大數據時代統計學專業實踐教學體系的構建與實施＊

蔡 靜，姜晴瓊，高 偉

（貴州民族大學數學科學與信息工程學院，貴州 貴陽 550025）

實踐教學是高等教育教學過程中的一個重要環節，是高校人才培養和素質教育推行的重要內容[1]。實踐教學重在培養學生的創新思維、專業技能和實際動手能力，對大數據時代統計學專業人才的培養起著至關重要的作用。

統計學是一門研究如何有效地測度、收集、整理和分析受到隨機影響的數據，并展示和解釋客觀現象的發展規律的科學。當今社會，統計學已深入醫學、管理學、社會學、物理學、教育學以及工程學、心理學等眾多研究領域，成為不可或缺的數據分析手段。尤其在大數據背景下，具有數據分析思維和行業數據分析能力的統計學專業人才在各行各業均發揮著重要作用。因此，統計學專業，特別是民族地區統計學專業，在人才培養和專業課程設置與教學過程中更應突出實踐性，加強學生統計思維的培養，提高學生的專業技能，培養學生運用統計方法和統計軟件進行數據分析的能力。結合本校統計學專業的人才培養方案和目標，本文從統計學專業課程設置、統計學專業實踐教學體系構建、統計學專業教學方法改革、統計學專業創新創業教學實踐以及實踐教學評價等方面進行探索，構建適用于民族院校大數據時代人才培養的實踐教學體系。

1 在專業課程設置時加大實踐教學比例

在貴州省把大數據產業作為發展戰略的時代背景下，我校統計學專業及時調整培養方案，以培養大數據產業亟需的本土人才為導向，以培養具有較強實踐能力的應用型人才為目標，在專業基礎課的教學過程中強化實踐教學環節，增加實踐教學課時，加大實踐課程在整個教學環節中所占的比例。2015年統計學專業修訂培養方案時，在專業課程中增加了實踐教學，如在“數理統計”課程中開設8課時excel/R軟件的數據分析模塊教學；在“實用回歸分析”“多元統計分析”課程中分別開設10課時、12課時SPSS/R軟件的相應數據分析模塊教學；在“時間序列分析”課程中開設16課時Python/Eview/R語言的時間序列分析模塊教學；在“非參數統計”課程中開設10課時R/Python語言統計模塊的教學。同時，增設與大數據分析相關的課程，如“C語言”“Hadoop大數據處理技術”“Python語言網絡爬蟲”以及“數據可視化”等，并設置足量的實踐教學課時，增加學生運用軟件分析數據的能力。

2 建立完善的課程實踐教學體系

統計學專業課程實踐教學是統計學專業人才培養過程中的重要環節，包括專業課課程實驗、統計軟件模擬實驗、學科競賽、畢業論文以及社會實踐等。這些部分在實踐教學中是相互聯系又有區別的，在制訂專業人才培養方案時需進行系統的優化[2]。根據社會對統計學專業人才的需求，結合統計學專業定位及人才培養目標，本校統計學專業以培養服務于民族地區大數據產業的應用型人才為導向，以統計思維、專業技能和創新能力培養為主線，以具有運用統計思想并結合行業知識進行數據分析、數據挖掘、數據建模及分析的能力為目標，構建專業課程實踐、專業技能實踐和創新實踐的實踐教學體系，使學生在“基礎知識+基本技能+實踐能力”等方面得到提升。統計學專業實踐教學內容體系如圖1所示。

圖1 1+X證書制度下電子信息工程技術專業課程體系架構圖

圖1 統計學專業實踐教學內容體系

3 采用多樣化教學方法構建實踐教學

強調應用是統計學專業教學實踐改革的重點，因此教學方法也是改革的重要內容。在教學過程中，教師采用“問題驅動”“案例教學”“項目教學”及“交互式教學”等多樣化教學方式。在教學過程中貫穿“對分課程”教學理念，以學生為中心，讓學生參與其中，提高學生學習興趣和積極性。

