大數據時代多視角框架下“統計學”教學改革探索與實踐

路春燕 紀志榮 傅瑋韡

[摘 要]該文在系統分析大數據時代背景下統計學教學改革現狀及不足之處的基礎上，闡述了基于多視角框架統計學課程教學改革的重要性。該教學改革體系以培養復合型大數據創新人才為中心，涉及教學內容、教學方法、學生參與、考核方式、師資培訓以及實踐教學平臺等6個視角，各視角間彼此聯系相互補充，將大數據知識和技能滲透到教學的各個環節。實踐結果表明，針對大數據時代要求的多視角教學改革可有效激發學生學習的主動性，促進學生統計學知識的掌握，并取得了較為滿意的教學效果。

[關鍵詞]統計學;大數據時代;多視角框架;教學改革

[中圖分類號] G642[文獻標識碼] A[文章編號] 1674-9324（2020）48-0-03[收稿日期] 2020-09-28

一、前言

統計學其本質為關于數據的科學，是將數據的收集、審核、篩選、整理、分析以及結果解釋系統化的學科，具有交叉性強、應用面廣和技術更新快的特點[1]。目前，統計學課程及相關理論除作為統計學專業的必修課，管理類、經濟類專業的核心基礎課外，醫學、生物學以及地理學等多個學科也根據各自學科的特點將統計學內容融入教學體系中，其根本目的在于培養學生熟練運用統計學知識探索、分析和揭示自然與社會現象內在規律的能力[2]。隨著全球信息化進程的不斷加快，云計算、5G網絡、物聯網和人工智能技術逐步興起，數據規模與更新速度發生根本性變化，大數據時代已然來臨[3]。在大數據背景下，多源異構海量數據以爆炸式的速度不斷增長，數據分析處理的理論與技術面臨著新的挑戰與機遇，相關政府部門與企事業等用人單位對大數據分析人才的需求逐步增大[4]。統計學所涉及的相關定義、方法、理論以及數據分析處理工具均發生了不同程度的變化，傳統的統計學人才培養模式已不能滿足當前的社會需求[5]。為根本性提升學生的專業素質，科學合理地開展大數據背景下的統計學教學改革，是為社會發展培養復合型大數據分析人才的關鍵。

自2010年以來，世界各國政府對大數據發展的現狀、趨勢以及產業結構的重視程度日益提高，大數據教育也逐步得到關注。美國國家統計學會于2014年11月正式發布了《統計學本科專業指導性教學綱要》文件，該綱要系統分析了在大數據背景下學生編程能力、數據分析結果表達能力以及統計模型方法運用能力在統計學本科教學中的基本要求和重要性[6-8]。2015年8月，我國國務院發布了《促進大數據發展行動綱要》，明確指出我國建立健全大數據人才培養體系的基本策略以及統計學在大數據發展中的重要地位[9]。再者，歐盟和日本等發達國家也相繼對大數據人才培養模式進行了深入的探討與研究[10]。除此以外，目前國內外相關專家學者也已針對大數據時代的特點，對高校統計學教學模式、教學理念和教學方法等諸多方面進行了相關的教學改革研究。例如：Ridgway在分析當前數據革命特點的基礎上，對統計課程存在的問題進行了剖析，指出新的統計模型、數據可視化方法以及計算機運用等教學內容的引入對于提升學生對統計學學習的興趣和有效提高教學質量具有重要作用[11]。王黎明[12]以南京財經大學紅山學院為例，系統地分析了大數據背景下經管類專業統計學教學的現狀，并結合存在的問題有針對性地在教學目標、內容和方式等方面進行改革，取得了較好的教學效果。張燕[13]以廣州工商學院的經濟類專業為例，從教學方法、手段、內容以及教學效果評價等方面詳細闡述了實施教學改革的具體方案，并討論了方案的可行性。熱依汗·艾合買提[14]在分析傳統統計學教學模式缺點的基礎上，對大數據時代背景下統計學教學內容與理念所受的影響和沖擊進行了闡述，在此基礎上對統計學教學改革的方向、形式、原則以及內容作了剖釋。陳兆榮[15]就財經類專業在大數據背景下統計學課程教學應采取的教學方法及策略進行了研究，指出在教學內容和教學過程中引入大數據知識，通過搭建科研實踐平臺，努力提升學生解決問題和數據分析的能力，是培養大數據時代應用型人才的關鍵。高書麗和王寶花[16]圍繞當前經管類專業統計學課程教學存在的弊端，提出適應于大數據時代統計學課程教學改革的目標、思路、路徑以及措施，以此從根本上提升教學水平和教學效果。

盡管，已有的統計學教學改革的探索與實踐研究對促進統計學教學水平的提升和培養合格大數據人才起到了一定的推進作用。但就教學改革的完整性和全面性而言，不足之處仍然存在。教學改革是一項系統性的工作，涉及教學目標、內容、過程、評價以及效果等多個方面，而已有的研究多從某一方面或者某幾方面出發進行教學改革探討和實踐，這往往是片面的且不易達到最優的教學效果。由此，以最優教學效果為目標，建立大數據背景下基于多視角框架的統計學教學改革體系，不僅能夠更為合理地實施教學改革，同時可有效提升學生的能力與素質，促進復合型大數據人才的培養。

