基于創(chuàng)客教育理念下的“多元統(tǒng)計分析”課程實踐教學(xué)改革及效果評價＊

吳 燚，王 巍，周 愷

（池州學(xué)院大數(shù)據(jù)與人工智能學(xué)院，安徽 池州 247000）

1 “多元統(tǒng)計分析”課程實踐教學(xué)的現(xiàn)狀

“多元統(tǒng)計分析”是一門方法論課程，是統(tǒng)計學(xué)、數(shù)據(jù)科學(xué)、經(jīng)濟(jì)金融以及計算機(jī)科學(xué)等專業(yè)的本科生、研究生的必修課程，是研究客觀世界中多變量統(tǒng)計關(guān)系的數(shù)理方法。本課程教學(xué)內(nèi)容涉及的主要分析方法包括聚類分析、判別分析、主成分分析、因子分析以及回歸分析等[1]。

目前，“多元統(tǒng)計分析”課程實踐教學(xué)仍然依托于教材提供的實踐案例開展教學(xué)，雖然教材中的案例數(shù)量和形式也較豐富，但教材案例與真正的實際應(yīng)用還是存在較大距離，比如提供的實驗數(shù)據(jù)“質(zhì)量”過高，數(shù)據(jù)缺失、異常等情況幾乎不存在，變量（指標(biāo)）事先給定且鮮有對為何選擇這些指標(biāo)進(jìn)行說明，指標(biāo)的實際內(nèi)涵也少有說明，軟件分析結(jié)果的分析未能完全以實際問題為背景等。學(xué)生在實踐課程的學(xué)習(xí)中通常是機(jī)械式地點(diǎn)擊軟件菜單及命令，而問題分析、指標(biāo)與方法選擇、數(shù)據(jù)收集與整理以及結(jié)論分析與應(yīng)用等重要實踐環(huán)節(jié)均未涉及，學(xué)生的實踐學(xué)習(xí)未能形成閉環(huán)。實踐教學(xué)中的上述問題會對學(xué)生的應(yīng)用能力和創(chuàng)新意識產(chǎn)生諸多不利的影響——一方面，造成了學(xué)生能力與實際應(yīng)用脫節(jié)，在處理實際問題時不能全面、客觀地考慮各種客觀約束；另一方面，導(dǎo)致學(xué)生在實踐學(xué)習(xí)中始終是一個模仿者的角色，不能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

由此可見，“多元統(tǒng)計分析”課程的實踐教學(xué)改革勢在必行。而創(chuàng)客教育是一種注重能力培養(yǎng)的教育，其核心理念是強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)過程中的真實情境性。因此，在“多元統(tǒng)計分析”課程實踐教學(xué)中有必要融入創(chuàng)客教育理念，讓學(xué)生從實際問題出發(fā)，圍繞所學(xué)內(nèi)容設(shè)計實踐單元，使學(xué)生真實地參與、體驗，然后進(jìn)行創(chuàng)造性的學(xué)習(xí)，以“學(xué)中做、做中學(xué)”的形式，進(jìn)一步加深對理論的學(xué)習(xí)，提高學(xué)生能力的全面性、綜合性和創(chuàng)造性[2]。

2 基于創(chuàng)客教育理念下的課程實踐教學(xué)設(shè)計

2.1 基本思路

基于創(chuàng)客教育理念下的課程實踐教學(xué)設(shè)計的基本思路是以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向，以實踐的真實情境性為出發(fā)點(diǎn)，讓學(xué)生從實際問題出發(fā)，圍繞所學(xué)內(nèi)容設(shè)計實踐單元，使學(xué)生真實地參與、體驗，在實踐中學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)中實踐，提高學(xué)生能力的全面性、綜合性和創(chuàng)造性。

2.2 實踐教學(xué)設(shè)計

2.2.1 課前準(zhǔn)備

為了實踐教學(xué)的有效開展，授課教師首先需要通過對學(xué)生以往的考試成績、學(xué)習(xí)狀況等做一個全面的了解，形成對授課對象的初步認(rèn)識，為后續(xù)教學(xué)做好鋪墊。其次，根據(jù)學(xué)生的具體情況，將班級學(xué)生劃分為若干實踐小組，實踐教學(xué)以實踐小組為教學(xué)單元，小組成員應(yīng)優(yōu)勢互補(bǔ)。最后，還需要選擇適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)平臺，提前將實踐學(xué)習(xí)所需的預(yù)備知識、資料等在平臺上推送給學(xué)生，便于學(xué)生線上線下混合式學(xué)習(xí)，為課堂上實踐學(xué)習(xí)做好必要的知識準(zhǔn)備。

