面向能力的應(yīng)用統(tǒng)計人才培養(yǎng)需求分析和模式研究

賈 祥 武小悅 吳昕陽

（國防科技大學系統(tǒng)工程學院 湖南·長沙 410073）

0 引言

統(tǒng)計學是搜集、分析、表述和解釋數(shù)據(jù)的科學與藝術(shù)，已廣泛應(yīng)用于經(jīng)濟、商務(wù)、金融、生物、醫(yī)療和工業(yè)工程等眾多領(lǐng)域。應(yīng)用統(tǒng)計學是現(xiàn)代統(tǒng)計學的重要類別。2018 年教育部頒布的《普通高等學校本科專業(yè)類教學質(zhì)量國家標準》[1]（簡稱《國標》）明確指出：“應(yīng)用統(tǒng)計學是以各個不同領(lǐng)域的具體數(shù)量為研究對象，著重培養(yǎng)學生掌握在某一特定領(lǐng)域從事統(tǒng)計工作的知識和能力。其培養(yǎng)目標是培養(yǎng)掌握該特定領(lǐng)域相關(guān)學科的基礎(chǔ)知識和統(tǒng)計學的基本思想、基本方法以及相關(guān)的計算機技術(shù)，能夠較好地將該特定領(lǐng)域的專業(yè)知識和統(tǒng)計方法結(jié)合在一起進行研究并加以應(yīng)用的人才”。

隨著以大數(shù)據(jù)、人工智能等信息技術(shù)為代表的第四次技術(shù)革命的興起和發(fā)展，對具備數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析能力的人才需求越來越大。但傳統(tǒng)的應(yīng)用統(tǒng)計學教學存在“重視理論講授、忽視應(yīng)用實踐”的問題，造成學生只知道統(tǒng)計概念和相關(guān)方法，卻不知如何應(yīng)用統(tǒng)計解決實際問題。這樣的培養(yǎng)模式顯然不能滿足社會的需求。近年來，隨著能力導(dǎo)向教育理念的普及，以及“高階性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)度”金課建設(shè)的推動，以統(tǒng)計思維培養(yǎng)和統(tǒng)計應(yīng)用能力提升為著力點的應(yīng)用統(tǒng)計學課程改革和培養(yǎng)模式研究也在如火如荼地開展。韓勝娟[2]認為統(tǒng)計思維是在學習和應(yīng)用統(tǒng)計方法的過程中逐漸形成的一種思維模式，要實現(xiàn)統(tǒng)計教學從單方面統(tǒng)計基本知識傳授向注重統(tǒng)計思維能力培養(yǎng)方向轉(zhuǎn)變，需要在統(tǒng)計教學理念、教學內(nèi)容、教學方法及考核方式等眾多方面進行適應(yīng)性變革；周巧娟[3]針對概率統(tǒng)計思維與應(yīng)用能力的培養(yǎng)，聚焦思維結(jié)構(gòu)智力理論，構(gòu)建了思維型課堂，改進了教學環(huán)節(jié)；周傳頌[4]認為在大數(shù)據(jù)背景下，培養(yǎng)出應(yīng)用型、創(chuàng)新型統(tǒng)計專業(yè)人才，學會用大數(shù)據(jù)手段、方法處理統(tǒng)計問題是統(tǒng)計專業(yè)培養(yǎng)目標的內(nèi)在要求，也對專業(yè)教師綜合能力提出更高要求；宗占紅[5]針對本科生統(tǒng)計分析能力培養(yǎng)，提出了“一個目標、三個環(huán)節(jié)”本科生統(tǒng)計分析能力培養(yǎng)模式，其中一個目標指培養(yǎng)學生利用統(tǒng)計學知識處理實際問題的應(yīng)用型統(tǒng)計分析能力，“三個環(huán)節(jié)” 指在教學與學習環(huán)節(jié)采取改進措施的同時，增加實踐環(huán)節(jié)；金美玲等[6]指出在當前的統(tǒng)計思維培養(yǎng)方面存在課程教學目標不明確、課堂教學方式單一、課程考核方式陳舊等問題，并提出了調(diào)整統(tǒng)計學教學內(nèi)容、變革統(tǒng)計學教學及考核方式、通過案例式教學強化統(tǒng)計技能實踐等提升應(yīng)用能力的途徑。

