信息技术环境下概率统计课程的立体化建设

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【摘 要】阐述在信息技术环境下概率统计课程的立体化建设,包括构建课程立体化教材、构建网络课程资源、构建立体化教学模式、构建立体化实践教学、构建立体化课程考核及评价方法.

【关 键 词】信息技术环境概率统计

课程立体化建设

【中图分类号】G【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889(2013)06C-

0041-03

信息技术的不断进步和发展,正在改变着人们的思维方式、学习方式和生活方式,也在潜移默化地改变着数学课程的教学思想、教学内容、教学方式、教学体系及课堂结构.如何在数学教学中实现教师与信息技术的优势互补,把信息技术和数学的学科特点有机结合起来,构建一个合理、科学的课程教学体系?立体化课程建设就是一种充分利用现代教育技术来完善课程教学建设工作的重要方式.所谓立体化课程,是指基于信息化教育环境,将数字化学习资源、虚拟化网络空间与传统的课程资源及教学活动有机结合,师生之间利用学校、课堂、网络、通信、生活实践等活动方式将知识学习、经验建构和社会体验联结为一体的课程与教学过程.近年来,广西教育学院数学与计算机科学系对概率统计课程进行了立体化建设,充分利用现代信息技术和网络技术手段,完善教学内容和教学体系,改革教学模式和手段,为从根本上提高概率统计教学效果与质量,培养具有较强综合应用能力,能在今后工作和社会交往中有效进行信息交流及沟通,同时具有较强的自主学习能力和较高综合文化素养的人才作出贡献.本文拟以广西教育学院数学与计算机科学系为例对信息技术环境下概率统计课程的立体化建设进行探讨.

信息技术环境下概率统计课程的立体化建设参考属性评定
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一、构建课程立体化教材

(一)优化主教材内容体系结构

教材内容及载体既是课程的核心内容又是课程的基本外在表现形式,它是课程立体化建设的重点.近年来,广西教育学院数学与计算机科学系结合信息技术的优势及概率统计课程知识内容的特点,本着降低理论难度,减少运算技巧,增加计算机软件应用,增加生活实际应用和数学模型的建立等原则,编写并由中国矿业大学出版社出版了教材《概率统计》.此教材主要从以下几个方面优化课程的内容体系结构:

其一,在确保本课程最基本系统性的前提下,简约化处理教材内容,删去一些理论推导繁杂,运算技巧较大的内容.在讲述基本概念和方法时,突出对概率统计问题的实际背景、提法和数学思想方法的阐述.

其二,在遵循本学科系统性与科学性的基础上,及时地将本学科发展的一些新知识、新成果及新应用渗透到教学内容中去,全方位、多视角地不断激发学生的求知欲,进一步开拓学生的知识视野,全面培养学生的综合创新素质与分析、解决实际问题的多种能力.

其三,通过适当例题、习题讲透基本概念与运算,同时,以各种生动活泼的现实事件及生活实例作为概率统计理论的载体,让学生透过生活案例去思考有关数学的问题,从而活跃概率统计课堂,激发学生对于生活问题的兴趣和解决这些问题的,帮助学生加深对概率统计理论以及各知识要点、难点的理解,增强数学与生活的贴近度.

其四,结合师范生特点补充大量对学生有价值的实用统计知识内容,重点介绍学生成绩、试卷质量的评估,结合教育问题学习概率统计,并用概率统计方法来研究教育问题,从而较好地体现了概率统计课的师范性,增强了教学内容的针对性,这对于学生将来从事中小学数学教学会起到有益的帮助.

其五,《全日制义务教育数学课程标准》对概率和统计的学习内容和范围作出了明确的规定,在课程内容的学习方面把概率统计作为基本技能之一.因此,按照中小学新课改的要求,注意与中小学内容相衔接.

(二)开发多媒体教学课件

多媒体课件是指通过辅助教师的“教”或促进学生自主地“学”来突破课堂教学中的重点和难点,从而提高课堂教学质量的多媒体教学软件.要设计出概率统计课程高质量的多媒体课件,应满足以下几个方面的要求:

第一,应充分了解多媒体课件在教学中适用的内容.教师首先应熟悉概率统计的教学内容,掌握本教学内容的知识结构,把握住各部分教学内容之间的内在关系及每个知识点的内在规律.只有全面理解教学内容的重点和难点,才能设计出恰当的多媒体课件,取得比较令人满意的教学效果.

