世界一流大學教育理念下的工程統計學教學改革探討

唐謙

摘要：我國高等教育機構在加快建設世界一流大學和一流學科的背景下，需要不斷融入世界一流高校的先進教育理念。本文借鑒新加坡國立大學的先進教育理念，對工業工程專業的工程統計學課程教學改革問題進行了積極的探討。

關鍵詞：世界一流大學;工程統計學;新加坡國立大學;教育改革

中圖分類號：G642 ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A

1 引言

當前從全球范圍來看，相對于世界著名的一流大學，我國高等教育水平還存在著明顯差距，無論是校園基礎設施、各類經費投入以及學科建設與師資力量，還是所培養學生的影響力，整體上在一段時間內都難以達到并趕超發達國家一流大學的水平。因此，國家發展戰略對新時期高等教育重點建設做出新的部署，將“211工程”“985工程”及“優勢學科創新平臺”等重點建設項目統一納入世界一流大學和一流學科建設，而且黨的十九大報告也明確提出要加快一流大學和一流學科建設。融入世界一流高校的先進高等教育理念，是提高工程人才培養質量的重要保證，也是我國高等教育參與國際競爭的重要基礎，將成為引領我國新工科工程教育發展的航標[1]。高等教育國際化問題已經成為許多國家與教育組織機構面臨的重要課題[2]。在2018年發布的全球最佳大學排行榜中，新加坡國立大學位列亞洲大學第一位，它在工程學、生命科學、醫學、社會科學及自然科學等領域的研究享有世界盛名，這與該校重視實施開放式教育理念是緊密相關的。我國與新加坡在教育理念、高等教育模式和中英文雙語文化環境方面都有很多相似之處，因此，我國高校在教育改革方面可借鑒其有益經驗。我國高等教育機構可以通過吸收世界一流大學的豐富教學經驗，拓展教學科研人員和各級管理者的國際視野，結合自身特點和實際情況，制定符合自身定位的人才培養計劃，在關鍵的課程結構和設置上有所突破和創新，從而加快追趕世界一流大學的步伐[3]。既然確定了向世界一流大學學習的目標，就不能僅僅停留在膚淺的旅游式參觀和座談會式交流，而是要委派一線教師深入對方的教學科研的整個過程中，將世界一流高校在人才培養、教育教學和科學研究等方面的先進理念和成功經驗潛移默化地融入自身的工作中。在此背景下，文章將借鑒世界一流高校新加坡國立大學的成功經驗，對工程統計學課程的教育教學改革進行探索研究。

2 改革探索

近年來，隨著國內高等學校的擴招，高等教育早已從精英教育逐漸過渡到大眾教育，特別是從就業情況來看，采用目前已有的統計學教學方式培養出的學生難以達到社會用人單位在統計應用能力方面的要求，需要刻不容緩地借鑒世界一流大學的先進教育理念和人才培養舉措，結合本單位實際情況對工程統計學課程開展全方位的教育教學改革探索。以此來調動學生自主學習的積極性，提高課程教學效果，支撐工業工程專業高素質應用型人才培養目標的達成。

2.1 更新人才培養理念，完善課程體系建設

人才培養理念需要符合時代發展的要求，課程體系的建設需要與新時代人才培養目標相匹配，高校的首要任務就是人才培養，專業課程的教學內容是否合理、教學質量如何把控、課程考核方法是否科學以及教學效果是否達成都直接影響專業人才培養目標的達成。首先要確定該課程的能力培養要求，新加坡國立大學培養的學生都具有一定的國際視野，這一能力的培養也需要在每一門課程中得到體現[4]。工程統計學在工業工程專業的人才培養計劃中課程定位是專業基礎課程，通過該課程的學習，要求學生能夠系統、全面地掌握常用的基本統計方法并理解所包含的統計思想，能夠根據各種統計方法的不同特點、應用條件和適用范圍，有的放矢地熟練應用流行的統計學軟件進行統計計算和分析，為學習后繼課程奠定必要的數學理論基礎，該課程知識掌握的好壞將直接影響后續多門專業課程的學習。因此，該課程的學習在工業工程專業課程的學習過程中起著舉足輕重的作用。進一步明確工程統計學的課程目標，堅持以市場需求為導向，持續完善課程體系建設，深刻領會該課程在工業工程專業課程體系中的定位和在人才培養過程中所扮演的角色。