圖2 本文提出的能力需求與綱要和國標要求的對應(yīng)關(guān)系

本文針對我校“應(yīng)用統(tǒng)計學”課程，以培養(yǎng)具有應(yīng)用統(tǒng)計能力的人才為目標，通過分析本科生的應(yīng)用統(tǒng)計能力需求，牽引培養(yǎng)模式研究，為應(yīng)用統(tǒng)計人才的培養(yǎng)提供新的思路。

1 應(yīng)用統(tǒng)計能力需求分析

針對具有應(yīng)用統(tǒng)計能力的人才培養(yǎng)模式研究，首先應(yīng)該分析人才的應(yīng)用統(tǒng)計能力需求。美國統(tǒng)計學會發(fā)布的《統(tǒng)計學本科專業(yè)指導(dǎo)性教學綱要》（簡稱“綱要”）將統(tǒng)計學本科專業(yè)學生應(yīng)掌握的知識和技能歸納為統(tǒng)計方法和理論、數(shù)據(jù)操作和計算、數(shù)學基礎(chǔ)、統(tǒng)計實踐和特定領(lǐng)域知識五個方面。[7]國標中對統(tǒng)計學專業(yè)類人才培養(yǎng)的基本要求包括統(tǒng)計理論基礎(chǔ)和外語水平扎實、掌握統(tǒng)計學的基本思想和收集數(shù)據(jù)的方法、掌握計算機的基礎(chǔ)知識并能熟練應(yīng)用統(tǒng)計軟件、具有理論聯(lián)系實際的能力、掌握資料查詢獲取相關(guān)信息的基本方法，此外應(yīng)用統(tǒng)計學專業(yè)要加強利用特定統(tǒng)計方法解決特定領(lǐng)域問題的能力。通過借鑒這些綱要和國標，我們結(jié)合我校的實際情況，從業(yè)務(wù)能力和職業(yè)道德培養(yǎng)兩個方面，提出了應(yīng)用統(tǒng)計人才的能力需求，如圖1 所示。

在業(yè)務(wù)能力方面，從根本上看，我們認為學生的應(yīng)用統(tǒng)計能力需求來自于未來的任職崗位工作要求，其重點是能夠解決工作中的實際問題。考慮到對于一個實際的統(tǒng)計問題，通常按照“統(tǒng)計設(shè)計—統(tǒng)計調(diào)查—統(tǒng)計整理—統(tǒng)計分析”的過程[8]進行分析和求解。因此，學生的應(yīng)用統(tǒng)計能力應(yīng)包括統(tǒng)計建模、數(shù)據(jù)收集、統(tǒng)計分析和軟件操作能力。其中，統(tǒng)計建模指的是學生通過查詢相關(guān)資料，包括外文資料，從而獲取實際問題所屬領(lǐng)域的背景知識，并從統(tǒng)計理論的角度對問題進行建模；數(shù)據(jù)收集指的是學生通過統(tǒng)計調(diào)查或者網(wǎng)絡(luò)搜集，收集足夠的數(shù)據(jù)支撐后續(xù)研究；統(tǒng)計分析指的是學生在掌握統(tǒng)計學的基本思想后，根據(jù)具體問題熟練應(yīng)用各種統(tǒng)計方法解決實際問題；在數(shù)據(jù)收集和統(tǒng)計分析過程中，學生可能會用到R、Python 和SPSS等各種相關(guān)統(tǒng)計軟件，這就需要培養(yǎng)學生的軟件操作能力。通過上述分析，易知本文提出的四種應(yīng)用統(tǒng)計能力，實際上也與綱要和國標所要求的能力是吻合的，其對應(yīng)關(guān)系如圖2 所示。

圖1 應(yīng)用統(tǒng)計能力需求

除了業(yè)務(wù)能力之外，我們認為盡管我校培養(yǎng)的學生不會從事專業(yè)的統(tǒng)計工作，但主要任職于軍事崗位，其統(tǒng)計分析工作事關(guān)國防和軍隊建設(shè)，仍然需要良好的統(tǒng)計職業(yè)道德。為此，也需要培養(yǎng)學生養(yǎng)成基本的職業(yè)準則，納入應(yīng)用統(tǒng)計能力培養(yǎng)需求，可通過在課堂教學中強化思政教育促進學生統(tǒng)計職業(yè)道德的養(yǎng)成。

