软件工程专业“概率论与数理统计”的教学思考

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摘要：根据高校软件工程专业人才培养的特点，结合学院提出的厚基础、精技术、国际化的人才培养目标，探讨了“概率论与数理统计”教学内容、教学方式等方面的改革，并针对以上内容提出以项目驱动为导向的教学改革方式，最后给出了具体的考核内容、考核模式及可行的评价细则。

关键词：软件工程；概率论与数理统计；项目驱动

作者简介：康国栋（1983-），男，土家族，湖南张家界人，吉首大学软件服务外包学院，讲师；周清平（1965-），男，土家族，湖南省张家界人，吉首大学软件服务外包学院，教授。（湖南?张家界?427000）

基金项目：本文系吉首大学教学改革项目（项目编号：2011JSUJGB25）的研究成果。

中图分类号：G642.0?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）22-0083-02

“概率论与数理统计”课程涉及的范围相当广泛，凡是涉及数据的收集、整理、分析、可视化和解释方面的问题，都是概率论与数理统计学大显身手的舞台，[1]由此可见此学科在计算机科学中的重要地位。随着软件技术的发展，概率论与数理统计价值也越来越得到凸显，软件系统的开发与设计实践能把“纸上谈兵”的数学模型变成可行的算法并加以实现，理论在显示强大力量的同时也露出了有趣的一面。如果不注重概率论与数理统计学的应用和直观性，将导致数学的孤立与衰退。尤其是在软件飞速发展的今天，概率论与数理统计科学与软件实践难舍难分。因而软件工程专业概率论与数理统计的教学改革必须围绕软件工程专业的人才培养目标，必须以软件行业的人才需求为核心。我国对软件工程专业的要求是培养“实用性、复合型及国际化”的软件工程人才，在人才培养过程中强调自主思维能力与工程实践能力培养并重的理念。其课程体系与传统的计算机专业相比，理论课时偏少，使“概率论与数理统计”课程在实际教学中出现了教学内容多与课时少的矛盾。因此，如何充分发挥教师的教学能力和调动学生学习的主观能动性，如何做好软件工程专业“概率论与数理统计”的教学，是当前亟需解决的问题。在近来的教学实践中，努力尝试了一些教学改革举措，得到了一些成功的经验。本文拟从教学内容、教学方法、考核方式等几方面分别进行探讨。

一、“概率论与数理统计”教学改革的基础

1.软件工程专业“概率论与数理统计”课程的定位

要做到真正意义上的“概率论与数理统计”教学改革，首先必须做好该学科的定位，提高学生、老师对其认识水平。当前，社会各行业对软件人才的需求日益增长，其需求常常是一般性软件、应用软件开发人员。这就给学生一个误导：应用强于理论（甚至只关注简单的应用），进而使学生忽视基础理论课程学习这种纯实用思维。这种纯实用思维取向将影响学生自主学习能力与逻辑思维能力的培养，降低学生学习其他专业课程的分析能力，进而降低其在工作中的拓展能力及竞争力。虽然我国高校软件专业毕业生逐年曾多，但是许多软件企业却反映招聘不到合适的人才。实际上，企业缺少的是有拓展能力、快速学习能力的高层次专业人员，这类专业人才必然要具有良好的数学素养。另外，软件工程专业学生本科毕业后，有相当比例的学生考虑继续深造，要用到“概率论与数理统计”学科的一些基本理论和方法去研究、解决相关科学问题。根据以上的分析，结合吉首大学（以下简称“我校”）提出的人才培养目标，“概率论与数理统计”课程应定位为数学思维+软件实现工具：既要求学生掌握“概率论与数理统计”的基本概念、思维模式、计算方法，培养学生的数学素养，又要求学生学以致用，培养学生对其在软件行业里的实际作用的认知和兴趣。

2.教学资源的优化整合

如果没有教学资源将会使教学改革成为无本之木，无水之源。因而，优化整合教学资源是实施教学改革的又一项重要的基础工作。目前，国内教学资源主要关注该学科体系的完整性与论证的严密性，[2]这对软件专业的学生而言，在学习时往往看不到该学科在软件工程中的应用，既不能与学科很好地结合起来加深理解，也不能调动学生的学习积极性。[3]而国外教材的特点是与计算机专业的联系更加紧密、例子更加丰富。[1，4]因此，需首先成立教学研究小组，将“概率论与数理统计”教学内容分为几个部分，每部分由一个小组成员负责教学建设及深入研究，整合国内外优秀教材，提炼教学内容：在选用国内经典教材的基础上，指定国外优秀教材作为参考书。[5]在整体分析后，适当增加概率论与数理统计在计算机科学中的应用内容，将之与理论知识结合介绍给学生，既有助于学生理解，又为后续的专业课程的学习奠定基础。[6]而对部分理论知识，或删节或安排学生自学。例如，集合论基础部分、古典概率算法等章节应当删除，随机变量复杂函数概率分布的理论推证适合学生自学；其次，建设网络课程，充分利用现代网络技术，为学生提供丰富多彩的网上教学资源，方便学生自主学习和师生间的交互，有利于指导学生进行个性化学习和协同学习，为实现精讲多练的教学目标奠定资源基础。

二、“概率论与数理统计”课程教学方式的改革

如何在压缩课时的同时实现既定的人才培养目标，是软件工程专业“概率论与数理统计”课程教学改革的关键。针对这些问题，必须提出新的教学改革模式，大力改变传统的教学方式。

1.理论课教学方式的改革

针对“概率论与数理统计”逻辑性强、抽象度大、难度大的特点，应采用多媒体课件为主的教学方式，文献提出的方法有一定借鉴意义。[7]强化概念、理论的可视化表述（可逐步引入画图软件、数据处理等数学软件的使用），少一些抽象的演绎论证，但对于一些重要的证明或求解方法，采用板书推演，引导学生推理和论证的思路，更能达到师生互动的良好课堂效果。此外，适时引导学生带着问题去阅读英文参考书相关章节，[8，9]让学生思考对于一定的现实问题需要哪些理论工具，进一步思考如何用计算机语言形式化解决这些问题，充分发挥学生的主观能动性，培养学生的科学研究精神，提高学生的自学能力和外文文献学习能力。