概率與統(tǒng)計論文
概率與統(tǒng)計是大學(xué)數(shù)學(xué)專業(yè)和某些非數(shù)學(xué)專業(yè)的基礎(chǔ)課程。下文是學(xué)習(xí)啦小編為大家整理的關(guān)于概率與統(tǒng)計論文的范文,歡迎大家閱讀參考!
概率與統(tǒng)計論文篇1
概率論與數(shù)理統(tǒng)計教學(xué)探索
摘 要:在概率統(tǒng)計教學(xué)過程中注意培養(yǎng)同學(xué)們數(shù)學(xué)建模意識。多舉實(shí)例,教他們學(xué)會對實(shí)際生產(chǎn)生活問題建立概率統(tǒng)計模型,并力爭獨(dú)立解決。提高學(xué)習(xí)興趣,引導(dǎo)自主學(xué)習(xí)并真正做到學(xué)以致用。
關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)建模 概率統(tǒng)計 自主學(xué)習(xí)
概率論與數(shù)理統(tǒng)計是所有高等院校的理工、經(jīng)濟(jì)管理、金融類專業(yè)本科階段開設(shè)的一門必修數(shù)學(xué)課程,同時有不少人文社科類專業(yè)也在開設(shè)這門課程。它是與實(shí)際生產(chǎn)生活聯(lián)系最為密切的一門課程。由于它在自然科學(xué)、社會科學(xué)、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、金融經(jīng)濟(jì)等各方面的廣泛應(yīng)用,本課程在高等學(xué)校教育中的重要地位日益凸現(xiàn)。因此,作為本門課程的授課教師,不僅要給同學(xué)們講解它的基本理論知識,更重要的是引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會運(yùn)用概率統(tǒng)計的思想方法,來解決實(shí)際問題。這是每位授課老師義不容辭的職責(zé),也是同學(xué)們學(xué)習(xí)的動力源泉和最終歸宿。
為了使同學(xué)們更好地運(yùn)用概率統(tǒng)計,這種數(shù)學(xué)方法解決實(shí)際問題,在課堂上可以花少量時間向同學(xué)們介紹數(shù)學(xué)建模的思想,樹立他們運(yùn)用數(shù)學(xué)方法,解決實(shí)際問題的意識和全局觀。當(dāng)然,在我們概率統(tǒng)計的教學(xué)課堂上,主要是教學(xué)生如何建立概率統(tǒng)計模型去解決實(shí)際問題,告訴他們概率統(tǒng)計模型是在處理隨機(jī)性問題時非常有力有效的模型。一旦同學(xué)們體會到了這一層,就會變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí),學(xué)習(xí)效果當(dāng)然也會大為提高。作為老師,大約可以從以下幾方面來做。
一、告訴大家什么是“數(shù)學(xué)建模”
“數(shù)學(xué)建模”是指根據(jù)生產(chǎn)、生活中遇到的實(shí)際問題的特點(diǎn)和規(guī)律,抽象和提煉出一個數(shù)學(xué)問題,用數(shù)學(xué)的工具,包括計算機(jī)、信息查詢等手段來求解,并將結(jié)果經(jīng)解釋驗(yàn)證后用于解決實(shí)際問題,指導(dǎo)生產(chǎn)生活的過程。作為數(shù)學(xué)研究與實(shí)際的社會生產(chǎn)生活交叉組合,而產(chǎn)生的一個新興的學(xué)科領(lǐng)域,數(shù)學(xué)建模隨著電子計算機(jī)這一高科技運(yùn)用的不斷普及而日顯重要。
