关于概率论与数理统计课程的教学的思考

2020-07-09 265 上传者：管理员

摘要：概率论与数理统计课程教学设计是课程授课前的整体规划,是针对学员实际水平和教学目标设计教学策略、教学内容、教学评价等的教学过程。

关键词：
教学策略
教学设计
数理统计
概率论
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概率论与数理统计是医学院校生物医学工程专业的基础课程。该课程的开设重在培养学生有关概率统计的基本知识、基本方法和运用的基本技能,为医学图像处理、数字信号处理等后续课程的学习提供必要的数理统计知识。优秀的教学设计是实施高效课堂教学的基本前提[1]。因此,在教学大纲指导下,对概率论与数理统计课程做出恰当有效的设计与改革显得尤为重要。本文介绍我校概率论与数理统计教学设计案例,与各位同行分享。

一、教学对象

2017级生物医学工程专业学员共26名。据了解这26名学员数学成绩较好(我校学员的前期《高等数学》成绩如下表),学习态度较端正,有较强的学习兴趣;军校学生管理较严格,学员队管理干部并及时与教研室沟通交流,督促学员有效学习,这些都有利于课堂教学管理和教学实施[2]。

表126名学员高等数学成绩分析

注:满分100分,平均分82.38,标准差11.32

该专业学员在本课程开课学年已进入大学二年级,学员已学习了《高等数学》和《工程数学》等公共基础课程,有了一定的大学生活经历和大学生学习方法及规律的了解,但对后续的专业基础课程和科研设计等与本课程相关的课程的了解甚少。另外,由于本课程的应用主要在医学科研中体现,而相关医学课程也正在本学期同期开设,因此学员大多对医学科研没有概念,更体会不到《概率论与数理统计》在其中的重要性。所以学员普遍认为《概率论与数理统计》是一门较难学的课程,学习目的不像学习其他基础课程那样明确。这就要求我们教员在教学内容的安排和实施过程进行适当引导,讲授时尽量做到深入浅出,要注意教学的方式方法,寓教于乐,要关注学员的学习效果,确保课程教学质量。

二、教学实施

(一)教学实施方案

本课程教学以理论讲授为主,学员演练为辅,少量结合SPSS软件进行教学(目前学校现有条件基本可以满足教学需求)。主要讲解有关概率论和数理统计的基本概念及其应用,引导和培养抽象的随机性分析思维,加强对随机问题的分析和运用能力的训练,从而加深学员对该课程工具作用的认识,提高学员对该课程的学习兴趣。根据课程标准和各知识点的逻辑顺序,把课标中的48学时的理论课分成若干知识模块,每个模块的核心教学内容及学时安排如下:

表2教学实施方案

(二)教程内容的优化整合

教材内容对本课程的知识点有系统阐述,但对实际应用问题的阐述极少,因此,在教学实施过程中,我们将教材内容、SPSS软件应用和生物医学工程应用案例进行优化整合,减少过多过难的理论推导,强调基本概念和思想,培养学员的探索能力和数学素养;将学科前沿问题的成果引入课堂,借助统计软件直观解决医学实际问题;强化教学案例的主导作用,用现代数学建模思想解决生命科学中的实际问题[3]。具体措施如下:

1.借助统计软件SPSS直观解决医学实际问题

SPSS软件已经广泛应用于经济学、心理学、医药、教育等领域[4]。由于它不需要编写任何程序,只要清楚问题背景,找准对应统计方法,按照SPSS工具书的步骤,点对点完成即可。鉴于此,教员决定部分教学内容应结合统计软件SPSS进行教学,通过教员课堂上的理论讲解(概率统计知识)和实际操作演示(SPSS),课后让学员模仿练习统计软件SPSS的操作,并对所考察的问题做出结果分析,把理论上学到的统计方法与统计软件相结合,进一步加强学员在实际中数据处理能力以及解决实际问题能力的培养。

2.增加案例教学,激发学员的学习兴趣

《概率论与数理统计》所研究问题渗透到我们生活的方方面面,每一个理论都有其直观背景。因此,在教学中充分发挥案例教学的主导作用,通过一个个热点问题引入新课,使学生带着问题进入课堂,让学生体会到学有所用,学有所获。

如运用古典概率公式解决“女士品茶问题”“抽奖券问题”;运用贝叶斯公式解决“血液化验问题”;运用统计估计与假设检验解决“药品质量检验问题”“儿童智力与营养有无关系问题”等等。这些都能使学员认识到理论来源于实际,实际问题的解决又借助于理论支撑,从而激发学员学习的积极性和主动性[5]。

3.教学方法和手段

根据教学内容和教学实施计划,在教学过程中将采用案例教学、启发式、讲授式相结合的教学方法,并引入统计软件SPSS辅助教学。课堂教学中,关注理论的同时,把重点放在实际问题的分析和基本方法的掌握上,突出课程的应用型,加深学员队知识的理解和掌握,以期获得良好的教学效果。比如,将理论知识的发展背景及前沿引入课堂,让学生了解相应数学史及应用领域,从而拓宽知识。对要求重点掌握的内容,通过反复练习,使学员形成较为深刻的印象。科学设置课后思考题的难度,引导学员帮带学习和分析,主动去探索,从而培养学员的学习能力和探索能力。