2.2 借鑒國際先進教學理念，實施多元化的教學方法

工業工程專業的工程統計學課程教學應當著重考慮如何將理論知識與本專業的實際應用相結合，從而擺脫傳統填鴨式教學方法只注重理論講授的弊端，開展多元化教學方法的改革嘗試，通過對目前應用較為廣泛的新型教學方法的深入分析，最后確定采用案例式教學法、啟發式教學法、討論式教學法和參與式教學法來實施多元化的教學改革，結合課程實際情況，以案例式教學法為主要教學方法，以其他教學法為輔助[5]。通過借鑒新加坡國立大學的現代化教學理念，將側重于填鴨式的傳統講授方法逐步轉變為側重于知識應用的案例式教學法，這樣在一定程度上有助于實現統計學課程學習的價值，學以致用最能激發學生由被動式學習向主動思考的根本轉變。針對COVID-2019，統計學方法的應用案例非常豐富，例如：對其在管控、部分管控和不管控三種條件下感染人數的預測，并建立多元非線性回歸模型;使用統計學的抽樣分析方法，可以幫助我們推斷和預測未來一段時期的感染人數。

2.3 借助現代媒體，改革考核形式

工程統計學這一類專業基礎理論課程的考核通常都采用出卷考試的形式，雖然一直強調對學生知識應用能力的考查，要求試卷中涉及知識應用的試題應該達到一定的比例，但是這種出現在試卷上所謂的“應用題”受到各個方面的限制是難以真正檢查學生知識應用能力的，所以考核形式也是一項值得大家思考并加以改革的內容。新加坡國立大學絕大部分的課程結課考核很少采用單一的閉卷考試形式，往往都是通過大作業的形式，將所學的知識都應用一遍。為了防止抄襲，還有答辯形式的綜合評分[6]。學生接受大量的課程設計訓練，并現場講解自己的設計方案，既鍛煉了思維歸納能力又訓練了PPT制作和上臺匯報的能力。在這樣的教育理念和方式的熏陶下，學生不僅能全面掌握學科知識，而且具備了分析問題、解決問題的能力，而這些能力正是日后用人單位更為看重的。

傳統的課程考核方式中，平時成績通常由作業、課堂表現和實驗簡單構成，而新加坡國立大學在培養學生的過程中，除了要求學生具備設計加開發解決方案等專業能力，還需要具備溝通能力和團隊協作等能力，在教學中既強調訓練學生解決技術問題的能力，又注重培養學生適應環境、團隊組織、交流協作的工程能力。重點關注對核心理論知識點的深刻理解，而不僅僅局限于教材中某個知識點的機械式記憶，結合社會流行熱點問題有針對性地布置一些大作業或者具有工程背景的項目，學生為了能夠順利完成這些大作業或項目，要對所學知識完全理解，并建立在綜合應用的基礎上，學生還需要借助互聯網和學校圖書館查閱大量的文獻資料，并根據自己對知識點的理解提取有效信息，學生完成某一個大作業后還需要撰寫詳細的設計開發報告和PPT總結報告，并開展PPT分組答辯匯報，通過這一系列的培訓和鍛煉，使得每一個學生都參與并得到鍛煉，可以有效地杜絕抄襲復制的情況發生，確保學生不但能寫得出，而且能講得出。