2.2.2 教學(xué)內(nèi)容與目標(biāo)分析

以“多元統(tǒng)計分析”課程中第五章主成分分析為例，主成分分析是應(yīng)用非常廣泛的數(shù)據(jù)降維方法，將原始變量重新組合成一組新的互相無關(guān)的幾個綜合變量，同時根據(jù)實際需要從中可以取出幾個較少的綜合變量，盡可能多地反映原來變量的信息。實踐教學(xué)中主要讓學(xué)生理解主成分分析的思想、原理，學(xué)會運(yùn)用主成分分析方法對數(shù)據(jù)進(jìn)行降維處理，尤其是要掌握主成分分析在綜合評價方面的實際應(yīng)用。

2.2.3 實踐教學(xué)模式設(shè)計

2.2.3.1 課前任務(wù)清單設(shè)置

為了更好地讓學(xué)生在課前掌握實踐課所需的理論知識，做好實踐課學(xué)習(xí)的充足準(zhǔn)備，可以利用學(xué)習(xí)通教學(xué)平臺將涉及到的課程內(nèi)容分成若干個內(nèi)容單元分發(fā)給學(xué)生，同時設(shè)置課前學(xué)習(xí)任務(wù)清單，讓學(xué)生依托內(nèi)容單元，對照課程學(xué)習(xí)任務(wù)清單進(jìn)行學(xué)習(xí)[3]。以主成分分析實踐為例，任務(wù)一是進(jìn)一步學(xué)習(xí)主成分分析的基本原理和方法、步驟；任務(wù)二是學(xué)習(xí)課本中3個實踐案例；任務(wù)三是以實踐小組為單位，小組結(jié)合所學(xué)知識進(jìn)行交流和討論，從身邊的實際問題出發(fā)，提出問題并對問題進(jìn)行初步的分析；任務(wù)四是指標(biāo)體系的初步構(gòu)建和數(shù)據(jù)來源。最終，將上述任務(wù)的學(xué)習(xí)情況以及遇到的具體問題進(jìn)行總結(jié)。

2.2.3.2 課中教學(xué)活動組織

在課堂教學(xué)中，各實踐小組依次介紹課前任務(wù)的學(xué)習(xí)情況以及遇到的具體問題，重點(diǎn)闡述小組提出的問題、研究的目的和意義，提出解決問題的初步想法和基本思路，并就其可行性進(jìn)行闡述。教師根據(jù)實踐的匯報，給予學(xué)生準(zhǔn)確指點(diǎn)并給予必要的啟發(fā)，各組還可以進(jìn)行組間交流，讓學(xué)生盡可能在課堂上消化重點(diǎn)與難點(diǎn)，啟發(fā)思路，明確解決問題的方向。如某實踐小組以身邊的實際問題出發(fā)，以每學(xué)期初的綜合素質(zhì)測評為研究對象，提出問題，構(gòu)建更加全面、科學(xué)的評價體系，準(zhǔn)確、客觀地反映學(xué)生的綜合素質(zhì)情況。在同教師、同學(xué)進(jìn)行討論和交流中提出新的想法和思路，并將想法和思路應(yīng)用到問題中，通過“創(chuàng)新+實踐”的形式提升學(xué)生解決問題的能力。

2.2.3.3 課后反思與拓展

課后適時進(jìn)行反思可使教學(xué)達(dá)到事半功倍的效果。基于創(chuàng)客教育理念下的課程實踐教學(xué)設(shè)計以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向，以實踐的真實情境性為出發(fā)點(diǎn)，學(xué)生從實際問題出發(fā)，在掌握主成分分析基本理論的基礎(chǔ)上，形成了“提出問題—分析問題—構(gòu)建指標(biāo)體系—指標(biāo)體系評價—收集數(shù)據(jù)—整理數(shù)據(jù)—分析數(shù)據(jù)—結(jié)論與應(yīng)用”的實踐閉環(huán)。同時，課后進(jìn)行必要的拓展不僅能夠使學(xué)生在思想和知識的深度理解上得到再次升華，也進(jìn)一步培養(yǎng)了學(xué)生的邏輯思維和創(chuàng)新能力。