課堂上可以舉幾個隨處可見的易于理解的實(shí)例,來闡述數(shù)學(xué)建模的概念和威力。比如:椅子能在不平的地面上放穩(wěn)嗎,人口增長的規(guī)律如何呢,雙層玻璃比單層玻璃的隔熱性好多少等等。當(dāng)然,無需把每個問題講得很詳細(xì),只需告訴同學(xué)們這些實(shí)際生活中的問題,可以轉(zhuǎn)化成數(shù)學(xué)的符號和公式,運(yùn)用數(shù)學(xué)方法能得到滿意的解決。
對于不同的甚至相同的實(shí)際問題,運(yùn)用數(shù)學(xué)中不同學(xué)科領(lǐng)域的理論和方法,可以建立各種不同的數(shù)學(xué)模型。它們各有優(yōu)劣,在實(shí)際建模中應(yīng)該視具體問題,選擇相對更有效更精確的數(shù)學(xué)工具建立模型,以實(shí)用作為主要原則。而運(yùn)用概率統(tǒng)計思想方法建立的數(shù)學(xué)模型就是概率統(tǒng)計模型。在概率統(tǒng)計課堂上,對于一般數(shù)學(xué)建模的概念和思想不用花很多篇幅講解,只是讓大家有這么一個建模的意識和全局觀即可。
二、注重講解概率統(tǒng)計模型的實(shí)例,激發(fā)興趣
隨機(jī)現(xiàn)象在日常生活中無處不在,比如產(chǎn)品的銷售與庫存、股票期權(quán)等投資分析,氣象預(yù)報、社會經(jīng)濟(jì)預(yù)測控制等問題。它們幾乎都可以建立概率統(tǒng)計的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行解釋和解決。要想提高學(xué)生建立概率統(tǒng)計模型解決問題的能力,在教學(xué)中可以選擇具有豐富現(xiàn)實(shí)背景的學(xué)習(xí)材料,從現(xiàn)實(shí)生活中找素材,激發(fā)學(xué)生利用概率統(tǒng)計方法解決實(shí)際問題的“欲望”。我們教師可以從簡到難,先提一些簡單的實(shí)際問題,幫助同學(xué)們理解,增強(qiáng)他們的信心;然后隨著學(xué)習(xí)的不斷深入,知識的不斷增多,再逐步提出復(fù)雜一些的問題,這樣同學(xué)們解決問題的能力就會得到較快的提高。
比如,在開始學(xué)習(xí)泊松分布時,我們可在課堂上舉類似如下的一個簡單的例子。
例:某商品的月銷售量X服從參數(shù)為10的Poisson分布,問:這個月底的庫存應(yīng)為多少才能保證下個月不脫銷的概率不低于0.95?
盡管這個例子看起來很簡短,但是從以往課堂上同學(xué)們的反應(yīng)來看,發(fā)現(xiàn)初學(xué)者理解起來還是有難度的。對他們來說關(guān)鍵的難點(diǎn)在于:這個問題中哪個量是隨機(jī)變量,哪個量是要需要我們?nèi)藶槿Q策的普通變量。對這個問題初學(xué)者往往比較模糊,需要多加思考練習(xí)和體會。我們在教學(xué)中要有意識地引導(dǎo)同學(xué)們弄清這個關(guān)鍵點(diǎn),然后才能把模型建好。就此例而言,月銷售量X是一個隨機(jī)變量。我們設(shè)這個月底的庫存為a,它就是一個決策變量,就是高等數(shù)學(xué)里面的普通未知數(shù),而不用看成隨機(jī)變量。那么這個問題就可以轉(zhuǎn)換為這樣簡單的數(shù)學(xué)模型:
這個模型很容易求解。當(dāng)同學(xué)們理解了這個思路以后,就會覺得很有意思,增添了興趣。
再比如,學(xué)習(xí)了數(shù)學(xué)期望之后,可提出這樣的實(shí)際問題讓同學(xué)們考慮。
例:設(shè)報童每天從郵局訂購零售報紙,批發(fā)價為每份0.4元,而每天報紙的需求量X服從正態(tài)分布N(150,36),零售價為每份0.6元,如果當(dāng)天的報紙賣不掉,他就按每份0.2元處理掉。為使獲利最大,報童每天應(yīng)向郵局訂購多少份報紙?
