎是必的,

(三)概率论在产品质量责任追究方面的运用

问题三:某工厂4个车间生产同一种产品,其产量分别占总产量的0.15,0.2,0.3,0.35,各车间的次品率分别为0.05,0.04,0.03,0.02,有一用户买了该厂1件产品,经检查是次品,用户把规定进行索赔。厂长要追究生产车间的责任,但是该产品是哪个车间生产的标志已经脱落,请你给厂长建议,怎么追究生产车间的责任?

分析:由于不知道该产品是哪个车间生产的,因此每个车间都要负责任,各车间所负责任的大小应该正比于该产品是各车间生产的概率对的大小。

设Aj=该产品是j车间生产的,j=1,2,3,4;B=从该厂产品中任取一件恰好取到次品。

则第j个车间所负责任大小(比例)为条件概率:

即第1,2,3,4车间所负责任比例为0.238,0.254,0.286,0.222.

三、总结

在我们日常生活中存在着大量的随机现象,都可以用概率论来解释与说明.概率与人们的生活息息相关,小到每天出行的天气预报,大到国防建设中的东风导弹的命中率、核电站可靠性评估,蛟龙号的下潜深度的估算等,概率论必将越来越显示其强大的力量.只要我们善于思考、善于挖掘、善于用概率的思维来思考问题,就能使概率论科学的指导我们的生产生活。

参考文献:

[1]缪铨生.概率论与数理统计[M].华东师范大学出版社,1997.

[2]段学新.实际问题的概率分析[J].吉林师范大学学报(自然科学版),2005(4).

概率论论文篇8

Abstract: The application of case-based teaching in the course of "Probability and Mathematics Statistics" was discussed, and several specific teaching cases were provided.

关键词: 案例式教学;概率论与数理统计;应用

Key words: case-based teaching;Probability and Mathematics Statistics;application

中图分类号:G642;O21 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2011)25-0204-02

0 引言

概率论与数理统计是理工科各专业的一门重要的基础课程,其理论方法独特,抽象,既有严密的数学基础,又与众多学科有着密切的联系,其理论方法已广泛应用于自然科学,社会科学及人文科学的一切领域。随着科学技术的迅速发展,它在经济,管理,工程,技术,金融,物理,化学,地理,天文,生物,环境,教育,语言,国防等领域的作用愈益显著。随着计算机的普及,概率统计思想方法已成为信息处理,制定决策,试验设计等的重要理论与方法。可以说,凡是有数据出现的地方,都不同程度地应用到了概率统计提供的模型与方法。为了更好地促进学科的发展,适应经济,社会迅速发展的需要,文献[1,2]对本课程的改革与实践做了一些探索。本文对案例式教学法在概率论与数理统计课程的教学改革作一些探讨。

1 概率论与数理统计课程的特点

概率论与数理统计课程是研究随机现象统计规律性的数学分支。其理论方法独特,抽象,它建立在公理化结构之上,理论严密,体系完整,同时,它的实践性又很强,很多重要的统计思想,方法都是来自于实践,又运用于实践。概率论与数理统计课程的这种实践特点决定了在本课程的教学过程中有必要通过引入案例分析,以问题解决为驱动,提高学生的以发现问题、分析问题、解决问题为主的实践能力。

2 案例式教学法

现在,有一种流行的教育教学方法称为“案例教学”。“案例教学”就是通过实际问题的描述、假设、建模与求解,演示理论与方法的应用过程。数学上,这样的教学方式就是所谓的“问题解决”的数学建模的思想。这种方法不拘泥于对理论和方法的阐述,更注重对理论与方法的实际应用过程的展示:包括问题的描述、所涉及的变量及其相互关系、问题的假设与简化、问题的数学模型的建立与求解。即案例式教学是以问题为中心的一种教学方法,以问题为主线,发现问题,分析问题,解决问题,以问题开始,以解决问题结束。通过这种教学方式,可强化学生对基本概念、方法的理解,激发学生的学习兴趣。