2.4 依托大數據背景，加強實訓操作

以往的統計學教學過于重視理論知識的講授，從而忽視了實訓操作環節的設置。隨著以計算機技術和互聯網技術為代表的信息技術的飛速發展，傳統統計學的應用范圍也發生了翻天覆地的變化，數據處理是統計分析過程中的一個必備環節，在信息大爆炸時代，面對大量繁雜的數據時，如果還采用傳統統計學依靠人力全手工的方式來收集和整理數據根本無法滿足實際應用的需求。因此，在依托信息技術的新時代，統計學學習不可避免地需要加強各類統計應用軟件的實訓操作。新加坡國立大學對于實踐性很強的專業課程，一般在開展理論教學的同時，必須配合一定的實驗實訓課時，課程這樣設置具有三個方面的優勢：第一，有利于將理論知識作用于實踐性知識，使學生對知識點的理解更加直觀;第二，實踐性知識可以反作用于理論知識，有助于使學生將知識快速轉化為能力，而不是僅僅停留在死記硬背的原始層面;第三，通過實訓操作積累的經驗有助于新知識的轉化，實現真正意義上的知其然知其所以然[7]。

加強工程統計學課程應用軟件的專題實訓，理論與實踐相輔相成，例如：“在數據分布特征測度中的應用”“在一元線性回歸分析中的應用”“在多元線性回歸分析中的應用”“在方差分析中的應用”“常用和特殊統計圖形的繪制”等等。確保課程結束時，學生必須熟練掌握一到兩種比較流行的應用統計軟件的基本操作，這有助于學生系統掌握課程知識，培養學生綜合素質，為培養復合型人才，提高社會競爭力打下良好的基礎。

2.5 倡導無墻文化，加大產學研合作

目前，國內高校對產學研合作的關注重點還沒有完全聚焦到經濟的發展，特別是地方應用型高校應該主動向地方優勢產業和行業融合。借鑒新加坡國立大學所倡導的“無墻文化”，即人才、知識的發覺轉移和應用沒有圍墻的阻隔[1]，讓用人單位和企事業單位參與課程目標的制定、課程內容的設置、教師教學方法的改革、學生考核模式的創新等一系列人才培養的全過程中，進一步擴大產學研合作的深度和廣度。邀請一些知名企業、上市公司各關鍵部門的一線從事與工程統計相關工作的專業技術人員定期來校開展學術交流，以講座的形式開展教學，讓學生深刻理解書本上的理論知識在實際工作中是如何應用的。以產學研為基礎的教育教學應該成為趨勢，從企業中篩選一些與工程統計學課程內容教學緊密貼合、難度適中的應用型研究項目作為課程設計的題目，讓學生的創新能力和實際工作能力都得到不同程度的錘煉，真正意義上做到“學”與“練”兩手都要硬。同時，學生的研究成果能夠直接服務于企業，相輔相成開創產學研合作的新局面。

3 結語

隨著我國高等教育改革的不斷深入，高等教育機構應該以更加開放的辦學理念，進一步增強與世界一流高校和一流學科的互動。在加快建設世界一流大學和一流學科的背景下，工業工程專業也面臨著很多機遇與挑戰，我們需要不斷探索工程統計學教育教學的改革措施，借鑒新加坡國立大學的成功經驗和先進教育理念，結合學校實際情況提出更新人才培養理念，完善課程體系建設;實施多元化的教學方法;借助現代媒體，改革考核形式;依托大數據背景，加強實訓操作;倡導無墻文化，加大產學研合作等一系列改革措施，探索更加多樣化和個性化的人才培養模式，培養具有創新創業能力、跨界整合能力并具有一定國際視野的工業工程專業高素質應用型科技人才。

（責任編輯：陳之曦）

參考文獻：

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[3]李昕照.世界一流大學國際化戰略的實施路徑及其啟示——以新加坡國立大學為例[J].高等理科教育，2020（2）：70-79.

[4]熊曉明.新工科人才培養背景下工程管理專業工程統計學課程建設探究[J].教育現代化，2020（4）：131-134.

[5]馬薇薇.工程化視角下的統計學教學模式探究[J].赤峰學院學報（自然科學版），2015（11）：136-138.

[6]李良軍.新加坡國立大學的課程體系及課程教學概況[C].中國機械工程學會機械設計分會，全國機械設計教學研究會.2016年第十五屆全國機械設計教學研討會論文集.天津：《機械設計》編輯部，2016：4.

[7]吳瑩.工業4.0及高端制造背景下工業工程專業課程體系建設探索[J].南昌教育學院學報，2018（1）：59-61.