一試驗(yàn)結(jié)果分析

1激振信號(hào)自相關(guān)特性

為了探討危巖突發(fā)性破壞產(chǎn)生的激振信號(hào)在不同時(shí)刻的相互依賴關(guān)系，即激振波的周期性特征，可對(duì)激振信號(hào)進(jìn)行自相關(guān)分析?？煽闯鰧?shí)驗(yàn)條件下危巖破壞激振信號(hào)自相關(guān)性具有如下特征:

(1)危巖破壞y方向激振信號(hào)的自相關(guān)系數(shù)幅值大于x方向激振信號(hào)的自相關(guān)系數(shù)，如與激振源第11#危巖塊相鄰的第12#危巖塊中部的1#測(cè)點(diǎn)量測(cè)的y方向自相關(guān)系數(shù)約為100，而y方向自相關(guān)系數(shù)為49，約為y方向的0．5倍，而位于第13#危巖塊的2#測(cè)點(diǎn)記錄的y方向激振信號(hào)的自相關(guān)系是x方向激振信號(hào)自相關(guān)系數(shù)的5．6倍。激振信號(hào)自相關(guān)系數(shù)越大，表明危巖破壞產(chǎn)生的激振信號(hào)對(duì)時(shí)間的依賴性越明顯。

(2)危巖塊之間界面的完整性對(duì)激振信號(hào)自相關(guān)系數(shù)出現(xiàn)頻率的影響是顯著的，界面越完整，激振信號(hào)自相關(guān)系數(shù)變化頻率越高，波形越密，如位于第12#危巖塊的1#傳感器和位于第13#危巖塊的2#傳感器記錄的激振信號(hào)自相關(guān)系數(shù)頻率明顯大于位于第22#危巖塊的3#傳感器記錄的激振信號(hào)自相關(guān)系數(shù)變化頻率。

(3)危巖塊之間界面的完整性對(duì)激振信號(hào)自相關(guān)系數(shù)持續(xù)時(shí)間的影響也比較顯著，危巖塊之間界面的完整性較差時(shí)激振信號(hào)衰減所需時(shí)間越短，如位于第12#危巖塊的1#傳感器和位于第13#危巖塊的2#傳感器記錄的激振信號(hào)自相關(guān)系數(shù)持續(xù)時(shí)間均在20ms左右，而位于第22#危巖塊的3#傳感器記錄的激振信號(hào)自相關(guān)系數(shù)約為15ms。

一、民族高校經(jīng)管類專業(yè)概率統(tǒng)計(jì)課程教學(xué)特點(diǎn)

1、學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)層次差異性大民族高校教育的目的就是為民族地區(qū)服務(wù)和培養(yǎng)少數(shù)民族人才。由于民族高校招收學(xué)生的生源大多是我國少數(shù)民族聚居區(qū)域的民族生或者是發(fā)達(dá)地區(qū)的少數(shù)民族學(xué)生，由于教育資源和教育整體水平的不均衡，使得民族高校學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)掌握程度上有較大的差異，同時(shí)進(jìn)入大學(xué)后，由于概率統(tǒng)計(jì)課程特點(diǎn)，它對(duì)學(xué)生的數(shù)學(xué)知識(shí)基礎(chǔ)有著較高的要求，故在知識(shí)的延續(xù)和遞進(jìn)中使得學(xué)生在這門課程的學(xué)習(xí)效果上有著明顯差異，在課堂教學(xué)中最明顯的特征就是由于學(xué)習(xí)基礎(chǔ)的差異，學(xué)生在知識(shí)的掌握上層次差異性明顯較大。

2、課程教學(xué)方式單一目前在民族高校的概率統(tǒng)計(jì)課程的教學(xué)方式大部分還是使用黑板講授加電子講稿、教學(xué)內(nèi)容比較傳統(tǒng)，比較注重?cái)?shù)學(xué)原理的推證、數(shù)學(xué)計(jì)算方法的講授，即使有個(gè)別學(xué)校在概率統(tǒng)計(jì)課堂教學(xué)中有融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，但也僅僅限于數(shù)據(jù)分析軟件的使用，并沒有將實(shí)際經(jīng)濟(jì)問題案例與數(shù)學(xué)知識(shí)、數(shù)據(jù)分析軟件結(jié)合起來綜合應(yīng)用，概率統(tǒng)計(jì)知識(shí)的綜合應(yīng)用性并沒有體現(xiàn)出來。教學(xué)方式還是以教師為主導(dǎo)，教師布置問題和作業(yè)，學(xué)生完成作業(yè)的傳統(tǒng)被動(dòng)方式。