3 案例式教学法在概率论与数理统计课程中的应用

在概率论与数理统计课程教学中,在介绍完每一章的基本概念、理论、方法之后,适当的引入一些相关的教学案例,可以激发学生的学习兴趣,加深学生对所学基本知识的理解,通过对案例的深入分析,可以强化学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。下面介绍几个在本课程中使用的案例。

3.1 运气问题 此问题通过对日常生活中的运气问题的分析,加深了大家对古典概型中相关知识与方法的理解[3,4]。问题如下:日常生活中,我们经常遇到某件事(结果)连续发生,如打牌时连续摸到好牌(或臭牌),是否存在我们所说的运气?下面运用古典概型相关方法对此进行深入分析,以使学生对此问题有更深入的理解。

我们运用掷硬币试验对打牌问题进行描述:第i次掷出正面表示第i次得到好牌,用“1”表示;第i次掷出反面表示第i次得到臭牌,用“0”表示。

参考文献:

[1]邓华玲等.概率论与数理统计课程的改革与实践[J].大学数学,2004,(1).

[2]施庆生等.《概率论与数理统计》课程的教学改革与实践[J].南京工业大学学报(社会科学版),2004,(3).

概率论论文篇9

关键词:《概率论》;高职高专;课程设置;教学策略

中图分类号:G712 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)19-0245-03

一、引言

《概率论》是高职高专重要的基础理论课之一,它是研究随机现象统计规律性的一门学科。近几年来,一些高职院校相继开设了《概率论》,南充职业技术学院开设了初等教育(理科方向)这个专业,《概率论》就自然而然成为了该专业的一门专业学科。而高职高专学生普遍基础较薄弱、学习方法欠佳、学习能力不强。因此,这部分学生在学习《概率论》这门学科时感到难度最大,学习兴趣不浓,教师的教学效果也不佳,反映了“教师难教、学生难学”这一教学现象。那么,如何提高高职高专《概率论》的教学效果?这是很大在高职高专从事数学教学工作的教师应该思考的问题。笔者这几年来主要从事《概率论》的教学工作,对此问题进行了长时间的思考和探讨,总结出了一些教学经验,在此谈谈教学心得,以供同行参考。

二、《概率论》的教学现状分析

(一)课程设置现状

概率是研究现实世界随机事件发生的可能性大小,一般情况下,它有两个定义,一是统计定义,是频率fn(A)当n∞时的近似值;二是古典定义,随机事件A的概率:

P(A)= =

而它的作用可以说体现在两个方面,一是研究随机事件发生所具有的规律性;二是研究随机事件发生的可能性大小。在这两个功能中,第二个方面是研究重点,随机事件发生的可能性大小可以为生产决策者提供最佳方案。概率论在很多科学领域如国民经济和工农业生产的各个部门,气象、水纹、地震预报、产品的抽样检验等都有所应用;在工程设计中,用概率可以实现对元件和系统的可靠性检测以及对平均使用寿命的估算;机械方面,可以通过建立数学模型用计算机来控制生产;而在通讯工程方面,则可以运用概率知识提高系统抗干扰和分辨率。由此可见,概率知识在整个国民经济和生产的各个领域应用之广泛。笔者认为至少应该在机电、信息技术、通讯工程、经济管理这些技能性很强的学科开设《概率论》,南充职业技术学院也仅仅在初等教育(理科方向)开设了这门课。从各学校对《概率论》的课程设置角度来看,各高职院校对《概率论》的了解和重视程度不够。

(二)教学现状分析

1.学生数学基础知识薄弱。高职高专在招生层次上,学生入学成绩普遍偏低。学生文化知识偏低,尤其是数学成绩更差。在中学时对数学已经产生了畏难心理,可以说到了谈“数”色变的境地。《高等数学》可以说是《概率论》的基础学科,在概率论中很多地方都要用到高等数学知识,在对高等数学都没掌握好的情况下再来学习概率,当然势必有部分学生会觉得《概率论》比《高等数学》还难,于是对《概率论》更是惧而远之。基于这种现状,一些高职院校也投学生所好,干脆不开设《概率论》。

