新工科背景下的應(yīng)用型本科院校《概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)》課程改革研究與實(shí)踐

李小琴

摘 要：該文從以能力為重點(diǎn)的素質(zhì)觀以及應(yīng)用型人才的培養(yǎng)定位等方面要求出發(fā)，闡述了機(jī)械設(shè)計(jì)與自動(dòng)化專業(yè)《概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)》課程改革的必要性與重要性，提出了新工科背景下的應(yīng)用型本科院?！陡怕收撆c數(shù)理統(tǒng)計(jì)》課程改革研究與實(shí)踐，并以筆者學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)與自動(dòng)化專業(yè)為例，針對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)與自動(dòng)化專業(yè)應(yīng)用型人才，著重解決好以下兩個(gè)問題：（1）如何傳授給新工科背景下械設(shè)計(jì)與自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生更扎實(shí)、更實(shí)用的概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)方面的應(yīng)用方法。（2）如何有效培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣，提高新工科背景下械設(shè)計(jì)與自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生的思維實(shí)踐能力。

關(guān)鍵詞：新工科 自主學(xué)習(xí) 概率統(tǒng)計(jì)課程改革

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2019）01（a）-0-02

1 機(jī)械設(shè)計(jì)與自動(dòng)化專業(yè)《概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)》課程改革的必要性與重要性

《面向未來的中國(guó)新工科建設(shè)》一文中，新工科建設(shè)的總體思路中提到，高校在該校自身具有的優(yōu)勢(shì)和特色上，從中確定具有明顯優(yōu)勢(shì)和潛力并有資源投入保障的那些待建的新工科。而在確定該校待建新工科時(shí)必須重視新工科與產(chǎn)業(yè)的直接對(duì)接。在新工科建設(shè)過程中注重和突出本校的人才培養(yǎng)特色顯得尤其重要，需要每一所高校在達(dá)到新工科專業(yè)人才培養(yǎng)共性要求的情況下，突出該校個(gè)性化的特色培養(yǎng)?？茖W(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的21世紀(jì)，學(xué)科的交叉和融合越來越普遍。隨機(jī)數(shù)學(xué)方法作為一種重要的工具，在自動(dòng)化專業(yè)學(xué)科研究中占有的地位越來越顯著，特別是隨著信息技術(shù)的發(fā)展，隨機(jī)數(shù)學(xué)方法的大量運(yùn)用對(duì)概率統(tǒng)計(jì)課程提出了更高要求。因此原來的高等數(shù)學(xué)課程已經(jīng)不能滿足需要，作為高等數(shù)學(xué)三大主角之一的《概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)》課程的改革勢(shì)在必行。

2 概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)課程教與學(xué)中的現(xiàn)狀分析

（1）《數(shù)學(xué)建模》僅作為選修課程開設(shè)。數(shù)學(xué)建模課程在解決實(shí)際問題很有用，它們屬于基礎(chǔ)的工具課程，而概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)方面的知識(shí)在數(shù)學(xué)建模中應(yīng)用也非常廣泛，但通過綜合分析發(fā)現(xiàn)，一直以來筆者學(xué)院參加全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的學(xué)生們運(yùn)用概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)知識(shí)很不熟練。

（2）教學(xué)內(nèi)容單一。主要是傳授較系統(tǒng)的數(shù)學(xué)知識(shí)，注重對(duì)解題能力的培養(yǎng)，忽視數(shù)學(xué)方法分析、解決問題的思考訓(xùn)練，更缺乏對(duì)當(dāng)前最前沿的實(shí)際應(yīng)用的介紹，所學(xué)內(nèi)容很難反映出與機(jī)械設(shè)計(jì)與自動(dòng)化專業(yè)的關(guān)聯(lián)。

（3）概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)課程教師在機(jī)械設(shè)計(jì)與自動(dòng)化專業(yè)進(jìn)該課程教學(xué)時(shí)，不僅缺少對(duì)所教專業(yè)的必要了解，而且對(duì)課程教學(xué)的內(nèi)容和方法也研究甚少，從而導(dǎo)致該課程授課內(nèi)容與學(xué)生專業(yè)實(shí)際應(yīng)用出現(xiàn)了脫節(jié)，缺乏對(duì)學(xué)生專業(yè)綜合素質(zhì)培養(yǎng)的針對(duì)性和實(shí)用性，無法獲得良好的教學(xué)效果。

