历史沿革
“概率论与数理统计”课程是我院物理学专业、电子信息工程专业和材料物理专业的学院平台任选基础课程,主要内容包括:概率论(随机事件、事件的概率、条件概率、随机变量及其分布、随机变量的数字特征)和数理统计学(统计量、抽样分布、点估计、区间估计、假设检验)。
“概率论与数理统计”的教学效果将直接影响我院其他专业课程的教学质量,也关系到我院本科毕业生今后的进一步深造和发展。我院历届领导和老师都非常重视“概率论与数理统计”课程的教学工作,1972年成立的高等数学教研室,专门负责概率论与数理统计教学大纲的制定、教材选取和日常的教学与科研工作。自1993年始,高等数学教研室经过整改成立了理论物理研究所,进一步从事与概率论、数理统计相关的教学与科研工作。
1993年以前,我院一直以四川大学数学系编写的《高等数学》(共4册)作为物理学专业和电子信息工程专业的数学教材,教学效果良好。后来,为了适应国家教材建设和本科扩招的需要,又选取各理工高校普遍采用的由同济大学数学教研室编写的《工程数学——概率论》作为概率统计课程的教材。现在,依据物理学、电子信息工程和材料物理专业的发展需要,我们选用同济大学应用数学系编写的《工程数学——概率统计简明教程》作为本门课程的教材,得到我院师生的普遍好评,且取得良好的教学效果,非常适合我院各个专业不同层次学生的教学需要。
多年来,我院的概率论与数理统计教学小组始终坚持合理处理教材,不断改进教学方法和手段,努力提高教学质量和效果,形成具有自己风格和特点的教案,并积极研发适用于我院物理学、电子信息工程和材料物理学的概率论与数理统计课程的多媒体教学课件。
目前,该课程拥有一支年轻活跃、锐意创新、教学与科研并重的教学梯队。教学梯队由4名副教授和5名讲师组成,具有博士学位5人,在读博士3人,平均年龄34岁,承担着多项教学与科研项目。
专业培养目标定位
概率论与数理统计课程是一门研究和探索客观世界随机现象的统计性规律的基础数学学科。课程内容以随机现象为研究对象,侧重于讲授概率论的基础知识和数理统计的基本方法与理论,同时在教学中结合物理学、电子信息工程和材料物理专业的突出特点,概括性地简要介绍概率论与数理统计在各专业中的具体应用问题。
课程目标
通过对本课程的学习,使学生掌握随机事件与概率、随机变量及其分布、随机变量的数字特征等概率论方面的基本概念;熟悉数理统计的相关基本概念,掌握参数估计、假设检验等基本统计方法的基本原理和基本运算技能;培养学生抽象思维能力、逻辑推理能力以及运用数学知识分析问题和解决随机问题的能力,提高学生的数学素养和应用能力。
知识模块顺序及对应的学时
本课程授课内容的具体安排由浅入深,概率论与数理统计的内容前后衔接、紧密结合。本门课程的教学过程将使概率论为数理统计提供理论基础,与此同时,数理统计学又为抽象的概率论内容提供具体应用的教学思想得以充分体现。其知识模块共有以下两部分组成(共十二章),其顺序及对应的学时(共54学时)分别为:
第一模块(共36学时):
第一章 随机事件(4学时) 第二章 事件的概率(4学时)
第三章 条件概率与事件的独立性(6学时) 第四章 随机变量及其分布(4学时)
第五章 二维随机变量及其分布 (6学时) 第六章 随机变量的函数及其分布(6学时)
第七章 随机变量的数字特征 (6学时)
第二模块(共18学时):
第八章 统计与统计学(2学时) 第九章 统计量和抽样分布(4学时)
第十章 点估计(6学时) 第十一章 区间估计 (4学时)
第十二章 假设检验(2学时)
课程的重点
随机事件及其概率;条件概率及概率公式;事件的独立性;一维随机变量及其分布函数;常见分布;二维随机变量及其分布函数;边缘分布;随机变量的独立性;随机变量函数的分布;随机变量的数字特征;大数定律与中心极限定理;样本及统计量;参数估计方法;假设检验的基本思想。
课程的难点
利用性质计算古典概率;各种概率公式及关系;运用概率公式解决实际问题的思维方法;利用分布函数计算概率;常见分布的应用问题;灵活运用数学期望、方差、协方差的性质进行计算;中心极限定理的理解和应用;总体、样本和统计量的概念;抽样分布定理;极大似然估计原理;假设检验的统计思想。
解决办法
1.在教学中注意强调概率论和数理统计学基本思想的理解,注重各部分知识的联系与扩展。
2.授课过程中注意归纳对比,例如:对一维随机变量的分布函数及其性质与二维随机变量
的分布函数及其性质进行对比分析,使学生达到深入理解、举一反三的学习效果。
3.采用多媒体课件与传统板书教学形式相结合的基本模式,丰富课堂内容,提高学生的学
习积极性。
4.注重加强习题课的学习指导,鼓励学生提出问题,从问题中获得有效的教学反馈信息,
不断深化教学内容,改进教学方法,提高教学质量。
实践教学的设计思想与效果
随着电子计算机的高速进步,以及数学软件和统计软件的积极开发与普遍使用,“概率论与数理统计”学科得到了全新的发展。目前,《概率论与数理统计》的教学以“基础理论”、“数学软件”、“教学实践”为核心。因此,《概率论与数理统计》的实践教学主要有以下3个方面:
1. 通过数学统计软件的辅助性实践过程,对“概率论与数理统计”的部分内容进行演示。
使学生在学习的过程中自己动手实验,增强学习的趣味性,提高学生的主动性。
2. 将“概率论与数理统计”的基本内容应用于物理学、电子信息工程和材料物理等相关专
业领域中,培养学生解决实际问题的基本能力。
3. 结合全国大学生数学建模竞赛和校级数学建模竞赛,在日常教学中穿插数学建模问题,
使学生勤于思考、积极动手,寻求解决问题的合理方法,以体验科学研究的严谨过程,
培养具有开拓意识和创新精神的人才。