2.对《概率论》的认识不到位。《概率论》是大学数学的一门分支学科,且不是孤立的学科,它将涉及到极限、导数、微分、积分等许多知识体系,对提高学生的应用数学知识能力有很大帮助。但是,总有一部分学生认为今后从事的工作中用到高等数学知识的机会不多,用到概率知识就更少,甚至有一部分学生认为《概率论》可学可不学,学多学少一个样,缺乏学习的积极性和主动性。还有一部分高职院校认为,高职院校的培养目标是“培养高素质劳动者和技术技能性人才”,重点培养学生的实际操作能力,而《概率论》只是纯理论学科,缺少实际操作及能力培养目标,认为概率论是为专业课程服务的,它教学应按照专业的培养方案进行,这种认识忽视了数学本身的价值与数学在人才培养中的作用,致使高职高专院校人才培养方案不完善。

3.课时设置不合理。无论是《高等数学》还是《概率论》,无论是因学生学习难度还是教师教学本身存在难度,还是从教学规律来说,都要求高职高专院校对这两门课开设足够的课时数。但事实并非如此。首先,高等数学中的极限和微积分等知识是解决概率的基础工具,而只在大一上学期开设《高等数学》,且周学时4学时,课时数严重不足导致两个问题出现:一是内容上不完,教师基本上只能上完《高等数学》(上),而《高等数学》(下)只能粗讲前两章内容;二是教学效果不良好。因时间关系,教师不得不赶进度,使得讲解不够透彻、深入、细致,学生练习时间不够,掌握不牢。等在第二学年学习《概率论》时,很多知识和公式又忘了,教师又不得不花时间补讲。其次,高职院校开设《概率论》最多4学时/周,且只开设一学期,南充职业技术学院是每周3学时,全书10多章内容,要求教师48个课时上完,上课期间还不得不补讲《高等数学》内容,教学效果就可想而知了。

4.教材选用不当。据了解,现在很多高职院校都反映到要为高职学生选用一本适合他们的教材很难。教材出现向两边倒倾向。要么教材太难,学生学习起来困难;要么教材因删减的部分太多又显得内容太单薄,有几章仅有两三页内容,学生学了之后可能只记得住一些标题。所选用的《概率论》教材深难度是决定学生学习难易程度的一个因素。

5.教学模式传统化、单一化。数学学科本身的特点决定了数学教师所采用的教学模式以黑板和粉笔为主。因为教师板书的过程是引导学生进行思考、推理、演算的过程,没有教师带动学生演算这个过程,学生是难以掌握知识本身,且不说还要知识迁移,举一反三。但是如今是信息时代和网络时代,如果教师依然只采用传统方式教学,教室里的多媒体设备对《概率论》教师来说是一种摆设,课堂模式太传统,教学方式不形象、不直观,难免导致课堂教学模式单调、死板、枯燥,课堂教学灵活度不够,难以激发学生的学习兴趣,不能调动学生学习的积极性,更无法发挥学生的主观能动性。

三、教学策略探讨

1.强化思想认识。学校相关职能部门和教师都应从思想上强化认识。在思想认识上应做到以下几点:首先,高职高专教务处等相关职能部门领导应充分认识到开设《概率论》的重要性,可以在理科类专业将《高等数学》和《概率论》都作为基础课来开设。其次,担任《概率论》教学的教师在教学过程除了传授知识本身外,还应加强对学生人文素养的培养。我们为什么要学数学?是数学教会了人们如何思考,是数学教会了人们如何创新,数学是一门改变和推动了世界的学科;学好数学的有效捷径是“做数学”,从单纯地做题,转移到归纳、提练数学思想、方法,举一反三。什么是思想?思想就是“想”。什么是方法?方法就是落实“想”的做法。《概率论》是数学的一门分支学科,概率的系统性、严谨性和高度的抽象性决定了学好概率必须付出一定的努力,由此培养学生不畏困难、敢于挑战的勇气和决心。

2.教师重视自身师德和师能的提高。教师是教学活动的主导,在整个教学活动起着举足轻重的作用,教学质量的高低与教师本身所具有的知识水平和教学能力直接相关。作为一名概率论教师,应牢记“德高为师,身正为范”,关心学生、热爱学生,要具备高尚的师德和情操,要以“德”和“能”服学生,只有这样,学生才愿意和乐意学你所担任的学科。