告訴同學(xué)們這里只是以報童賣報問題為例,這類問題非常多,企業(yè)的生產(chǎn)、銷售、削價都是類似的。先讓同學(xué)們自己獨(dú)立思考,細(xì)致地分析,大膽地寫出模型求解。哪怕一開始寫錯也沒關(guān)系,只有這樣才能不斷進(jìn)步。等同學(xué)們有了自己的思路之后,我們再來講解正確的做法。這個問題比前一個問題復(fù)雜許多了,關(guān)鍵的還是分清楚普通自變量與隨機(jī)變量,理出它們之間的數(shù)量關(guān)系,寫出目標(biāo)函數(shù)表達(dá)式。只有這樣才能建立正確的數(shù)學(xué)模型。叫做錯的同學(xué)把自己的想法和正確的做法作對照,從而發(fā)現(xiàn)自己概念上的誤區(qū)或者是公式的運(yùn)用錯誤,認(rèn)識到把實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為正確的數(shù)學(xué)模型的重要性。初學(xué)者只有反復(fù)的經(jīng)過“犯錯――糾正――再犯錯――再糾正”的過程,才能真正掌握建立概率統(tǒng)計模型解決實(shí)際問題的方法。
誠然,課堂上的時間是有限的,教學(xué)實(shí)例和手段也是有限的,課堂教學(xué)主要起到一個拋磚引玉和激發(fā)興趣的作用。我們要啟發(fā)大家在課下獨(dú)立地去觀察和思考實(shí)際生產(chǎn)生活中的問題和現(xiàn)象,讓他們自覺的、有意識的運(yùn)用概率統(tǒng)計的方法建立模型,并努力加以解決。
當(dāng)然,對于一個比較復(fù)雜的問題,同學(xué)們未必能夠很完整地解決。但是在解決這個復(fù)雜問題的過程中,同學(xué)們所收獲的東西卻是讓他們受益不盡的。比如,當(dāng)他們碰到不理解的東西或覺得所學(xué)知識不夠用的時候,就會自主地去學(xué)習(xí)相關(guān)知識,翻閱資料或者上網(wǎng)查詢等等;而有時可能有了大概的解決思路,但是對中間的某一概率或統(tǒng)計問題不會求解,他們必然要去打開平時讓他們很頭疼的書本,從中找到解決的方法。這時,他們就會體會到概率統(tǒng)計這門課程,甚至是其他數(shù)學(xué)課程的妙用之處,在今后就會加倍努力地去學(xué)習(xí)。
三、強(qiáng)調(diào)統(tǒng)計軟件的應(yīng)用
對于統(tǒng)計中許多方法可以充分借助當(dāng)前流行的各種統(tǒng)計軟件,如excel,spss等等。在課堂上舉一些來源于現(xiàn)實(shí)生活的實(shí)例,并現(xiàn)場用軟件解決。有些時候我們可能會事先就把問題用軟件解出來,然后直接用ppt向同學(xué)們展示運(yùn)算結(jié)果。這樣做可以提高課堂效率,但并不利于學(xué)生理解掌握全局的思路和整個操作過程,對于步驟比較少的問題可以這樣做。但是對于綜合性強(qiáng)一點(diǎn)的問題,我們最好把分析思路和運(yùn)用軟件操作的全過程向大家演示。鼓勵學(xué)生們多上機(jī),掌握一門有用的統(tǒng)計軟件,讓他們充分體會到概率統(tǒng)計理論結(jié)合軟件運(yùn)用之后的強(qiáng)大威力,在實(shí)際應(yīng)用中如虎添翼,提升他們的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)以致用的迫切愿望。
只要同學(xué)們感受到了概率統(tǒng)計這門課程有很強(qiáng)的實(shí)用性,就一定會學(xué)好的。多留問題給他們自己思考解決,那么他們的獨(dú)立學(xué)習(xí)研究和應(yīng)用知識的能力就能得到快速的提高。長此以往,他們在今后的工作中就會干得更出色,更加受益于這門課程。而作為引導(dǎo)者的我們,就真正起到了領(lǐng)路人的作用,教學(xué)效果事半功倍。
參考文獻(xiàn):
1.沈恒范.概率論與數(shù)理統(tǒng)計[M].北京:高等教育出版社,2005
