概率论与数理统计课程的改革与实践论文
摘要: 讨论了概率论与数理统计课程教学改革的必要性与重要性,提出了课程改革的思路与原则,并总结了该课程改革与实践取得的效果。
Abstract: The necessity and importance of teaching reform of the course of probability and mathematical statistics were discussed, ideas and principles of curriculum reform were put forward, and the achieved effect of this curriculum’s reform and practice was summarized.
关键词: 概率论与数理统计;改革;实践
Key words: probability and mathematical statistics; reform; practice
概率论与数理统计是工程、人文、经济、社会等领域研究和处理随机现象的一门重要的随机数学,是目前数学专业大学本科阶段乃至其它理工类专业的唯一一门随机数学的必修课。自上个世纪六十年代引入大学课堂以来,它对于传承人类科学文明、培养人才的综合素质能力、解决实际问题的实践动手能力等起到了非常重要的作用。在信息社会高度发达的今天,随机数学的基本理论与方法作为信息采集、加工、利用的重要的理论基础和方法论基础,已经成为现代专业人才重要的必不可少的知识构成。文献[1-3]对该课程的改革与实践进行了探讨。本文就该课程的特点,结合我院(系)学生的特点就该课程改革与实践的必要性,具体思路与原则,以及改革实践的效果做一探讨。
1 概率论与数理统计课程教学改革的必要性与重要性
教学内容、手段、方法的陈旧反映出教育思想的落后,转变教育思想和更新教育观念是进行一切改革的先导。传统的数学教育理念重视教学过程的理论性,严谨性,逻辑性。但对于学生应用数学的理论和方法解决实际问题能力的培养从教和学两个侧面有所忽视。
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。
信息社会的加速来临,在实际生活和科技工作中,海量、庞杂的数据不断产生,但是有用的信息并不会自动生成,它需要数学工作者利用数据采集、整理、分析与处理的工具,去发现有用的信息,以解决实际问题。数据采集与信息分析与处理的数学基础就是《概率论与数理统计》这门数学类专业的必修课程,这也是其它理工科专业的一门必修课程,只是对数学专业的`要求既注重理论又兼顾方法的实际应用,而对其它理工科专业,这门课程主要注重方法的应用。
但是,《概率论与数理统计》这门课程不同于以往学习的确定性数学,对于第一次接触这门课程的学生,理解起来会很困难,更不用说去利用它去进行统计数据的采集、整理、处理、分析等。因此,单从这点考虑,我们就有必要对其教学方法、手段等进行改革。从本门课程的应用目的角度来考虑,也必须进行改革,以增加实践性教学环节,培养学生应用概率论与数理统计的理论和方法解决实际问题的能力。
从培养学生利用数学的理论和方法、基于统计数据,建立和求解数学模型的能力的角度看,这完全符合现代大众化高等教育的目的,也符合我校的办学指导思想。
《概率论与数理统计》是其它随机数学的理论和方法的基础,这些课程是:多元统计分析、时间序列分析、随机过程,基于支持向量机的现代非参数统计学习方法等,为了这些知识和方法的学习与应用,我们也必须改变教学方式,为学生打下坚实继续学习的基础。
2 概率论与数理统计课程教学改革的思路与原则
通过以上的分析,我们认为概率论与数理统计课程的改革必须首先改变教学方法,抛弃那种古板的、填鸭式的、纯粹的重视逻辑推理而不重视应用的传统的教学观念,而采取不仅重视理论与方法的学习,为后继课程的学习打下良好基础,又能激发学生学习兴趣,同时还能培养学生应用所学理论和方法解决实际问题的能力的培养。
因此,概率论与数理统计课程的改革是一项系统工程,既要考虑课程本身理论与方法的学习,还要也兼顾后继课程的学习(有些课程是研究生的必修课),又要考虑学生应用理论与方法解决实际问题能力的培养,还要使得学生学习起来兴趣盎然。应用系统工程原理,从理论、实践、计算能力等全方位改革和建设,不能只重视某一个环节,而应从整体上思考。
在学时有限的约束条件下,我们必须改革教学内容,教学方法和教学手段,以期达到预期的改革目的。改革过程必须培养一批从事《概率论与数理统计》课程的课堂教学、实验教学的人才,积累改革的成果,不断总结经验。改革过程不会一番风顺,遇到非议也是可以理解的。但是,改革的决策一旦确定,就要毫不犹豫的进行下去。
3 概率论与数理统计课程教学改革的内容与措施
首先确定合理的教学学时,经过大家集思广益,制定了相应的教学大纲,使教学改革有法可依。为了达到上述改革目标,我们对教材的内容进行必要的增加和删减。由于,《概率论与数理统计》课程是大学生接触的第一门研究随机现象及其规律的数学学科,不同于以往的确定性数学,学生理解起来是相当困难的。为此,考虑到实际课时和课程的难度,在课堂教学中,借助于多媒体技术和计算机编程技术,增加了对一些随机现象的直观演示。删除掉一些陈旧的知识,比如关于一些定理的证明,或者保留这些证明,作为自学内容,提供给有能力学习的学生。这也起到因材施教的目的。经过多年的实践,编写了自己的教材《概率论与数理统计》(陕西师范大学出版社出版),该教材是国家面向21世纪规划教材。
为了达到培养学生利用计算机和数学软件,以及应用概率论与数理统计的理论和方法解决实际问题的能力,我们在自己编写的教材中,首次引入了SAS(Statistical Analysis Systems)高级程序设计语言。
为了使得课堂教学生动、有趣、直观以及指导学生的学习,我们研制开发了多媒体课件,并编写了与本门课程配套的课程学习指导教材。
为了达到培养学生的收集数据、整理数据、建立数学模型、利用相关的理论与方法解决实际问题的能力之目的,我们增加实践性教学环节。从1997级开始,我们在全国首次开设了《概率论与数理统计》的实验教学环节,并且编写相应实验教学大纲和实验指导书,使实验课有纲可循,有事可做而不流于形式。
为了培养学生的综合应用随机数学解决实际问题的能力,我们构建了以《概率论与数理统计》为核心的课程群,包括《多元统计分析》、《时间序列分析》、《教育测量与统计学》、《随机过程》、《数学模型与数学实验》、《数学软件》等选修课程,大大丰富了学生随机数学的理论与方法解决实际问题的数据处理与分析的能力及数学建模能力。
为了开拓学生的视野,在学年论文和毕业论文中,我们加强指导,向学生介绍了一种现代非参数统计学习方法:《基于支持向量机的统计学习方法》,将这种方法用于相关关系的学习中。
为了达到培养学生学习《概率论与数理统计》课程及其课程群的学习及其解决实际问题的能力,我们连续多年组织了对我校参加全国大学生数学建模竞赛的学生的培训工作,特别是随机数学解决实际问题能力的培养。
由于我们改革教学的内容,增加了实验教学环节,并注重学生平时能力的培养,所以我们改革考核方式:学生平时作业及考勤占总成绩的20%,实验占20%,课程考试占60%。
为了传承我们的改革成果,我们注意在改革中积累经验,培养人才,使我们的改革有了传承、继续推进的后备人才,形成本门课程及其课程群的年龄、学历层次和职称结构合理的教师队伍,有博士1个,硕士3个,学士5个;教授1个,副教授6个,讲师2个。
4 概率论与数理统计课程教学改革与实践的效果
通过几年来的改革实践,概率论与数理统计的教学取得了较显著的效果。教学内容、方法手段的改革增加了学生学习该课程的兴趣,使学生真正体会到该课程的内容在工农业生产以及科学研究中的应用价值,充分调动了学生学习的主动性,激发了学生的创造性思维,增加了学生应用概率统计方法解决实际问题的能力。该课程的改革与实践取得了良好的教学效果,提高了教学质量,得到了学生的认可和赞同,问卷调查表明90%以上的学生对现在的教学方式和考试方法给予肯定,大多数学生都认为概率统计课在各学科中有较重要的应用。说明同学们对该门课程的思想方法和应用性有了较深刻的认识,教学改革的总体方向是正确的。
随着本课程及相关课程的深入改革,有许多学生在学年论文及毕业论文的选题上倾向于采用《概率论与数理统计》课程的理论与方法。与本课程相关的多篇毕业论文被评为校级优秀论文。
此外,本课程的任课教师还积极组织、培训、指导学生参加全国大学生数学建模竞赛并取得优异成绩。
参考文献:
[1]朱松涛.师专数学系《概率论与数理统计》课程教学的改革实践[J].数学通报,1998,(4).
[2]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).
[3]陈新美等.《概率论与数理统计》教学改革与实践[J].湖南科技学院学报,2006,(11).