綜上所述，本文提出的應(yīng)用統(tǒng)計能力需求，既能對照綱要和符合國標的要求，也考慮到了我校的實際情況，因此是可行的。

2 應(yīng)用統(tǒng)計人才培養(yǎng)模式研究

在應(yīng)用統(tǒng)計人才培養(yǎng)需求分析的基礎(chǔ)上，進一步研究能力導(dǎo)向的應(yīng)用統(tǒng)計人才培養(yǎng)模式。為此，我們提出了“以教學目標重塑為根本、以課程建設(shè)更新為基礎(chǔ)、以教學方式革新為核心、以實踐能力提升為關(guān)鍵、以考核方式改革為重點、以教學效果評價為反饋”的“六位一體”培養(yǎng)模式，如圖3 所示。

圖3 能力導(dǎo)向的“六位一體”培養(yǎng)模式

2.1 以教學目標重塑為根本

面向能力的應(yīng)用統(tǒng)計人才培養(yǎng)，需要以能力產(chǎn)出為導(dǎo)向，摒棄傳統(tǒng)的以教師講授知識為主的“灌輸式”培養(yǎng)，把培養(yǎng)出能解決實際統(tǒng)計問題的應(yīng)用型人才作為終極目標。這就要求教師圍繞能力導(dǎo)向重塑教學目標，并貫穿于人才培養(yǎng)的全過程，重新設(shè)計教學方式，激發(fā)學生自主學習的積極性和創(chuàng)造性，著力培養(yǎng)學生的統(tǒng)計思維，讓學生真正感受到“一切以數(shù)據(jù)說話” 的統(tǒng)計魅力。

2.2 以課程建設(shè)更新為基礎(chǔ)

課程建設(shè)是人才培養(yǎng)的基礎(chǔ)，面向能力的應(yīng)用統(tǒng)計人才培養(yǎng)，要求教師持續(xù)更新課程建設(shè)，從而與時俱進，不斷滿足新形勢和新技術(shù)帶來的新要求。課程建設(shè)的持續(xù)更新，應(yīng)包括教師能力和課程資源兩個方面。在教師能力方面，由于新的統(tǒng)計技術(shù)日新月異，新的統(tǒng)計軟件層出不窮，新的統(tǒng)計問題源源不斷，為了培養(yǎng)合格的應(yīng)用統(tǒng)計人才，需要在夯實學員統(tǒng)計理論基礎(chǔ)的同時及時補充新的統(tǒng)計方法，這就要求教師也要及時“充電”，而非固步自封。在課程資源方面，要注意更新教學內(nèi)容和案例素材，滿足新技術(shù)發(fā)展對學員能力的需求。例如，在傳統(tǒng)的“應(yīng)用統(tǒng)計學”課程中，統(tǒng)計調(diào)查和抽樣技術(shù)是重要章節(jié)，其中統(tǒng)計調(diào)查主要講述調(diào)查的各種組織方式、調(diào)查問卷的設(shè)計和發(fā)放，以及數(shù)據(jù)的收集和整理等，抽樣技術(shù)重點講述簡單隨機抽樣、分層抽樣、整群抽樣和系統(tǒng)抽樣等各種抽樣方法的概念、參數(shù)估計以及樣本量分配等。在大數(shù)據(jù)時代以前，搜集數(shù)據(jù)相對比較困難，因而抽樣技術(shù)的誕生和發(fā)展迎合了社會發(fā)展的需要。但隨著大數(shù)據(jù)時代的到來，數(shù)據(jù)搜集和存儲技術(shù)突飛猛進，抽樣技術(shù)的應(yīng)用重要性大大降低。因此，為了迎合大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展對學員應(yīng)用統(tǒng)計能力的需求變化，我們減少了抽樣技術(shù)的課時，只是探討了各種抽樣方法的概念和適用性，同時增加了分類、聚類等機器學習算法的課時。再比如，今年全球都經(jīng)歷了新冠肺炎疫情，應(yīng)對疫情的一個重要方面是通過病例數(shù)據(jù)分析疫情的傳播鏈路、病毒致死率等特征，這涉及到描述性統(tǒng)計、參數(shù)估計等統(tǒng)計知識的應(yīng)用，為此我們可以廣泛收集疫情方面的案例數(shù)據(jù)，并在課堂上與學生討論，從而激發(fā)學生學習的興趣。