此外,因概率论的学科特点决定了要上好门课,教师必须付出一定努力,教师应严格坚持教学“六认真”以提高自己的教学能力,重中之重是备课。首先,应重视备课。有部分教师不太重视这个问题,甚至还有一些错误的看法,认为高职学生数学基础较差,用不着讲很多内容,只要把教材上的基本内容讲清就行了,不需要花大量时间备课,这是一种对学生极不负责任的想法,危害是相当严重的。《概率论》教师认真钻研教材,对整本教材的章节的内容、部局,重、难点要做到胸有成竹。其次,备学生。要了解学生的基础状况,对《概率论》的学习态度和学习兴趣怎样等,教师对这些问题都要做到心中有数。例如,笔者今年上2013级初等教育(理科方向)的《概率论》,第一节课的任务是走访学生,通过了解发现,因高考改革,以前高考时文、理科考生都要考的排列组合和概率初步现在只出现在理科考卷中,对文科考生则不再作要求。因此,高中阶段文科班的数学老师对排列组合和概率初步的处理方式变成了要么不讲、要么略讲,然而排列组合知识则是学习概率论必备的基础知识。而初等教育是文、理兼招专业,如果教师不清楚这一情况,在备课和上课时处理不当,如果进度太快,势必会让一部分学生听不懂教师讲的内容,教学效果自然不佳。三是,备教法。每一节课的重、难点是什么?教学时怎样突出重点、突破难点?这些问题教师在备课时都要思考,它关系到教师的劳动成果能否被学生高效率地吸收。

以概率分布函数和概率分布密度函数(分别简称分布函数和分布密度)为例,这两部分对学生来说是全新内容,跨度较大,学生普遍觉得深奥、抽象,难懂。教师在讲解时应说明,任何随机变量都有分布函数F(x),而只有连续型随机变量才有分布密度f(x),有了分布函数和分布密度,可以求出随机变量取任何值时相应的概率。这点讲清楚了也就讲清了研究这两种函数的用途。其次,怎样求这两种函数。应紧扣定义,离散型随机变量,F(x)= Pi.这种变量的取值是一些间断的实数,在分类讨论时应以这些值作为分类的标准,讲清这点很重要,否则学生不知道怎么分的类。

例1:已知随机变量ξ的分布列为:

求ξ的分布函数。

解:ξ=-1,1,2,这四个值将R分成四个区间:(-∞,-1]、(-1,1]、(1,2]、(2,+∞),

1o当x∈(-∞,-1]时,F(x)=0;

2o当x∈(-1,-1]时,F(x)=0.3;

3o当x∈(1,2]时,F(x)=0.3+0.5=0.8;

4o当x∈(2,+∞)时,F(x)=1

F(x)=0,x∈(-∞,-1]0.3,x∈(-1,1]0.8,x∈(1,2]1,x∈(2,+∞);

连续型随机变量,则必须通过对密度函数f(x)求定积分而得,即F(x)= f(t)dt。

例2:设随机变量ξ的分布密度为f(x)= sinx,- ≤x≤ 0 ,其他,求ξ的分布函数F(x)

解:1o当x∈-∞,- 时,F(x)= f(t)dt=

0dt=0;

2o当x∈- , 时,F(x)= f(t)dt

= f(x)dt+ f(t)dt=0+ sintdt

=- costx- =- cosx

3o当x∈ ,+∞时,F(x)=1

综上有:F(x)=0,x∈-∞,- - cosx,x∈- , 1,x∈ ,+∞

3.完善《概率论》教材。《概率论》作为高职高专的基础课进行开设,首先应选取适合高职高专学生自身特点的教材。现在各出版社出版了很多版本的《概率论》,但专门针对高职高专学生编写的教材较少。目前,南充职业技术使用《概率论基础与初步》教材是普通高等教育“十二五”规划教材(天津大学出版社),这种教材无论从知识版块的构成到内容的详略处理还是适合高职高专学生的,但该教材无论是例题还是作业部分都存在一些失误。比如,在正态分布中将正态分布函数F(x)定义为 e dx=1,实际上F(x)= dt,事实上 e dx=1。而在标准正态分布板块中又定义了一个概率积分公式φ(x)=p(-x≤η