3、教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時(shí)的矛盾概率統(tǒng)計(jì)課程作為經(jīng)管類專業(yè)學(xué)生必修的一門經(jīng)濟(jì)數(shù)學(xué)課程，它有著數(shù)學(xué)課程的典型特點(diǎn)，非常注重邏輯的嚴(yán)密性、知識(shí)的遞進(jìn)性，推導(dǎo)證明的完整性，因此在課堂教學(xué)中要把本科教學(xué)內(nèi)容中所有內(nèi)容都要設(shè)計(jì)到，還要保證大部分學(xué)生都能把知識(shí)點(diǎn)理解和掌握，又存在學(xué)時(shí)的限制。

4、實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系缺乏雖然實(shí)驗(yàn)教學(xué)在我國一些重點(diǎn)高校教育中已引入，但整體都還是實(shí)踐階段，目前關(guān)于大學(xué)數(shù)學(xué)課程實(shí)驗(yàn)的教材也有一些，大學(xué)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程也產(chǎn)生了良好的教學(xué)效果，但在民族高校中，經(jīng)管類專業(yè)的數(shù)學(xué)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)缺乏，還沒有形成實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。

二、民族高校經(jīng)管類專業(yè)概率統(tǒng)計(jì)課程引進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意義

1結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)，精心選擇操作性強(qiáng)的典型案例，進(jìn)行入門教學(xué)

概率統(tǒng)計(jì)理論性系統(tǒng)性強(qiáng)，對(duì)實(shí)踐的要求很高，單靠理論推導(dǎo)是不夠的。在概率統(tǒng)計(jì)課程第一節(jié)課的教學(xué)中，應(yīng)該結(jié)合學(xué)生專業(yè)特點(diǎn)，通過典型具體的可操作的實(shí)例進(jìn)行入門教學(xué)，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中不僅重視知識(shí)和技能，也要重視過程、方法、情感體驗(yàn)、態(tài)度、價(jià)值觀、學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力等[8]。例如在給計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生上概率統(tǒng)計(jì)課時(shí)，可應(yīng)用蟻群算法、遺傳算法求解旅行商問題、登山隊(duì)中的0-1背包問題等，在求解程序中添加算法搜索迭代進(jìn)化過程的圖形演示；又如提出問題：在欽州三娘灣，看見白海豚的可能性有多大？等等，啟發(fā)學(xué)生積極思考，努力探索，初步體會(huì)概率統(tǒng)計(jì)的應(yīng)用。運(yùn)用具體的典型實(shí)例，使學(xué)生能切實(shí)感受到概率統(tǒng)計(jì)知識(shí)應(yīng)用的鮮活情景。在教學(xué)過程中，教師尋找合適的切入點(diǎn)，通過創(chuàng)設(shè)概率統(tǒng)計(jì)知識(shí)的應(yīng)用情景，使學(xué)生切身感受到所學(xué)知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)興趣，體現(xiàn)了“數(shù)學(xué)建模”、“數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)”的教學(xué)思想，反映了“厚基礎(chǔ)，寬口徑，重應(yīng)用”的教學(xué)理念。很多時(shí)候，學(xué)生對(duì)書本以外的與書本相關(guān)的知識(shí)很感興趣，非?？释私庠S多前沿性的知識(shí)內(nèi)容。通過案例分析，組織討論，學(xué)生對(duì)算法的機(jī)理———概率選擇、全概率公式、貝葉斯公式及其運(yùn)用必定會(huì)產(chǎn)生濃厚的興趣，產(chǎn)生進(jìn)一步探究的強(qiáng)烈愿望。這樣不僅可以將理論和實(shí)際聯(lián)系起來，并且通過接觸實(shí)際問題，提高學(xué)生綜合分析問題和解決實(shí)際問題的能力，加深學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容綜合性、應(yīng)用性、技巧性和創(chuàng)意性的理解，體現(xiàn)“實(shí)踐—認(rèn)識(shí)(理論)—實(shí)踐”的螺旋式上升的過程。

