基于專業(yè)結(jié)合的數(shù)理統(tǒng)計課程教學(xué)探討

　　摘要：結(jié)合三峽大學(xué)電氣與新能源學(xué)院數(shù)理統(tǒng)計課程教學(xué)過程中所出現(xiàn)的問題，指出在教學(xué)中要結(jié)合專業(yè)合理安排教學(xué)內(nèi)容，并進行合理的教學(xué)方法以及考核方法的改革，為研究生的科研工作打下良好的數(shù)理基礎(chǔ)。
　　關(guān)鍵詞：數(shù)理統(tǒng)計；專業(yè)結(jié)合；案例教學(xué)
　　中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）10-0182-02
　　數(shù)理統(tǒng)計是專業(yè)學(xué)位碩士研究生學(xué)習(xí)重要基礎(chǔ)理論和科學(xué)研究方法的課程，是應(yīng)用性很強的一門學(xué)科，對于研究生的實驗設(shè)計、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析具有非常重要的指導(dǎo)意義。三峽大學(xué)是一所水電特色鮮明的綜合性大學(xué)，電氣與新能源學(xué)院是湖北省首批高校改革試點學(xué)院，數(shù)理統(tǒng)計在該校電氣與新能源學(xué)院的人才培養(yǎng)中占有重要地位。對于該學(xué)院研究生來說，數(shù)理統(tǒng)計的知識對于他們專業(yè)學(xué)習(xí)和實際應(yīng)用都非常重要。數(shù)理統(tǒng)計學(xué)對其他科學(xué)發(fā)展的影響也非常大，在許多實際工程中，所采取工作方法是通過實驗獲得數(shù)據(jù)，再用數(shù)理統(tǒng)計的方法來對參數(shù)進行估計或作假設(shè)檢驗以及預(yù)測，數(shù)理統(tǒng)計學(xué)知識的好壞直接影響到他們的工作能力和效果。但是由于數(shù)理統(tǒng)計是全校研究生一起選修，因此導(dǎo)致課程內(nèi)容不具有很強的針對性，即為了兼顧到各個專業(yè)學(xué)生不同需求，講授內(nèi)容寬但是不精，無法有效滿足電氣與新能源學(xué)院研究生科研的需求。我們以電氣與新能源學(xué)院研究生課程建設(shè)改革為契機，針對專業(yè)加強對數(shù)理統(tǒng)計課程的建設(shè)。因此尋求適應(yīng)電氣與新能源學(xué)院研究生培養(yǎng)要求的數(shù)理統(tǒng)計課程的教學(xué)是非常重要的研究問題。本文結(jié)合多年的研究生教學(xué)實踐以及與該學(xué)院相關(guān)專業(yè)教師充分交流，為研究生數(shù)理統(tǒng)計的教學(xué)提出一些思考和建議。
　　一、建立雙師型教學(xué)團隊
　　三峽大學(xué)自從為碩士研究生開設(shè)數(shù)理統(tǒng)計以來，先后有金雁鳴、趙守江等講授過這門課程。但是為了兼顧到各個專業(yè)學(xué)生不同需求，講授內(nèi)容寬但是不精，并且以理論基礎(chǔ)為主，不能適應(yīng)電氣與新能源學(xué)院研究生培養(yǎng)要求。因此通過學(xué)校與研究生院的聯(lián)系，講授教師跟電氣與新能源學(xué)院選修該門課程研究生的導(dǎo)師建立了密切聯(lián)系，現(xiàn)已經(jīng)形成了一支由公共課教師和專業(yè)課教師組成的職稱結(jié)構(gòu)合理、人員相對穩(wěn)定、熱愛該課程教學(xué)、教學(xué)水平高、效果好的教學(xué)團隊。該教學(xué)團隊共同制定培養(yǎng)方案、教學(xué)大綱、教學(xué)內(nèi)容，并在教學(xué)方式以及考核方式等內(nèi)容進行課程改革。
　　二、教學(xué)內(nèi)容的改革
　　1.教學(xué)內(nèi)容是教學(xué)活動的三個基本要素之一，是師生傳遞、加工、轉(zhuǎn)化信息的主要來源。以往數(shù)理統(tǒng)計的課程教學(xué)由于受到兼顧各個專業(yè)學(xué)習(xí)的局限性，部分知識對于電氣學(xué)院學(xué)生而言學(xué)非所用，并且存在理論脫離實際、重理論學(xué)習(xí)輕能力培養(yǎng)等現(xiàn)象。這就需要在教學(xué)內(nèi)容的改革中注重專業(yè)知識以及教學(xué)內(nèi)容的選擇，考慮教學(xué)內(nèi)容的知識要具有有效性和穩(wěn)定性。所謂的有效性是指學(xué)生所學(xué)知識在日后的科研學(xué)習(xí)中是基本的和必不可少的，包括基本知識、基本原理等；穩(wěn)定性是指學(xué)生所學(xué)的知識是不易老化和長期有效的，能夠在學(xué)生日后較長的科研生涯中發(fā)揮作用。