数学教研室对《概率论》教材的选取一定要慎重,如果实在没有合适的教材,可以由数学教研室组织自己的教师自行编写教材,在编写教材之前一定要经过认真调研,结合学生实际情况,对不同专业的学生要尽量找到专业与概率的结合点来编写,使概率知识与专业知识有机结合,形成较完善的教材。而且教材印刷数量与当年学生录取人数不能相差太大,便于在使用过程中对教材进行改进和完善。

4.改革课堂教学模式。在信息化和网络化高度发展的今天,概率论的课堂教学模式在传统的教学模式基础上应该有所改进。首先,在教学手段上要适当引入多媒体教学。比如,在描述正态函数中参数u和δ的几何意义时,在投影仪上作出正态函数的图像。如右图所示。

从图1能看出:x=μ是正态曲线的对称轴,而δ是正态函数的标准差,在正态函数曲线反映出“钟形”图的扁和圆的程度,δ越小,图像越尖,随机变量X落在直线x=μ附近的概率越大;δ越大,图像越坦,随机变量X落在直线x=μ的概率越小。这种以多媒体的方式可以动态地反映正态函数的图像和性质,形象、直观、生动,易掌握。其次适当改变“教师满堂讲、学生被动听”的教学模式。在教学模式上可以采用小组讨论法或项目导向法教学,可以最大程度调动学生主动参与的意识和积极性,充分发挥学生团队精神,让学生真正成为学习活动的主人。

四、结束语

总之,《概率论》的教学工作是一项长期、艰巨的系统工程,需要广大数学教师从多方面进行不断探索、完善,从根本上改进教学效果。

参考文献:

概率论论文篇10

Abstract: Independent colleges, as a product of China''s Higher Education, is a new educational mode. To develop unique "application-oriented training" mode is the security of sustainable development for independent colleges. Probability and statistics as applied widely branch of mathematics is an important basic course. So how to reform the probability theory and statistics to conform the education mode of independent college is an important problem. To explore some of the reform measures to improve the quality of teaching is of great significance. The article discussed reform of probability and mathematical statistics for independent college from the teaching method, teaching content, teaching structure and the selection of textbooks and so on.

关键词:独立学院;概率论与数理统计;教学改革

Key words: independent colleges;Probability Theory and Statistics;teaching reform

中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2012)03-0239-02

0 引言

独立学院作为一种新型的办学模式在高校扩招的浪潮中应用而生,它是普通高校的二级学院,但是却有着新的模式,新的机制。它的发展速度快,创办历史短,生源既不同于本科生也不同于高职生,所以在发展过程中逐渐暴露了许多问题。例如对学生的培养方案定位问题,理论教学与实践教学的分配问题,三本特设和研究型本科院校的差别问题等等,这些问题不解决,都会影响独立学院的可持续发展。本文将结合独立院校的现状和特色来浅谈《概率论与数理统计》的教学改革。

概率统计是一门研究随机现象统计规律的数学学科,由于其理论和方法的鲜明特色,使得其几乎遍及所有科学领域,如自然科学,医药卫生,工程技术,国民经济等各个领域。由于概率统计严谨理论性和广泛应用性。几乎所有高校都把其作为一门重要的基础课程来上,但是由于三本院校学生本身的理论基础差,学习不够积极,所以概率论与数理统计的教学过程遇到了很多问题,老师往往认为讲的很认真很详细了,但是学生反馈回来的却是难学,难懂,难用。那么独立学院在面对新的教育对象时,如何从概率统计的培养计划到课程设置再到教学实践,办出自己的特色呢,这是本文的主要研究问题,下面我们从以下几方面先分析一下当前独立学院存在的问题。

1 独立学院的概率统计教学现状及存在问题

1.1 学生基础薄弱,学习积极性不高 一般来说,独立学院学生的基础知识以及学习能力与一二本院校学生相比差别比较大,他们的入学成绩相对较低,基础比较差,学习积极性不高。特别是对数学这类基础课更是“望而生畏”,又因为概率论的学习需要前面的微积分作为基础,所以对于大多数学生来说对概率的学习非常吃力。慢慢的就导致对这门课学习热情的锐减。学习自信心丧失,以及期末考试会有大批学生概率挂科。

