數字時代多元統計分析課程的項目化教學改革探究

摘 要 多元統計分析在大數據分析實踐中具有重要的應用價值，該課程要求學生掌握多種統計方法，并熟悉統計相關軟件的操作。本研究針對多元統計分析課程中存在的一系列問題，在實際教學過程中，運用項目式教學，學習工具采用案例教學，結合SPOC模式的線上線下學習方法和BOPPPS模式的系統性課程教學模式，旨在提升學生學習和掌握多元統計分析知識的能力和運用統計軟件工具解決實際問題的能力。

關鍵詞 項目化教學；多元統計分析；SPOC模式；BOPPPS模式

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2024.18.021

An Inquiry on the Project-based Teaching Reform

of Multivariate Statistical Analysis Courses in the Digital Era

PAN Yingli1， ZHANG Xueyan1， PAN Yinghui2

（1. Faculty of Mathematics and Statistics， Hubei University， Hubei Key Laboratory of

Applied Mathematics， Wuhan， Hubei 430062;

2. Zhengzhou Tongbai No.1 Middle School， Zhengzhou， Henan 450007）

Abstract Multivariate statistical analysis has important application value in the practice of big data analysis， this course requires students to master a variety of statistical methods and be familiar with the operation of statistical software. In this study， in view of a series of problems in the multivariate statistical analysis course， project-based teaching is applied in practice， and the learning tool adopts case teaching， combining the online and offline learning methods of SPOC mode and the systematic course teaching mode of BOPPPS mode. It aims to enhance the ability of undergraduate students to learn and master the knowledge of multivariate statistical analysis and the ability to use statistical software tools to solve practical problems.

Keywords project-based teaching; multivariate statistical analysis; SPOC mode; BOPPPS mode

2022年，國務院印發《“十四五”數字經濟發展規劃》，提出深入推進智慧教育。黨的二十大首次將“教育數字化”寫進報告，教育數字化在數字中國戰略中發揮著重要作用。在數字中國建設背景下，海量數據、多維數據逐漸成為大數據的本質特征。多元統計分析課程應用范圍較廣，實用性強，成為學生處理多維數據和定量分析的重要工具。課程中教授的數據分類方法、數據降維方法、組變量的相關分析方法等正是數字時代下數據分析領域的主要方法。在國內相關文獻研究中，駱建文和羅青林[1]研究了模塊化教學在多元統計分析課程中的應用，將課程學習劃分為基礎知識、工具使用、實踐教學三個模塊，提升了學生使用相關統計分析軟件的能力。吳燚等[2]以實驗組和對照組班級為實驗對象，探究了創客教育理念下多元統計分析實踐教學的效果及應用價值。馬麗娜[3]從教學內容重組、教學方式、統計軟件、社會實踐等七個方面研究了本科生應用多元統計分析的教學改革途徑。本文提出的項目化教學最早由美國著名哲學家、教育學家、心理學家杜威提出，其強調的是教授者和學習者圍繞一個目標，在特定的時間、預算、資源限定范圍內依據相關規范，共同完成真實環境里的一系列獨特復雜并相互關聯的活動[4]。國外研究中，Zhang[5]等在傳統課堂的基礎上，采用翻轉課堂的教學方式進行改革，教學方式上采取視頻自主預習的方式，將課堂上講授的知識點模塊以視頻的形式提前發送給學生，便于學生課前預習和課后復習。Li[6]等深入研究了項目化教學的概念，探究了項目化教學在相關課程中的應用路徑。

1 課程教學存在的主要問題

1.1 理論知識學習存在困難，學習興趣不夠濃厚

多元統計分析是在高等數學、數理統計等相關課程基礎上繼續深入學習的課程，其具有數學理論推導的復雜和基礎概念的抽象，學生學習中存在運算煩瑣與論證邏輯難以理解等困難。同時學生的高等數學和概率論基礎參差不齊，容易產生畏難情緒，甚至產生放棄課程學習的想法。

1.2 教學方式創新性不足

通過對部分高校的調研發現，大部分多元統計分析教材偏重理論教學，教材中的案例數據較為陳舊，不利于學生聯系實際學習本門課程。在教學過程中，大部分高校依然采用PPT進行理論教學，沒有實踐教學環節，即使有也是教師單方面灌輸相關的統計軟件操作內容，學生僅靠聽來獲取知識，導致學習積極性和學習效率降低。