因此我們在教學(xué)內(nèi)容的組織上以近代數(shù)理統(tǒng)計學(xué)的內(nèi)容為基礎(chǔ)，結(jié)合電氣與新能源學(xué)院研究生導(dǎo)師的研究方向，講解科研所需要的常用數(shù)理統(tǒng)計方法的基本原理與應(yīng)用思想。刪除矩估計、極大似然估計、無偏估計、一致最小方差無偏估計等理論較深但跟電氣與新能源學(xué)院研究生研究內(nèi)容聯(lián)系較少的內(nèi)容；精簡區(qū)間估計、假設(shè)檢驗等內(nèi)容的理論證明的推導(dǎo)，增加該院研究生有較大需求的非線性回歸分析、主成分分析以及時間序列預(yù)測等內(nèi)容。并且結(jié)合課程的特點，在與專業(yè)導(dǎo)師充分交流的基礎(chǔ)上將該學(xué)科的最新發(fā)展結(jié)合學(xué)生實際引入教學(xué)，并給出具體應(yīng)用案例，幫助學(xué)生理解這些不同數(shù)理統(tǒng)計方法在風(fēng)電功率預(yù)測問題中的具體做法和區(qū)別，同時也在學(xué)生頭腦中樹立用數(shù)學(xué)方法來處理高壓試驗大數(shù)據(jù)以及其他實際工程問題的意識，達(dá)到理論和實際相結(jié)合的目的，提高學(xué)生的科研能力和創(chuàng)新能力。
　　2.以數(shù)理統(tǒng)計的思想以及應(yīng)用為主要導(dǎo)向，在教學(xué)中進一步增加統(tǒng)計軟件的內(nèi)容。首先，針對不能建立明確概率模型的復(fù)雜隨機現(xiàn)象，通過計算機模擬直接描述實驗的方法，如Monte Carlo模擬，把一般隨機變量、隨機事件和隨機過程在計算機上的描述歸結(jié)為均勻分布隨機變量的模，使課程內(nèi)容的設(shè)計更具有科學(xué)性、先進性，符合教育教學(xué)的規(guī)律。其次，主要介紹SPSS以及Matlab軟件在數(shù)理統(tǒng)計中的應(yīng)用，使用現(xiàn)代化的計算機軟件全面、迅速及較準(zhǔn)確地解決問題，形象、生動的去驗證和表現(xiàn)相關(guān)理論，消除學(xué)生學(xué)習(xí)復(fù)雜枯燥理論的煩惱。
　　三、教學(xué)方式的改革
　　研究生數(shù)理統(tǒng)計傳統(tǒng)的教學(xué)模式是“以教師為中心”，教師通過講解、板書和各種媒體作為教學(xué)的手段和方法向?qū)W生傳授知識，學(xué)生被動地接受教師傳授的知識。而研究生必須具備必要的創(chuàng)新能力、分析和解決問題的能力，才能具有更大的競爭力。這就需要改變傳統(tǒng)的教學(xué)方法，注重能力的培養(yǎng)。在21世紀(jì)的知識經(jīng)濟時代，對人才的要求不僅要有豐富寬厚的知識基礎(chǔ)，更應(yīng)該具有較強的創(chuàng)新能力。為了培養(yǎng)研究生創(chuàng)新能力，在教學(xué)方式上我們采取“理論—案例—討論”的三步教學(xué)方法。在理論部分，既要詳細(xì)闡述數(shù)理統(tǒng)計方法，也要介紹這些方法的背景、思想，還要交代如何用統(tǒng)計結(jié)果對問題進行合理的解釋。為了提高理論部分教學(xué)質(zhì)量，我們在教學(xué)過程中嘗試推行課堂講授與分組討論相結(jié)合的教學(xué)方式。在課堂講授的基礎(chǔ)上，將全班同學(xué)分組，每個組3—4人，組長1名，組長負(fù)責(zé)組織全組同學(xué)進行討論，每次課末有5—10分鐘的小組討論和問題解答時間。這樣教師在課堂教學(xué)過程中，能隨時發(fā)現(xiàn)學(xué)生的想法和問題，鼓勵學(xué)生進行分析和討論，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)、分析及解決問題的能力，有利于創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
　　案例教學(xué)是教師選擇一些結(jié)合專業(yè)教師所精選的與電氣專業(yè)相關(guān)的研究成果案例（例如大型風(fēng)電場輸出功率的短期預(yù)測、土壤放電影像的概率統(tǒng)計分析等），以PPT形式展示給學(xué)生，講授如何利用數(shù)理統(tǒng)計方法去處理研究問題。教師首先講解案例的有關(guān)基礎(chǔ)知識，并對案例進行引導(dǎo)性的分析，最后組織學(xué)生進行討論。

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