在一篇论文写作中,要写好的论文,就要有格式。这是我为大家整理的手写小论文格式,仅供参考!手写小论文格式篇一 《浅谈数学 教育 的数学价值及数学意义》 摘要:本文从数学的实用价值中分析数学教育对人的作用,然后分析了数学教育中数学 文化 的作用及对人的发展的意义。 关键词:数学教育;教育价值;数学文化;数学意义 数学,从小学到初中、高中,都是必须要学的一门重要的课程。甚至到了大学,很多专业依然要开设高等数学。为什么我们要学这么多的数学呢?数学在一个人的教育经历中究竟扮演者怎样的角色呢?数学对于一个人的发展又有怎样的意义呢?先进技术对社会生活带来的好处,一般我们是很容易看到的,但是在其背后,基础科学所起到的作用却常常被忽略,尤其是数学的作用。关于数学的意义,我们很难找到一个既正确又简明易懂的解释。在数学教育中,数学意义的认识在不断深入和完善。在数学教学中,部分师生常思考“数学有没有用?”这个问题。对于数学,我们应该在考虑实用意义的同时考虑它对人的发展的意义。下面我们将从数学的实用价值,数学的文化价值,及数学教育的数学意义方面来进行分析。 一、数学的实用价值 在每个人从小到大的求知过程中,数学总是占据着非常大的比例,也起着非常重要的作用。那么,人究竟为什么要学习数学呢?对于这个问题有这样的一个回答,“数学告诉我们如何理解周围的世界,如何处理日常生活中的问题,如何为将来的职业作准备”。[1]数学有一个非常重要的特征,就是它的研究对象具有抽象性。数学研究对象的抽象性使得数学的应用非常广泛。在数学中,我们要确定一个定理或者一条规律必须靠严格的逻辑推理,仅仅靠一些实验数据或者平常的 经验 总结 是远远不够的,更别提依靠直觉或想象了,这是数学具有的一种严谨的精神。从历史上来看数学是非常重要的,回顾一下科学发展的历史,我们就会发现,数学的进步影响着天文学、物理学、生物学的很多重大发展。比如黎曼几何是爱因斯坦的相对论发展的基础,而微积分的创立,则促进了物理学的发展,特别是牛顿力学中万有引力定律的发现,诸多名人的话语也让我们感受到数学在科学发展历史上起到的重要作用。恩格斯说:数学是研究现实世界中的数量关系和空间形式的科学。这句话告诉我们,数学为我们探索未知的科学提供了一种分析问题、处理问题的工具。在现代化的今天,数学看似已经没那么重要了。其实,数学仍然是迅速发展的高科技的重要基础,而且高科技的发展也使得数学的应用领域越来越广泛。电子计算机的发明与应用使人类进入了信息时代,而电子计算机的发明应归功于数学家图灵和冯诺依曼。在计算机出现之前,数理逻辑中就有一种图灵机,图灵机是计算机的一种简单的数学模型,它诱发了电子计算机的产生。在计算机技术的迅速发展及其在其他领域越来越广泛的应用中,数学都起到了基础性的作用。还有很多例子,如医学上的CT技术、网络 系统安全 技术、指纹的识别、网络系统安全等,在这些技术的背后,数学都起着十分重要的作用。在这些领域中,数学常常是解决实际问题时用到的关键的基础工具。数学的实用价值还表现在我们现代社会生活的各个方面,数学己经成为我们生活的基本工具,比如表示空气污染程度的百分数,天气预报中用到的降雨概率,买房、卖车、购买股票等投资活动中所采用的具体方案策略,购物过程中的各种打折方式的换算,房屋装修设计和装修费用的估算,对媒体中各种信息的统计分析,都需要数学知识。没有数学,现代人几乎不能生活,至少不能更好地生活。人们一旦掌握了公式,就能对具体的、实际的、直观的生活世界中的事件作出实践上所需要的,具有经验的确定性的预言。……因此数学化及其所建立的公式对我们的生活来说具有决定性的意义[2]。 二、数学文化及其对人的发展的意义 “为什么教”的问题,是数学文化在中小学数学教育中需要阐述的主要问题。就其作用来说,数学文化能够对学生进行能力训练,培养学生的学习兴趣,促进德育教育的开展,并且在学生综合素质培养等各方面都起着非常重要的作用。数学文化教学可以改造学生的数学观念,提升学生的数学素养;学生良好的数学素养能够提高学生的整体素质,帮助他们更好地适应未来社会的发展。数学教育可以培养人的思维,而这种思维习惯会影响人的一生。朱正先生提到:“我在学术研究方面所做的工作,凭仗的也就是当年数学“ 体操 ”所训练出来的思维能力。我的一本《1957年的夏季:从百家争鸣到两家争鸣》,……其实是得益于数学的。”[3]王蒙先生在著作《我的人生哲学》里有一段话,“回想童年时代花的时间一大部分用在做数学题上,这些数学知识此后直接用到的很少,但是数学的学习对于我的思维的训练却是极其有益的。”[4]两位文学家的话,是对“为什么学数学”这个问题给出的一个完美的回答。它使我们明白了一个道理:一个人工作以后所从事的职业即使是和数学没有多少关系,原来他学过的数学的定义定理也几乎全忘光了,然而那时数学的学习对他思维的训练依然是有用的,对他后来的工作也一直会起到潜移默化的作用。数学能够使人养成说话、做事严密的好习惯,数学能够使人变得更加深刻,更加富有智慧。所有的学校都要求学生从小学到中学学数学、练数学,通过大量的数学知识的学习与数学题目的练习,来培养学生思维的逻辑性与严密性。数学本身的逻辑性与严密性可以训练人的科学的 思维方式 ,而科学的思维 方法 是现代人生存与发展所必备的。有人将数学文化对数学课堂教学所产生的作用做了总结:即利用数学文化培养学生的理性精神,利用数学文化培养学生的科学精神,利用数学文化培养学生的创新精神,利用数学文化培养学生的应用意识[6]。随着社会的发展与科学技术的进步,在选拔人才的时候,越来越多的用人单位意识到,一个人的能力,即分析问题、解决问题的能力以及创新能力,对于用人单位来说是非常重要的。在中小学里学数学时要求的数学证明的严密推理,数学问题求解的有理有据,这种概念定理证明的准确无误与严谨的推理训练是必要的和有意义的,是数学教育中数学文化与数学意义的体现,也是良好数学素养养成的必经过程。这些数学的训练能够提升、开发青少年的心智与潜能,对青少年一生的影响是深刻的、长远的,这种作用也是任何其他学科难以取代的。 参考文献: [1]ICMI Study 14:Applications and Modeling in Mathematics Education-Discussion Document.ZDM 2002,34(5),229-239. [2][德]埃德蒙德.胡塞尔.欧洲科学危机和超验现象学[M].张庆熊,译.上海译文出版社,2005:57. [3]朱正.字纸篓[M].广州:广东人民出版社,2000. [4]王蒙.我的人生哲学[M].北京:人民文学出版社,2003. [5]张楚廷.数学文化[M].北京:高等教育出版社,2006. [6]张敬书.数学文化与数学课程改革[J].重庆师范学院学报(自然科学版),2002,(3):59-62. 手写小论文格式篇二 《探讨高等数学在高职教学中的作用》 摘要:数学教育的相互配合,提高数学教育中的作用越来越受到高等教育工作者的关注。数学在高等教学中不仅可以增加学生对数学知识的深入了解,也有助于提高学生的数学思维修养,提高对数学学习的兴趣,激发学习热情,起到挖掘学习潜能、提高学习动力的作用。目前,高等数学虽然是大部分专业的必修课,但学生在学习数学方面还存在着一系列问题,是造成学习数学动力不足的原因。 关键词:数学,高等数学,学习动力 0.引言 数学教育的相互配合,提高数学教育中的作用越来越受到高等教育工作者的关注。数学在高等教学中不仅可以增加学生对数学知识的深入了解,也有助于提高学生的数学思维修养,提高对数学学习的兴趣,激发学习热情,起到挖掘学习潜能、提高学习动力的作用。 1.当前高职院校学生学习数学动力不足的原因 高校在深化教学改革中,面临着适应国家对大学生的培养提出的更新更高的要求,在培养大学生的过程中对学生学习潜能问题。目前,高等数学虽然是大部分专业的必修课,但学生在学习数学方面还存在着一系列问题,是造成学习数学动力不足的原因。其表现为学生学习目标不明确,仅仅为了考试合格而学习数学。还有部分学生认为对所学的知识无用,造成了不少大学生对学习数学的厌倦等负面情绪。再者多数学生在学习数学中意志力不坚强,难以适应课程难度,导致了学生不能投入到学习当中去。 2.高等数学学习中存在的意义 在近代数学发展的历史上,定义、定理基本都是以西方人的名字命名的,没有留下中国数学家的痕迹,这不能不说是一种遗憾。但是,我国古代数学发展史是有过无比的辉煌的。西汉时期的《九章算术》、南北朝时期数学家祖冲之的圆周率的近似值在世界上是独领风骚!同同时,我国古代还涌现出了刘徽、朱世杰、秦九韶等很多世人瞩目的数学专家,令炎黄子孙感到无比自豪。在近代,陈景润、华罗庚、吴文俊、等也是我国人民的骄傲。可见,在高等数学教学中,适时利用相关的数学历史,能极大地激发学生学好高等数学的历史使命感,又能增强学习高等数学的学习动力。学习高等数学有助于体现数学价值和使用价值,呈现高等数学的逻辑体系结构。要让学生认识到学习高等数学不是一门单调枯燥的基础学科,而是一种处处体现充满着简洁美、奇异美。对称美抽象美的美学,种种简介的公式,奇异的定理,都是用来活要气氛,激发兴趣的工具。从高等数学的发展中就能看出,实践是数学生产、发展的土壤,不断出现的没有解决的问题是维持数学成长发展的力量源泉。在科技发展的今天,高等数学的应用时无处不在,无论是军事、经济、金融,还是建筑、医疗等领域,都离不开高等数学的应用。。例如:我国的“神七”升空,奥运“鸟巢”的建筑等都处处体现出高等数学是科学之母的魅力。 3.学习高等数学的对策与作用 引导学生建立学习数学的正确目标,是提高学习数学兴趣的基本保障,一方面能帮助学生端正 学习态度 ,明白大学学习对于实现人生目标价值的所在,可从先辈的 事迹 中得到教育和鼓励,激发和明确学习数学的目的。另一方面,让学生认识到学习高等数学有助于提高大学生的个人素质,从而符合社会发展的需要。高等数学是相辅相成的,专业知识的学习需要历史知识帮助分析与思考,不仅有利于帮助加深高等数学概念的理解,还有利于帮助学生加深对高等数学的应用价值和文化价值的理解,从整体上把握数学知识。大学数学教育的目的不在于使大学生单纯地懂得一些数学知识 ,而在于让他们能够运用这些知识去解决所遇到的各种问题。。数学是思维的体操 ,通过学习数学,培养学生的思维。通过将素质教育渗透到数学教育之中 ,树立起适应时代发展需要的人才观、质量观和教学观 ,以先进的科学与文化知识成果教育学生 ,使大学生较早地参与科学研究和社会、生产实践 ,普遍提高大学生的人文素质、科学素质、创新精神和创业、实践能力。从而帮助学生真正理解高等数学,欣赏高等数学,发挥高等数学对社会建设的作用。高等数学这个词是从苏联引进的,欧洲作为高等数学的发源地,并没有这样的说法。这个高等是相对于几何(平面、立体,解析)与初等代数而言,从目前的一般高校教学,高等数学主要指微积分。一般理工科本科学生,还需要学习更多一些,包括概率论和数理统计,线性代数,复变函数,泛函分析等等,这些都可以放到高等数学范畴里面。当然,这些只是现代数学的最基本的基础,不过,即使是这个基础,就可以应付很多现实的任务。 这里只 说说 微积分,一言而蔽之,微积分是研究函数的一个数学分支。函数是现代数学最重要的概念之一,描述变量之间的关系,为什么研究函数很重要呢?还要从数学的起源说起。各个古文明都掌握一些数学的知识,数学的起源也很多很多,但是一般认为,现代数学直承古希腊。古希腊的很多数学家同时又是哲学家,例如毕达哥拉斯,芝诺,这样数学和哲学有很深的亲缘关系。古希腊的最有生命力的哲学观点就是世界是变化的(德谟克利特的河流)和亚里斯多德的因果观念,这两个观点一直被人广泛接受。前面谈到,函数描述变量之间的关系,浅显的理解就是一个变了,另一个或者几个怎么变,这样,用函数刻画复杂多变的世界就是顺理成章的了,数学成为理论和现实世界的一道桥梁。 微积分理论可以粗略的分为几个部分,微分学研究函数的一般性质,积分学解决微分的逆运算,微分方程(包括偏微分方程和积分方程)把函数和代数结合起来,级数和积分变换解决数值计算问题,另外还研究一些特殊函数,这些函数在实践中有很重要的作用。这些理论都能解决什么问题呢?下面先举两个实践中的例子。 举个最简单的例子,火力发电厂的冷却塔的外形为什么要做成弯曲的,而不是像烟囱一样直上直下的?其中的原因就是冷却塔体积大,自重非常大,如果直上直下,那么最下面的建筑材料将承受巨大的压力,以至于承受不了(我们知道,地球上的山峰最高只能达到3万米,否则最下面的岩石都要融化了)。现在,把冷却塔的边缘做成双曲线的性状,正好能够让每一截面的压力相等,这样,冷却塔就能做的很大了。为什么会是双曲线,用于微积分理论5分钟之内就能够解决。 我相信读者在看这篇 文章 的时候是在使用电脑,计算机内部指令需要通过硬件表达,把信号转换为能够让我们感知的信息。前几天这里有个探讨算法的帖子,很有代表性。Windows系统带了一个计算器,可以进行一些简单的计算,比如算对数。。计算机是计算是基于加法的,我们常说的多少亿次实际上就是指加法运算。那么,怎么把计算对数转换为加法呢?实际上就运用微积分的级数理论,可以把对数函数转换为一系列乘法和加法运算。这个两个例子牵扯的数学知识并不太多,但是已经显示出微积分非常大的力量。实际上,可以这么说,基本上现代科学如果没有微积分,就不能再称之为科学,这就是高等数学的作用 【参考文献】 [1]放丽娟.大学生学习动力不足的原因及对策.