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1、指导教师：指导教师：基于基于MATLAB的概率统计可的概率统计可视化实验系统视化实验系统n班级：班级：n学生：学生：n学号：学号：n一一.概率数学实验的研究背景概率数学实验的研究背景n二二.概率数学实验的功能和含义概率数学实验的功能和含义n三三.MATLAB及图形用户界面及图形用户界面 简介简介n四四.概率论可视化实验系统的内容体系概率论可视化实验系统的内容体系n五五.实验系统的实现实验系统的实现n六六.实验系统的运行实验系统的运行论文体系论文体系研究背景研究背景 1.概率论有结构宏大的理论，而且在许多领域中都有其广概率论有结构宏大的理论，而且在许多领域中都有其广泛的应用，它是一门十分重要的基
2、础课程。因此，学好作为泛的应用，它是一门十分重要的基础课程。因此，学好作为数理统计理论基础的概率论，是很有必要的。数理统计理论基础的概率论，是很有必要的。2.现代科技的发展，为我们提供了一个科学的现代化环境，现代科技的发展，为我们提供了一个科学的现代化环境，特别是把计算机引入到数学学习中，特别是把计算机引入到数学学习中，不仅能提高数学学习的不仅能提高数学学习的效率，还能提高学习数学的兴趣，拓宽数学与其他学科的联效率，还能提高学习数学的兴趣，拓宽数学与其他学科的联系，充分发挥系，充分发挥“数学数学”的作用。而数学实验正是实现这一目的作用。而数学实验正是实现这一目标的一种非常好的学习方式。标的一种
3、非常好的学习方式。3.数学实验就是让学生使用数学软件进行函数绘图、定理数学实验就是让学生使用数学软件进行函数绘图、定理的演示等，这是一种的演示等，这是一种“亲自动手交互式亲自动手交互式”的的 学习方式。学习方式。概率论数学实验的功能概率论数学实验的功能u一一.数学实验的功能数学实验的功能（1）有助于提升学习兴趣）有助于提升学习兴趣 概率论作为大学数学重要的基础课，本身又是很枯燥，只有通概率论作为大学数学重要的基础课，本身又是很枯燥，只有通过一些比较形象直观的图形等，又能加深印象，才能提高学习过一些比较形象直观的图形等，又能加深印象，才能提高学习的兴趣。的兴趣。（2）加强对知识点的认识加强对知识
4、点的认识 数学实验，其主旨就是由学生亲自动手，在数学软件的帮助下数学实验，其主旨就是由学生亲自动手，在数学软件的帮助下学习数学。通过亲自动手来加强对知识点的认识。学习数学。通过亲自动手来加强对知识点的认识。（3）有助于掌握科学的思维方法）有助于掌握科学的思维方法 数学的思想方法是数学的精髓，有意识地加强数学思想方法的数学的思想方法是数学的精髓，有意识地加强数学思想方法的学习，通过亲自动手也有助于掌握正确的思维方法。学习，通过亲自动手也有助于掌握正确的思维方法。概率论数学实验的含义概率论数学实验的含义u一一.数学实验的含义数学实验的含义（1）促进学习观念的转变促进学习观念的转变 我们要加强主动地
5、发现问题和解决问题的意识，从被动接我们要加强主动地发现问题和解决问题的意识，从被动接受知识转变为通过自己的亲自动手去掌握知识。受知识转变为通过自己的亲自动手去掌握知识。（2）完善对于概率论的感觉完善对于概率论的感觉 概率论试验课试图通过使用计算机来实现一些常见分布的概率论试验课试图通过使用计算机来实现一些常见分布的分布图像，不仅使他们对这些分布图像有更深刻的认识，完分布图像，不仅使他们对这些分布图像有更深刻的认识，完善概率直觉，而且使学生对实际事物中的随机性产生敏感。善概率直觉，而且使学生对实际事物中的随机性产生敏感。（3）促进创新能力的培养）促进创新能力的培养 计算机应用水平的发展，使得数学
6、的应用越来越广泛，计算机应用水平的发展，使得数学的应用越来越广泛，我们可以通过更加新颖的思维解决实际问题。我们可以通过更加新颖的思维解决实际问题。MATLAB简介简介MATLAB是一个包含众多工程计算和仿真功能的庞大系统，是一个包含众多工程计算和仿真功能的庞大系统，是目前世界上最流行的仿真计算软件。是目前世界上最流行的仿真计算软件。广泛地应用于科学计算、广泛地应用于科学计算、控制系统、信息处理、等领域的分析、仿真和设计工作。控制系统、信息处理、等领域的分析、仿真和设计工作。1.1.图形用户界面（图形用户界面（GUI)GUI)图形用户界面（图形用户界面（Graphical User Interf
7、aces GUI）是）是由窗口、光标、按键、菜单、文字说明等对象构成的一个用户由窗口、光标、按键、菜单、文字说明等对象构成的一个用户界面。用户通过一定方法选择激活这些图形对象，使计算机产界面。用户通过一定方法选择激活这些图形对象，使计算机产生某种动作或者变化，比如实现绘图等。生某种动作或者变化，比如实现绘图等。三基本元素三基本元素 1.组件组件 2.图形窗口图形窗口 3.回应回应概率可视化实验系统的内容体系概率可视化实验系统的内容体系实验系统设计的原则实验系统设计的原则1.操作性原则操作性原则 本实验系统不需要编程，使用者只需要点击鼠标输入参数本实验系统不需要编程，使用者只需要点击鼠标输入参数