1.2 教师教学教法问题 独立学院的师资队伍一般是“双师型”,即既有专职教师,也有母校的有经验的教师。首先教师队伍上存在一定的问题,专职教师大都是刚毕业的年轻教师,缺乏教学经验,而母校教师长期教的是基础比较好的一二本院校学生,对于基础较差的独立学院学生,仍然采用以前的教学模式和教学方法,所以一定程度上会影响教学效果。再者对于概率统计这门学科来说,很多教师在教学上都采用传统的教学方法“概念介绍—公式推导—例题讲解”,教学模式陈旧,教学方法单一,重理论轻应用,重公式推导轻实例描述,重教授轻互动,重面面俱到轻有的放矢,重概率论轻统计学,重一概而论轻因材施教。这些问题都影响着概率统计的教学效果。

1.3 教材问题 独立学院大多用一二本院校的教材,缺乏适合独立学院学生的相应的教材文件,而对于一二本院校的教材主要是培养“研究型人才”,不适合独立学院的“应用型人才”培养方案,再者由于很多独立学院对概率课时的删减,很多教师为了完成任务就自主的删减内容降低难度,但是没有一个统一的标准,容易出现要求过高或过低而与实际脱节,另一方面,大多独立学院按照母校的模式重概率轻统计。但是从独立学院的培养定位来说,统计的应用性更强,对于培养应用性人才来说更具有实用性。所以要求独立学院无论从教材的难易程度,重点,难点还是概率统计的比例部分都要有一个新的模式[1]。

2 独立学院的概率统计教学改革探讨

针对以上问题,从以下几方面对独立学院概率统计进行改革。主要手段是坚持分层教学、实施分流培养、构建科学的分层教学管理模式,通过实施案例教学法等教学方法改革,广泛深入开展数学实验、数学建模活动等措施,来提高数学教学质量,实现培养应用型人才的目标。下面以电子科技大学成都学院的概率论与数理统计教学改革为例,具体讨论一下独立学院的教学改革。

2.1 教学方法改革

2.1.1 分层教学法 由于独立学院学生入学水平参差不齐,数学基础,爱好程度,专业方向都不同,所以对概率统计的学习需求也存在很大的不同,导致有些同学觉得“吃不饱”有些觉得“吃不消”,为了更大程度的满足个层次的学生学习需求,电子科技大学成都学院实行了分层教学法。具体考虑了以下三个方面:

第一从数学基础考虑:我们在学生一入学的时候举行数学竞赛,主要是考核高中的知识,目的是测试学生的数学基础,把成绩比较好的学生分为 “行知班”,对于这个班级的学生在教学的深度,难度和广度上都等同于一本或二本院校,经过试验,此班级的学生很多都参加了研究生考试,数学成绩相对都比较不错。另一方面,概率论与数理统计是在大二上学期开设的一门课。是以高等数学为基础的一门学科,所以我们院校在高等数学上册结课后,进行了数学和英语的再次考核,把成绩好的同学分在一个H班里,这个班级的学生基础比较扎实,对数学的兴趣也比较浓烈,我们特别聘请了电子科大本部经验丰富的老教授来教授这个班级,为以后的数学建模比赛,高数比赛以及研究生考试选拔人才进一步做好准备。最后在试卷模式上也进行了相关的分层考核,试卷分为基础题和附加题,前面50分是基础分,后面50分难度逐渐提高,最后额外两道附加题作为优等生和中等生的选拔考核。这样不仅考察了学生对基本教学内容的掌握,也一定程度上反映了优良中差学生的比例,满足了不同层次学生的求知欲望。