1.3 考核方式較為傳統

大多數高校的多元統計分析課程考核成績包含期末卷面成績和平時成績兩方面，但平時成績考核內容較為單一，基本以課堂回答問題為主，并未通過考核檢驗出學生的工具使用能力和問題分析能力，只檢測了學生的理論學習水平，不能達到實踐與理論相結合的目的。

1.4 教學評價形式單一

長期以來，教師在課堂上始終占據教學主導地位，關于學業的評價只有教師單方面輸出，評價方向也是局限于學生學業成果的相關評價。而學生之間的學習水平和學習能力參差不齊，對學業的態度看法和完成進度無法完全同步。教師的授課內容和授課方式是否適合學生，需要學生將學習感受和意見反饋給教師，作為今后教學質量提升的依據。

1.5 統計分析軟件實操性差

多元統計分析學科實用性較強，可以幫助我們處理經濟、社會、自然等多領域的問題。它在解決實際問題的時候，需要借助統計軟件來處理復雜的數據，如SPSS、Python、R等軟件。然而由于學生對統計原理的認識不深刻、缺乏統計思維和軟件操作不熟練，導致他們不能夠使用統計軟件解決實際問題，這就需要教師在多元統計分析課程教學過程融入軟件實操模塊。

2 課程項目化教學設計原則

針對目前多元統計學課程教學中存在的問題，課程組根據學生實際知識掌握情況和學科教學內容因材施教，整合了多種類型的教學方法。在融合不同教學模式的基礎上，應該遵循以下原則。

2.1 以提高學生的學習興趣和主動性為先導

課程學習過程中，采取小組討論和案例實驗等學習方式，使得學生不再是被動地接受知識，而是成為課程教學的主角。改變傳統教學模式，通過自主化的案例學習和實踐，提高學生挖掘、分析、處理問題的能力，培養學生的統計思維和統計素養，激發學生的學習活力和興趣。

2.2 以構建項目化教學課程體系為核心

項目化教學通過引入實際案例，完成對案例的調研、分析、操作、總結等流程，構建多元統計分析課程的新型教學體系，保證課程教學的實用性和合理性。具體的項目化教學實施過程以教學方案中的方差分析、主成分分析、聚類分析等重點章節為中心，以案例為載體，以數據分析、處理為主線，構建“案例導入—提問認知—分組實踐—展示總結—綜合考評”的項目體系。

2.3 以培養應用和實踐能力為方向

學生在學習本課程理論知識的時候容易感到枯燥，因此要深度結合實踐教學。一方面教師應選擇具有前沿性、時代性的項目作為案例，另一方面案例可選取企業的相關數據進行研究，讓學生在完成任務的過程中為企業解決一些實際的問題，培養實踐意識和實踐能力，提前與社會各行業的需求接軌，不再局限于課本上的硬性知識，從而更加直觀地了解行業現狀，增強學生的應用和實踐能力。

3 基于SPOC+BOPPPS的項目化教學設計

數字化時代，智慧化的教學方式不斷普及并成為大、中、小學課堂上的重要教育手段。SPOC線上線下混合教學模式是將線上教學和線下課堂相結合，將MOOC線上教育資源、線上討論、測試測驗、評價等應用到課堂中，是一種將MOOC教育和線下課堂教育相結合的教學方式[7]。BOPPPS教學模式以教育目標為導向，注重學生在課堂中參與性和實踐中主動性的培養。BOPPPS教學模式包含導言、目標、前測、參與式學習、后測和總結六個部分，這六個部分有效地實現了教師閉環教學[8]。將SPOC+BOPPPS新型教學模式應用于多元統計分析教學中，在順應時代數字化變革的同時，也加強了學生的創新和實踐能力。

3.1 基于SPOC平臺導入學習任務

教師在課前將選取的教學項目和教學任務上傳到云教學平臺，便于學生在課余時間自主觀看、學習項目資料和知識，項目選取結合社會實際的案例，比如人力資源分析類——員工離職和績效相關因素分析，住房生活類——房價影響因素分析及預測等。教師自制案例相關的微課視頻，包括案例的前期介紹、統計軟件的重點操作和對學生案例研究的要求。此外，在平臺上還要給學生準備針對性的習題，便于學生在自主學習和項目研究的過程中，加強基礎知識的鞏固。