（4）概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)課程教師在機(jī)械設(shè)計(jì)與自動(dòng)化專業(yè)進(jìn)該課程教學(xué)時(shí)，過多地注重概率統(tǒng)計(jì)學(xué)科知識(shí)的連貫性、系統(tǒng)性與嚴(yán)謹(jǐn)性，過多地進(jìn)行理論推導(dǎo)演算過程，過多地干預(yù)學(xué)生的思維與解題解法，過于趕鴨子上架，讓學(xué)生照瓢畫葫蘆，比較少放手讓學(xué)生開闊思維，鼓勵(lì)學(xué)生大膽利用已學(xué)概率統(tǒng)計(jì)知識(shí)去解決專業(yè)課程與生活中實(shí)際問題，引領(lǐng)學(xué)生融會(huì)貫通高等數(shù)學(xué)課程知識(shí)與專業(yè)知識(shí)、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。

3 針對(duì)以上教與學(xué)現(xiàn)狀，在進(jìn)行概率統(tǒng)計(jì)課程改革中著重要解決的兩個(gè)問題

首先著重解決以下兩個(gè)問題：（1）如何傳授給新工科背景下械設(shè)計(jì)與自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生更扎實(shí)、更實(shí)用的概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)方面的應(yīng)用方法。（2）如何有效培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣，提高新工科背景下械設(shè)計(jì)與自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生的思維實(shí)踐能力。

對(duì)于問題一，我們提出首先應(yīng)從概率統(tǒng)計(jì)課程內(nèi)容上進(jìn)行全面的改革，選取的數(shù)學(xué)內(nèi)容應(yīng)與與機(jī)械設(shè)計(jì)與專業(yè)、職業(yè)相融合，隨機(jī)數(shù)學(xué)方法在專業(yè)和職業(yè)中有所體現(xiàn)。故選取內(nèi)容遵循四大原則：（1）實(shí)用性與發(fā)展性相統(tǒng)一的原則，為了便于學(xué)生日后升學(xué)、更好的發(fā)展，我們授課過程中穿插了MBA入學(xué)考試和普通研究生入學(xué)考試真題。（2）學(xué)科化與生活化相統(tǒng)一的原則，概率統(tǒng)計(jì)課與專業(yè)、與生活相結(jié)合，縮短數(shù)學(xué)與專業(yè)的距離，我們盡量選取和設(shè)計(jì)偏生活化的案例，如講授全概率公式和貝葉斯公式時(shí)，設(shè)計(jì)了體檢報(bào)告、網(wǎng)店可信度等方面的題目。（3）基礎(chǔ)性與時(shí)代性相統(tǒng)一的原則，在當(dāng)今的大數(shù)據(jù)、智能化、云計(jì)算的科技背景下，我們選用了專業(yè)化的概率統(tǒng)計(jì)題目，如隨機(jī)信號(hào)分析。（4）過程性與結(jié)果性相統(tǒng)一的原則，淡化概率統(tǒng)計(jì)繁瑣的理論推導(dǎo)過程，克服高中時(shí)的“唯分?jǐn)?shù)”“唯升學(xué)”“唯做題”，突出數(shù)學(xué)的實(shí)際應(yīng)用，提高學(xué)生“學(xué)以致用”的本領(lǐng)，滲透“案例教學(xué)”，讓數(shù)學(xué)之用顯而易見，提高學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情，克服“唯答案”，強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)思想，讓數(shù)學(xué)之美觸手可及，培養(yǎng)學(xué)生知識(shí)創(chuàng)新創(chuàng)造能力。