8、可以实现功能。可以直观的看到实验结果。可以实现功能。可以直观的看到实验结果。2.交互性原则交互性原则 使用者不仅可以通过界面上的功能按钮和菜单完成预定的实使用者不仅可以通过界面上的功能按钮和菜单完成预定的实验任务，也可以自行设置实验任务，修改试验参数验任务，也可以自行设置实验任务，修改试验参数3.连续独立性原则连续独立性原则 系统也考虑概率论内容的连贯性。各个子系统即连贯体现整体系统也考虑概率论内容的连贯性。各个子系统即连贯体现整体内容，也独立体现不同内容。内容，也独立体现不同内容。实验系统的实现实验系统的实现1.主界面功能设计主界面功能设计 实现进入次界面，实现进入次界面，退出系统的功能。退
9、出系统的功能。系统次级界面的实现系统次级界面的实现系统次级界面的实现系统次级界面的实现实验系统的演示运行实验系统的演示运行实验实验1 1：分别输入二项分布与泊松分布若干组不同的参数：分别输入二项分布与泊松分布若干组不同的参数 （n n、p p、）绘制二项分布与泊松分布的分布列图，并用不）绘制二项分布与泊松分布的分布列图，并用不 同的颜色区分图像，从中理解参数对图像的影响。同的颜色区分图像，从中理解参数对图像的影响。设计要领：采取控制变量法，令一个变量不变，另一个变设计要领：采取控制变量法，令一个变量不变，另一个变量变化，观察参数变化对于图像的影响。量变化，观察参数变化对于图像的影响。常见离散型
10、分布实验结果演示常见离散型分布实验结果演示常见离散型分布实验结果演示常见离散型分布实验结果演示常见连续型分布实验常见连续型分布实验实验实验2 2：输入三组数值不同的正态分布的均值、方输入三组数值不同的正态分布的均值、方差、分别绘制当参数不同时正态分布的密度函数图，差、分别绘制当参数不同时正态分布的密度函数图，并用不同颜色区分，并观察在一个参数不变的情况并用不同颜色区分，并观察在一个参数不变的情况下，调整另一参数对于正态分布密度函数图像的影下，调整另一参数对于正态分布密度函数图像的影响。响。设计要领：设计要领：对于正态分布的参数，也采取控制变对于正态分布的参数，也采取控制变量法，先使正态分布均值
11、不变，方差变化，观察图量法，先使正态分布均值不变，方差变化，观察图像变化情况；再使方差不变，均值变化，观察图像像变化情况；再使方差不变，均值变化，观察图像情况。情况。结果演示结果演示结论与不足结论与不足数学实验是一种新的方法和技术，在代替人进行繁琐的运算上数学实验是一种新的方法和技术，在代替人进行繁琐的运算上有着无比的优越性。有着无比的优越性。MATLAB是一个通用数学软件，它具有简单是一个通用数学软件，它具有简单易学、易用的特点，使用者只需输入一些简单命令而不用编制大易学、易用的特点，使用者只需输入一些简单命令而不用编制大量的程序即可解决许多问题。使学生亲临其境，更能体会到学习量的程序即可解
12、决许多问题。使学生亲临其境，更能体会到学习的乐趣和数学实验的教学和应用功能。系统力求按照概率论知识的乐趣和数学实验的教学和应用功能。系统力求按照概率论知识体系的内容要求，编排实验的基本内容，并按照目的要求、实验体系的内容要求，编排实验的基本内容，并按照目的要求、实验任务编排和实现可视化实验系统设计。任务编排和实现可视化实验系统设计。不足：第一，应该更充分的利用不足：第一，应该更充分的利用MATLAB的优势，多增添一的优势，多增添一些概率论方面的实验内容，如：中心极限定理的演示、多元正态些概率论方面的实验内容，如：中心极限定理的演示、多元正态分布的图像等等，使分布的图像等等，使MATLAB的技术
13、能够在数学实验中应用的更的技术能够在数学实验中应用的更好、更广；好、更广；第二，应该加强学习，提高对于第二，应该加强学习，提高对于MATLAB的操作能的操作能力，使本实验系统外观更加美观，功能更加多样力，使本实验系统外观更加美观，功能更加多样。u大学本科的学习生活即将结束。在此，我要感谢所大学本科的学习生活即将结束。在此，我要感谢所有曾经教导过我的老师和关心过我的同学，他们在我有曾经教导过我的老师和关心过我的同学，他们在我成长过程中给予了我很大的帮助。本文能够顺利完成，成长过程中给予了我很大的帮助。本文能够顺利完成，要特别感谢我的导师要特别感谢我的导师李秦李秦老师，感谢各位老师，感谢各位专业专业的老师的老师的关心和帮助。的关心和帮助。u最后向所有关心和帮助过我的人表示真心的感谢。最后向所有关心和帮助过我的人表示真心的感谢。致谢致谢