淺析大數據背景下的統計教學

汪寶彬，楊懷奎，吳雪芹

(1.中南民族大學　數學與統計學學院，湖北　武漢　430074;2.鄂州職業大學　計算機系，湖北　鄂州　436000)

淺析大數據背景下的統計教學

汪寶彬1，楊懷奎1，吳雪芹2

(1.中南民族大學數學與統計學學院，湖北武漢430074;2.鄂州職業大學計算機系，湖北鄂州436000)

摘要：大數據對統計教學的影響，主要體現在教學內容的巨大變化和傳統教學方式的深刻革新。從大數據的內涵與特征出發，闡述了大數據背景下國內統計教學中存在的一些問題，指出了統計教學改革的一些具體措施。

關鍵詞：大數據；統計教學；挑戰；改革

隨著社會科技與經濟社會的發展，數據的重要性明顯增強，加上計算機技術的發展，人們可以對海量的數據進行查詢、分析、處理，使得大數據本身的價值愈發呈現。但是對于傳統的數據采集與分析已經很難適應大數據時代對數據進行實時處理的需求，這就要求培養更加專業的統計人才適應大數據時代的趨勢，使大數據“為我所用”。

大數據的特征可歸納為四點：數據量空前巨大、數據種類紛繁、數據的流動速度很快、數據的價值密度降低[1]。在大數據時代，對海量數據的處理必須以物聯網、云計算等來實現。物聯網、云技術以及基于物聯網和云技術的大數據成為當今教學改革的主要技術推動力量。在知識全球化的今天，教育的國際化以勢不可擋的沖擊力影響著人們的知識體系和生活方式。此時，我們要做到兩個“敢于”，即敢于直面大數據時代的來臨，敢于正視當前統計教學的現狀。

一、統計教學存在的一些問題

在大數據時代，統計教學面臨著前所未有的挑戰。統計模型需要深化更新，如結合拓撲、幾何和隨機場等數學知識進行海量數據的分析。另外，算法和計算機上的實現需要先進的計算機技術平臺，數據在計算機上的實現是培養統計人才的必須課程。然而，我國傳統的教學模式大都是以教師為中心，學生被動地接受教師講解的理論知識。教師通常是利用黑板或者其他的教學多媒體對學生進行“填鴨式”教學，學生實踐的機會少之甚少，這使得統計學人才的培養無法滿足大數據時代我國經濟發展的需要。

1.我國統計教學與國際統計教學的差距

隨著大數據時代的到來，世界上的很多國家認識到了統計思維與統計能力在處理大數據時的重要性，逐步開展統計教學的改革。然而，經研究表明：學生大多在進入大學前，都會對統計的觀念和技能有錯誤的意識和理解[2]。例如：在英國，在國家數學課程中融入“數據處理”的內容； 澳大利亞的課堂，則把“機率和數據”納為學生的必修課；在意大利，也將“統計和數據分析”課程體系寫入教材。通過研究國外統計教學的改革方案，我們可以借鑒以下幾點：一是要將統計教學研究的方向應該從知識轉向能力的培養，更加注重對教學過程的監督；二是國外的統計教育重視解決學生的“誤解”，這樣既可以提高教師的教學質量，也會提高教師的教學水平；三是加大對教學的投入，為學生提供良好的外部條件，提高學生整體素質，提高對大數據的分析處理能力。在我國的統計教學中，這些都是比較缺乏的，因此在未來統計教學改革中，應該學會借鑒國外先進的經驗，逐步與國際接軌。

2.傳統的教學方式缺乏吸引力

我國傳統的教學模式其單一的教學形式嚴重制約著統計教學的效果。目前，很多高校仍然運用缺乏針對性與時效性的例子進行講解。這些教學案例與數據大部分是借鑒其他教材上的例子或者是經過簡化的例子，與當代經濟社會的發展脫節，更不能緊跟大數據的趨勢，使得課堂過于枯燥。學生也會因為枯燥的案例失去學習的熱情，就不能很好地應用到實踐當中，再加上教師重理論輕實踐的思想，學生實踐能力得不到培養，學生的學習效果受到嚴重的影響，教學效果也受到嚴重的影響?，F在，網上互動如 QQ、微信、Skype等溝通手段已逐漸成為有效的教學輔助手段之一。然而，對于統計課堂中的多媒體教學設備，教師僅僅把他們當作電子講稿的播放器，沒能真正實際展示出統計分析的全過程，使統計分析顯得復雜且難以解決，使統計的功能得不到體現，使統計教學的資源和過程不能得到優化，學生既沒能真正掌握怎樣去“漁”，也沒能在實際中得到一些“魚”。