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3.楊榮,鄭問瑞.概率論與數(shù)理統(tǒng)計[M]. 北京:清華大學(xué)出版社,2007
概率與統(tǒng)計論文篇2
概率與統(tǒng)計教學(xué)方法探討
摘要:概率與統(tǒng)計是大學(xué)數(shù)學(xué)專業(yè)和某些非數(shù)學(xué)專業(yè)的基礎(chǔ)課程。傳統(tǒng)的教學(xué)方式存在講得過細(xì)、過透、過復(fù)雜、過抽象的現(xiàn)象。存在注入式教學(xué)、忽略數(shù)學(xué)概念及數(shù)學(xué)思想、不注重數(shù)學(xué)應(yīng)用等弊端。筆者根據(jù)幾年的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),探討了幾種新的教學(xué)方法,并將其應(yīng)用于教學(xué)中,取得很好的效果。
關(guān)鍵詞:概率與統(tǒng)計;新方法;多媒體輔助教學(xué)
一、引言
概率與統(tǒng)計是高等院校理工類、經(jīng)管類的重要課程之一,一般安排在大學(xué)二年級,其時學(xué)生已經(jīng)掌握了一定的高等數(shù)學(xué)知識,所以要著重培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)的能力?,F(xiàn)在,概率論已有了極其廣泛深入的應(yīng)用,例如金融、保險精算、生物、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、管理、信息處理、社會科學(xué),等等;統(tǒng)計學(xué)的主要應(yīng)用領(lǐng)域有社會發(fā)展與評價、持續(xù)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)、資源保護(hù)與利用、電子商務(wù)、保險精算、金融業(yè)數(shù)據(jù)庫建設(shè)與風(fēng)險管理、宏觀經(jīng)濟(jì)監(jiān)測與預(yù)測、政府統(tǒng)計數(shù)據(jù)收集與質(zhì)量保證,等等,包括分子生物學(xué)中的統(tǒng)計方法、高科技農(nóng)業(yè)研究中的統(tǒng)計方法、生物制藥技術(shù)中的統(tǒng)計方法、流行病規(guī)律研究與探索的統(tǒng)計方法、人類染色體工程研究中的統(tǒng)計方法、質(zhì)量與可靠性工程,等等。概率論已成為全部科學(xué)之基石之一,而它的“女兒”――統(tǒng)計科學(xué),已進(jìn)入人類全部活動領(lǐng)域之中。[1]
目前,在概率與統(tǒng)計教學(xué)過程中存在的一般問題為:講得過細(xì)、過透、過復(fù)雜、過抽象;注入式教學(xué);忽略數(shù)學(xué)概念、數(shù)學(xué)思想;不注重數(shù)學(xué)應(yīng)用;缺乏連貫、統(tǒng)一的教學(xué)認(rèn)知。針對這些問題,筆者根據(jù)幾年的實(shí)際教學(xué)經(jīng)驗(yàn),探討了概率與統(tǒng)計課程中幾種新的教學(xué)方法。
二、概率與統(tǒng)計教學(xué)中的幾種新方法
首先,教師在授課時要抓住主線,化繁為簡,講清楚最簡單、最基本的知識和原理,說明知識擴(kuò)展、延伸的思想和方法。例如,在講條件概率的時候,以實(shí)際中的抽獎為例,引入條件概率的概念:已知事件A發(fā)生的條件下,事件B發(fā)生的概率稱為A條件下B的條件概率,記作P(B|A)。[2]同時,進(jìn)行知識的延伸:“條件概率”是“概率”嗎?何時P(A|B)=P(A)?何時P(A|B)>P(A)?何時P(A|B)
