新需求導向下統計學實踐教學探索

王利東++王妮妮++孫怡東

摘 要：分析大數據為統計學專業帶來的挑戰與機會，探索新需求導向下的實踐教學改革。借鑒“設計型學習”模型，設計課堂教學和自主學習相互結合的實踐教學模式，重視培養高階思維和高階能力，以提升學生在具體任務或挑戰情境中主動探究問題、合作及創新的精神。

關鍵詞：實踐教學；統計學；高校

中圖分類號：G642.3 文獻標識碼：A 文章編號：1002-4107（2017）04-0036-03

“大數據”是時下全球熱議的話題之一，數據無處不在，涉及各個行業領域。大數據技術研究與價值應用已成為新一輪科技競爭的戰略制高點，它給科學和教育事業帶來了新的生命力，同時對傳統教育也提出了新的挑戰。2014年中國大數據技術大會上發布了《中國大數據技術與產業發展白皮書（2014 年）》和《2015 年大數據十大發展趨勢預測》，指出“跨學科領域交叉的數據融合分析與應用將成為今后大數據分析應用發展的重大趨勢”[1]。在這種背景下，統計學專業應順應社會發展，探索教學模式，融合計算機、數據分析、統計等相關學科，引導學生認識和掌握數據處理的新技術，推動交叉學科應用型本科人才的培養。本文探索提升本科生的智能數據分析實踐能力的培養模式，以便提高其就業競爭力，滿足社會需求。

一、大數據新形勢對統計人才的新需求

統計學作為一個與大數據密切相關的學科專業，其需要及時調整和優化課程結構，改變教學內容與手段

等，以滿足社會人才需求和適應外部變化的環境。華東師范大學副校長朱自強接受光明日報采訪時指出：大數據技術會通過“學科交叉”戰略，為相關學科向更高層次的發展提供歷史性機遇[2]。據調查報告指出，數據科學家需要扎實的教育背景，其研究領域分布為數學與統計學（32%），其次是計算機科學（19%）以及工程學（16%）[3]。該領域中跨界融合型人才是未來的人才培養趨勢，統計學專業有獨特的優勢。據不完全調查發現，涉獵網站上谷歌、百度和格力等部分大公司對于大數據人才崗位需求及相關技能提出各自具體要求（見表1）[4]。

從表1中可以看出：數學和統計學功底、建模能力、運用R，SAS，Python等輔助軟件及掌握大數據平臺是大數據崗位的基本要求。處理數據是為了應用，無論哪一個崗位都會要求分析數據，包括需求分析、特征提取、結果分析與關聯分析。因此數據分析最重要的可能并不是軟件、算法，而是熟悉整個流程，例如數據清洗、分析工具的選取、參數的設置及原理、結果價值分析與解釋等。這要求統計專業的學生精通相關的軟件與編程的同時，還要熟練掌握本專業知識。因此，學生只有經歷過一套完整的程序過程，才能懂得如何從數據中發掘知識的原理及技術流程。

目前高校數學系開設的統計學專業主要是數理統計方向，重視統計推斷，進行各種證明，但案例教學較少，淡化了培養學生分析社會經濟現象的能力，其不利于學生應用統計知識解決實際問題。本文從分析當前的社會需求出發，借鑒“設計型學習”模式探索實踐教學改革，以此來提升培養學生認識數據和理解數據的能力[5-6]。

二、新需求導向下的統計學實踐教學改革

（一）重新定位人才培養目標

在網絡、大數據、云計算等新技術不斷發展的背景下，社會人才需求、教學資源和外部環境都在迅速發生改變，其促使各專業進行教學改革。對于統計學而言，統計數據已完全突破了傳統統計學所涉及的統計數據概念內涵，統計數據從數量、結構、類型上已經完全不同于傳統意義下的統計數據，其更具有現代“信息”的含義[7]。相應的統計數據收集技術，整理、傳輸和存儲管理方法、指標體系、分析方法等內容已發生根本變化?！岸當祿?、會分析”的復合型人才缺乏是當下國內外面臨的共同困難[8]。統計學專業應具有國際視野，重新定位培養目標、教學理念與機制，結合區域經濟發展為學生提供未來職業規劃指導服務，在各個環節中提升學生的數據處理能力，培養具有高階思維和高階能力的應用型人才。

（二）優化課程設置與教學手段

統計學本科專業課程設置要體現大數據時代對統計人才培養的要求。大數據背景下數據的管理、分析與挖掘類課程需要增加，尤其是實踐類課程，形成突出實踐能力培養的課程群或課程模塊。最主要的是針對社會需求，依托學校與數據相關的優勢學科，通過學科交叉和行業、企業、實務部門開展深度合作建設實踐教學基地，集聚相關資源協同創新，提升本科生數據分析能力。通過設計實踐課程的模塊，以產教融合、協同育人方式形成有效的課本知識與實踐操作的銜接，為學生創造理論與實踐相融合的社會情境。