河南工业大学学报(社会科学版)2007,(6). [2]邓燕.浅析数学史在高等数学教学中的作用.高等理科教育,2006,(4). [3]顾明远.高等教育与人为精神.高等教育研究,2002,(1). 手写小论文格式篇三 《国际航运金融业务的发展与借鉴》 一、前言 在经济全球一体化趋势的影响下,各国之间不断加强彼此的来往和贸易交流,在国家与国家之间的贸易往来中,由于国家所处半球和方位的不同,采用国际航运进行贸易往来是尤为重要的,也是当前国际贸易中普遍采用的一种方式。航运业是资金密集型的产业,无论是在航运的基础设施建设、船舶的制造还是航运管理方面,都需要投入大量的资金,货物产品交流的背后实际上是国际资金流动的过程,因此国际航运在从贸易往来开始便有着十分密切的关系。针对当前国际航运金融业务的发展现状,本文展开了关于国际航运金融业务的发展与借鉴研究,具有重要的现实意义。 二、国际航运金融业务体系的发展现状 1.银行团体贷款的发展 伴随着信息网络化时代的来临,世界逐渐连成一个整体,各国之间的贸易往来日益密切,因此国际航运船舶也逐渐向大型化发展。现阶段国际航运金融业务体系在社会主义市场经济体制下得到明显的发展,而港口建设的投入资金也随之加大,因此港口建设也日趋完善,硬件设备不断齐全,在新的形势下船舶融资逐渐成为航运企业在发展进程中的主要需求。在港口建设不断完善的基础上,由于航运贸易的日益频繁以及航海业潜存的风险,航运贷款数量相对较大,由此航运金融业务中银行团体贷款逐渐成了船舶融资中的主流,通过不同的方式组织多家银行共同参加贷款的融资方式,使银行团体贷款在经济一体化的趋势下发展起来。 2.融资租赁的发展 在经济文化不断发展以及科学技术不断进步的基础上,融资租赁的方式也逐渐在航运金融业务中发展起来。航运庞大的流通市场,逐渐吸引国内外金融机构对航运业展开融资业务,从而达到提升自身经济效益的目的。就目前国际航运业船舶融资市场的发展现状,其融资市场逐渐呈现出成熟的发展趋势。近年来,在新建的船舶融资中,银行贷款以及融资租赁的形式比较多,船东仅提供小部分资金便可,国际上较为著名的银行也都设有专门化的航运融资部门,其中全球最大的航运船舶融资机构在德国。 三、国际航运金融业务的借鉴方法 1.加强对航运金融工具的完善 就目前我国航运金融业务的发展现状而言,航运金融体系在发展进程中逐渐呈现出单一的趋势,相关的银行承担了航运的主要融资功能,并且以投资模式,逐渐成为航运金融市场中的发展动力。因此估计航运金融业务在发展进程中,相关管理人员应认识到其重要性,利用我国航运金融市场的巨大流动性,有针对性的设立航运产业投融资管理机构,发行国际航运的投资基金,对大型的航运船舶进行股权式的投资,并以资金注入的方式,加强对航运金融工具的完善。 2.提高航运金融政策的扶持 在国际航运金融发展过程中,根据韩国和新加坡的航运金融业务发展情况,能够了解两国在航运金融业务发展过程中,得到了国内政府相关的扶持模式,并且取得了一定的成果,因此可知航运金融业务受国家的政策影响较大。所以,我国航运金融业务在发展进程中,国家相关政府有必要对航运金融业务进行相应的扶持,在航运融资方面,可以通过加大银行出口信贷的方式,拓宽航运金融业的投融资 渠道 ,从而降低航运金融的税收,优化航运船舶的登记程序。另外,政府还可以鼓励航运金融行业设立产业投资基金,从而降低航运金融企业上市交易费用。 3.拓展银行等国际航运金融功能 就目前我国银行在国际航运金融业务中发挥的作用情况而言,我国银行在航运金融业务中所发挥的作用并不大,不仅是由于我国银行自身专业性不强,同时也是由于航运金融业务的风险问题,其与航运船舶金融业务的机构合作不够密切。因此在借鉴其他国家的成功经验时,我国应不断扩展银行等国际航运金融功能,提高我国银行与航运金融业务的合作能力,并培养专业化的航运景荣人才,从而充分发挥银行在航运金融业务中的作用。 四、结语 航运金融主要是指航运企业在货物交流运作中,因发生的融资、货币保管和资金交易等经济活动,而产生的相关业务的总称,航运金融在国际航运金融业务中占有十分重要的地位,能够影响国际航运的发展情况,以及国际金融市场的稳定发展。本篇关于国际航运金融业务的发展与借鉴研究,主要从银行团体贷款的发展、融资租赁的发展两方面,对国际航运金融业务体系的发展现状进行分析,并从加强对航运金融工具的完善、提高航运金融政策的扶持、拓展银行等国际航运金融功能方面,着重对国际航运金融业务的借鉴方法进行研究,具有实际的参考价值。 猜你喜欢: 1. 手写小论文格式模板 2. 手写论文格式 3. 1500字手写小论文格式 4. 3000字手写论文格式模板 5. 2000字手写论文的基本格式的模板
概率论与数理统计课程的改革与实践论文
摘要: 讨论了概率论与数理统计课程教学改革的必要性与重要性,提出了课程改革的思路与原则,并总结了该课程改革与实践取得的效果。
Abstract: The necessity and importance of teaching reform of the course of probability and mathematical statistics were discussed, ideas and principles of curriculum reform were put forward, and the achieved effect of this curriculum’s reform and practice was summarized.
关键词: 概率论与数理统计;改革;实践
Key words: probability and mathematical statistics; reform; practice
概率论与数理统计是工程、人文、经济、社会等领域研究和处理随机现象的一门重要的随机数学,是目前数学专业大学本科阶段乃至其它理工类专业的唯一一门随机数学的必修课。自上个世纪六十年代引入大学课堂以来,它对于传承人类科学文明、培养人才的综合素质能力、解决实际问题的实践动手能力等起到了非常重要的作用。在信息社会高度发达的今天,随机数学的基本理论与方法作为信息采集、加工、利用的重要的理论基础和方法论基础,已经成为现代专业人才重要的必不可少的知识构成。文献[1-3]对该课程的改革与实践进行了探讨。本文就该课程的特点,结合我院(系)学生的特点就该课程改革与实践的必要性,具体思路与原则,以及改革实践的效果做一探讨。
1 概率论与数理统计课程教学改革的必要性与重要性
教学内容、手段、方法的陈旧反映出教育思想的落后,转变教育思想和更新教育观念是进行一切改革的先导。传统的数学教育理念重视教学过程的理论性,严谨性,逻辑性。但对于学生应用数学的理论和方法解决实际问题能力的培养从教和学两个侧面有所忽视。
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。
信息社会的加速来临,在实际生活和科技工作中,海量、庞杂的数据不断产生,但是有用的信息并不会自动生成,它需要数学工作者利用数据采集、整理、分析与处理的工具,去发现有用的信息,以解决实际问题。数据采集与信息分析与处理的数学基础就是《概率论与数理统计》这门数学类专业的必修课程,这也是其它理工科专业的一门必修课程,只是对数学专业的`要求既注重理论又兼顾方法的实际应用,而对其它理工科专业,这门课程主要注重方法的应用。
但是,《概率论与数理统计》这门课程不同于以往学习的确定性数学,对于第一次接触这门课程的学生,理解起来会很困难,更不用说去利用它去进行统计数据的采集、整理、处理、分析等。因此,单从这点考虑,我们就有必要对其教学方法、手段等进行改革。从本门课程的应用目的角度来考虑,也必须进行改革,以增加实践性教学环节,培养学生应用概率论与数理统计的理论和方法解决实际问题的能力。
从培养学生利用数学的理论和方法、基于统计数据,建立和求解数学模型的能力的角度看,这完全符合现代大众化高等教育的目的,也符合我校的办学指导思想。
《概率论与数理统计》是其它随机数学的理论和方法的基础,这些课程是:多元统计分析、时间序列分析、随机过程,基于支持向量机的现代非参数统计学习方法等,为了这些知识和方法的学习与应用,我们也必须改变教学方式,为学生打下坚实继续学习的基础。
2 概率论与数理统计课程教学改革的思路与原则
通过以上的分析,我们认为概率论与数理统计课程的改革必须首先改变教学方法,抛弃那种古板的、填鸭式的、纯粹的重视逻辑推理而不重视应用的传统的教学观念,而采取不仅重视理论与方法的学习,为后继课程的学习打下良好基础,又能激发学生学习兴趣,同时还能培养学生应用所学理论和方法解决实际问题的能力的培养。
因此,概率论与数理统计课程的改革是一项系统工程,既要考虑课程本身理论与方法的学习,还要也兼顾后继课程的学习(有些课程是研究生的必修课),又要考虑学生应用理论与方法解决实际问题能力的培养,还要使得学生学习起来兴趣盎然。应用系统工程原理,从理论、实践、计算能力等全方位改革和建设,不能只重视某一个环节,而应从整体上思考。
在学时有限的约束条件下,我们必须改革教学内容,教学方法和教学手段,以期达到预期的改革目的。改革过程必须培养一批从事《概率论与数理统计》课程的课堂教学、实验教学的人才,积累改革的成果,不断总结经验。改革过程不会一番风顺,遇到非议也是可以理解的。但是,改革的决策一旦确定,就要毫不犹豫的进行下去。
3 概率论与数理统计课程教学改革的内容与措施
首先确定合理的教学学时,经过大家集思广益,制定了相应的教学大纲,使教学改革有法可依。为了达到上述改革目标,我们对教材的内容进行必要的增加和删减。由于,《概率论与数理统计》课程是大学生接触的第一门研究随机现象及其规律的数学学科,不同于以往的确定性数学,学生理解起来是相当困难的。为此,考虑到实际课时和课程的难度,在课堂教学中,借助于多媒体技术和计算机编程技术,增加了对一些随机现象的直观演示。删除掉一些陈旧的知识,比如关于一些定理的证明,或者保留这些证明,作为自学内容,提供给有能力学习的学生。这也起到因材施教的目的。经过多年的实践,编写了自己的教材《概率论与数理统计》(陕西师范大学出版社出版),该教材是国家面向21世纪规划教材。
为了达到培养学生利用计算机和数学软件,以及应用概率论与数理统计的理论和方法解决实际问题的能力,我们在自己编写的教材中,首次引入了SAS(Statistical Analysis Systems)高级程序设计语言。
为了使得课堂教学生动、有趣、直观以及指导学生的学习,我们研制开发了多媒体课件,并编写了与本门课程配套的课程学习指导教材。
为了达到培养学生的收集数据、整理数据、建立数学模型、利用相关的理论与方法解决实际问题的能力之目的,我们增加实践性教学环节。从1997级开始,我们在全国首次开设了《概率论与数理统计》的实验教学环节,并且编写相应实验教学大纲和实验指导书,使实验课有纲可循,有事可做而不流于形式。
为了培养学生的综合应用随机数学解决实际问题的能力,我们构建了以《概率论与数理统计》为核心的课程群,包括《多元统计分析》、《时间序列分析》、《教育测量与统计学》、《随机过程》、《数学模型与数学实验》、《数学软件》等选修课程,大大丰富了学生随机数学的理论与方法解决实际问题的数据处理与分析的能力及数学建模能力。
为了开拓学生的视野,在学年论文和毕业论文中,我们加强指导,向学生介绍了一种现代非参数统计学习方法:《基于支持向量机的统计学习方法》,将这种方法用于相关关系的学习中。
为了达到培养学生学习《概率论与数理统计》课程及其课程群的学习及其解决实际问题的能力,我们连续多年组织了对我校参加全国大学生数学建模竞赛的学生的培训工作,特别是随机数学解决实际问题能力的培养。
由于我们改革教学的内容,增加了实验教学环节,并注重学生平时能力的培养,所以我们改革考核方式:学生平时作业及考勤占总成绩的20%,实验占20%,课程考试占60%。
为了传承我们的改革成果,我们注意在改革中积累经验,培养人才,使我们的改革有了传承、继续推进的后备人才,形成本门课程及其课程群的年龄、学历层次和职称结构合理的教师队伍,有博士1个,硕士3个,学士5个;教授1个,副教授6个,讲师2个。
4 概率论与数理统计课程教学改革与实践的效果
通过几年来的改革实践,概率论与数理统计的教学取得了较显著的效果。教学内容、方法手段的改革增加了学生学习该课程的兴趣,使学生真正体会到该课程的内容在工农业生产以及科学研究中的应用价值,充分调动了学生学习的主动性,激发了学生的创造性思维,增加了学生应用概率统计方法解决实际问题的能力。该课程的改革与实践取得了良好的教学效果,提高了教学质量,得到了学生的认可和赞同,问卷调查表明90%以上的学生对现在的教学方式和考试方法给予肯定,大多数学生都认为概率统计课在各学科中有较重要的应用。说明同学们对该门课程的思想方法和应用性有了较深刻的认识,教学改革的总体方向是正确的。
随着本课程及相关课程的深入改革,有许多学生在学年论文及毕业论文的选题上倾向于采用《概率论与数理统计》课程的理论与方法。与本课程相关的多篇毕业论文被评为校级优秀论文。
此外,本课程的任课教师还积极组织、培训、指导学生参加全国大学生数学建模竞赛并取得优异成绩。
参考文献:
[1]朱松涛.师专数学系《概率论与数理统计》课程教学的改革实践[J].数学通报,1998,(4).