2深刻理解概率統(tǒng)計(jì)課程的重要性

概率統(tǒng)計(jì)知識(shí)與日常生活緊密相關(guān)，學(xué)生可以通過實(shí)踐活動(dòng)來體會(huì)概率統(tǒng)計(jì)知識(shí)的具體應(yīng)用，感受概率統(tǒng)計(jì)知識(shí)與現(xiàn)實(shí)生活的密切聯(lián)系，體驗(yàn)到概率統(tǒng)計(jì)知識(shí)在解決實(shí)際問題中的作用，獲得學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)處理的方法，對(duì)調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力，培養(yǎng)學(xué)生調(diào)查研究的習(xí)慣和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，提高學(xué)生合作交流能力和綜合實(shí)踐能力都有積極作用。然而由于課時(shí)不多，學(xué)生往往重視不夠，教師在教學(xué)中應(yīng)想方設(shè)法使學(xué)生重視概率統(tǒng)計(jì)知識(shí)，注意培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用意識(shí)和能力。信息時(shí)代人們面臨著很多的機(jī)會(huì)和選擇，往往需要在不確定的情境中，在大量無組織的數(shù)據(jù)中，做出合理的決策和選擇。如：海洋水域預(yù)報(bào)，江河、海洋水位預(yù)測(cè)，天氣預(yù)報(bào)，債卷的收益評(píng)估，股市風(fēng)險(xiǎn)，壽命期望預(yù)期，數(shù)據(jù)的歸一化處理，相關(guān)性分析，方差分析等。概率統(tǒng)計(jì)在密碼學(xué)、信息安全、自動(dòng)控制、工程設(shè)計(jì)、管理、天文、氣象、水文、地質(zhì)、地震、農(nóng)林、化工等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。各種保險(xiǎn)、商品有獎(jiǎng)銷售、彩票中獎(jiǎng)等機(jī)會(huì)問題，已成為人們?nèi)粘Ｉ钫務(wù)摰臒衢T話題。由此可見，算法知識(shí)、概率統(tǒng)計(jì)知識(shí)的運(yùn)用已經(jīng)涉及社會(huì)生活的方方面面，與社會(huì)需求相適應(yīng)，以培養(yǎng)符合社會(huì)需要的人才為目標(biāo)的高等教育，應(yīng)當(dāng)對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，適當(dāng)增加應(yīng)用性的內(nèi)容，以使學(xué)生更多樹立應(yīng)用的意識(shí)和習(xí)慣，提高學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)和方法分析處理發(fā)生在身邊的各種事情的能力。

3運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)輔助教學(xué)，改進(jìn)教學(xué)方式

概率統(tǒng)計(jì)是十分活躍的、有特色的數(shù)學(xué)分支，為計(jì)算機(jī)應(yīng)用提供方法和素材，有利于拓展計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用范圍；同時(shí)，計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展又促進(jìn)概率統(tǒng)計(jì)的教學(xué)，計(jì)算機(jī)技術(shù)極大地延展了概率統(tǒng)計(jì)知識(shí)應(yīng)用的深度和廣度，計(jì)算機(jī)能夠處理大量的信息，通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)搜集數(shù)據(jù)、繪制統(tǒng)計(jì)圖表等。兩者結(jié)合，能充分發(fā)揮各自的長處，相得益彰，體現(xiàn)了現(xiàn)代越來越多的人所接受的觀點(diǎn)：高技術(shù)本質(zhì)上是數(shù)學(xué)技術(shù)。讓學(xué)生親自參與各種活動(dòng)和討論，教師由知識(shí)和技能的傳授者變?yōu)榻虒W(xué)和學(xué)習(xí)活動(dòng)的策劃者、組織者、引導(dǎo)者和合作者，學(xué)生由被動(dòng)接受知識(shí)和技能的角色轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)習(xí)和實(shí)踐活動(dòng)的設(shè)計(jì)者、主持者、參與者和體驗(yàn)者。通過現(xiàn)代化教學(xué)手段，使教師的教學(xué)過程更加生動(dòng)逼真，更加豐富多彩；增加教和學(xué)的信息量，使學(xué)生更主動(dòng)地學(xué)習(xí)，促進(jìn)教與學(xué)的良性互動(dòng)，有利于學(xué)生的學(xué)習(xí)、理解和掌握。