第二从专业方面考虑:由于不同专业对概率论的要求不同,所以我们从大的方面我们分了工科概率,经管专业概率,文科概率三个方面。三个方向的概率学分不同,教授内容不同,要求也不同。对于计算机,电工,通信等工科专业主要注重概率论的教授,统计方面只做简单介绍。会计专业则在减少概率的理论推导,注重应用,加大统计部分课时,重点描述如何抽样,如何让做参数估计,假设检验等等。对于文科概率则课时更少,了解基本知识就可以了,更多的介绍一些概率知识的背景,数学家的故事等,让文科学生在轻松愉快中了解数学的博大精深与伟大数学家的治学态度和睿智[2]。

第三从兴趣爱好考虑:概率论与数理统计是在大二上学期开设的一门课。经过一学年高数和线性代数的学习,很多同学也知道了自己的兴趣以及基础如何,所以到大二的时候,对于基础比较好,又感兴趣的同学可以去H班学习。对于基础不太好,但是比较有兴趣的同学,我们开设了统计学等选修课,可供学生选择。

第四从虚拟网络考虑:虽然我们分了很多层次来进行教学,但是对于每个学生个体仍然存在很大差异,如何真正做到因材施教,让每一个学生都得到最大满足,我们开发了网络自主学习平台,这个平台上有各个层级学生需要的概率统计题目,数学学家的背景故事,概率趣闻,各种概率统计的应用模型,历年建模题目以及很多模拟试题,很多学生可以根据自己的需求进行自主选择,并每天在固定时间安排老师进行网上答疑。这个平台正在进行中,我相信一定会取得良好的教学效果的,这样不仅让学生随时都可以最大限度的满足自己的学习欲望,而且可以锻炼其自主学习,自我创造能力。

2.1.2 案例教学法 由于独立学院学生的数学基础相对于一二批本科院校要差一些,但是他们大多思想比较活跃,兴趣比较广泛,所以填鸭式的理论推导,只会让他们对概率统计越来越失去信心。案例教学法是融合启发式、互动式和探究式的教学法,是通过一个具体的情景描述,引导学生深入情景,对这种特殊问题分析,讨论,解决的教学模式,好的典型的例子不仅可以激发学生的学习兴趣,而且能增强学生对知识的理解能力和自主学习能力,以及创新能力。

案例教学法可以贯穿概率论与数理统计的始终,小到具体到每个例题,大道专题讨论,都可以用案例教学法,例如在第一节介绍介绍概率的起源的时候,可以给学生介绍“赌徒分赌本”的故事,让学生在思考赌本应该到怎么分的时候,感受数学的魅力,如在讲授几何概率时,可以让学生做一下著名的蒲丰实验,感受一下概率的实际数据与实验模拟的差别,也可以讲解调动学生积极性的“约会问题”;在学习古典概率时,选取学生感兴趣的中奖案例,例如福彩35选7,分别计算学生中奖,中一等奖,二等奖的概率是多少;讲授正态分布的时候可以把某一年的概率成绩拿出来作为数据,让学生计算该成绩是否具有正态性,并求出优秀,良好各等级的概率,以此评价此次考试的合理性;讲指数分布时,为了说明随机服务系统中的服务时间服从指数分布,可以让学生观测某银行服务窗口的顾客等待时间,进而给出指数分布的参数,并对银行设置窗口数给出评价。在学习数理统计部分时调查身边同学每月伙食费用的分布情况、平均消费等等,给出一定信度的置信区间。在介绍概率的统计意义时,可以从统计学家的投硬币实验引入理论,在介绍中心极限定理时,可以让学生做一下高尔顿钉班实验,让学生在试验中深刻体会中心极限定理的的意义。

以上简单介绍了一些概率统计的案例教学法的例子,但是如果真正的做好案例分析法需要教师扮演设计者和激励者的角色,在选取案例的时候一定要贴近生活,既要符合教学目标,又要符合专业特设,具体步骤为教师选好案例,把学生分为几个小组,每个小组自己分析问题,收集问题,分析事实依据,设计不同的解决方案,作出决定,展示结果,最后由教师对各小组的结果进行评定。所以如果严格按照这种流程来做的话,比较耗时,每学期教师可以自己找两三个案例来做,其他的案例主要体现在在选取的时候要围绕教学目标,并能激发学生的兴趣为标准,在讲课的时候穿去即可,活跃课堂气疯,互动学生参与进教学课堂[3-6]。