[2]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).
[3]陈新美等.《概率论与数理统计》教学改革与实践[J].湖南科技学院学报,2006,(11).
论文> 工业技术 > 一般工业技术 > 工程基础科学 > 工程数学 > 概率论、数理统计的应用论文下属分类: 运筹学的应用 | 工程控制论 | 可靠性理论 | ·《可重构装配线建模、平衡及调度研究》·《粒子群算法的改进与应用研究》·《压力容器用钢疲劳可靠性研究》·《稳健设计及其在工业中的应用》·《基于概率的结构动力拓扑优化设计研究》·《基于随机模拟试验的稳健优化设计方法研究》·《复杂系统可靠性工程相关理论及技术研究》·《故障部件不可修复如新的线形相邻n中连续k系统的可靠性分析》·《基于目标和空间正交分解的布局启发式算法的研究》·《考虑失效相关时不可修复工程系统的可靠性分析》·《多维数值积分的数论方法及其在结构可靠度分析中的应用》·《三维位势场快速多极边界元法》·《大规模动态过程优化的拟序贯算法研究》·《不确定性结构的分析方法研究》·《非线性结构随机分析数值模拟的方法研究》
1.1.1 随机现象:
概率论与数理统计的研究的对象就是随机现象,随机现象就是在一定的条件下不总是出现相同的结果的现象,也就是不能肯定的确定结果的现象就统称为随机现象。现实生活中有很多的随机现象比如同一学校统一专业的学生考上研究生的现象就是随机现象,你不能说哪一个学生肯定能够考上某所学校但是你能根据这所学校往年的数据估算出这所学校的考研率,在一定程度上也就能够大致估算出这所学校某某同学考上研究生的可能性有多大,当然一个学生能不能考上研究生与这所学校的考研率并没有必然的联系因为是随机的具有不确定性,但有一定的相关程度在里面。整个概率论研究的就是随机现象的模型(概率分布),而概率分布则是能够用来描叙某随机现象特征的工具。有阴就有阳,有了随机事件自然与之对应的就是确定性现象(如太阳每天东升西落)
1.1.2 样本空间:
随机现象一切可能 基本结果 所构成的集合则称为样本空间,其集合内的元素又称为样本点,当样本点的个数为可列个或者有限个的时候就叫做离散型样本空间,当样本点的个数为无限个或者不可列个的时候就叫做连续型样本空间。( 可列个的意思是可以按照一定的次序一一列举出来,比如某一天内到达某一个商场内的人数都是整数1,2,3。。。。,这叫可列个,不可列个的意思比如电视机的寿命,有100.1小时的有100.01小时的有100.0001小时的,你永远不能按照次序列举出比一百小的下一个元素到底是哪一个,这就叫不可列)。
1.1.3 随机事件:
随机现象某些样本点组成的集合叫做用一个 随机事件 ,也就是说随机事件是样本空间的一个子集,而样本空间中单个元素所组成的集合就叫做 基本事件 ,样本空间自身也是一个事件叫做 必然事件 ,样本空间的最小子集也即空集就叫做 不可能事件
1.1.4 随机变量:
用来表示随机现象结果的变量称为 随机变量 ,随机变量的取值就表示随机事件的结果,实际上随机事件的结果往往与一个随机变量的取值可以一一对应
1.1.5 随机事件之间的运算与关系:
由于我们将随机事件定义成一个集合事件间的运算也可看作是集合间的运算,集合间的诸运算如交集、并集、补集、差集等运算随机事件之间也有,而且运算规则一致。集合间的包含、相等、互不相容、对立,事件之间也有,随机事件间的运算性质满足交换律、结合律、分配率、德摩根定律。
1.1.6 事件域:
事件域为样本空间的某些子集所组成的集合类而且满足三个条件,事件域中元素的个数就是样本空间子集的个数,比如一个有N个样本点的样本空间那么他的事件域就有 个元素,定义事件域主要是为了定义事件概率做准备。
概率论中最基本的一个问题就是如何去确定一个随机事件的概率,随机事件的结果虽然具有不确定性,但是他发生的结果具有一定的规律性(也即随机事件发生可能性的大小),而用来描叙这种规律性的工具就是概率,但是我们怎么样来给概率下一个定义嘞?如何度量描叙事件发生可能性的大小嘞?这是一个问题。
在概率论的发展史上针对不同的随机事件有过各种各样的概率定义,但是那些定只适用于某一类的随机事件,那么如何给出适合一切随机现象概率的最一般的定义嘞?1900年数学家希尔伯特提出要建立概率的公理化定义,也就是建立一个放之四海而皆准的满足一切随机事件的概率的定义,用概率本质性的东西去刻画概率.1933年前苏联数学家柯尔莫哥洛夫首次提出了概率的公理化定义,这个定义既概括了历史上几种概率的定义中的共同特性,又避免了各自的含混不清之处,不管什么随机现象只有满足该定义中的三条公理,才能说明他是概率,该定义发表之后得到了几乎所有数学家的一致认可。(说点题外话,如果某位数学工作者提出了某个重大的发现,首先需要写论文获得学术圈内的人士一致认同他的这个发现才能够有可能被作为公理写进教科书,之所以被称作公理就因为它既是放之四海而皆准的准则也是公认的真理)。
1.2.1 概率的三条公理化定义:
每一个随机事件其背后必定伴随着有她的样本空间(就像有些成功的男人背后都有一位贤内助),每一个随机事件都属于样本空间的事件域,样本空间的选取不同对同一个随机事件而言其概率通常也会不同。
如果概率满足以上三条公理则称有样本空间、事件域、概率所组成的空间为概率空间,满足以上三条公理的概率才能称之为概率。
概率的公理化定义并没有给出计算概率的方法因此知道了什么是概率之后如何去确定概率就又成了一个问题。
1.2.2 确定概率的频率方法:
确定概率的频率方法应用场景是在能够大量重复的随机实验中进行,用频率的稳定值去获得概率的估算值的方法思想如下:
为什么会想到用频率去估算概率嘞?因为人们的长期实践表明随着试验次数的增加,频率会稳定在某一个常数附近,我们称这个常数为频率的稳定值,后来的伯努力的大数定律证明了其稳定值就是随机事件发生的概率,可以证明频率一样满足概率的三条公理化定义由此可见频率就是“伪概率”。
1.2.4 确定概率的古典方法:
古典问题是历史上最早的研究概率论的问题,包括帕斯卡研究的骰子问题就是古典问题,他简单直观不需要做大量的试验我们就可以在经验事实的基础上感性且理性的分析清楚。
古典方法确定概率的思想如下:
很显然上叙古典概率满足概率的三条公理化定义,古典概型是最古老的确定概率的常用方法,求古典概率归结为求样本空间样本点的总数和事件样本点的个数,所以在计算中常用到排列组合的工具。
1.2.5 确定概率的几何方法:
基本思想:
1.2.6 确定概率的主观方法:
在现实世界中一些随机现象是无法进行随机试验的或者进行随机试验的成本大到得不偿失的地步,这时候的概率如何确定嘞?
统计学界的贝叶斯学派认为:一个事件的概率是人们根据经验对该事件发生可能性的个人信念,这样给出的概率就叫做主观概率,比如我说我考上研究生的概率是百分之百(这当然有吹牛的成分在里面,但是里面有也包含了自信和自己对自己学习情况的了解以及自己对所报考院校的了解),比如说某企业家说根据它多年的经验和当时的一些市场信息认为某项新产品在市场上畅销的可能性是百分之80(这种话如果是熟人在私下里跟你说你还可以相信但是也要小心,如果是陌生人当着很多人的面说的你会相信吗?傻X才相信对不对?这么畅销你自己为什么不去做还把蛋糕分给老子?)。主观概率就是人们根据实际情况对某件事情发生的可能性作出的估计,但是这种估计的好坏是有待验证的。
这个理解了都不用特意去记要用的时候信手捏来,我是个很勤快的人其他公式都懒得记懒得写了。。。。下面只分析条件概率、全概率公式、贝叶斯公式:
1.3.1 条件概率:
所谓条件概率就是在事件A发生的情况下B发生的概率,即A B为样本空间 中两两事件若P(B)>0则称:
为在B发生的前提下A发生的条件概率,简称条件概率。
这个公式不难理解,实际上上面公式 也就是说“ 在B发生的条件下A发生的概率等于事件A与事件B共有的样本点的个数比上B的样本点的个数”,而且可以验证此条件概率满足概率的三条公理化定义。
1.3.2 乘法公式:
1.3.3 全概率公式:
设 为样本空间 的一个分割,即 互不相容,且 ,如果 则对任一事件A有:
这个公式也是很好理解的因为诸 互不相容而且其和事件为样本空间,故A事件中的样本点的个数等于A与诸 中共有样本点的和。
1.3.4 贝叶斯公式:
贝叶斯公式是在全概率公式和乘法公式的基础上推得的。
设若 为样本空间的一个分割,即 互不相容,且 如果 则:
公式的证明是根据条件概率来的,然后在把分子分母分别用乘法公式和全概率公式代替即可,公式中的 一般为已知概率称之为 先验概率 公式中 则称之为 后验概率 ,全概率公式和乘法公式为由原因推结果,而贝叶斯公式则为由结果推原因。
1.3.5 事件独立性:
上面我们介绍了条件概率这个概念,在条件A下条件B发生的概率为 ,如果B的发生不受A的影响嘞?直觉上来讲这就将意味着
故引入如下定义对任意两个事件A,B若 则称事件A与事件B相互独立
除了两个随机事件相互独立满足的定义当然也会有多个随机事件独立满足的定义,对N随机事件相互独立则要求对事件中的任意 个随机事件都相互独立.
1.3.6 伯努利概型:
定义:如果实验E只有两种可能的结果: ,然后把这个试验重复n次就构成了n重伯努利试验或称之为伯努利概型.显然每次伯努利试验事件结果之间是相互独立互不影响的,则伯努利试验显然是服从二项分布的,之后再介绍二项分布。
1.4.1 离散型随机变量:
之前说过用来表示随机现象结果的变量称之为随机变量,如抛掷一枚骰子随机变量的取值可以为1,2,3….显然此时随便试验的结果与随机变量的取值是一一对应的,于是我们将研究随机试验结果的统计规律转化为研究随机变量取值的统计规律,这种对应关系是人为的建立起来的同时也是合理的,只取有限个或者可列个值时候的随机变量则称之为离散型随机变量。
1.4.2 随机变量的分布列:
将随机变量的取值与其对应取值的可能性大小即概率列成一张表就称之为分布列,分布列使得随机变量的统计规律一目了然也方便计算其特征数方差和均值。分布列满足如下两个性质:
满足以上两个性质的列表则称之为分布列
1.4.3 分布函数:
设若X为一个随机变量,对任意的实数x,称 为随机变量X的分布函数记为 .
分布函数满足以下三个性质:
以上上个性质是一个函数能否成为分布函数的充要条件。
1.4.4 数学期望和方差:
先来看一个例子,某手表厂在出产的产品中抽查了N=100只手表的日走时误差其数据如下:
这时候这100只手表的平均日走时误差为: 其中 是日走时误差的频率记做 则
平均值 即平均值为频数乘以频率的和,由于在 时频率稳定于概率,于是在理论上来讲频率应该用概率来代替,这时我们把频率用概率来代替之后求出的平均值称之为数学期望(实际上由后面的大数定律可得平均值也稳定于数学期望),数学期望在一定程度上反映了随机变量X结果的平均程度即整体的大小,我们记为 。
定义:设X是一个随机变量X的均值 存在 如果 也存在则称之为随机变量X的方差记为 .