一、增加統(tǒng)計(jì)部分的知識(shí)含量，徹底改變“重概率、輕統(tǒng)計(jì)”的教學(xué)思想

現(xiàn)有的概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)教材中，概率部分比重較大，統(tǒng)計(jì)部分只涉及簡單的參數(shù)估計(jì)、假設(shè)檢驗(yàn)以及回歸分析的內(nèi)容，但這些遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足各個(gè)專業(yè)學(xué)生的要求。我們要研究如何把統(tǒng)計(jì)學(xué)普及化，編寫以統(tǒng)計(jì)為主、概率論為輔的教材，引入在自然科學(xué)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域內(nèi)目前應(yīng)用十分廣泛的，而在概率統(tǒng)計(jì)課中沒有講授的相關(guān)分析、方差分析、主成分分析、因子分析、聚類分析、秩和檢驗(yàn)等內(nèi)容，但諸多方法的引入必將導(dǎo)致內(nèi)容大量增加，所以在引入時(shí)一定要注意：第一，不能涵蓋所有的統(tǒng)計(jì)方法，要進(jìn)行取舍，針對(duì)不同專業(yè)學(xué)生的需求，在教材中適當(dāng)選擇學(xué)生必需的一些簡單的非參數(shù)和多元統(tǒng)計(jì)方法；第二，每一種方法的引入不能力求使學(xué)生完全掌握統(tǒng)計(jì)方法的原理，尤其是借助于適當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行操作實(shí)踐，并不是說將理論完全掌握后才能夠進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，而是兩者可以做到相輔相成。第三，想方設(shè)法讓學(xué)生不用或少用微積分和線性代數(shù)知識(shí)就把統(tǒng)計(jì)方法學(xué)會(huì)。

二、弱化統(tǒng)計(jì)方法計(jì)算過程的闡述，加強(qiáng)方法背景、用途的介紹，增強(qiáng)課程的應(yīng)用價(jià)值

教師對(duì)工科大學(xué)學(xué)生的授課要將概率統(tǒng)計(jì)定位于工具，在講授的過程中應(yīng)立足于應(yīng)用，對(duì)于各種統(tǒng)計(jì)方法的教學(xué)，要努力幫助學(xué)生了解方法的背景、條件和用途，即重點(diǎn)解決有何用，如何用，何時(shí)用的問題。方法的實(shí)現(xiàn)則交給現(xiàn)有的統(tǒng)計(jì)軟件。每一種方法都可從實(shí)例中引出，從簡單到復(fù)雜，同時(shí)盡可能地聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際，貼近學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)，課程的應(yīng)用性加強(qiáng)了，通過自己的實(shí)際操作，解決身邊的統(tǒng)計(jì)問題的，既鍛煉學(xué)生統(tǒng)計(jì)建模的能力，又能激起學(xué)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣。

三、相關(guān)統(tǒng)計(jì)應(yīng)用軟件知識(shí)加入，培養(yǎng)統(tǒng)計(jì)建模能力

現(xiàn)代統(tǒng)計(jì)離不開現(xiàn)代信息技術(shù)，不懂現(xiàn)代信息技術(shù)就不懂現(xiàn)代統(tǒng)計(jì)。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及統(tǒng)計(jì)分析方法的不斷復(fù)雜化，計(jì)算機(jī)在統(tǒng)計(jì)分析中的應(yīng)用愈來愈受到人們的重視，許多統(tǒng)計(jì)分析軟件應(yīng)運(yùn)而生，避免了許多手工或計(jì)算器的反復(fù)運(yùn)算，它已被廣泛地應(yīng)用于通訊、醫(yī)療、銀行、證券、商業(yè)、市場(chǎng)營銷等領(lǐng)域。站在時(shí)代最前沿的當(dāng)代大學(xué)生當(dāng)然也不應(yīng)脫離計(jì)算機(jī)這個(gè)有利的工具去學(xué)習(xí)統(tǒng)計(jì)方法。所以在教材中，講授統(tǒng)計(jì)方法的同時(shí)，應(yīng)輔以SPSS統(tǒng)計(jì)軟件的介紹，安排適當(dāng)上機(jī)實(shí)驗(yàn)題目，以培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用統(tǒng)計(jì)軟件分析問題、解決問題的能力為終極目標(biāo)?？傊?我們只有通過對(duì)概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)課程的教學(xué)定位、教材建設(shè)等方面去探索、改革和創(chuàng)新,才能完成獨(dú)立學(xué)院對(duì)“創(chuàng)新型人才”“應(yīng)用型人才”的培養(yǎng)目標(biāo)。

