應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式下數(shù)理統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式探索

王燦

摘要：在應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式下，以數(shù)理統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)課程為例，闡述了該課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的系統(tǒng)模式，從實(shí)驗(yàn)室的硬件和軟件建設(shè)上提出要求，總結(jié)探索實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和內(nèi)容的制定，討論實(shí)驗(yàn)課程的考核方法，建立一套簡(jiǎn)單易行又和實(shí)際緊密聯(lián)系的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案。

關(guān)鍵詞：數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn);數(shù)理統(tǒng)計(jì);實(shí)驗(yàn)教學(xué)

中圖分類號(hào)：O142 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2020）21-0386-02

一、引言

隨著社會(huì)和企業(yè)對(duì)人才要求的改變，各高校以此為契機(jī)對(duì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式進(jìn)行學(xué)生培養(yǎng)方式的轉(zhuǎn)變，以滿足經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)建設(shè)和服務(wù)管理的需求。實(shí)用性、特色性是應(yīng)用型人才教育強(qiáng)調(diào)的重點(diǎn)，教育原則是對(duì)理論知識(shí)堅(jiān)持“專業(yè)、基礎(chǔ)、實(shí)用”，教育過程要求將理論與實(shí)踐相結(jié)合，因此高校教學(xué)課堂的重點(diǎn)應(yīng)該適當(dāng)做出調(diào)整，以突出實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)的重要性，在實(shí)踐中夯實(shí)學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)，同時(shí)強(qiáng)化學(xué)生的動(dòng)手技能，以確保應(yīng)用型人才的真正培養(yǎng)。數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)在20世紀(jì)發(fā)展初期廣義上是指一門單獨(dú)的實(shí)驗(yàn)課程學(xué)科，特點(diǎn)是概括面大、橫跨多學(xué)科，比較經(jīng)典的參考書目都是基于案例教學(xué)的，內(nèi)容相對(duì)豐富，實(shí)驗(yàn)方式也比較靈活，代表作有《數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)經(jīng)典案例》等。進(jìn)入到二十一世紀(jì)，隨著應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的轉(zhuǎn)變，數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程更加細(xì)化了，具體指在數(shù)學(xué)類專業(yè)課程中，在數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室通過仿真模擬來完成實(shí)驗(yàn)操作，這就要求在實(shí)際教學(xué)過程中不斷完善不足，以滿足理論應(yīng)用于實(shí)踐的要求。目前國內(nèi)學(xué)者對(duì)此類問題的研究主要分為兩個(gè)方面：一是教學(xué)方案方面，主要根據(jù)個(gè)人的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和思考，從數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的感性認(rèn)識(shí)出發(fā)，撰寫對(duì)應(yīng)的方案總結(jié);二是教學(xué)軟件方面，數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的仿真離不開相應(yīng)的軟件，比較經(jīng)典的比如幾何畫板、Matlab等，或從軟件應(yīng)用出發(fā)進(jìn)行數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的演繹，或從具體例子入手驗(yàn)證數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的目的和意義，這些研究都為數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程研究提供了很好的基礎(chǔ)。

數(shù)理統(tǒng)計(jì)是數(shù)學(xué)專業(yè)的重要課程，也是醫(yī)農(nóng)、理工等專業(yè)的必修課程。它是概率論課程的后續(xù)延展，解決基本統(tǒng)計(jì)及假設(shè)檢驗(yàn)問題，其理論在軟件上的實(shí)踐大大拓展了該課程的實(shí)用性。比如數(shù)量遺傳學(xué)和計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)，前者就是在應(yīng)用統(tǒng)計(jì)分析結(jié)合相關(guān)學(xué)科的基礎(chǔ)上形成的，后者是數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)和經(jīng)濟(jì)學(xué)應(yīng)用結(jié)合的產(chǎn)物。因此，在教學(xué)中配以相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)手段，對(duì)學(xué)生理解理論、解決問題、拓展應(yīng)用都有很大的幫助。