显然方差也是一个均值那么他是什么的均值嘞? 表示随机变量的均值离差, 由随机变量平均值的离差和等于零我们可以推的随机变量均值的离差和也等于零故均值离差和的均值 也等于零,但是我们希望用离差来刻画不同分布间的差别如果用均值离差和的均值那么任何分布都为零,于是我们将离差加上一个平方变成 这样避免了离差和为零。那么方差这个表示分布特征的数又有什么重要意义嘞?很多人看似学完了概率统计,但是居然连方差的意义都没有搞清楚,实际上方差是用来刻画数据间的差异的,而刻画数据间的差异无论是在空间上的向量还是在平面上的点,用距离来刻画他们之间的差异是再好不过的。在物理学上要想正确合理的比较两动体的速度加速度我们就需要选取合适的参考系来进行对比,同样在比较数据间的差异的时候我们也往往用均值来做他们的参考(实际上其他的值也可以用来进行比较,但是那可能造成方差过大的现象),与均值的距离越大说明他们的差异也越大,而距离又有正负之分因此为了区别正负我们也需要把与均值的距离加上一个平方,这也就是方差概念的来源。我们通常用方差来描叙一组数据间的差异,方差越小数据越集中,越大数据越分散,同时在金融上面也用来评估风险比如股价的波动性,我们当然希望股价的波动越是平稳即方差越小、收益越稳定越好。
因为均值和方差描叙了随机变量及其分布的某些特征因此就将其称之为特征数.
1.4.5 连续型随机变量的密度函数:
连续型随机变量的取值可能充满某一个区间为不可列个取值,因此描叙连续型随机变量的概率分布不能再用分布列的行时呈现出来,而要借助其他的工具即概率密度函数。
概率密度函数的由来:比如某工厂测量一加工元件的长度,我们把测量的元件按照长度堆放起来,横轴为元件的单位长度,纵轴为元件单位长度上的频数,当原件数量很多的时候就会形成一定的图形,为了使得这个图形稳定下来我们将纵坐标修改为单位长度上的频率,当元件数量不断增多的时候由于频率会逐步稳定于概率,当单位长度越小,原件数量越多的时候,这个图形就越稳定,当单位长度趋向于零的时候,图形就呈现出一条光滑的曲线这时候纵坐标就由“单位长度上的概率”变为“一点上的概率密度”,此时形成的光滑曲线的函数 就叫做概率密度函数,他表现出x在一些地方取值的可能性较大,一些地方取值的可能性较小的一种统计规律,概率密度函数的形状多种多样,这正是反映了不同的连续随机变量取值统计规律上的差别。
概率密度函数 虽然不是密度但是将其乘上一个小的微元 就可得小区间 上概率的近似值,即
微分元的累计就能够得到区间 上的概率,这个累计不是别的就是 在区间 上的积分 = .
由此可得x的分布函数 ,对于连续型随机变量其密度函数的积分为分布函数,分布函数求导即为密度函数
密度函数的基本性质:
1.4.6 连续型随机变量的期望和方差:
设若随机变量X的密度函数为 .
数学期望:
方差:
1.4.7 切比雪夫不等式(Chebyshev,1821-1894):
设随机变量X的数学期望和方差都存在,则对任意常数 有:
.
之所以有这个公式是因为人们觉得事件{ }发生的概率应该与方差存在一定的联系,这个是可以理解的,方差越大在某种程度上说明 X的取值偏离 越厉害即说明偏离值大于某个常数a的取值越多因此取值大于某个值的概率也越大,上面公式说明大偏差发生概率的上界与方差有关,方差越大上界也越大。
1.4.8 常用离散型分布:
1.4.9 常用的连续型分布:
概率论与数理统计课程的改革与实践论文
摘要: 讨论了概率论与数理统计课程教学改革的必要性与重要性,提出了课程改革的思路与原则,并总结了该课程改革与实践取得的效果。
Abstract: The necessity and importance of teaching reform of the course of probability and mathematical statistics were discussed, ideas and principles of curriculum reform were put forward, and the achieved effect of this curriculum’s reform and practice was summarized.
关键词: 概率论与数理统计;改革;实践
Key words: probability and mathematical statistics; reform; practice
概率论与数理统计是工程、人文、经济、社会等领域研究和处理随机现象的一门重要的随机数学,是目前数学专业大学本科阶段乃至其它理工类专业的唯一一门随机数学的必修课。自上个世纪六十年代引入大学课堂以来,它对于传承人类科学文明、培养人才的综合素质能力、解决实际问题的实践动手能力等起到了非常重要的作用。在信息社会高度发达的今天,随机数学的基本理论与方法作为信息采集、加工、利用的重要的理论基础和方法论基础,已经成为现代专业人才重要的必不可少的知识构成。文献[1-3]对该课程的改革与实践进行了探讨。本文就该课程的特点,结合我院(系)学生的特点就该课程改革与实践的必要性,具体思路与原则,以及改革实践的效果做一探讨。
1 概率论与数理统计课程教学改革的必要性与重要性
教学内容、手段、方法的陈旧反映出教育思想的落后,转变教育思想和更新教育观念是进行一切改革的先导。传统的数学教育理念重视教学过程的理论性,严谨性,逻辑性。但对于学生应用数学的理论和方法解决实际问题能力的培养从教和学两个侧面有所忽视。
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。
信息社会的加速来临,在实际生活和科技工作中,海量、庞杂的数据不断产生,但是有用的信息并不会自动生成,它需要数学工作者利用数据采集、整理、分析与处理的工具,去发现有用的信息,以解决实际问题。数据采集与信息分析与处理的数学基础就是《概率论与数理统计》这门数学类专业的必修课程,这也是其它理工科专业的一门必修课程,只是对数学专业的`要求既注重理论又兼顾方法的实际应用,而对其它理工科专业,这门课程主要注重方法的应用。
但是,《概率论与数理统计》这门课程不同于以往学习的确定性数学,对于第一次接触这门课程的学生,理解起来会很困难,更不用说去利用它去进行统计数据的采集、整理、处理、分析等。因此,单从这点考虑,我们就有必要对其教学方法、手段等进行改革。从本门课程的应用目的角度来考虑,也必须进行改革,以增加实践性教学环节,培养学生应用概率论与数理统计的理论和方法解决实际问题的能力。
从培养学生利用数学的理论和方法、基于统计数据,建立和求解数学模型的能力的角度看,这完全符合现代大众化高等教育的目的,也符合我校的办学指导思想。
《概率论与数理统计》是其它随机数学的理论和方法的基础,这些课程是:多元统计分析、时间序列分析、随机过程,基于支持向量机的现代非参数统计学习方法等,为了这些知识和方法的学习与应用,我们也必须改变教学方式,为学生打下坚实继续学习的基础。
2 概率论与数理统计课程教学改革的思路与原则
通过以上的分析,我们认为概率论与数理统计课程的改革必须首先改变教学方法,抛弃那种古板的、填鸭式的、纯粹的重视逻辑推理而不重视应用的传统的教学观念,而采取不仅重视理论与方法的学习,为后继课程的学习打下良好基础,又能激发学生学习兴趣,同时还能培养学生应用所学理论和方法解决实际问题的能力的培养。
因此,概率论与数理统计课程的改革是一项系统工程,既要考虑课程本身理论与方法的学习,还要也兼顾后继课程的学习(有些课程是研究生的必修课),又要考虑学生应用理论与方法解决实际问题能力的培养,还要使得学生学习起来兴趣盎然。应用系统工程原理,从理论、实践、计算能力等全方位改革和建设,不能只重视某一个环节,而应从整体上思考。
在学时有限的约束条件下,我们必须改革教学内容,教学方法和教学手段,以期达到预期的改革目的。改革过程必须培养一批从事《概率论与数理统计》课程的课堂教学、实验教学的人才,积累改革的成果,不断总结经验。改革过程不会一番风顺,遇到非议也是可以理解的。但是,改革的决策一旦确定,就要毫不犹豫的进行下去。
3 概率论与数理统计课程教学改革的内容与措施
首先确定合理的教学学时,经过大家集思广益,制定了相应的教学大纲,使教学改革有法可依。为了达到上述改革目标,我们对教材的内容进行必要的增加和删减。由于,《概率论与数理统计》课程是大学生接触的第一门研究随机现象及其规律的数学学科,不同于以往的确定性数学,学生理解起来是相当困难的。为此,考虑到实际课时和课程的难度,在课堂教学中,借助于多媒体技术和计算机编程技术,增加了对一些随机现象的直观演示。删除掉一些陈旧的知识,比如关于一些定理的证明,或者保留这些证明,作为自学内容,提供给有能力学习的学生。这也起到因材施教的目的。经过多年的实践,编写了自己的教材《概率论与数理统计》(陕西师范大学出版社出版),该教材是国家面向21世纪规划教材。
为了达到培养学生利用计算机和数学软件,以及应用概率论与数理统计的理论和方法解决实际问题的能力,我们在自己编写的教材中,首次引入了SAS(Statistical Analysis Systems)高级程序设计语言。
为了使得课堂教学生动、有趣、直观以及指导学生的学习,我们研制开发了多媒体课件,并编写了与本门课程配套的课程学习指导教材。
为了达到培养学生的收集数据、整理数据、建立数学模型、利用相关的理论与方法解决实际问题的能力之目的,我们增加实践性教学环节。从1997级开始,我们在全国首次开设了《概率论与数理统计》的实验教学环节,并且编写相应实验教学大纲和实验指导书,使实验课有纲可循,有事可做而不流于形式。
为了培养学生的综合应用随机数学解决实际问题的能力,我们构建了以《概率论与数理统计》为核心的课程群,包括《多元统计分析》、《时间序列分析》、《教育测量与统计学》、《随机过程》、《数学模型与数学实验》、《数学软件》等选修课程,大大丰富了学生随机数学的理论与方法解决实际问题的数据处理与分析的能力及数学建模能力。
为了开拓学生的视野,在学年论文和毕业论文中,我们加强指导,向学生介绍了一种现代非参数统计学习方法:《基于支持向量机的统计学习方法》,将这种方法用于相关关系的学习中。
为了达到培养学生学习《概率论与数理统计》课程及其课程群的学习及其解决实际问题的能力,我们连续多年组织了对我校参加全国大学生数学建模竞赛的学生的培训工作,特别是随机数学解决实际问题能力的培养。
由于我们改革教学的内容,增加了实验教学环节,并注重学生平时能力的培养,所以我们改革考核方式:学生平时作业及考勤占总成绩的20%,实验占20%,课程考试占60%。
为了传承我们的改革成果,我们注意在改革中积累经验,培养人才,使我们的改革有了传承、继续推进的后备人才,形成本门课程及其课程群的年龄、学历层次和职称结构合理的教师队伍,有博士1个,硕士3个,学士5个;教授1个,副教授6个,讲师2个。
4 概率论与数理统计课程教学改革与实践的效果
通过几年来的改革实践,概率论与数理统计的教学取得了较显著的效果。教学内容、方法手段的改革增加了学生学习该课程的兴趣,使学生真正体会到该课程的内容在工农业生产以及科学研究中的应用价值,充分调动了学生学习的主动性,激发了学生的创造性思维,增加了学生应用概率统计方法解决实际问题的能力。该课程的改革与实践取得了良好的教学效果,提高了教学质量,得到了学生的认可和赞同,问卷调查表明90%以上的学生对现在的教学方式和考试方法给予肯定,大多数学生都认为概率统计课在各学科中有较重要的应用。说明同学们对该门课程的思想方法和应用性有了较深刻的认识,教学改革的总体方向是正确的。
随着本课程及相关课程的深入改革,有许多学生在学年论文及毕业论文的选题上倾向于采用《概率论与数理统计》课程的理论与方法。与本课程相关的多篇毕业论文被评为校级优秀论文。
此外,本课程的任课教师还积极组织、培训、指导学生参加全国大学生数学建模竞赛并取得优异成绩。
参考文献:
[1]朱松涛.师专数学系《概率论与数理统计》课程教学的改革实践[J].数学通报,1998,(4).
[2]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).
[3]陈新美等.《概率论与数理统计》教学改革与实践[J].湖南科技学院学报,2006,(11).
