工程教育背景下優(yōu)化概率統(tǒng)計課程慕課教學方式的探索

黃光能

（云南大學軟件學院 云南·昆明 650091）

教育部長陳寶生2018 年6 月21 日在新時代全國高等學校本科教育工作會議上的講話明確提出：高等教育要回歸大學培養(yǎng)人的本質(zhì)職能、回歸學生要刻苦讀書學習的常識，回歸教師要潛心教書育人的本分，回歸高等學校要傾心培養(yǎng)建設者和接班人的初心。大會全面高揚人才培養(yǎng)主旋律。將我國高等教育的目標定位于成為世界主要高等教育中心和創(chuàng)新人才培養(yǎng)高地。[1]

在工程教育領域，近幾年國家教育部主導的以結果為導向的國際化工程教育專業(yè)認證在工程教育認證協(xié)會的組織和推動下，逐步進入了地方的各類高校，旨在進一步規(guī)范高等教育培養(yǎng)模式，提高大學畢業(yè)生的綜合素質(zhì)，以滿足經(jīng)濟社會發(fā)展的要求。工程教育認證的根本目的是通過認證提高人才培養(yǎng)的質(zhì)量。[2]認證的內(nèi)容上包括圍繞學生、培養(yǎng)目標、畢業(yè)要求、持續(xù)改進、課程體系、師資隊伍、支持條件七個方面，其核心內(nèi)涵有以學生為中心、以產(chǎn)出為導向（OBE）、培養(yǎng)質(zhì)量的持續(xù)改進。

落實到各門課程的教學中，形成了課程的線上線下相結合組織教學的新趨勢。目前我國已建成10 多個慕課共享平臺，上線幕課5000 多門，超過7000 萬人次大學生和社會學習者選學。慕課建設規(guī)模擴大的同時，也暴露出各大平臺對于同一門課程重復建設，上線的慕課課程良莠不齊的問題。據(jù)同學反饋，我國現(xiàn)行的慕課課程，學生修讀過程普遍感覺刷網(wǎng)課無聊，覺得對于課程知識的學習和掌握沒有特別明顯的作用。對此，本文以概率論及數(shù)理統(tǒng)計課程為例提出工程教育背景下優(yōu)化概率論及數(shù)理統(tǒng)計課程慕課教學方式的一些探索。

1 工程教育背景下優(yōu)化概率統(tǒng)計課程慕課教學方式，需要具備統(tǒng)計軟件操作能力的盡職盡責的師資隊伍

慕課教學方式的開展帶來的是更大的工作量以及學生更多的需求，隨著慕課共享平臺的開放，學生提問及輔導需求24小時都可以在線上提交。教師不但要有足夠的耐心回答學生慕課平臺中提出的各種問題，而且有些問題甚至會超越課程教材的范圍。隨著現(xiàn)代計算機技術的飛速發(fā)展，以及電腦作為學生學習的標配，在概率統(tǒng)計課程的教學中把大量的實證運算引入統(tǒng)計軟件進行處理，通過學生利用統(tǒng)計軟件開展實際工作，并從中訓練提高自己在實際工作場景下研究工作的能力，這種方式逐漸成為培養(yǎng)學生能力的有效途徑。任課教師在工程教育過程中結合應用型人才培養(yǎng)目標，在當代計算機技術高度發(fā)展的現(xiàn)實背景下，人工的算式推理演算工作被計算機軟件所取代。要想實現(xiàn)培養(yǎng)適應現(xiàn)代社會的工程應用型人才，必須加強數(shù)學統(tǒng)計軟件的學習和使用。在講授課程邏輯框架及知識結構的基礎上，向?qū)W生介紹SAS、SPSS、R、octave、Minitab等統(tǒng)計軟件，以及一些流行的案例搜索軟件，甚至可以介紹一下python等通過系統(tǒng)編程語言來解決工作、生活遇到的統(tǒng)計問題。這樣一來課程就會變得不但理論內(nèi)涵豐富，而且應用技能嫻熟，這樣培養(yǎng)出來的人才到了就業(yè)市場注定是會受到企事業(yè)單位廣泛歡迎的。當然要實現(xiàn)這樣的培養(yǎng)模式，任課教師首先自己要能夠熟練使用這些軟件。

相反，現(xiàn)有慕課教學模式讓學生大量通過收看網(wǎng)上視頻學習，這樣假使遇到不負責任的任課教師，將出現(xiàn)教學過程完全成了放羊式教學，學習過程任課教師不管不問，學生學習的知識空洞，得不到實踐的檢驗，也得不到應用技能的磨礪。到了學期末，不但任課教師無法確保學生學到系統(tǒng)的課程知識，就連學生自己也只能草草復習應付完課程期末考試了事。