對(duì)于問題二，如何有效培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣，提高新工科背景下械設(shè)計(jì)與自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生的思維實(shí)踐能力，我們提出首先應(yīng)從概率統(tǒng)計(jì)課程的教學(xué)模式上進(jìn)行全面的改革，剔除掉概率統(tǒng)計(jì)中學(xué)生毫無興趣、毫無勇氣聽取的繁瑣的純數(shù)學(xué)理論證明，學(xué)生更積極更有興趣的是利用概率統(tǒng)計(jì)數(shù)學(xué)確實(shí)解決專業(yè)中的實(shí)際問題，因此，教學(xué)中應(yīng)盡量貫穿學(xué)概率、用概率的思路，以數(shù)學(xué)建模的框架模式來傳授數(shù)學(xué)方法，同時(shí)提高更嚴(yán)謹(jǐn)周密、更靈活有效的隨機(jī)數(shù)學(xué)邏輯思維。

新工科背景下，云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、智能化時(shí)代的大學(xué)生，信息獲取快且量大，過去的“唯做題”“唯最終結(jié)果”“唯專業(yè)或唯基礎(chǔ)”已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足他們，他們迫切的期待思維上的嚴(yán)謹(jǐn)敏捷，處事上的靈活變通，真正的“學(xué)以致用”，且是用在專業(yè)學(xué)習(xí)及日后工作生活中，故在數(shù)學(xué)課程上應(yīng)重?cái)?shù)學(xué)思想、數(shù)學(xué)習(xí)慣、數(shù)學(xué)素養(yǎng)以及數(shù)學(xué)知識(shí)與專業(yè)、職業(yè)、生活實(shí)際的相融合。

教學(xué)模式上，一方面，以概率統(tǒng)計(jì)的實(shí)際問題為導(dǎo)入，以隨機(jī)數(shù)學(xué)思想方法為主線，以概率統(tǒng)計(jì)知識(shí)及其產(chǎn)生過程為平臺(tái)，以應(yīng)用理論解決實(shí)際問題為目的，通過教學(xué)，使學(xué)生掌握概率論的基礎(chǔ)知識(shí)與方法，為學(xué)習(xí)其他后續(xù)課程和日后解決工作、生活中的實(shí)際問題打好基礎(chǔ)；另一方面，堅(jiān)持服務(wù)需求，成效導(dǎo)向，積極與專業(yè)老師多交流，學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)，使基礎(chǔ)課與專業(yè)融合度更高；積極創(chuàng)造條件，開設(shè)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課（數(shù)學(xué)應(yīng)用軟件的操作使用，數(shù)學(xué)建模等）；不斷完善充實(shí)網(wǎng)絡(luò)教育內(nèi)容，搭建師生互動(dòng)平臺(tái)，擴(kuò)展師生交流的空間，使現(xiàn)代信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合。

解決好以上兩大問題，在一定程度上對(duì)于解決新工科背景下，應(yīng)用型本科機(jī)械設(shè)計(jì)與自動(dòng)化專業(yè)概率統(tǒng)計(jì)課程和教學(xué)中存在問題具有理論和實(shí)踐意義，為學(xué)院應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)模式研究提供借鑒，從整體上率先推進(jìn)學(xué)院在新工科背景下，本科各專業(yè)概率統(tǒng)計(jì)課程和教學(xué)改革研究工作，促進(jìn)人才培養(yǎng)質(zhì)量的提高，同時(shí)為該院概率統(tǒng)計(jì)課程和教學(xué)改革實(shí)踐提供借鑒，開創(chuàng)概率統(tǒng)計(jì)數(shù)學(xué)課教學(xué)新局面，對(duì)以后其他專業(yè)概率統(tǒng)計(jì)課程和教學(xué)改革研究也具有一定的參考價(jià)值。

我們認(rèn)為概率統(tǒng)計(jì)課程改革的開展意義重大，它對(duì)于進(jìn)一步明確新工科背景下，機(jī)械設(shè)計(jì)與自動(dòng)化專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，明確機(jī)械設(shè)計(jì)與自動(dòng)化專業(yè)概率統(tǒng)計(jì)課程教學(xué)目標(biāo)，改革概率統(tǒng)計(jì)課程教學(xué)方法，提高概率統(tǒng)計(jì)課程教學(xué)質(zhì)量，為其他新工科專業(yè)概率統(tǒng)計(jì)課程教學(xué)改革提供借鑒，提高專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量將起著重要作用。

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