概率论与数理统计课程的改革与实践论文
摘要: 讨论了概率论与数理统计课程教学改革的必要性与重要性,提出了课程改革的思路与原则,并总结了该课程改革与实践取得的效果。
Abstract: The necessity and importance of teaching reform of the course of probability and mathematical statistics were discussed, ideas and principles of curriculum reform were put forward, and the achieved effect of this curriculum’s reform and practice was summarized.
关键词: 概率论与数理统计;改革;实践
Key words: probability and mathematical statistics; reform; practice
概率论与数理统计是工程、人文、经济、社会等领域研究和处理随机现象的一门重要的随机数学,是目前数学专业大学本科阶段乃至其它理工类专业的唯一一门随机数学的必修课。自上个世纪六十年代引入大学课堂以来,它对于传承人类科学文明、培养人才的综合素质能力、解决实际问题的实践动手能力等起到了非常重要的作用。在信息社会高度发达的今天,随机数学的基本理论与方法作为信息采集、加工、利用的重要的理论基础和方法论基础,已经成为现代专业人才重要的必不可少的知识构成。文献[1-3]对该课程的改革与实践进行了探讨。本文就该课程的特点,结合我院(系)学生的特点就该课程改革与实践的必要性,具体思路与原则,以及改革实践的效果做一探讨。
1 概率论与数理统计课程教学改革的必要性与重要性
教学内容、手段、方法的陈旧反映出教育思想的落后,转变教育思想和更新教育观念是进行一切改革的先导。传统的数学教育理念重视教学过程的理论性,严谨性,逻辑性。但对于学生应用数学的理论和方法解决实际问题能力的培养从教和学两个侧面有所忽视。
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。
信息社会的加速来临,在实际生活和科技工作中,海量、庞杂的数据不断产生,但是有用的信息并不会自动生成,它需要数学工作者利用数据采集、整理、分析与处理的工具,去发现有用的信息,以解决实际问题。数据采集与信息分析与处理的数学基础就是《概率论与数理统计》这门数学类专业的必修课程,这也是其它理工科专业的一门必修课程,只是对数学专业的`要求既注重理论又兼顾方法的实际应用,而对其它理工科专业,这门课程主要注重方法的应用。
但是,《概率论与数理统计》这门课程不同于以往学习的确定性数学,对于第一次接触这门课程的学生,理解起来会很困难,更不用说去利用它去进行统计数据的采集、整理、处理、分析等。因此,单从这点考虑,我们就有必要对其教学方法、手段等进行改革。从本门课程的应用目的角度来考虑,也必须进行改革,以增加实践性教学环节,培养学生应用概率论与数理统计的理论和方法解决实际问题的能力。
从培养学生利用数学的理论和方法、基于统计数据,建立和求解数学模型的能力的角度看,这完全符合现代大众化高等教育的目的,也符合我校的办学指导思想。
《概率论与数理统计》是其它随机数学的理论和方法的基础,这些课程是:多元统计分析、时间序列分析、随机过程,基于支持向量机的现代非参数统计学习方法等,为了这些知识和方法的学习与应用,我们也必须改变教学方式,为学生打下坚实继续学习的基础。
2 概率论与数理统计课程教学改革的思路与原则
通过以上的分析,我们认为概率论与数理统计课程的改革必须首先改变教学方法,抛弃那种古板的、填鸭式的、纯粹的重视逻辑推理而不重视应用的传统的教学观念,而采取不仅重视理论与方法的学习,为后继课程的学习打下良好基础,又能激发学生学习兴趣,同时还能培养学生应用所学理论和方法解决实际问题的能力的培养。
因此,概率论与数理统计课程的改革是一项系统工程,既要考虑课程本身理论与方法的学习,还要也兼顾后继课程的学习(有些课程是研究生的必修课),又要考虑学生应用理论与方法解决实际问题能力的培养,还要使得学生学习起来兴趣盎然。应用系统工程原理,从理论、实践、计算能力等全方位改革和建设,不能只重视某一个环节,而应从整体上思考。
在学时有限的约束条件下,我们必须改革教学内容,教学方法和教学手段,以期达到预期的改革目的。改革过程必须培养一批从事《概率论与数理统计》课程的课堂教学、实验教学的人才,积累改革的成果,不断总结经验。改革过程不会一番风顺,遇到非议也是可以理解的。但是,改革的决策一旦确定,就要毫不犹豫的进行下去。
3 概率论与数理统计课程教学改革的内容与措施
首先确定合理的教学学时,经过大家集思广益,制定了相应的教学大纲,使教学改革有法可依。为了达到上述改革目标,我们对教材的内容进行必要的增加和删减。由于,《概率论与数理统计》课程是大学生接触的第一门研究随机现象及其规律的数学学科,不同于以往的确定性数学,学生理解起来是相当困难的。为此,考虑到实际课时和课程的难度,在课堂教学中,借助于多媒体技术和计算机编程技术,增加了对一些随机现象的直观演示。删除掉一些陈旧的知识,比如关于一些定理的证明,或者保留这些证明,作为自学内容,提供给有能力学习的学生。这也起到因材施教的目的。经过多年的实践,编写了自己的教材《概率论与数理统计》(陕西师范大学出版社出版),该教材是国家面向21世纪规划教材。
为了达到培养学生利用计算机和数学软件,以及应用概率论与数理统计的理论和方法解决实际问题的能力,我们在自己编写的教材中,首次引入了SAS(Statistical Analysis Systems)高级程序设计语言。
为了使得课堂教学生动、有趣、直观以及指导学生的学习,我们研制开发了多媒体课件,并编写了与本门课程配套的课程学习指导教材。
为了达到培养学生的收集数据、整理数据、建立数学模型、利用相关的理论与方法解决实际问题的能力之目的,我们增加实践性教学环节。从1997级开始,我们在全国首次开设了《概率论与数理统计》的实验教学环节,并且编写相应实验教学大纲和实验指导书,使实验课有纲可循,有事可做而不流于形式。
为了培养学生的综合应用随机数学解决实际问题的能力,我们构建了以《概率论与数理统计》为核心的课程群,包括《多元统计分析》、《时间序列分析》、《教育测量与统计学》、《随机过程》、《数学模型与数学实验》、《数学软件》等选修课程,大大丰富了学生随机数学的理论与方法解决实际问题的数据处理与分析的能力及数学建模能力。
为了开拓学生的视野,在学年论文和毕业论文中,我们加强指导,向学生介绍了一种现代非参数统计学习方法:《基于支持向量机的统计学习方法》,将这种方法用于相关关系的学习中。
为了达到培养学生学习《概率论与数理统计》课程及其课程群的学习及其解决实际问题的能力,我们连续多年组织了对我校参加全国大学生数学建模竞赛的学生的培训工作,特别是随机数学解决实际问题能力的培养。
由于我们改革教学的内容,增加了实验教学环节,并注重学生平时能力的培养,所以我们改革考核方式:学生平时作业及考勤占总成绩的20%,实验占20%,课程考试占60%。
为了传承我们的改革成果,我们注意在改革中积累经验,培养人才,使我们的改革有了传承、继续推进的后备人才,形成本门课程及其课程群的年龄、学历层次和职称结构合理的教师队伍,有博士1个,硕士3个,学士5个;教授1个,副教授6个,讲师2个。
4 概率论与数理统计课程教学改革与实践的效果
通过几年来的改革实践,概率论与数理统计的教学取得了较显著的效果。教学内容、方法手段的改革增加了学生学习该课程的兴趣,使学生真正体会到该课程的内容在工农业生产以及科学研究中的应用价值,充分调动了学生学习的主动性,激发了学生的创造性思维,增加了学生应用概率统计方法解决实际问题的能力。该课程的改革与实践取得了良好的教学效果,提高了教学质量,得到了学生的认可和赞同,问卷调查表明90%以上的学生对现在的教学方式和考试方法给予肯定,大多数学生都认为概率统计课在各学科中有较重要的应用。说明同学们对该门课程的思想方法和应用性有了较深刻的认识,教学改革的总体方向是正确的。
随着本课程及相关课程的深入改革,有许多学生在学年论文及毕业论文的选题上倾向于采用《概率论与数理统计》课程的理论与方法。与本课程相关的多篇毕业论文被评为校级优秀论文。
此外,本课程的任课教师还积极组织、培训、指导学生参加全国大学生数学建模竞赛并取得优异成绩。
参考文献:
[1]朱松涛.师专数学系《概率论与数理统计》课程教学的改革实践[J].数学通报,1998,(4).
[2]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).
[3]陈新美等.《概率论与数理统计》教学改革与实践[J].湖南科技学院学报,2006,(11).