3.教師素質有待提高

在教學方法上，教師對知識的培養過于重視，缺乏對理論與實踐的結合，師生間的互動也是少之又少。再加上統計案例不能夠激發學生學習的熱情，學生就不會主動地將一些基礎的統計手段運用到實際的分析當中，這就很難提高統計學在實際應用上的效果，使得我國的統計工作逐步落后于大數據時代。在教學過程中，教師不注意激發學生的興趣，更是缺乏對學生統計思維方式和創造能力的培養。隨著大數據時代的到來，統計教學進入一個嶄新的領域，但是教師隊伍的綜合素質參差不齊，更甚是有部分老師不能熟練使用主流的統計軟件對收集到的數據進行分析處理以及分析結果進行準確分析，更談不上更好地培養學生?？梢姡處煹闹R結構不完善，課堂教學中統計軟件的應用較為缺乏，這就很難適應大數據時代發展的要求，使得教學實際效果與教學理論目標相差很遠。

4.統計軟件的教學環境落后

在以往的統計教學中，統計分析的課程大多都是結合SPSS、E-views軟件進行講授，每個軟件都學而不精，學生也不愿意主動花時間學習更多的軟件。這些軟件僅用于單個文件進行處理，很難同時處理多個文件，分析的圖表也無法在交互界面中顯示，在處理前沿的統計過程中也有很多缺陷。現行世界流行的統計軟件如SAS、 R等可以用任何可能的方式來處理數據，而大數據具有數據量巨大、分布式、非結構化、數據分析由專家層轉化為用戶層、大量采取可視化展現方法等特點[3],SAS、 R軟件更加符合大數據時代社會發展的需要，通過混合模型進行分析，運用簡單而強大的編輯語言實現分支與循環，它們強大的數據管理和同時處理大批數據文件的功能，成為大數據時代不可或缺的應用型軟件。在教學過程中，應該鼓勵學生參加一些多層次、模塊化的實踐教學項目，建立完備的統計實驗室及教育實習基地，為學生提高統計軟件的應用能力提供完善的外部環境。

5.教學內容與大數據時代脫節

在大數據時代，統計教學培養方案面臨兩大挑戰。一是大數據背景下的統計模型不僅與拓撲、幾何和隨機場等數學知識進行結合，還與更多的學科進行交叉，隨著統計模型的逐漸深化，在未來海量數據的分析中占據著重要的角色。二是算法及其在計算機上的實現，這對傳統的教學來說是一個更大的挑戰。在大數據時代，對海量數據的處理就需要先進的計算機技術平臺來實現。因此要想讓統計學專業的學生成為大數據背景下需要的復合型的政府統計人才、企業發展統計人才、數據科學家，數據在計算機上實現的相關就應該設定為必修課程。然而，在傳統統計教學過程中，更多的是對學生解題能力、記憶能力以及套用公式能力的培養，忽視對實驗結果的分析與拓展，這就很難對學生的統計思維進行培養，不能盡快適應大數據時代的要求。另外，統計學專業的培養方案中課程不具備多樣化，缺少交叉學科以及統計建模類課程，使得高校教學與實踐脫節，學生的實踐能力不能適應大數據時代發展的趨勢。

二、統計教學改革的一些措施

1.與時俱進，準確定位人才培養目標

在大數據時代來臨的今天，人們生產生活的各個領域對多重背景的應用型統計人才的需求更加迫切。培養應用統計的專業人才，就應當設置更多的相關領域和交叉學科的專業課程，多考慮“學生知道什么，不知道什么，想知道什么”，讓學生對統計應用領域進行更加深入的認識，將統計方法和理論知識有機地結合起來，提高統計服務的能力。高校統計專業還應該根據高校自身的優勢，設置經濟統計、金融統計、衛生統計等專業，辦出具有高校自身特色的統計專業。另外，高校的統計學培養方案中，還要加設一些統計建模的相關課程，讓學生在運用軟件的過程中鞏固統計知識原理，提高統計原理的實際應用能力。“問渠哪得清如水，為有源頭活水來”，科學謀劃統計人才培養目標和方案，切實遵循大數據時代對統計人才新要求的原則，為“十三五”規劃的順利實施提供堅實有用的統計專門人才。