基于以上分析，本研究擬構建大數據時代多視角框架下統計學課程教學改革的基本體系，進而在此體系的基礎上實施教學改革，并對教學效果進行評價分析，以期為大數據時代科學合理的實施統計學教學改革提供建議和參考。

二、多視角框架下統計學教學改革基本體系

針對當前統計學教學中存在的大數據內容薄弱、教學方法手段落后、實踐應用環節較少、教師知識老化等問題，從多視角出發，構建大數據時代統計學教學改革基本體系，具體如下圖所示。該體系圍繞培養復合型大數據創新人才為中心，以切實提高教學水平為根本目的，涉及教學內容、教學方法、學生參與、考核方式、師資培訓以及實踐教學平臺等6個視角，各視角間彼此聯系相互補充，將大數據知識和技能滲透到教學的各個環節。

大數據時代多視角框架統計學教學改革基本體系圖

三、教學改革措施及評價

以某省屬重點高校管理類專業大學本科二年級的學生為主體實施大數據時代多視角框架下的統計學教學改革，具體措施包括以下方面：

1.調整教學理念，拓展教學內容。目前，統計學課程教學針對大數據分析所需要的編程語言、軟件以及數據分析方法等內容涉及相對較少，且所使用的教材多以闡述理論知識為主，這些均與大數據時代統計學人才培養的基本目標脫節。為此，針對大數據時代統計學教學的基本要求對教學內容進行重構，壓縮難度較小的理論知識內容，如統計數據分類、描述統計等;適當增加與大數據分析相關的理論、方法與技術內容，如R語言、Python編程、新型圖表繪制、聚類分析等。教師調整教學理念，注重與專業背景相結合，強調實踐能力的培養，將統計學與大數據分析有機地結合到一起，融入教學過程中。

2.融合新型教學方法與手段。講授法在目前的統計學教學中所占比重最大，雖然這種方法簡單教師易把控，但不宜調動學生的積極性，難以激發學生的學習興趣和主動性。對于該問題，在教改過程中課堂教學多融合互動環節、案例教學以及討論式教學，有效調動課堂氣氛突出學生的主體地位。此外，目前統計學課程的總學時數為50學時，相對于培養目標課時量相對不足。對此，通過翻轉課堂、MOOC、微課堂等教學手段擴展教學內容，完善和維護好課堂共享資源，為學生提供線上和線下的交互式學習途徑。

3.倡導課上互動，鼓勵課下參與。學生參與程度的高低直接關系教學質量的好壞，而目前教學過程中學生參與度較低，參與形式多以課上回答問題為主。為此，結合新型教學方法和手段，鼓勵和引導學生課上參與互動，課下學習共享資源，并通過云平臺與教師和其他學生交流溝通，從而達到激發學生主動學習，熟練掌握知識的目的。

4.多樣化考核方式，注重教學效果。培養學生在熟練掌握統計知識的基礎上，能夠靈活運用數據分析理論方法解決實際問題是大數據時代統計學教學的基本要求。因此，在教學改革過程中，采用筆試、研究論文、上機測試、網絡學習等多樣化的考核形式，將教學效果放在首位，切實保證學生能夠“學到”“學會”。

5.加強教師培訓，提高教師專業素質。隨著新技術、新知識的不斷涌現，大數據時代背景下教師自身的專業知識水平需要及時地更新和提高。為此，通過自主學習、交流訪學、參加學術會議、集體培訓以及深入企事業單位實踐等多種方式，使教師可以更好地把握學科前沿，掌握大數據分析處理的先進技術，全方面提升師資力量和教師團隊整體專業水平。在此基礎上，結合其他教學改革視角，使教師可以更好地將大數據知識融入教學中。

6.搭建實踐教學平臺，注重學生綜合能力提升。統計學是一門實踐性強的學科，實踐對于學生數據分析能力的掌握和提高至關重要。通過整合教學與科研資源，搭建實踐教學平臺，推動探究式學習，促進學生將所學知識融會貫通，以此提高學生的綜合能力。例如，將學生平均分到不同組，每組同學以“中國省域綠色GDP發展趨勢”為主題進行研究，解決此問題需要涉及數據收集、篩選、指標體系構建、評價模型選擇以及軟件運用等多方面的統計學知識。學生通過解決具體問題，知識的靈活運用不再是“紙上談兵”，學生可更為深刻地體會統計學知識的應用價值。

教學改革完成后，通過發放調查問卷的形式，收集學生對教學改革的滿意度評價。經統計分析，95.32%的學生對基于大數據時代多視角框架下的統計學教學改革是滿意的;87.66%的學生認為所采取的教學改革措施有效地調動了自己學習的熱情和積極性，自身具備了基本的應用統計學知識能夠解決實際問題的能力。

四、結語

大數據時代的來臨對統計學教學的發展既是機遇也是挑戰。在此背景下，統計學教學需與大數據知識有機地結合在一起，將統計思維和大數據理念融入教學內容、教學方法、學生參與、考核方式、師資培訓以及實踐教學平臺等涉及教學的各個環節和過程中，促進學生掌握適應大數據時代要求的數據處理能力，以此達到培養合格復合型大數據創新人才的目的。

參考文獻

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