一、在《概率統(tǒng)計(jì)》教學(xué)中展示數(shù)學(xué)思想與數(shù)學(xué)思維的運(yùn)用

1.在《概率統(tǒng)計(jì)》課程開始導(dǎo)入有關(guān)概率論起源的小故事。關(guān)于概率論起源的小故事有很多，讓學(xué)生自己從網(wǎng)上多搜索，開闊視野。在講解古典概型試驗(yàn)中古典概率的計(jì)算方法時(shí)，可以首先引入現(xiàn)實(shí)中的生活案例。例如2007年震驚全國的警人故事，即邯鄲農(nóng)業(yè)銀行發(fā)生的“巨獎(jiǎng)買彩票背后的秘密”，學(xué)生對(duì)發(fā)生在自己身邊的故事特別感興趣，對(duì)這部分知識(shí)會(huì)留下深刻的記憶。在課程初期讓學(xué)生意識(shí)到《概率統(tǒng)計(jì)》這門課程來源于生活實(shí)際，體會(huì)到事物的發(fā)生和發(fā)展總是有一定的規(guī)律性這一數(shù)學(xué)思想。

2.極大似然思想是極大似然估計(jì)法的應(yīng)用思想，其基礎(chǔ)為如果在一次試驗(yàn)中某個(gè)事件出現(xiàn)了，我們就認(rèn)為發(fā)生的概率最大的事件是最容易出現(xiàn)的［4］?？傮w分布中的參數(shù)的取值就取使該事件發(fā)生最大的參數(shù)作為其估計(jì)值。我們可以通過法律事實(shí)故事引出《概率統(tǒng)計(jì)》中的極大似然思想。法律事實(shí)曾在中央二臺(tái)“今日說法”節(jié)目中播出，內(nèi)容是關(guān)于彩票站站長與小學(xué)女教師爭搶彩票，由法官裁決彩票所屬的故事。法官利用法律上的高度蓋然性原則，判定小學(xué)女教師勝訴這一事實(shí)，讓學(xué)生深刻理解《概率統(tǒng)計(jì)》中的極大似然思想。對(duì)于極大似然參數(shù)估計(jì)法，一定要總結(jié)求解步驟，這樣可以清晰地展示思維的發(fā)展過程。

3.將數(shù)學(xué)思想循序漸進(jìn)地滲透到課堂教學(xué)實(shí)踐中。加深對(duì)基本概念的理解，突出數(shù)學(xué)思想及解題思路，將每一道題的解決歸結(jié)為3—4個(gè)步驟。解決問題靈活多樣，情況允許時(shí)對(duì)某一問題的解決可以引入數(shù)學(xué)軟件。鼓勵(lì)學(xué)生參加數(shù)學(xué)建模等活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力。

二、掌握數(shù)學(xué)思想與數(shù)學(xué)思維對(duì)學(xué)習(xí)《概率統(tǒng)計(jì)》的重要意義

掌握數(shù)學(xué)思想，就是掌握數(shù)學(xué)的精髓，數(shù)學(xué)思想的發(fā)展能夠促進(jìn)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。數(shù)學(xué)思維的目的在于促使學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)、數(shù)學(xué)思維方法分析和研究各種數(shù)學(xué)現(xiàn)象。高校數(shù)學(xué)教師應(yīng)該有計(jì)劃、有目的地傳授數(shù)學(xué)思想和數(shù)學(xué)思維過程。注重?cái)?shù)學(xué)思想研究有助于激發(fā)大學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣，讓大學(xué)生真正有興趣主動(dòng)自覺地傾聽和思考。引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)數(shù)學(xué)、用數(shù)學(xué)的過程中，掌握方法、形成思想，促進(jìn)思維能力的發(fā)展。數(shù)學(xué)思想方法比具體的數(shù)學(xué)知識(shí)更具抽象性和概括性。.