高中关于概率论教学探究论文摘要:将数学史引入课堂、在教学中广泛应用案例、积极开展随机试验以及引导学生主动探索等,有助于改进概率论教学方法,解决教学实践问题,提高教学质量.教学手段的多样化以及丰富的教学内容可以加深学生对客观随机现象的理解与认识,并激发学生自主学习和主动探索的精神.关键词:概率论;教学;思维方法在数学的历史发展过程中出现了3 次重大的飞跃.第一次飞跃是从算数过渡到代数,第二次飞跃是常量数学到变量数学,第三次飞跃就是从确定数学到随机数学.现实世界的随机本质使得各个领域从确定性理论转向随机理论成为自然;而且随机数学的工具、结论与方法为解决确定性数学中的问题开辟了新的途径.因此可以说,随机数学必将成为未来主流数学中的亮点之一.概率论作为随机数学中最基础的部分,已经成为高校中很多专业的学生所必修的一门基础课.但是教学过程中存在的一个主要问题是:学生们往往已经习惯了确定数学的学习思维方式,认为概率中的基本概念抽象难以理解,思维受限难以展开.这些都使得学生对这门课望而却步,因此如何在概率论的教学过程中培养学生学习随机数学的思维方法就显得十分重要.本文拟介绍我们在该课程教学中的改革尝试,当作引玉之砖.1 将数学史融入教学课堂在概率论教学过程当中,介绍相关的数学史可以帮助学生更好地认识到概率论不仅是“ 阳春白雪” ,而且还是一门应用背景很强的学科.比如说概率论中最重要的分布——正态分布,就是在18 世纪,为解决天文观测误差而提出的.在17、18 世纪,由于不完善的仪器以及观测人员缺乏经验等原因,天文观测误差是一个重要的问题,有许多科学家都进行过研究.1809年,正态分布概念是由德国的数学家和天文学家德莫弗(DeMoivre)于1733 年首次提出的,德国数学家高斯(Gauss)率先将正态分布应用于天文学研究,指出正态分布可以很好地“ 拟合” 误差分布,故正态分布又叫高斯分布.如今,正态分布是最重要的一种概率分布,也是应用最广泛的一种连续型分布.在1844 年法国征兵时,有许多符合应征年龄的人称自己的身高低于征兵的最低身高要求,因而可以免服兵役,这里面一定有人为了躲避兵役而说谎.果然,比利时数学家凯特勒(A. Quetlet,1796—1874)就是利用身高服从正态分布的法则,把应征人的身高的分布与一般男子的身高分布相比较,找出了法国2000 个为躲避征兵而假称低于最低身高要求的人[1].在大学阶段,我们不仅希望通过数学史在教学课堂中的呈现来引起学生学习概率论这门课程的兴趣,更应侧重让学生通过兴趣去深入挖掘数学史,感受随机数学的思想方法[2].我们知道概率论中的古典概型要求样本空间有限,而几何概型恰好可以消除这一条件,这两种概型学生理解起来都很容易.但是继而出现的概率公理化定义,学生们总认为抽象、不易接受.尤其是概率公理化定义里出现的σ 代数[3]这一概念:设Ω 为样本空间,若Ω 的一些子集所组成的集合? 满足下列条件:(1)Ω∈? ;(2)若A∈ ? ,则A∈ ? ;(3)若∈ n A ? ,n =1, 2,??,则∈∞=nnA ∪1? ,则我们称 ? 为Ω 的一个σ 代数.为了使学生更好的理解这一概念,我们可以引入几何概型的一点历史来介绍为什么要建立概率的公理化定义,为什么需要σ 代数.几何概型是19 世纪末新发展起来的一种概率的计算方法,是在古典概型基础上进一步的发展,是等可能事件的概念从有限向无限的延伸.1899 年,法国学者贝特朗提出了所谓“ 贝特朗悖论” [3],矛头直指几何概率概念本身.这个悖论是:给定一个半径为1 的圆,随机取它的一条弦,问:弦长不小于3 的概率为多大?对于这个问题,如果我们假定端点在圆周上均匀分布,所求概率等于1/3;若假定弦的中点在直径上均匀分布,所求概率为1/2;又若假定弦的中点在圆内均匀分布,则所求概率又等于1/4.同一个问题竟然会有3 种不同的答案,原因在于取弦时采用了不同的等可能性假定!这3 种答案针对的是3 种不同的随机试验,对于各自的随机试验而言,它们都是正确的.因此在使用“ 随机” 、“ 等可能”、“ 均匀分布” 等术语时,应明确指明其含义,而这又因试验而异.也就是说我们在假定端点在圆周上均匀分布时,就不能考虑弦的中点在直径上均匀分布或弦的中点在圆内均匀分布所对应的事件.换句话讲,我们在假定端点在圆周上均匀分布时,只把端点在圆周上均匀分布所对应的元素看成为事件.现在再来理解σ -代数的概念:对同一个样本空间Ω ,?1 ={?, Ω}为它的一个σ 代数;设A为Ω 的一子集,则 ?2 ={?, A, A, Ω}也为Ω 的一个σ 代数;设B 为Ω 中不同于A的另一子集,则?3 = {?, A,B, A,B, AB, AB,BA,AB,Ω}也为Ω 的一个σ 代数;Ω 的所有子集所组成的集合同样能构成Ω 的一个σ 代数.当我们考虑?2 时,就只把元素?2 的元素? , A , A , Ω 当作事件,而B 或AB 就不在考虑范围之内.由此σ 代数的定义就较易理解了.2 广泛运用案例教学法案例与一般例题不同,它有产生问题的实际背景,并能够为学生所理解.案例教学法是将案例作为一种教学工具,把学生引导到实际问题中去,通过分析和讨论,提出解决问题的基本方法和途径的一种教学方法.我们可以从直观性、趣味性和易于理解的角度把概率论基础知识加以介绍.我们在讲条件概率一节时可以先介绍一个有趣的案例——“ 玛丽莲问题” :十多年前,美国的“ 玛利亚幸运抢答”电台公布了这样一道题:在三扇门的背后(比如说1 号、2号及3 号)藏了两只羊与一辆小汽车,如果你猜对了藏汽车的门,则汽车就是你的.现在先让你选择,比方说你选择了1 号门,然后主持人打开了剩余两扇门中的一个,让你看清楚这扇门背后是只羊,接着问你是否应该重新选择,以增大猜对汽车的概率?由于这个问题与当前电视上一些娱乐竞猜节目很相似,学生们就很积极地参与到这个问题的讨论中来.讨论的结果是这个问题的答案与主持人是否知道所有门背后的东西有关,这样就可以很自然的引出条件概率来.在这样热烈的气氛里学习新的概念,一方面使得学生的积极性高涨,另一方面让学生意识到所学的概率论知识与我们的日常生活是息息相关的,可以帮助我们解决很多实际的问题.因此在介绍概率论基础知识时,引进有关经典的案例会取得很好的效果.例如分赌本问题、库存与收益问题、隐私问题的调查、概率与密码问题、17 世纪中美洲巫术问题、调查敏感问题、血液检验问题、1992 年美国佛蒙特州州务卿竞选的概率决策问题,以及当前流行的福利彩票中奖问题,等等[4].概率论不仅可以为上述问题提供解决方法,还可以对一些随机现象做出理论上的解释,正因为这样,概率论就成为我们认识客观世界的有效工具.比如说我们知道某个特定的人要成为伟人,可能性是极小的.之所以如此,一个原因是由于某人的诞生是一系列随机事件的复合:父母、祖父母、外祖父母……的结合、异性的两个生殖细胞的相遇,而这两个细胞又必须含有某些产生天才的因素.另一个原因是婴儿出生以后,各种偶然遭遇在整体上必须有利于他的成功,他所处的时代、他所受的教育、他的各项活动、他所接触的人与事以及物,都须为他提供很好的机会.虽然如此,各时代仍然伟人辈出.一个人成功的概率虽然极小,但是几十亿人中总有佼佼者,这就是所谓的“ 必然寓于偶然转自之中” 的一种含义.如何用概率论的知识解释说明这个问题呢?设某试验中事件A出现的概率为ε ,0 <ε <1,不管ε 如何小,如果把这试验不断独立重复做任意多次,那么A 迟早会出现1次,从而也必然会出现任意多次.这是因为,第一次试验A不出现的概率为(1?ε )n ,前n 次A 都不出现的概率为1? (1?ε )n,当n 趋于无穷大时,此概率趋于1,这表示A迟早出现1 次的概率为1.出现A 以后,把下次试验当作第一次,重复上述推理,可见A 必然再出现,如此继续,可知A必然出现任意多次.因此,一个人成为伟人的概率固然非常小,但是千百万人中至少有一个伟人就几乎是必然的了[5].3 积极开展随机试验随机试验是指具有下面3 个特点的试验:(1)可以在相同的条件下重复进行;(2)每次试验的可能结果不止一个,并且能事先明确试验的所有可能结果;(3)进行一次试验之前不能确定哪一个结果会出现.在讲授随机试验的定义时,我们往往把上面3 个特点一一罗列以后,再举几个简单的例子说明一下就结束了,但是在看过一期国外的科普短片以后,我们很受启发.节目内容是想验证一下:当一面涂有黄油,一面什么都没有涂的面包从桌上掉下去的时候,到底会哪一面朝上?令我们没有想到的是,为了让试验结果更具说服力,实验人员专门制作了给面包涂黄油的机器,以及面包投掷机,然后才开始做试验.且不论这个问题的结论是什么,我们观察到的是他们为了保证随机试验是在相同的条件下重复进行的,相当严谨地进行了试验设计.我们把此科普短片引入到课堂教学中,结合实例进行分析,并提出随机试验的3 个特点,学生接受起来十分自然,整个教学过程也变得轻松愉快.因此,我们在教学中可以利用简单的工具进行实验操作,尽可能使理论知识直观化.比如全概率公式的应用演示、几何概率的图示、随机变量函数的分布、数学期望的统计意义、二维正态分布、高尔顿钉板实验等,把抽象理论以直观的形式给出,加深学生对理论的理解.但是我们不可能在有限的课堂时间内去实现每一个随机试验,因此为了有效地刺激学生的形象思维,我们采用了多媒体辅助理论课教学的手段,通过计算机图形显示、动画模拟、数值计算及文字说明等,建立一个图文并茂、声像结合、数形结合的生动直观的教学环境,从而拓宽学生的思路,有利于概率论基本理论的掌握.与此同时,让学生在接受理论知识的过程中还能够体会到现代化教学的魅力,达到了传统教学无法实现的教学效果[6].4 引导学生主动探索传统的教学方式往往是教师在课堂上满堂灌,方法单一,只重视学生知识的积累.教师是教学的主体,侧重于教的过程,而忽视了教学是教与学互动的过程.相比较而言,现代教学方法更侧重于挖掘学生的学习潜能,以最大限度地发挥及发展学生的聪明才智为追求目标.例如,在给出条件概率的定义以后,我们知道当P(A) > 0时,P(B | A)未必等于P(B).但是一旦P(B | A) =P(B),也就说明事件A的发生不影响事件B的发生.同样当P(B) > 0时,若P(A| B) = P(A),就称事件B的发生不影响事件A 的发生.因此若P(A) > 0 , P(B) > 0 ,且P(B | A) = P(B)与P(A| B) = P(A)两个等式都成立,就意味着这两个事件的发生与否彼此之间没有影响.我们可以让学生主动思考是否能够如下定义两个事件的独立性:定义1:设A,B 是两个随机事件,若P(A) > 0 ,P(B) > 0,我们有P(B | A) = P(B)且P(A| B) = P(A),则称事件A 与事件B 相互独立.接下来,我们可以继续引导学生仔细考察定义1 中的条件P(A) > 0 与P(B) > 0 是否为本质要求?事实上,如果P(A) > 0,P(B) > 0,我们可以得到:P(B | A) = P(B) ? P(AB) = P(A)P(B) ? P(A| B) = P(A).但是当P(A) = 0,P(B) = 0时会是什么情况呢?由事件间的关系及概率的性质,我们知道AB ? A, AB ? B,因此P(AB) = 0 = P(A)P(B),等式仍然成立.所以我们可以舍去定义1中的条件P(A) > 0,P(B) > 0,即如下定义事件的独立性:定义2 : 设A , B 为两随机事件, 如果等式P(AB) = P(A)P(B)成立,则称A,B为相互独立的事件,又称A,B 相互独立.很显然,定义2 比定义1 更加简洁.在这个定义的寻找过程中,我们不仅能够鼓励学生积极思考,而且可以很好地培养和锻炼学生提出问题、分析问题以及解决问题的能力,从而体会数学思想,感受数学的美.5 结 束 语通过实践我们发现,将数学史引入课堂既能让学生深入了解随机数学的形成与发展过程,又切实感受到随机数学的思想方法;把案例应用到教学当中以及在课堂上开展随机试验可以将概率论基础知识直观化,增加课程的趣味性,易于学生的理解与掌握;引导学生主动探索可以强化教与学的互动过程,激发学生用数学思想来解决概率论中遇到的问题.总之,在概率论的教学中,应当注重培养学生建立学习随机数学的思维方法,通过教学手段的多样化以及丰富的教学内容加深学生对客观随机现象的理解与认识.另外,要以人才培养为本,实现以教师为主导,学生为主体的主客体结合的教学思想,将培养学生实践能力、创新意识与创新能力的思想落到实处,以期达到学生受益最大化的目标,为学生将来从事经济、金融、管理、教育、心理、通信等学科的研究打下良好的基础.[参 考 文 献][1] C·R·劳.统计与真理[M].北京:科学出版社,2004.[2] 朱哲,宋乃庆.数学史融入数学课程[J].数学教育学报,2008,17(4):11–14.[3] 王梓坤.概率论基础及其应用[M].北京:北京师范大学出版社,2007.[4] 张奠宙.大千世界的随机现象[M].南宁:广西教育出版社,1999.[5] 王梓坤.随机过程与今日数学[M].北京:北京师范大学出版社,2006.[6] 邓华玲,傅丽芳,任永泰.概率论与数理统计实验课的探讨与实践[J].大学数学,2008,24(2):11–14.建立数学创造性意识的学习氛围论文论文关键词:创造性思维;培养;协同培养 论文摘要:本文论述了创造性思维研究的现状,简单梳理了创造性思维研究的几种观点,并鉴于实践中对于创造性思维研究的成果的应用,列举了五种较为流传的创造……剖析高中平面向量授课方式研究论文【摘要】本文通过对高中第五章平面向量的研究,从运算的角度,教学内容、要求、重难点,本章的特点三个方面进行了总结,得出了五个方面的教学体会。 【关键词】平面向量;数形结合;向量法;教学体会……培养学生数学时刻使用意识研究论文[摘要]培养数学应用意识,促进知识内化,达到发展学生智慧的目的,是当前小学数学教学中人们关注的一个热点问题。本文从培养学生数学应用意识的理论依据及探索实践这两个方面对如何发展学生智慧问题进行探讨。……高中关于概率论教学探究论文摘要:将数学史引入课堂、在教学中广泛应用案例、积极开展随机试验以及引导学生主动探索等,有助于改进概率论教学方法,解决教学实践问题,提高教学质量.教学手段的多样化以及丰富的教学内容可以加深学生对客观……
数学期望是随机变量最重要的特征数之一,它是消除随机性的主要手段.本文通过对数学期望的概念、性质以及应用性的举例,下面是我为你整理的数学期望应用毕业论文,一起来看看吧。
摘要:数学期望是随机变量的重要数字特征之一,也是随机变量最基本的特征之一。通过几个例子,阐述了概率论与数理统计中的教学期望在生活中的应用,文章列举了一些现实生活实例,阐述了数学期望在经济和实际问题中颇有价值的应用。
关键词:随机变量,数学期望,概率,统计
数学期望(mathematical expectation)简称期望,又称均值,是概率论中一项重要的数字特征,在经济管理工作中有着重要的应用。本文通过探讨数学期望在经济和实际问题中的一些简单应用,以期起到让学生了解知识与人类实践紧密联系的丰富底蕴,切身体会到“数学的确有用”。
1.决策方案问题
决策方案即将数学期望最大的方案作为最佳方案加以决策。它帮助人们在复杂的情况下从可能采取的方案中做出选择和决定。具体做法为:如果知道任一方案Ai(i=1,2,…m)在每个影响因素Sj(j=1,2,…,n)发生的情况下,实施某种方案所产生的盈利值及各影响因素发生的概率,则可以比较各个方案的期望盈利,从而选择其中期望盈利最高的为最佳方案。
1.1投资方案
假设某人用10万元进行为期一年的投资,有两种投资方案:一是购买股票;二是存入银行获取利息。买股票的收益取决于经济形势,若经济形势好可获利4万元,形势中等可获利1万元,形势不好要损失2万元。如果存入银行,假设利率为8%,可得利息8000元,又设经济形势好、中、差的概率分别为30%、50%、20%。试问应选择哪一种方案可使投资的效益较大?