第二,开发高级的多媒体课件.不能只是简单地将教材中一些文字性的内容制成多媒体课件或将那些用简单图表就可说明问题的内容也制作成多媒体课件,这样的多媒体课件只起到教师板书的作用或只能起到挂图的作用,起不到激发学生学习兴趣的作用,应开发具有三维动画功能的课件、具有交互性的课件、用于实验仿真的课件以及内容丰富的文献资料或带有音视频的案例课件,这样,才会取得更好的教学效果.

第三,多媒体课件的内容要正确、形象、生动、丰富.多媒体课件的内容涉及动画、图片、图表、声音和视频,所有这些内容应无科学性和政治性错误,还应生动、形象和丰富.

(三)编写教学参考资料

广西教育学院数学与计算机科学系为帮助学生深入理解概率统计的基本概念和基本原理,突破难点,掌握概率统计的独特计算方法,明确解题思路,了解课程内容之间的内在联系,配合该课程的教材和教学,编写了《概率统计疑难问题解析》、《概率统计学习辅导》和《概率统计解题思路分析》等教学参考资料,还编写了测试题及试题库等.这些参考资料有以下特点:

第一,《概率统计学习辅导》概述了教材每章的内容,各章节内容的地位及其相互之间的联系,将各个章节中重要的、难以理解和掌握的知识点一一抽出来,进行归纳总结,并从多角度进行详细分析与讨论,目的是起到化难为易的作用;编选含有数学文化的阅读材料,以此提高学生学习兴趣和数学文化素养.

第二,《概率统计解题思路分析》、《概率统计疑难问题解析》将学生在学习中感到困惑的难点、疑点等集中起来,以例题的形式进行分类、归纳、讲解和评注.所选例题、练习题及测试均具有一定代表性,还补充了若干概率统计典型的例题,扩大了题目的类型及覆盖面,注重例题分析和解题技巧,使其与教材能相辅相成,从而使学生能在较短的时间内掌握本课程的精髓,提高学生分析和解决问题的能力,为学生以后的进一步深造打下较为扎实的基础.二、构建网络课程资源

网络课程资源是教育信息化的基础,是信息技术与数学课程深度融合的关键.广西教育学院数学与计算机科学系开发了概率统计网络课程,课程各个功能模块的划分具有相对的独立性,模块组织结构具有开放性和可扩充性,课程结构为动态层次结构,而且建立起相关知识点间的关联,确保学生在使用时可根据需要切换.概率统计网络课程不但丰富了学生的课内外学习内容,开阔了他们的视野,提高了他们的学习兴趣,同时还为学生提供了一个良好的自主学习平台和与教师交流的场所.概率统计网络课程内容体系如图1所示.

三、构建立体化教学模式

广西教育学院数学与计算机科学系将发现式教学法运用到概率统计课程教学实践中,根据概率统计课程的特点,在基本概念的引入、随机现象规律的揭示、概率模型的建立、性质及公式的导出、重要定理的产生、对统计问题的思考、统计思想的形成、统计方法的提出等环节采用发现式教学法,立足学生已有的认知结构特点设定问题,让学生提出问题、作出检测设,带着明确的目的和思考方向去学习、去探索、去进行模拟试验;创设情景,提出任务,指导学生根据案例,整理资料,罗列证据,发现结论,归纳总结,将发现的结论与事实材料结合,加深理解,引导学生主动参与整个教学过程,为素质型和创造型人才的培养提供一种理想的教学环境.