2.2 教学内容和结构的改革 独立学院的定位是培养“应用性人才”,结合这一培养目标和概率论的特点,制定符合独立学院的概率教学大纲和教学计划,适当的割舍若干教学内容,根据不同专业有重点讲解与本专业相关的重点内容,例如,大数定律和中心极限定律理论性很强,可以简单通过案例介绍,例如讲中心极限定理时可通过高尔顿板给学生演示,让学生从直观上理解中心极限定理描述的内容。整体来说一方面独立学院应该浓缩概率的课时,降低概率理论推导难度,增加统计的课时,因为统计内容对培养应用性人才更具有实用性。在整体结构改革的同时,对于各个专业也要有重点有差别。针对通信专业来说要重点介绍概率密度函数与概率分布函数,正态分布统计特性等。针对会计专业就强化统计方面的内容,尤其是抽样分布,回归分析之类的;针对电信专业当介绍随机变量的独立性时,可以介绍几种典型的系统可靠性问题等。另一方面要把概率课和数学实验课相结合,在每章概率课上完之后上一两节数学实验课,加强学生对概率知识的印象,同时学会用MATLAB,SPSS等数学统计软件,解决概率问题。例如在将统计的样本时候,MATLAB中的rand,randn,binornd等可提供你任意数量的各种分布的数据,normfit可以很轻松的计算参数估计。简单的hist和bar就可以把高尔顿板实验展现的淋漓尽致等等,这样既加深了对基本概念、公式和基本运算的理解,同时可以学会运用软件技术实现概率统计问题的求解过程。而且对以后的建模比赛也有很大的作用。

2.3 教材改革 由于独立学院属于一二本大学的二级学院,所以很多独立学院仍然在用母校的教材和课程大纲,这样就容易与三本院校学生基础差相脱节。三本院校应该根据自己学生的特点,学校的培养定位来制定符合独立学院的教材。要以培养应用型人才为目标,从概率论与数理统计的特点出发,分析课程体系的系统性和应用性。要在内容上,难度上,结构上做一定的调整,编出相应的教材,习题册等配套教材,介于很多独立学院起步晚,教师经验不足,则可以联合几所独立学院的骨干教师合编符合三本院校学生的教材,也可以充分利用“双师”这个优势,让本部资深老教授带队,合编具有独立学院特色的教材。在编写教材的过程中,要注意以下几点:①可以加入一些概率论的起源,发展,成熟的历史,并对一些概率中出现大数学家进行简单介绍,让学生体会这些数学家的人格魅力。②教材要加入很多应用性的例子和模型,要与时俱进。给学生讲一些当前发生的流行的事件,通过概率知识来解决问题,这样可以激发学生的学习兴趣。③教材每章的最后一节可以加入一些统计软件介绍,例如SPSS,SAS,MATLAB以及EXCEL。通过这些软件对本章的数学模型进行模拟仿真,或者通过软件求解本章学习的相关理论知识。真正实现人机结合的乐趣。

3 结束语

总之,独立学院的教学改革是一个不断摸索的长期的过程,很多地方还得去不断探讨研究。概率论与数理统计的不断改革是每一位数学老师不可推卸的责任,需要从教学定位,培养目标,教材建设,师资队伍建设,教学理念,教学方法等多方面进行创新和探索。要从三本学生的角度出发,探讨切合实际的,符合独立学院的教学方法。相信只要三本院校定位明确,办学思想统一,师资队伍不断提升,三本院校的概率论与数理统计一定会越来越好,越来越有特色的。

参考文献:

[1]邵喜高,张艳艳.独立学院《概率论与数理统计》教学改革浅析[J].科技信息,2009,(25):114.

[2]陈萍,概率与统计分层次教学的实践与认识[J].江苏省现场统计研究会第九次年会论文集[C]:100-102.

[3]王利超,吕丹.“案例教学法”在概率论与数理统计中的应用[J].统计教研,2009,(1):42-43.

[4]费绍金,周克元.三本“概率统计”教学困境成因与解困方略[J].教育与教学研究,2010,(12):96-99.