3 教學(xué)效果評價與分析

3.1 調(diào)查對象

選取池州學(xué)院2018級統(tǒng)計學(xué)和經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計學(xué)專業(yè)的學(xué)生為實驗對象，以統(tǒng)計學(xué)專業(yè)為實驗組，以經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計學(xué)專業(yè)為對照組。實驗組中男生16名，女生25名，共41名。對照組中男生18名，女生29名，共47名。兩組平均年齡、入學(xué)成績以及專業(yè)課程安排均很相近，經(jīng)檢驗，P值均大于0.05，說明兩個班級學(xué)生無顯著性差異，可視為在保持其他條件不變的情況下，分析在不同教學(xué)模式下的教學(xué)效果是否存在顯著性差異。其中，實驗組采取基于創(chuàng)客教育理念的實踐教學(xué)模式，對照組采取傳統(tǒng)的實踐教學(xué)模式，即以教材案例為主要教學(xué)內(nèi)容，實踐主要以驗證為主。實踐課在統(tǒng)計實訓(xùn)室進(jìn)行。上課一開始由授課教師簡要復(fù)習(xí)一遍理論課所學(xué)到的與本次實踐內(nèi)容相關(guān)的知識要點(diǎn)，演示SPSS軟件的操作過程并采用投影屏幕實時分享，用時30～45 min，然后布置練習(xí)題，學(xué)生自行進(jìn)行練習(xí)并獨(dú)立完成所布置的習(xí)題。

3.2 教學(xué)效果評價方法

“多元統(tǒng)計分析”實踐課程結(jié)束后，通過采取自行設(shè)計的教學(xué)效果調(diào)查表，錄入問卷星，對學(xué)生進(jìn)行無記名調(diào)查，共有77名學(xué)生參與調(diào)查。其中，實驗組35名，參與率為85.4%；對照組42名，參與率為89.4%。同時，結(jié)合課程期末成績，分別從平時成績和期末評價成績2個不同維度進(jìn)行分析，運(yùn)用SPSS 22.0統(tǒng)計學(xué)處理軟件，對兩組數(shù)據(jù)資料進(jìn)行一般性的描述分析，此外還采用t檢驗、卡方檢驗等統(tǒng)計方法分別對學(xué)生成績和學(xué)習(xí)效果評價肯定率2個方面進(jìn)行檢驗，比較實驗組和對照組是否存在顯著性差異[3]。

3.3 結(jié)果分析

3.3.1 成績比較分析

通過對實驗組和對照組的平時成績和期末成績對比分析如表1所示，可以看出，期末成績方面實驗組在25分、50分、75分位數(shù)上都高于對照組[4]，同時均值檢驗時P值小于0.05，說明實驗組在期末成績方面要優(yōu)于對照組；從平時成績來看，成績分布規(guī)律不明顯，未通過t檢驗，意味著兩組在平時成績方面無顯著差異。

表1 成績比較分析

3.3.2 學(xué)習(xí)效果肯定率情況

通過問卷調(diào)查獲取學(xué)生對課程學(xué)習(xí)效果情況的評價數(shù)據(jù)，通過對實驗組和對照組進(jìn)行交叉分析可以看出，與采取傳統(tǒng)實踐教學(xué)模式的對照組相比，采取基于創(chuàng)客教育理念的實踐教學(xué)模式可以激發(fā)學(xué)生的課程學(xué)習(xí)興趣，提升了學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、統(tǒng)計分析能力和問題解決能力，也有助于學(xué)生創(chuàng)新能力的提升。實驗組和對照組學(xué)生對課程評價肯定率情況如表2所示。

表2 實驗組和對照組學(xué)生對課程評價肯定率情況

4 結(jié)論

“多元統(tǒng)計分析”課程作為統(tǒng)計學(xué)、數(shù)據(jù)科學(xué)等專業(yè)的一門必修方法類課程，目前在課程實踐教學(xué)過程中存在諸多不足。有鑒于此，在“多元統(tǒng)計分析”課程實踐教學(xué)中有必要融入創(chuàng)客教育理念，基于創(chuàng)客教育理念下的課程實踐教學(xué)設(shè)計以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向，以實踐的真實情境性為出發(fā)點(diǎn)，讓學(xué)生從實際問題出發(fā)，圍繞所學(xué)內(nèi)容設(shè)計實踐單元，使學(xué)生真實地參與、體驗，在實踐中學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)中實踐，提高學(xué)生能力的全面性、綜合性和創(chuàng)造性。通過對2種實踐教學(xué)模式的教學(xué)效果進(jìn)行對比分析，無論是從學(xué)生成績方面還是從學(xué)生對實踐教學(xué)的評價方面，采取基于創(chuàng)客教育理念下的課程實踐教學(xué)設(shè)計模式均表現(xiàn)更加突出。基于創(chuàng)客教育理念下的實踐教學(xué)模式激發(fā)了學(xué)生的課程學(xué)習(xí)興趣，提升了學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力以及解決實際問題的能力，更重要的是新模式還有助于學(xué)生創(chuàng)新能力的提升。