四、构建立体化实践教学

概率统计是一门实践性很强的课程,为实现预期的教学目标,必须将理论教学与实践教学紧密融合,鼓励和引导学生灵活掌握理论知识,并具体应用到生活实践中.具体做法如下:

第一,开设数学软件实验课.将数学软件作为数学教学辅助工具融入概率统计教学内容中,利用数学软件计算的数据或描绘的图形帮助引入数学概念,对于大量的数据及烦琐的运算,例如求期望、方差、相关系数、方差分析和回归分析等可通过数学软件进行快速计算,对一些复杂的应用问题可通过数学软件进行探究和分析处理.以往概率统计的教学内容需要用很大篇幅来讨论概率的运算方法和运算技巧,现在通过数学软件的帮助就可以快速获得圆满的结果,因而可以将更多的时间投入实践方面,也因此,开设实验课可以增强学生的实践能力与动手能力.

第二,组织学生参加全国大学生数学建模竞赛活动.数学建模是从大量事物中综合归纳出概念和理论的演化过程,是综合运用所掌握的知识和方法,创造性地分析解决来自实际中的问题,所建立的数学模型可以直接应用于实际中.典型事例分析中,大量数据的采集涉及大量的数值计算和逻辑运算,潜移默化地使学生掌握数学的思想和方法、提高建立数学模型和运用计算机技术解决实际问题的综合能力,加强学生协作精神和团队意识的培养.


五、构建立体化课程考核及评价方法

信息技术环境下概率统计课程考核方法设计强调把教师与学生在课程开发以及教学实施过程的全部情况都纳入评价的范畴,强调评价者与具体评价情境的交互作用,主张凡是具有教育价值的结果,不论是否与预定目标相符,都应当受到评价的支持与肯定,反对将简单的知识与技能的测试作为唯一的评价依据.尤其是在对能力进行评价时,更要关注学生在整个学习过程中能力发生的变化,收集整个过程中的行为信息,作出一个人的评估报告,为学生能力的成长提供一个可行的改进计划或培养方案.为了更有效地促进学生学习,在评价方式上,广西教育学院数学与计算机科学系改变过去一张试卷定优劣的状况,注重评价的多元性,注重过程性评价,采取了以下措施:

第一,根据概率内容理论性强的性质和特点,实行闭卷考核形式,重点考核学生对概率知识的理解、运算、推理和应用能力.试题中,尽量少出一些只用一种方法,或只有一个答案的客观题,多出一些综合性计算题、分析题、应用题,使考试既能检查学生对本课程基本知识的掌握程度,又能突出对学生专业技术能力、实践能力和创新能力发展水平的考查.

第二,根据数理统计内容应用性较强的性质和特点,实行开放性考试形式.由任课教师精心编制几道数学建模的综合性题目,题目均来自日常生产生活中的实际问题,具有综合性高、内容灵活、开放性强等特点.学生可任选一道题目,以开卷的形式答题,考试地点不限,可以查阅相关文献资料.在规定的时间内,学生上交一篇符合建模要求的数学建模论文.对于具有创新性的论文给予额外的奖励加分,从而有效地发挥学生的主观能动性,培养学生自主创新的能力和查阅文献资料的能力.

第三,加强过程性考核评价.根据不同时段的教学要求,通过课堂出勤率、课堂参与、网上讨论、课后作业、小组合作学习、课堂测验、期中考核等方式加强过程性考核评价.为引导学生重视日常学习,加强学生学习兴趣培养和动手能力培养,加大平时学习成绩的比重,使其占期末考试总成绩的30%.

总之,概率统计课程立体化建设,优化了课堂结构,创造了良好的教学环境,实现了教学方法的改革,提高了学生学习的积极性,为数学教育专业其他课程建设打下了坚实的基础.

【参考文献】

[1]刘成新,王焕景,褚晓红.立体化课程建设的研究与实践探索[J].电化教育研究,2006(11)

[2]郭小富,李长青.概率统计网络课程的教学设计[J].山西财经大学学报,2006(1)

[3]黄海平.《概率与统计》重点课程建设的实践与思考[J].广西教育学院学报,2011(5)

【基金项目】广西高等学校特色专业及课程一体化建设项目(GXTSZY277);新世纪广西高等教育教学改革工程项目(2010JGB115);广西教育学院重点专业建设项目(2012JYZDZY04)

【作者简介】黄海平(1959-),男,广西教育学院数学与计算机科学系主任,副教授,研究方向:概率统计、线性代数、高等数学.

(责编王一)