首页 -> 2007年第3期
深化工科概率统计课程教学改革 培养学生创新能力
作者：钟 波 刘琼荪 刘朝林 罗会亮
关键词：概率统计；教学改革；创新能力
概率统计是高等院校大学生的公共基础数学课程，如何借助教学平台培养学生的创新能力，是这门课的教师必须深思和实践的课题。
一、创新能力与概率统计
要很好地借助概率统计课程的教学平台培养学生的创新能力，首先应对创新型人才、创新能力，以及概率统计课程在大学工科院校创新型人才培养中的作用有一个充分的认识。
1．创新型人才与创新能力
什么是创新型人才?创新型人才就是具有创新能力的人才，就是指具有强烈创新精神、创新意识和创新能力，并善于将创造能力转化为创造性成果和产品的人才。自强不息的进取精神，百折不挠的意志品质，服务社会的价值取向，团结奋斗的合作意识是创新精神的具体体现。创新能力的培养必须以创新精神为支撑，创新精神是创新能力形成的思想基础。创新意识是一种用新思路、新方法去解决问题的态度和思想。培养创新意识是为了发展创新能力。学生的创新意识具有很大的潜在性，活跃于学生的奇思怪想中，成就于教师的关怀鼓励下。培养学生的创新意识就要大胆鼓励学生敢思、敢想、敢疑、敢问、敢说、敢做。创新能力是创新型人才的一个重要的指标，其内涵是指在前人发现或发明的基础上，经过对事物观察、分析、综合、推理、想象，冲出原有的知识范畴，激发出新的灵感、做出新发现、创造新事物、提出新观点、运用新方法、开拓新领域、解决新问题的能力。创新思维是创新能力的核心，是在已有的经验、知识的基础上在某种事物中更深一步地找出新关系、寻求新答案的活动。主要有三种表现形式：发散性思维、逆向性思维、收敛性思维。发散性思维是创新过程中常用的一种思维形式，它能从某些信息和知识中得出众多答案，产生众多创新性设想。逆向性思维与传统、常规、逻辑或群体的思维方向相反，它通过逆向性思考来实现发明或发现的方法。许多科学发明就是以这种思维方式为前提的。从不同的来源、不同的材料、不同的方向探求一个正确答案的思维过程和方法是收敛性思维。这种思维在空间上是多侧面、多方位、多层次的，在时间上是多时段、多环节的。
学生的创新能力，不是通过教师单纯的知识传授直接得来的，更多的是通过自己的体会、探索和实践。作为教师应充分尊重学生的主体地位，积极为学生创建自主学习、自我完善的成长平台，提供自我反馈、自我评价的渠道，酝酿自我认识、自我提高的机会，让他们从中学会求知、思考、动手、合作、做人，充分培养创新能力。
2．概率统计课程在大学创新型人才培养中的作用
尽管创新能力的培养不是一门课程的教学所能完成的，然而，大量的国内外教育实践充分说明，数学教育在创新型人才、创新能力的培养中具有其他学科不可替代的重要作用，数学素质是创新动力的重要源泉。概率统计长期以来作为大学工科院校的一门公共数学基础课程，在对工科学生进行创新教育的活动中起着举足轻重的作用。
概率统计是研究随机现象及其统计规律的一门核心数学学科。它不同于数学领域其他学科的思维方式，是用随机性思维认识物质世界和人类社会中处处显见的不确定性，是用统计思想方法探索不确定性的客观规律。它独具特色的科学探索思想贯穿在普通人的现代生活的各个方面，几乎在科学和工程的每一个分支中起着重要的作用。如今，概率统计正迅速地渗透到许多尖端科技的研究前沿，被广泛应用于地球科学、神经学、人工智能、通讯网络、资讯工程、医学、生物学、经济学、金融学、风险管理、心理学及社会学等众多领域，成为各个学科领域不可替代的基础分析工具和量化科学的中心，在许多交叉学科研究中起着桥梁作用。
通过该课程的学习，学生不仅可以获得概率统计学科较为系统的基础理论知识和方法，更重要的是可以学到一种观察客观世界的随机性思维方式，学会一种描述偶然现象及其规律性的基本数学语言，掌握一种处理不确定性问题的常规数学工具或随机分析技术、统计分析技术和数据处理技术，培养一种运用随机思维方法和技术分析问题、解决问题的基本实践能力，奠定学习其他学科的坚实基础，进而得到创新精神和创新意识的培育、创新思维和创新能力的训练。
二、借助概率统计课程的教学平台，培养学生的创新能力
概率统计与大学其他公共基础数学课程不同，它独特的思维方法、抽象的理论知识、多种基础数学知识的交融、灵活而广泛的应用，造成学生理解和接受十分困难。加之计划学时较少、教学任务重、学生基础知识参差不齐、学生人数众多、学习价值取向差异大，制约着这门课程的教学效果和教学质量的提高，影响了对学生创新能力的培养和创新教育的改革。因此，要在现有的教学时间里，在传授概率统计学科基本理论方法的同时，培养学生的创新意识和创新思维、发展创新能力，是一项非常值得研究的课题。我们以现代教育理论为指导，结合多年的教学经验，从教学过程的几个环节初步探索了概率统计课程创新教学模式。
1．树立创新教育观点，明确教学目的
教育观点决定着人才培养模式、教学目的以及教学方法。概率统计课程创新教学改革，仍然首先是教育观念、教学目的的改革。传统的教学目的强调的是知识的传授，注重教给学生一套从定义、公理到定理、推论看来天依无缝的体系，着力培养学生严谨的科学精神，忽略随机数学思想的培养，忽略个性的培养和学习兴趣的激发。久而久之在学生的印象中，数学完美无缺、无懈可击、高深莫测、难以应用。随着招生规模的扩大、就业压力的增强、学习目的的变化，最终培养出来的学生看得懂课文，做不出习题；背得出公式，做不了略有变化的演算：记得住一些基本定理，给不出稍分层次的分析和推理；会考试却不会做事，更谈不上创新精神与创新能力。面对这样的状况，首先需要教师解放思想，转变观念，树立创新教育的理念，与学生一起明确教学目的。我们认为创新教育下概率统计课程的教学目的是：(1)注重培养随机性思维。引导学生从过去确定性、惟一性的思维定势进入随机性思维模式，学会用随机的思维方式观察客观世界，拓宽思维，对定性与定量分析方法的理解上一个新台阶。(2)教会学生用准确的随机数学语言描述问题、建立数学模型，能用随机数学原理解释客观世界的偶然性现象。(3)训练学生的随机分析技能和统计分析技能，使他们具有分析问题、解决问题的综合实践能力。为具有不同工程背景的学生能运用随机数学的基本理论与方法处理科学研究或生产实践中出现的随机问题奠定坚实的基础，实现创新精神、创新意识、创新能力的培养。
2．引入学科最新发展与应用成果，激发学生学习积
[2]