2.更新觀念，扎實有效推進教學改革

在大數據時代，豐富的資源以及信息技術的發展，這就會打破傳統的一味追求推理論證的教學模式，更加注重對數據的收集、處理和分析，更加強調數據的價值，解讀數據背后所隱藏的有價值的信息和規律，讓數據說話，從而更好地服務大數據時代我國經濟發展的需要。在教學過程中，教師應該引進更多的項目，讓學生在項目的訓練中學習數據處理的整個過程，實現理論與實踐、課堂教學與實驗教學的有機結合?？梢試L試托夫勒的小班化教學模式，多個教師同堂授課，加強師生間的互動，采用與大數據時代結合的案例進行教學，采取小組討論的方式，讓學生獨立思考后，再開展提問回答的環節，提高學生課堂的活躍程度，在激發學生學習興趣的同時又培養了學生的統計思維。另外，要打破學科壁壘、學院壁壘，使得學科間、學院間共同學習，共同進步，才能使統計教學在當今國際化趨勢中真正做到“先人一步，高人一招”。

3.融合貫通，培養復合型一流國際化統計人才

大數據時代是一個一切都可以進行監測的時代。隨著國際上統計教育的發展，統計學專業人才只有具備專業的統計知識與解決實際問題的能力，才能順應大數據時代發展的要求。在大數據時代的統計分析領域，統計工作者需要具備計算機、經濟、管理、生物等交叉學科的知識。根據近幾年高校的就業質量報告的統計，大多數的統計畢業生就職于政府部門、金融投資公司、學術研究機構、保險公司、制藥公司等。從這些部門對統計學畢業生提供的職位要求看，要求畢業生在熟練掌握統計學的基本理論和方法之外，還要具有數學、計算機、經濟、管理以及生物等知識背景。這就要求高校在制定培養計劃的時候，要注重對學生的知識結構進行合理地配置，這樣才能適應大數據時代經濟社會的發展，才能培養出一大批復合型一流國際化統計人才。

4.強化實踐環節，打造一流統計教師

教師是課堂改革發展的承擔者，教師的綜合素養直接影響到教學改革的質量。要想適應大數據時代統計學教學改革的要求，就必須加強對教師隊伍整體素質的培養。隨著統計學的深入發展，統計學研究的深度與難度逐漸增加，這對教師提出了新的要求。教師不僅要熟練掌握統計理論知識，更要熟練操作各種統計軟件，不斷提高計算機操作水平及解決實際問題等多方面的能力，緊跟大數據時代發展的步伐。另外，教師還應該轉變“重知識，輕實踐”的傳統觀念，注重培養學生的統計思維與統計分析能力。所以，高校應該著力打造一支年齡、職稱和學歷結構合理的統計師資，在此基礎上重視對統計學教師的培訓力度，積極組織教師參與研討會以及相關學術會議，組織老師集體備課，讓教師在交流經驗中逐步提高綜合素質。

三、結語

大數據時代不是“我們想要什么，而是我們能做什么”。當今社會對統計學人才的需求就是統計教學改革的目標和努力的方向。在大數據時代，對統計教學的改革來說既是機遇又是挑戰，我們應該積極地順應這種潮流應勢而為，化挑戰為機遇，主動適應大數據時代統計教育的需求，加大交叉學科理論研究的縱深，積極引導教師參加統計教改活動，提高教師整體的統計教學水平，不斷壯大統計學生命力，培養更多的高素質的國際化統計學復合型人才是我們義不容辭的擔當和責任。

參考文獻：

[1]陶雪嬌,胡曉峰,劉洋. 大數據研究綜述[J].系統仿真學報,2013,(S1):142～146.

[2]Garfield J. Assessing statistical reasoning[J].Stat. Edu. Res. J.，2003，2(1): 22～38.

[3]魏忠,何立友. 大數據:開啟面向未來的教育革命[J].中小學信息技術教育,2013,(10):15～17.

文章編號：2095-4654(2016)03-0078-03

* 收稿日期：2015-11-19

基金項目：中南民族大學教學研究項目(JYX13023);國家大學生創新訓練資助項目(GCX15014)

中圖分類號：G642；O213

文獻標識碼：A