當下，知識更新較快，需要課內和課外相互配合完成教學任務。慕課、微課、翻轉課堂已成為重要的課堂教學補充資源和課外自學學習平臺。豐富形象的圖片和視頻等教學材料，多感官的刺激不但符合現代學生的學習特點，而且能夠極大地激發學生的學習動力[9]。教師應積極應對這些新變化，及時學習新知識、新技術，調整教學觀念、教學內容、教學方法，更多地開展實踐教學。教師也應瞄準國際前沿，采取先進的教學理念，有效利用優秀的網絡資源開展課前和課后輔助教學和互動交流，引導學生逐漸實現自主發現式學習。在實踐教學手段中，重視高階思維和高階能力的培養，借鑒國外的先進實踐教學模型，改變實踐層面以嘗試和經驗總結為主的教學手段。例如設計型學習正在國際教育界興起，其強調學生在具體的任務或挑戰情境中主動探究，具有設計性、整合性、迭代性、反思性等品質特征。在分析和解決問題的能力、合作能力及創新能力等實踐上，設計型學習彰顯了其獨特價值。與過去那種單純強調知識呈現與傳遞的教學方式不同，設計型學習蘊含著新的學習和教學設計假設，其有效地融合了自主、協作、探究等新型學習方式。因此，設計型學習可以為當前教學方式改革提供一種新思路。借助于這一先進的實踐教學手段，引導學生注重“功在平時”。在課前教師幫助學生甄別選擇合適的資源，如問題背景、相關知識講解的網絡資源等。在課堂上，教師掌握課堂教學和學生自主學習結合策略，針對學生遇到的問題進行講解，小組之間進行交流、分享成果。然后讓學生在課后進行反思、修改、再設計，同時注意引導和關心后進生的學習狀態和方法，直到任務圓滿完成，從而形成線上線下相互配合的教學手段。

（三）強化校內實驗與實踐環節

以專業實驗室和教師科研課題為載體，依托學校相關的優勢學科，對接社會需求，利用學科交叉和對外合作機會匯聚各種創新要素，踐行協同創新理念，構建適合本科生的多層次的實踐教學體系。針對不同年級的學生，制訂不同的進實驗室計劃，一年級學生以認知教學為主，開拓其對理論基礎課的應用性和數據分析價值的認知視野。二、三年級的學生已經開始學習統計學專業基礎課和統計軟件，在相關課程實踐環節中以大作業形式，設計與課堂教學相關的擴展數據分析主題，引導學生對生活中的數據分析問題進行深入分析、尋找合適的選題，并依托各類相關科研課題達到對實際背景數據的理解、推理、發現和決策。例如：網上調查是一項重要的社會活動，用其得到的數據來分析和反映人們的活動規律及觀點。引導學生針對分析某類現象等進行設計問卷、發放問卷、回收統計和統計分析等活動。這一完整的環節讓學生了解調查過程中統計誤差成因及控制手段，加深對統計過程、數據質量的理解。鼓勵四年級學生利用實驗室、實習基地與專業教師的各類科研項目的資源，開展畢業論文工作，并獨立完成有關的實驗，全面培養學生的數據處理能力。例如，可以引導學生對某門課程輔助教學App需求統計分析、智能測試系統設計、代碼編寫。通過實踐活動，引導學生自主地基于已學的專業知識去學習新知識，自主走進數據世界、探索數據王國。

與此同時，學分設置、考核評價體系也要做出適當的調整。在實踐教學方面，積極推動“大學生創新創業訓練計劃”和“優秀本科生走進實驗室計劃”等創新實踐活動保障機制。在總學時不增加的前提下，施行大學生創新實踐學分確認制度，對學生在各種學科競賽、創業競賽及學術研究中獲得的成績給予學分認定?？己俗⒅亍肮υ谄綍r”，評價學生的多方面能力，尤其是應用相關理論處理實際問題的能力。具體可以采用多種考核方法相結合的方式。如：增加平時的考核力度、增加實踐項目的考核、通過布置適當的項目論文，采用答辯的形式，以鍛煉學生獨立分析解決問題的能力[10]。

（四）注重校外實踐學習

目前統計學課程的校內實踐教學過程中，由于實踐資源不夠的限制，所涉及數據處理及統計建模等活動較多地使用統計年鑒或其他公開數據集，這種學習模式與真正的實際應用還有一段距離。為了更大程度上調動學生的學習積極性來接觸科技前沿，應充分發揮學科競賽與社會創新模式和平臺優勢，形成校內與校外實踐教學協調促進的模式。

目前與統計學相關的競賽受到大型互聯網企業、學術團體及政府部門的關注，不定期舉辦開放型競賽為選手提供施展才華本領的機會。例如有全國大學生統計建模大賽、全國大學生大數據挖掘競賽和阿里巴巴大數據競賽等。這些競賽一方面是為高校學子提供接地氣的大數據實戰機會，推動高校和研究機構對大數據和算法的研究發展；另一方面也是為了加快相關領域的人才成長。這些競賽主題及選題、難度均適合統計學專業學生參與，其可以讓學生和教師接觸前沿的應用方向、有機會學習和嘗試解決真實的業務與社會問題。跟蹤這樣的競賽有助于提高學生的學習興趣，進而促進實踐教學方法的改革、提高創新人才培養的質量。

在大眾創業、萬眾創新的時代背景下，社會創新模式與平臺有助于開闊師生的視野，并可以為校內實踐學習與實踐應用提供有針對性的引導。因此在統計實踐過程中，嵌入創客教育的模式，與相關的創客平臺合作建立實習基地，讓學生接觸社會決策活動，拉近學習者與生活的距離[11]。創客教育強調的創新精神和綜合運用知識技能解決實際問題的能力，是將來學生在求職和就業中必不可少的能力，其可為學生創造理論與實際相結合的認知機會、促使學生形成以自身專業特長與興趣愛好結合的主動學習模式。

針對社會對人才的新需求，通過設計不同模塊的實踐活動對統計學專業實踐教學環節進行改革，其有利于發揮學生的特長，調動學生的學習興趣，為學生的職業發展做好充分的準備，從而順應大數據時代的發展，進而促進人才培養質量、促進專業辦學特色、促進經濟社會發展。

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教育到創客教育之變遷——從基于項目的學習到創新

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