二、實(shí)驗(yàn)條件

（一）實(shí)驗(yàn)室條件

從硬件上來說，數(shù)理統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)所需和其他數(shù)學(xué)類課程類似，抑或并入數(shù)學(xué)建模或統(tǒng)計(jì)類實(shí)驗(yàn)室，因而實(shí)驗(yàn)室的基本條件比如基礎(chǔ)教學(xué)設(shè)備、服務(wù)器、計(jì)算機(jī)等應(yīng)首先滿足。但是需要注意的是，數(shù)理統(tǒng)計(jì)課程不僅要在實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證理論，還需要注意它的實(shí)際應(yīng)用，尤其是和其他課程的結(jié)合，比如醫(yī)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)等，因此數(shù)理統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)課程需要大量的數(shù)據(jù)，這就要求實(shí)驗(yàn)室要建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，也就需要實(shí)驗(yàn)室有小型服務(wù)集群，以滿足數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、運(yùn)算和分析運(yùn)行需求。如果實(shí)驗(yàn)室條件允許，還要考慮學(xué)生分組進(jìn)行決策時(shí)的要求，比如建立決策分析室或設(shè)計(jì)路演實(shí)驗(yàn)室，需要準(zhǔn)備簡(jiǎn)單的桌椅和投影設(shè)備，以滿足小組充分發(fā)揮創(chuàng)造思維的空間所需。

從軟件上來說，數(shù)理統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)課程專業(yè)性很強(qiáng)，對(duì)軟件的要求相對(duì)也就較高。目前國際比較流行的統(tǒng)計(jì)軟件主要有SPSS、R、SAS等，當(dāng)然，Office軟件中的EXCEL也是很好的統(tǒng)計(jì)軟件，其內(nèi)嵌的統(tǒng)計(jì)功能可以滿足數(shù)理統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)的基本需求，同時(shí)課程所需的資源項(xiàng)目庫也可在軟件建設(shè)中一并考慮。

（二）實(shí)驗(yàn)者條件

數(shù)理統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)課程既有專業(yè)性又有和其他課程的聯(lián)系性，比如在假設(shè)檢驗(yàn)這部分實(shí)驗(yàn)時(shí)，很多數(shù)據(jù)案例會(huì)選擇醫(yī)學(xué)或經(jīng)濟(jì)學(xué)中的數(shù)據(jù)，這就要求實(shí)驗(yàn)者既要有扎實(shí)的數(shù)理統(tǒng)計(jì)理論基礎(chǔ)，又要對(duì)實(shí)驗(yàn)所涉及的其他學(xué)科有所了解。在專業(yè)理論上，要求實(shí)驗(yàn)者既要熟練掌握概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)部分知識(shí)，又要在實(shí)驗(yàn)前對(duì)實(shí)驗(yàn)所涉及的其他學(xué)科知識(shí)進(jìn)行認(rèn)識(shí)，比如前文提到的數(shù)量遺傳學(xué)、計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)等，要求實(shí)驗(yàn)者在實(shí)驗(yàn)前了解掌握專業(yè)概念，以對(duì)實(shí)驗(yàn)的目的、過程尤其是結(jié)果做出正確的解讀。

三、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及內(nèi)容設(shè)計(jì)

（一）實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

數(shù)理統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)課程可不獨(dú)立設(shè)課，而是作為該科課程中的課內(nèi)實(shí)驗(yàn)來實(shí)現(xiàn)，可理論對(duì)應(yīng)實(shí)驗(yàn)依次操作，也可先講解完基礎(chǔ)理論部分，后期統(tǒng)一進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證操作。以成都師范學(xué)院2018版培養(yǎng)方案為例，該課程總共48學(xué)時(shí)，利用前32學(xué)時(shí)講解完基礎(chǔ)理論，后16學(xué)時(shí)則作為實(shí)驗(yàn)部分，共設(shè)計(jì)6個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，具體如表1所示。

（二）內(nèi)容設(shè)計(jì)

每門課程都有其特殊性，數(shù)理統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)課程也不例外，在實(shí)驗(yàn)前，教師需根據(jù)學(xué)生情況安排其認(rèn)識(shí)并學(xué)會(huì)操作相應(yīng)軟件，然后根據(jù)課時(shí)安排開始對(duì)應(yīng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。關(guān)于實(shí)驗(yàn)講解，教師可從計(jì)算機(jī)教師端統(tǒng)一發(fā)布，具體參考案例如圖1實(shí)驗(yàn)報(bào)告案例所示。