3.2 開展線上討論和參與式實踐學習

如何將SPOC和BOPPPS模式相融合，使得學生能夠自主參與其中是課程教學的重要目標。首先，學生在自愿的基礎上選擇感興趣的案例項目組成小組，各小組成員明確任務和分工。教師要協助并監督各小組完成項目，引導學生通過SPOC學習平臺進行線上討論、分享心得；其次，明確分工和團隊合作的基礎上，確保每位學生都能充分參與項目。項目操作過程中，充分應用“翻轉課堂”模式，在課堂上，學生和教師進行充分交流，學生將項目研究過程和視頻學習中的疑惑提出來，與教師和其他同學進行交流，增強學生主動參與、主動思考和交流分享的品質；最后，項目成果展示與分享教學階段，教師和學生角色互換，項目組成員成為主講者，小組各成員合理分工分享項目的調研、基礎知識運用、數據分析、統計軟件操作、學習體會和心得等，充分調動學生的參與性和主動性。

3.3 建立綜合性考核方式

建立綜合性、全過程的評價考核模式。課程期末考核采用“理論+實踐”的形式，充分降低書面理論知識考核的比重，以實際案例的完成情況和運用知識解決實際問題作為主要考核內容。以日常項目教學過程中的成績作為輔助，即線上線下的隨堂測驗、基礎知識測驗、線上討論積極度等都可以作為考核標準。在統計學中，多元數據分析知識被應用到統計專業的各類比賽中，學生可以將課程項目成果轉化為比賽項目，獲得的獎項和榮譽同樣成為學生成績考核的一部分，以激發學生的實踐能力和實戰主動性。

3.4 搭建多元評價體系

2023年5月，習近平總書記在中共中央政治局第五次集體學習時強調，“深化新時代教育評價改革，構建多元主體參與、符合中國實際、具有世界水平的教育評價體系”。一是注重評價主體多元化，基于平臺設置師生互評、生生互評、家長評價等通道，豐富評價內容和形式。二是教師對學生評價方向的多元化，依托SPOC學習平臺搭建如“CIPP”（背景—投入—過程—結果）多元化評價模型，關注學生的學習狀態、動力和體驗感。

4 結語

隨著信息化時代的發展，多元統計分析作為數據分析和處理的基礎性課程，能夠幫助學生更好地邁入信息化工作領域。多元統計分析課程改革過程中，要立足專業發展方向和前景，以培養專業性的統計學人才為目標，構建項目化教學體系、基于SPOC平臺導入教學資源、重視BOPPPS模式的參與式實踐學習、建立綜合性考核方式、搭建多元評價體系，有效增強學生的學習興趣和專業素養。

*通信作者：潘瑩慧

基金項目：湖北大學教學研究項目“大數據背景下研究生多元統計分析課程教學探究”（JGYJS202214）；湖北大學專業學位研究生課程案例庫建設項目（104017544）。

參考文獻

[1] 駱建文，羅青林.基于模塊化教學的“多元統計分析”教學改革研究[J].高等理科教育，2020（5）：81-86.

[2] 吳燚，王巍，周愷.基于創客教育理念下的“多元統計分析”課程實踐教學改革及效果評價[J].科技與創新，2022，204（12）：38-40.

[3] 馬麗娜.大數據背景下《應用多元統計分析》教學改革探討[J].智慧中國，2021（11）：40-41.

[4] 孔榮，黃新，吳穎.產教融合背景下應用型本科項目化課程教學改革[J].科技資訊，2023，21（6）：120-123.

[5] Zhang M，Kang Z，Zhang Z.Curriculum Reform and Practical Application under the Background of Information Technology and Big Data—Take the Course of "Multivariate Statistical Analysis" as an Example[J].Journal of Applied Mathematics and Computation，2022，6（3）：370-374.

[6] Li E，Hu X.Application of Project-based Teaching in Basic English in Higher Vocational Colleges[J].Frontiers in Educational Research，2021，4（9）：77-79.

[7] 王敏，舒江波.基于教育大數據的SPOC教學評價模型研究[J].中國教育信息化，2020（3）：74-79.

[8] 寧桂英.基于學生中心理念的“SPOC+BOPPPS”混合式教學改革與實踐[J].廣西廣播電視大學學報，2023，34（1）：17-22.