在教学手段上采用板书教学和多媒体课件相结合,板书中,师生同步思维。多媒体课件中,学生可以获取更丰富更立体的理论知识。其次,通过组织课堂练习或采用提问、收交书面作业等形式检查学习效果,主动批改学员作业,及时发现问题并能及时解决问题,对学员的学习是一个很好促进,并能利用业余时间给学员进行课后辅导,努力帮助学员扫清学习障碍,提高学员的学习积极性和主动性。

三、教学信息反馈与评价设计

(一)教学信息反馈

本教学班级学员的知识基础差异大,应建立教员与学员之间的学习通道,教员通过教学反馈对学员的学习效果进行调控,教学反馈的途径如下[1]:

1.师生见面会:

课程教学前,组织教学组全体教员、学员队管理干部、学员队学习骨干、班级课代表集体见面,介绍课程教学特点、上课教员、教学互助小组分组及安排、课程辅导、课程学习方法等情况。

2.课堂提问:

提问是课堂上常见和有效的反馈方式之一。本课程基于问题驱动的教学设计可以使教员及时了解学员对知识的理解和掌握程度,从而及时调整教学。

3.平时作业:

科学设置课后作业和思考题的难度,对学员作业做到及时批改,及时推送作业的标准的答案,就学员出现问题较多的习题可安排晚自习辅导,进行集体评讲。

4.教学联系会:

课程教学前中期,安排教学组全体教员、学员队管理干部及学员骨干代表进行教学交流,收集学员对课堂教学的意见和建议,并由相关教员现场答疑,教学组将根据学员的意见和建议,及时调整教学策略。

5.评教评学会:

课程课授课完毕后,安排教学组成员、学员队队干部、学员代表对课程教学质量及效果进行评价交流。学员提出对课程教学的总体评价,提出建议;授课教员对学员学习情况进行评价,提出希望和要求。

6.督导组评价:

根据督导组听课意见,及时反馈给授课教员,随时整改。

(二)评价方法

《概率论与数理统计》这门课的内容抽象繁多而应用性又很强,为此,我们进行改革考试方式,减少直观记忆比重,增强综合分析和基本概念的考核功能。在评价学员学习的环节中,教学组以“考试只是手段,知识学习和能力培养才是目的”为指导思想,为了督促学员重视知识获取和能力提高的过程,充分调动学员在课堂讨论、师生互动、实践训练、协作交流等方面的积极性与主动性,在课程学习的全过程中促进学员建立自主学习、努力进取的良好学习氛围,我们采用了平时考查、小教员授课和期末考试相结合的综合评价体系[1]。

表3学员成绩综合评价体系

1.平时考查

平时考查主要包括两部分(课堂讨论、课外作业)。第一部分,教员事先公布讨论的问题,提出本次课的目的和要求,布置必读的参考资料,提供某些带启发性的思考点,并事先确定几个主要发言人,其余为补充发言人,学员则要根据讨论的问题认真钻研教材,查阅相关资料,梳理发言提纲,人人都做发言的准备;第二部分,制定严格的书面作业登记制度,同时给出适量的课堂独立作业进行随机考察。

2.研讨课

研讨课内容为贝叶斯理论应用新进展、贝叶斯学派与频率学派的争议焦点、贝叶斯理论在生物医学工程中应用的最新文献。

根据班级人数进行合理分组,以组为单位进行汇报;教师课堂引导学员研讨,对学员疑难问题进行点拨;在教师对学员的研讨结果进行总结点评;学员以组为单位提交研讨报告,要求观点明确、文献有据、能够体现新进展。

3.期末考试

为评价学员对《概率论与数理统计》知识系统掌握情况,课程结束时,教学组根据《概率论与数理统计》教学大搞要求,对考核内容精心选取,内容以基本理论、基本知识、基本方法为主,题型要突出思想性、灵活性、多变性、技能性,即填空、是非判断、选择、计算、应用题五类。考试试卷的命题实行教考分离,阅卷工作试行流水阅卷。

参考文献:

[1]宋丽娟,王开发,罗明奎,等.矩估计法的微课堂教学设计[J].数理医药学杂志.2016(29),315-316.

[2]罗万春,马翠,宋丽娟.医学高等数学课程教学设计[J].卫生职业教育.2013(11):36-38.

[3]宋丽娟,罗明奎,雷玉洁,等.浅谈概率论与数理统计课题教学的问题设计[J].数理医药学杂志.2013(26),499-500.

[4]武松,潘发明,等著.SPSS统计分析[M].清华大学出版社.2014.

[5]韩明主编.概率论与数理统计.第4版[M].同济大学出版社,2016.

宋丽娟,宋娜,王开发,罗万春.概率论与数理统计课程教学设计[J].教育现代化,2019,6(37):122-124.

基金:陆军军医大学人文社科基金课题(2017XRW03).