在實(shí)際實(shí)驗(yàn)課程中，教師要根據(jù)學(xué)生的具體情況，于課前設(shè)定具體的演示案例，明確要求學(xué)生解答的問題，問題盡量由淺入深，使學(xué)生既能理解理論又能結(jié)合實(shí)際問題動(dòng)手操作。在這一過程中，教師要根據(jù)問題將實(shí)驗(yàn)?zāi)康闹v解清楚，并對(duì)實(shí)驗(yàn)原理做理論上的簡(jiǎn)單復(fù)習(xí)，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示時(shí)需注意操作的詳細(xì)程度，可要求學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行截圖記錄，尤其要注意對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的講解，同時(shí)要求學(xué)生有正確的解讀并做好總結(jié)。

四、實(shí)驗(yàn)考核

為檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)課程的效果，可制定一定的考核辦法。首先是實(shí)驗(yàn)總成績的考核，期末安排一次實(shí)驗(yàn)考試，實(shí)驗(yàn)室條件允許就安排上機(jī)考，學(xué)生直接提交電子檔實(shí)驗(yàn)報(bào)告即可，也可以手寫試卷的形式對(duì)理論與實(shí)驗(yàn)進(jìn)行一并考查。平時(shí)實(shí)驗(yàn)成績依據(jù)小組實(shí)驗(yàn)報(bào)考、個(gè)人平時(shí)表現(xiàn)等進(jìn)行綜合評(píng)定，在考核平時(shí)成績時(shí)可以報(bào)告為主，抽取學(xué)生講解操作為輔。

五、結(jié)語

在應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式下，學(xué)校教學(xué)尤其是數(shù)學(xué)類理論性強(qiáng)的學(xué)科，必須更新教學(xué)模式，在相應(yīng)課程中加入實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)，做到和實(shí)際問題有機(jī)結(jié)合。在建立實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案時(shí)，以數(shù)理統(tǒng)計(jì)課程為例，當(dāng)實(shí)驗(yàn)室硬件和軟件要求得到滿足時(shí)，實(shí)驗(yàn)過程要重點(diǎn)關(guān)注教學(xué)案例的實(shí)際應(yīng)用，加大該課程解決問題的實(shí)用性，確保教學(xué)質(zhì)量和應(yīng)用型人才培養(yǎng)目的雙達(dá)標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉超，吳喜之.統(tǒng)計(jì)教學(xué)面對(duì)的挑戰(zhàn)[J].統(tǒng)計(jì)研究，2012， 29（02）：105-108.

[2]饒永超，王樹立，嵇煒，李俊華，趙會(huì)軍，趙書華.關(guān)于高校實(shí)驗(yàn)室隊(duì)伍建設(shè)的分析與設(shè)想[J].教育教學(xué)論壇， 2019，（34）：18-19.

[3]徐付霞，李亞威.基于統(tǒng)計(jì)軟件R的《數(shù)理統(tǒng)計(jì)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)案例[J].高等數(shù)學(xué)研究，2018，21（01）：61-64.

[4]董飛，聶秀山.信息技術(shù)專業(yè)數(shù)學(xué)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)初探[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2018，37（10）：184-187.

[5]賈小寧，施三支，周林華.概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐[J].統(tǒng)計(jì)與管理，2016，（04）：183-184.

[6]謝治州.“數(shù)值分析”實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)踐與探索[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2010，29（05）：133-136.

Abstract： Under the training mode of applied talents， this paper takes the experimental course on Mathematical Statistics as an example to expound the systematic mode of the experimental teaching， puts forward the requirements from the construction of the hardware and software of the laboratory， sums up and probes into the design of the experimental items and the formulation of the contents， discusses on the examination methods of the experimental course， and establishes a set of experimental teaching scheme which is simple， feasible and closely related to reality.

Key words： mathematics experiment; mathematical statistics; experiment teaching