2 工程教育背景下優(yōu)化概率統(tǒng)計課程慕課教學方式，需要安排一定數(shù)量的見面課

見面課主要安排師生間對于整門課程邏輯的串講拼接，以及具體習題的演算親授。概率統(tǒng)計課程知識點多，各高校慕課建設的現(xiàn)狀是各門課程自主建設，課程組的幾個老師分工負責各自的章節(jié)，進行視頻化講授。把課程教學的互動環(huán)節(jié)省去。學生學習10 分鐘左右一個小視頻，本來系統(tǒng)化的課程知識，變成了多個碎片化的知識。再加之大多數(shù)學生日常學習的習慣沒有形成，更加重了課程系統(tǒng)知識的形成難度。概率統(tǒng)計課程教學內(nèi)容體系主要包括隨機事件與概率、隨機變量及其分布、多維隨機變量及其分布、隨機變量的數(shù)字特征、大數(shù)定律和中心極限定理、數(shù)理統(tǒng)計的基本概念、參數(shù)估計和假設檢驗、方差分析與回歸分析八個部分。見面課從大的邏輯上講是按照遇到隨機事件的分析及解決問題的過程邏輯來理順各知識點的先后順序的。通過見面課的串講讓學生形成整門課其實就是一個系統(tǒng)性的解決隨機過程問題的思路。通過典型習題的講解在知識的鏈條上，鑲嵌上一個個明亮的珍珠，這樣學生對于知識的理解將更深刻。

3 工程教育背景下優(yōu)化概率統(tǒng)計課程慕課教學方式，需要系統(tǒng)規(guī)劃線上線下慕課教學流程圖

慕課教學方式現(xiàn)有MOOC 以及SPOC 兩種具體教學模式。現(xiàn)在任何教學平臺的運作都少不了資本的力量，在吸引學生方面平臺做得很好，但往往資本搭建的華美的慕課外觀下，卻難免會有實際效果達不到預期的情況。MOOC 及SPOC 教學方式作為一種新誕生的課程模式，其產(chǎn)生過程是為了適合大規(guī)模開放課程教學的需要，因此在開放性、規(guī)模性考慮成熟的同時，在教學互動，教學深度上必然存在短板。缺少師生面對面思想與言語互動對話的教學模式是無法完全規(guī)避開放平臺教學模式存在的固有缺陷的。然而MOOC 和SPOC 兩種教學模式的優(yōu)點在于它可以實現(xiàn)大規(guī)模、無差別的知識內(nèi)容的普及性教學、以及全天侯教學，適合于縮小發(fā)達地區(qū)與不發(fā)達地區(qū)教學資源分布不均的現(xiàn)實差距。要讓MOOC 及SPOC 教學方式的優(yōu)點充分發(fā)揮的同時進行操作技術方面的補充完善。使這一新生的教學模式很好地落地，在各大學的教學建設中發(fā)揮好提升人才培養(yǎng)質(zhì)量的功效。正因為如此，工程教育背景下優(yōu)化概率統(tǒng)計課程慕課教學方式，需要系統(tǒng)規(guī)劃線上線下慕課教學流程，以確實實現(xiàn)課程培養(yǎng)目標的要求。具體教學流程圖如圖1：

圖1

通過四位一體，各有內(nèi)容，相互補充，共同完成有機的教學活動過程。

4 工程教育背景下優(yōu)化概率統(tǒng)計課程慕課教學方式，需要配套安排以實驗課程為載體的實踐教學

根據(jù)調(diào)查顯示大多數(shù)學生認為概率統(tǒng)計課程的學習難度較高，并且與自己所學課程聯(lián)系不夠明確，不能以學過的知識解決實際的問題。[3]不僅限于這門課，其他課程大學生也普遍存在解決實際工程問題動手難，無實操經(jīng)驗。并且以往課程成績沒有體現(xiàn)實際解決工程問題能力的分值。通過配套安排以實驗課程為載體的實踐教學，并在考核成績的組成上體現(xiàn)實踐能力的分數(shù)占比。具體實施中結合實際工程問題，利用數(shù)據(jù)處理軟件進行實際數(shù)據(jù)整理，數(shù)據(jù)特征分析，工程問題解決，假設檢驗，參數(shù)估計，甚至可以做決策預測分析等等。學生通過知識的運用，會覺得課程的知識內(nèi)容有用，有趣，學習過程有獲得感。逐步具備通過課程知識運用解決生產(chǎn)、生活中的實際問題的能力。

5 工程教育背景下優(yōu)化概率統(tǒng)計課程慕課教學方式，需要配備課程輔講教師做好學生學習小組協(xié)同學習組織的運行維護

教育的本質(zhì)是心靈與心靈的對話，為彌補現(xiàn)行慕課教學模式的人機學習缺乏溫度的缺點，讓人與人的溝通，老師與小組同學的溝通順暢進行。學習的過程其實是師生、學生與學生之間相互激發(fā)，相互成就的過程。通過小組活動的開展，學生在團隊成長中實現(xiàn)自我成長。具體實施上，可以采用3 人一個學習小組的方式，加強小組間討論時發(fā)言的機會與頻次。這樣學生學習的興趣和深度將得到雙提升。

在日趨激烈的世界高等教育競爭中實現(xiàn)跨越式發(fā)展是當代中國高等教育的歷史使命。在以做大做強慕課教學為抓手的高等教育教學改革中，優(yōu)化基礎課程慕課教學流程，建設中國特色的慕課人才培養(yǎng)模式是當務之急。唯有真正意義上構建起以學生為中心的生動立體的依托信息化、網(wǎng)絡化、智能化平臺。在平臺便利的同時，發(fā)揮好任課教師面對面的見面課及實踐環(huán)節(jié)、實驗環(huán)節(jié)的輔導拉、幫、帶作用。同時激發(fā)學生學習小組探討新知、鞏固所學的內(nèi)生動力。有中國特色的慕課課程建設之路才能行穩(wěn)致遠。