例如，進行泊松分布教學時采用問題驅動教學模式，從交通路口的擁堵程度入手，引導學生建立基于二項分布的概率模型，借鑒數學問題中連續問題離散化的思想，引出泊松分布和泊松定理。在采用案例教學時，教師可選用教師科研項目中的案例，也可選用與實際生活密切相關的案例，如基于大數據的淘寶網店數據分析、滴滴出行數據分析、COVID-19確診病例數據分析等；在教學過程中，教師應嘗試概念化教學，對知識框架、案例背景進行詳細講解，然后引導學生思考、討論，讓學生自行闡述對問題的理解和觀點，進而了解相應統計方法的相關背景和應用條件，從而深入領會統計思維和應用價值。同時，巧妙結合統計軟件進行模擬實驗，讓學生在學會統計思想、統計原理及方法的基礎上，學會運用統計軟件進行數據分析并根據問題解讀數據分析結果。

在“時間序列分析”“抽樣調查分析”及“統計建模”等課程教學中，筆者們采用了項目教學法。在講解完課程基本內容后，教師引導學生討論選定當今社會熱點問題為項目選題，如新型冠狀病毒疫情下網課教學/學習調研、網絡課程教學平臺使用體驗調查、網絡購物平臺大數據分析、疫情對中國經濟的影響。在教師指引下，學生組建團隊，根據選題設計調查方案，團隊合作進行數據收集與整理，建立相關模型并運用統計軟件進行分析，最后撰寫調查/分析報告解讀數據。項目完成后，以小組為單位開展課堂展演和匯報，師生共同點評。通過運用多樣化教學方法，學生學習的積極性提高了，統計思維也得到訓練，團隊合作能力、溝通能力、動手能力和分析問題能力等都能得到提高。

4 在創新創業實踐中構建實踐教學體系

統計學專業實踐教學以“知理論，重應用”為指導思想，強調理論教學的同時，更強調創新、應用的實踐教學理念，并將創新創業融入專業課程教學的全過程。為實現“以賽促學、以賽促教”的課外實踐教學機制，本校組織和鼓勵學生積極參加各級各類競賽、學科技能競賽，如全國大學生統計建模競賽、“正大杯”市場調查與分析大賽、“高教社杯”全國大學生數學建模競賽、全國統計學專業案例大賽以及阿里巴巴大數據競賽等，通過比賽，以賽促教，以賽促學。在指導教師的引導下，學生組隊通過查閱資料確定選題，通過對數據的分析和認識確定最優數據分析方法。在此過程中，學生的組織能力、策劃能力、調查實施以及數據處理與分析能力均得到了提高。此外，借助產教融合，組織學生積極申報大學生創新創業項目，將創新創業教育與專業教育深度融合，調動學生學習能動性、積極性和主動性，鍛煉學生動手能力和分析能力，培養學生的交流能力和團隊協作能力，使學生能夠勝任大數據時代統計決策和數據分析行業的崗位需求。

5 改革實踐教學評價體系構建實踐教學

教學評價體系是包括學生學習態度、知識體系和技能體系的綜合考核形式，是檢測學生學習效果、評價學生知識水平、評價教學效果和教學信息反饋的有效手段[4]。由于統計學專業重在培養學生的統計思維，故教學評價考核體系應重在考察學生對所學知識的掌握和應用能力，考察學生運用統計學知識分析和解決實際問題的能力。對此，學期期末的課程考核采用試卷筆答、調查報告、項目論文或課程論文、課堂討論及現場答辯等多種方式相結合的形式。比如在“時間序列分析”課程中，教師鼓勵學生以小組為單位通過問卷調查、網站查詢等方式收集數據，利用所學知識整理、分析數據，完成“某市常住人口與GDP的協整分析”“某市碳排放與經濟增長關系的實證研究”“某市城鎮居民收入與消費關系的實證研究”“國內外豬肉價格走勢的時間序列分析”等之一的課程論文。教師從數據收集、數據分析及處理方法的選擇、論文撰寫、匯報答辯，以及對問題的進一步討論等方面對課程論文作出評價。

6 實施成效與總結

大數據對統計學專業人才培養及統計教育既是機遇也是挑戰[5-6]。為培養適應社會需求的統計學專業人才，本校統計學專業積極調整培養方案，重視統計思維培養，重視實踐教學。通過幾年的建設，本校已基本構建了較為完善的統計學專業課程實踐教學體系，學生的專業技能、實踐能力和創新能力均得到了提高。2017年至今本校統計學專業學生在各種比賽中獲獎情況如表1所示。

表1 學生學科競賽獲獎情況一覽表