[摘 要] 离散型随机变量数学期望是概率论和数理统计的重要概念之一,是用概率论和数理统计来反映随机变量取值分布的特征数。通过探讨数学期望在经济和实际问题中的一些简单应用,以期让学生了解数学期望的理论知识与人类实践紧密联系,它们是不可分割、紧密联系的。
[关键词] 数学期望;离散型随机变量
一、离散型随机变量数学期望的内涵
在概率论和统计学中,离散型随机变量的一切可能的取值xi与对应的概率P(=xi)之积的和称为数学期望(设级数绝对收敛),记为E(x)。数学期望又称期望或均值,其含义实际上是随机变量的平均值,是随机变量最基本的数学特征之一。但期望的严格定义是∑xi*pi绝对收敛,注意是绝对,也就是说这和平常理解的平均值是有区别的。一个随机变量可以有平均值或中位数,但其期望不一定存在。
二、离散型随机变量数学期望的作用
期望表示随机变量在随机试验中取值的平均值,它是概率意义下的平均值,不同于相应数值的算术平均数。是简单算术平均的一种推广,类似加权平均。在解决实际问题时,作为一个重要的参数,对市场预测,经济统计,风险与决策,体育比赛等领域有着重要的指导作用,为今后学习高等数学、数学分析及相关学科产生深远的影响,打下良好的基础。作为数学基础理论中统计学上的数字特征,广泛应用于工程技术、经济社会领域。其意义是解决实践中抽象出来的数学模型进行分析的方法,从而达到认识客观世界规律的目的,为进一步的决策分析提供准确的理论依据。
三、离散型随机变量的数学期望的求法
离散型随机变量数学期望的求法常常分四个步骤:
1.确定离散型随机变量可能取值;
2.计算离散型随机变量每一个可能值相应的概率;
3.写出分布列,并检查分布列的正确与否;
4.求出期望。
四、数学期望应用
(一)数学期望在经济方面的应用
例1: 假设小刘用20万元进行投资,有两种投资方案,方案一:是用于购买房子进行投资;方案二:存入银行获取利息。买房子的收益取决于经济形势,若经济形势好可获利4万元,形势中等可获利1万元,形势不好要损失2万元。如果存入银行,假设利率为5.1%,可得利息11000元,又设经济形势好、中、差的概率分别为40%、40%、20%。试问应选择哪一种方案可使投资的效益较大?
第一种投资方案:
购买房子的获利期望是:E(X)=4×0.4+1×0.4+(--2)×0.2=1.6(万元)
第二种投资方案:
银行的获利期望是E(X)=1.1(万元),
由于:E(X)>E(X),
从上面两种投资方案可以得出:购买房子的期望收益比存入银行的期望收益大,应采用购买房子的方案。在这里,投资方案有两种,但经济形势是一个不确定因素,做出选择的依据是数学期望的高低。
(二)数学期望在公司需求方面的应用
例2:某小公司预计市场的需求将会增长。公司的员工目前都满负荷地工作。为满足市场需求提高产量,公司考虑两种方案 :第一种方案:让员工超时工作;第二种方案:添置设备。
假设公司预测市场需求量增加的概率为P,当然可能市场需求会下降的概率是1―P,若将已知的相关数据列于下表:
市场需求减(1-p) 市场需求增加(p)
维持现状(X)
20万 24万
员工加班(X)
19万 32万
耀加设备(X)
15万 34万
由条件可知,在市场需求增加的情况下,使员工超时工作或添加设备都是合算的。然而现实是不知道哪种情况会出现,因此要比较几种方案获利的期望大小。用期望值判断:
E(X)=20(1-p)+24p,E(X)=19(1-p)+32p,E(X)=15(1-p)+34p
分两种情况来考察:
(1)当p=0.8,则E(X)=23.2(万),E(X)=29.4(万),E(X)=30.2(万),于是公司可以决定更新设备,扩大生产;
(2)当p=O.5,则E(X)=22(万),E(X)=25.5(万),E(X)=24.5(万),此时公司可决定采取员工超时工作的应急措施扩大生产。
由此可见,从上面两种情况可以得出:如果p=0.8时,公司可以决定更新设备,扩大生产。如果p=O.5时,公司可决定采取员工超时工作的应急措施。因此,只要市场需求增长可能性在50%以上,公司就应采取一定的措施,以期利润的增长。
(三)数学期望在体育比赛的应用
乒乓球是我们得国球,全国人民特别爱好,我们在这项运动中具有绝对的优势。现就乒乓球比赛的赛制安排提出两种方案:
第一种方案是双方各出3人,三局两胜制,第二种方案是双方各出5人,五局三胜制。对于这两种方案, 哪一种方案对中国队更有利?不妨我们来看一个实例:
假设中国队每一位队员对美国队的每一位队员的胜率都为55%。根据前面的分析,下面我们只需比较两队的数学期望值的大小即可。
在五局三胜制中,中国队若要取得胜利,获胜的场数有3、4、5三种结果。我们应用二项式定律、概率方面的知识,计算出三种结果所对应的概率,恰好获得三场对应的概率:0.33465;恰好获得四场对应的概率:0.2512;五场全胜得概率:0.07576.
设随机变量X为该赛制下中国队在比赛中获胜的场数,则可建立X的分布律: X 3 4 5
P 0.33465 0.2512 0.07576
计算随机变量X的数学期望:
E(X)=3×0.33465+4×0.2512+5×0.07576=2.04651
在三局两胜制中,中国队取得胜利,获胜的场数有2、3两种结果。对应的概率为=0.412;三场全胜的概率为=0.206。
设随机变量Y为该赛制下中国队在比赛中获胜的场数,则可建立Y的分布律:
X 2 3
Y 0.412 0.206
计算随机变量Y的数学期望:
E(Y)=2×0.412+3×0.206=1.2
比较两个期望值的大小,即有E(X)>E(Y),因此我们可以得出结论,五局三胜制中国队更有利。
因此,我们在这样的比赛中,五局三胜制对中国队更有利。在体育比赛中,要看具体的细节,具体情形,把握好比赛赛制,用我们所学习的知识来实现期望值的最大化,做到知己知彼,百战百胜。
(四)数学期望对企业利润的评估
在市场经济活动中,厂家的生产或是商家的销售.总是追求最大的利润。在生产过程中供大于求或供不应求都不利于获得最大利润来扩大再生产。但在市场经济中,总是瞬息万变,往往供应量和需求量无法确定。而厂家或商家在一般情况下根据过去的数据,再结合现在的具体情况,具体对象,常常用数学期望的方法结合微积分的有关知识,制定最佳的生产活动或销售策略。
假定某公司计划开发一种新产品市场,并试图确定其产量。估计出售一件产品,公司可获利A元,而积压一件产品,可导致损失B元。另外,该公司预测产品的销售量x为一个随机变量,其分布为P(x),那么,产品的产量该如何制定,才能获得最大利润。
假设该公司每年生产该产品x件,尽管x是确定的.但由于需求量(销售量)是一个随机变量,所以收益Y是一个随机变量,它是x的函数:
当xy时,y=Ax;
当xy时,y=Ay--B(x-y)。
于是期望收益为问题转化为:
当x为何值时,期望收益可以达到最大值。运用微积分的知识,不难求得。
这个问题的解决,就是求目标函数期望的最大最小值。
(五)数学期望在保险中问题
一个家庭在一年中五万元或五万元以上的贵重物品被盗的概率是0.005,保险公司开办一年期五万元或五万元以上家庭财产保险,参加者需缴保险费200元,若在一年之内, 五万元或五万元以上财产被盗,保险公司赔偿a元(a>200),试问a如何确定,才能使保险公司期望获利?
设X表示保险公司对任一参保家庭的收益,则X的取值为 200或 200�a,其分布列为:
X 200 200-a
p 0.995 0.005
E(x)=200×0.9958+(200-a)×0.005=200-0.005a>0,解得a<40000,又a>100,所以a∈(200,40000)时,保险公司才能期望获得利润。
从上面的日常生活中,我们不难发现:利用所学的离散型随机变量数学期望方面的知识解决了生活中的一些具有的,实实在在的问题有大大的帮助。
因此我们在实际生活中,利用所学的离散型随机变量数学期望方面的知识,面对当今信息时代的要求,我们应当思维活跃,敢于创新,既要学习数学理认方面知识,更应该重视对所学知识的实践应用,做到理认联系实际,学以致用。当然只是实际生活中遇到的数学期望应用中的一部分而已,还有更多的应用等待我们去思考,去发现,去探索,为我们伟大的时代创造出更多的有价值的东西和财富。
概率论与数理统计硕士毕业论文新课改背景下的师专“概率论与数理统计”教学研究 基于概率论及数理统计对间歇式能源功率平滑输出的研究 信息技术与本科概率统计课程整合的实验研究 本科概率论试验课程设计初探基于随机模拟试验的稳健优化设计方法研究 随机变量序列部分和乘积的几乎处处中心极限定理 AQSI序列的强极限定理几类相依混合随机变量列的大数律和L~r收敛性 现代经济计量学建立简史 任意随机变量序列的相关定理新建电气化铁路电能质量影响预测研究 鞅差与相依随机变量序列部分和精确渐近性 ND序列若干收敛性质的研究证券组合投资决策的均匀试验设计优化研究 相依随机变量序列部分和收敛速度行为两两NQD随机变量阵列加权和的收敛性 数值计算的统计确认研究与初步应用 基于证据理论的足球比赛结果预测方法 城市工业用地集约利用评价与潜力挖掘 节理化岩体边坡稳定性研究 随机变分不等式及其应用基于模糊综合评价的靶场实时光测数据质量评估基于路径的加权地域通信网可靠性研究 LNQD样本近邻估计的大样本性质 20CrMoH齿轮弯曲疲劳强度研究我国股票市场与宏观经济之间的协整分析 一类Copula函数及其相关问题研究 乐透型彩票N选M中奖号码的概率分析 协整理论在汽车发动机系统故障诊断中的应用 2010年上海世博会会展中断风险分析和保险建议 贝儿康有限公司激励设计研究 云模型在系统可靠性中的应用研究离散更新模型破产概率及赤字的上下界估计 输电线微风振动与疲劳寿命电器产品模糊可靠性分析中模糊可靠度的研究 变分不等式及变分包含解的存在性与算法 隧道测量误差控制方案的研究 塔式起重机臂架可靠性分析软件开发分布式认证跳表及其在P2P分布式存储系统中的应用 房地产行业企业所得税纳税评估实证研究 具有预测能力的呼叫中心系统的设计与实现 PVAR模型在研究经济增长与能源消费关系中的应用 基于有限元的深基坑组合型围护结构可靠度分析 一些带有偏序结构的完全码
@@@考研帝