其次,教師和學(xué)生都應(yīng)學(xué)習(xí)如何問問題。教師的問題應(yīng)有誘導(dǎo)性、啟發(fā)性、發(fā)散性。應(yīng)提倡學(xué)生不拘一格,大膽、創(chuàng)新地提出各種問題和設(shè)想。以蒙特卡羅計算為例,簡述這種教學(xué)方法。蒙特卡羅方法是一種計算方法,但與一般數(shù)值計算方法有很大區(qū)別,它以概率統(tǒng)計理論為基礎(chǔ)。[3]由于蒙特卡羅方法能夠比較逼真地描述事物的特點(diǎn)及物理實(shí)驗(yàn)過程,解決一些數(shù)值方法難以解決的問題,因而該方法的應(yīng)用領(lǐng)域日趨廣泛。其基本思想是:當(dāng)所求問題的解是某個事件的概率,或者是某個隨機(jī)變量的期望或與概率、數(shù)學(xué)期望有關(guān)的量時,通過某種試驗(yàn)的方法,得出該事件發(fā)生的頻率,或該隨機(jī)變量若干個觀察值的算術(shù)平均值,根據(jù)大數(shù)定律得到問題的解。
講解完此例題之后,可以繼續(xù)給學(xué)生提問,讓他們思考,討論:用蒙特卡羅方法方法求積分,誤差如何描述?與一般數(shù)值法比較,蒙特卡羅方法的效率及精度如何?其優(yōu)越性體現(xiàn)在哪里(用具體算例說明)?怎樣提高蒙特卡羅方法的精度?如何用蒙特卡羅方法求廣義積分?試用蒙特卡羅方法編程制作Γ函數(shù)表。由于蒙特卡羅方法有廣泛的應(yīng)用,也可以讓學(xué)生根據(jù)實(shí)際提出問題,嘗試去解決,給他們一定的發(fā)揮和創(chuàng)新空間。在實(shí)際教學(xué)中,這種方法不但激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,活躍了課堂氛圍,也充分調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,啟發(fā)了他們的創(chuàng)造性思維,引導(dǎo)他們?nèi)ヌ剿餍缘貙W(xué)習(xí),取得了很好的教學(xué)效果。
第三,注意概念的直觀含義或?qū)嶋H意義。例如,在引入事件獨(dú)立性概念時,可以舉例說明:將一枚硬幣連拋兩次,已知第一次拋得正面,則第二次仍拋得正面的概率是多少?直觀上,若事件A發(fā)生與否對事件B發(fā)生沒有影響,即P(B|A)=P(B),則說事件A與B獨(dú)立。定義:設(shè)A、B是兩事件,若P(AB)=P(A)P(B),則稱事件A與B相互獨(dú)立。
第四,進(jìn)行多媒體課件的有效輔助教學(xué)。包括充分利用圖形演示功能,幫助學(xué)生直觀理解和充分利用工具軟件中的統(tǒng)計分析功能,加深理解并培養(yǎng)學(xué)生兩個方面的動手能力。
圖形演示包括靜態(tài)演示和動態(tài)演示,都可以用Powerpoint或Flash軟件做出來。簡單舉例,采用例題與圖形相結(jié)合引入全概率公式:市場上有甲、乙、丙三家工廠生產(chǎn)的同一品牌產(chǎn)品,已知三家工廠的市場占有率分別為1/4、1/4、1/2,且三家工廠的次品率分別為2%、1%、3%,試求市場上該品牌產(chǎn)品的次品率。
設(shè)B:買到一件次品;A1:買到一件甲廠的產(chǎn)品;A2:買到一件乙廠的產(chǎn)品;A3:買到一件丙廠的產(chǎn)品,如圖1。
圖形演示方法使題目的意義直觀明確,學(xué)生很容易理解概念表達(dá)的思想及其含義。
在充分利用工具軟件方面,例如矩估計與極大似然估計的Matlab實(shí)現(xiàn)等,如表1。在實(shí)際授課過程中,可以給學(xué)生演示其具體實(shí)現(xiàn)過程。
三、結(jié)束語
筆者根據(jù)幾年的授課經(jīng)驗(yàn),總結(jié)了概率與統(tǒng)計教學(xué)中幾種新的教學(xué)方法,達(dá)到很好的教學(xué)效果。教學(xué)實(shí)踐結(jié)果表明,采用新的教學(xué)模式,不但激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,也充分調(diào)動了他們的學(xué)習(xí)積極性,啟發(fā)了他們的創(chuàng)造性思維,引導(dǎo)了學(xué)生去探索性地學(xué)習(xí)。