《概率论与数理统计》中“点估计”一节的课堂教学设计

发表时间:2020/7/29   来源:《教学与研究》2020年第9期   作者:姜雄
[导读] 《概率论与数理统计》中“点估计”一节,是数理统计中统计推断最基本问题。
  摘要:《概率论与数理统计》中“点估计”一节,是数理统计中统计推断最基本问题。它对不同专业的要求不同,不管是实践应用,还是学生继续学习都起着身份重要的作用。但一般普通本科院校的学生,对该节理解认识和深入学习还是有一定的困难。
        关键词:点估计  课堂教学  教学目标  辽宁科技学院
        本文针对辽宁科技学院应化BG18与环境BG18《概率论与数理统计》两个专业的学生设计一个基础的,系统的,巩固的教学活动,使学生对本节的概念,问题,操作和解决问题的方法全面掌握。
一、教学环境与教学目标
1.教学环境
  根据辽宁科技学院教学大纲,《概率论与数理统计》定位考查课,总学时48学时。
2教学目标
2.1 知识与技能目标
(1)点估计的实际意义
(2)点估计的表达形式
(3)两个常用的估量方法的构造及估量求法
(4)解决实际问题
2.2 过程与方法目标
  采用讲授法与讨论法相结合。让学生在情景教学中经历理解、探索、思考、交流来获取知识,积累知识,感受科学的方法论。
2.3教学重点:点估计的两种常见的估计方法的理解。
2.4教学难点:构造估计量。
二、教学过程
1.基础知识的梳理
(1)离散型随机变量的分布律
(2)连续性型随机变量的概率密度
(3)总体及它的一个样本和观察值
(4)阶原点矩
(5)阶中心矩
(6)样本阶原点矩
  (7) 样本阶中心矩
(8)当时,
2.问题的提出
(1) 在总体的分布函数已知情况下,它的一个或多个参数未知,如何通过总体的一个样本来估计总体的参数值。
(2)数学表示:以知,求,为未知参数。
3.点估计的定义
   如果去统计量来估计总体分布未知参数,则称为的估计量,这种用对参数作定值估计,称为的点估计。
注意:估计量是一个随机变量,是样本的函数,即是一个统计量,对不同的样本值,的估计值一般是不同的。
4.操作
  总体及它的一个样本和观察值
构造适当的统计量,用它的观察值作为未知参数的近似值。
5.点估计的两种构造估计方法
   分为四个步骤:已知,构造,求解,代替。
5.1矩估计法
已知:连续性型随机变量的概率密度
或离散型随机变量的分布律,为参数。
   或

因为
构造:,这是以为未知参数的方程组。
解出:   
代替:以代替,然后就以
分别作为的估计量。
例1 设总体在区间上服从均匀分布,未知,是总体的样本,试求的矩估计量。
解:
解得:

分别以代替,得到矩估计量:


5.2最大似然估计法
已知:同矩估计法
构造:构造似然函数
         (离散型)
或(连续型)
        求解:采用对数求导法,求在可能取得范围内似然函数达到最大参数值,作为参数的估计值。


       
        这样得到为最大似然估计值
                   为最大似然估计量
例2设总体服从,是总体的样本,试求参数最大似然估计量
   解:设是样本的一个样本值
         的分布律为
          似然函数
          取对数,求导,即
          解得参数最大似然估计值
参数最大似然估计值
注意:若是多个参数时
         构造
         求导
三.课堂的总结与提高——考研试题的探究方法
   例3(2019年硕士研究生入学试题(数学一)
          设总体的概率密度函数
是已知参数,是未知参数,是样本的一个样本值。
求的最大似然估计量
解:易求
          最大似然函数
          取对数

           求导数
           解得:
           故得参数的最大似然估计
四.设计意图及设计说明
  1.设计意图
   简洁,连贯,学习,积极,有效
  2.设计说明
  2.1指导思想:以辽宁科技学院《概率论与数理统计》教学大纲的标准为目标,以学习知识,技能的形成,思维方法,实践应用和情感态度为发展中心,讲练结合,建立互动的教学模式(本课程不适合多媒体教学),有效触动学生积极向上的正能量学习态度。
  2.2突出学生的自主探索,交流
2.3时间分配(两小节共90分钟)
  基础知识的梳理:10分钟
  点估计的定义:10分钟
  矩估计法:30分钟
  最大似然估计法:20分钟
  探索与讨论:20分钟
五.课堂设计的总结
  本设计只是针对辽宁科技学院药化学院两个专业四个本科班,其中有其专业特点:考查课,课时少,课堂容量大,并且学生总体的学习兴趣不高。
  通过课堂实践,有效的培养学生的学习兴趣,主动探索和良好思维品质,使他们对人生,对未来充满信心。
  由于成文仓促,难免由许多细节问题,请同行多加交流指教,谢谢大家。

  参考文献:
1.盛骤 谢式千 潘承毅 《概率论与数理统计》[M]高等教育出版社 2009年第一版
2.王逸民 《概率论与数理统计学习指导》[M]机械工业出版社 2010年第一版
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