2.3 以教學方式革新為核心

面向能力的應(yīng)用統(tǒng)計人才培養(yǎng)，必須在教學方式上進行革新。教師需舍棄傳統(tǒng)的“教師講授、學生旁聽”這種側(cè)重理論推導(dǎo)的單方面授課方式，靈活運用案例式、研討式、啟發(fā)式、線上線下混合式等多種教學方式，從案例切入，充分發(fā)揮學生學習的“主人翁”精神，組織學生研討，啟發(fā)學生思考，從而在課堂上淡化理論推導(dǎo)，突出實踐特性，引導(dǎo)學生在真實的、趣味的、綜合的案例情景中，學習統(tǒng)計方法，解決統(tǒng)計問題，感受統(tǒng)計魅力，激發(fā)學生的自主性和積極性。例如，在描述性統(tǒng)計這一章節(jié)的授課中，可依托收集的新冠疫情病例數(shù)據(jù)，在介紹收集到的數(shù)據(jù)類型和特點后，組織學生討論可以通過哪些圖表方式進行描述性統(tǒng)計。在討論過程中，對于教學大綱中要求的知識點，如果發(fā)現(xiàn)學生沒有掌握，就可以進行重點講授。對于討論到的各種描述統(tǒng)計方法，引導(dǎo)學生在課堂上現(xiàn)場進行操作，并進一步啟發(fā)學生思考哪些描述統(tǒng)計方式的展示效果更佳。通過這樣的教學方式，學生可以真正感受到統(tǒng)計的應(yīng)用場景、各種理論方法的適用性，以及相應(yīng)的軟件操作方法。

2.4 以實踐能力提升為關(guān)鍵

面向能力的應(yīng)用統(tǒng)計人才培養(yǎng)，除了革新教學方式，還必須關(guān)注學生的實踐能力。實踐能力的提升才是培養(yǎng)學生解決實際統(tǒng)計問題的關(guān)鍵。依托革新后的教學方式，在課堂教學環(huán)節(jié)，雖然已經(jīng)注意培養(yǎng)學生利用統(tǒng)計思維分析問題和操作軟件實現(xiàn)統(tǒng)計方法的能力，但仍然側(cè)重于一個實際問題的局部分析，并且是在全體學生的共同討論下完成的，這對于學生的統(tǒng)計能力培養(yǎng)仍然是不全面的。為了提升學生的實踐能力，必須要在教學中增加實踐環(huán)節(jié)。在實踐環(huán)節(jié)中，學生會接觸到一個完整的、具體的實際問題，并按照“統(tǒng)計設(shè)計—統(tǒng)計調(diào)查—統(tǒng)計整理—統(tǒng)計分析”的全過程進行分析，再借助各種統(tǒng)計軟件進行求解。這既可以鞏固學生在課堂上學習到的統(tǒng)計方法和軟件操作，又可以進一步對學生的統(tǒng)計能力進行全面鍛煉。實踐環(huán)節(jié)的問題可以由學生自主選擇，也可以由教師從課程案例庫或科研項目中進行提取，其中如果學生自主選題，教師應(yīng)對學生選題的合理性和可行性進行把關(guān)，避免學生的實踐項目失敗。最后，教師應(yīng)組織學生實踐項目的匯報和研討，發(fā)揮學生集體的智慧，對學生的實踐項目進行完善。此外，除了實踐項目外，教師可鼓勵學生參加大學生創(chuàng)新競賽等各類競賽，或者對身邊感興趣的問題進行自主調(diào)查分析，從而多方位強化和提升學生的實踐能力。

2.5 以考核方式改革為重點

面向能力的應(yīng)用統(tǒng)計人才培養(yǎng)，要通過多元化課程考核方式改革，全面衡量和考核學生的統(tǒng)計能力。傳統(tǒng)的“應(yīng)用統(tǒng)計學”課程考核以終結(jié)性考核，即期末考試為準則，存在“一考定音”的弊端，既無法全面考核學生的統(tǒng)計能力，又容易打擊學生學習的積極性。與終結(jié)性考核相對的形成性考核則通過衡量學生的課堂表現(xiàn)、課后作業(yè)、實踐項目以及參加競賽等，可以多維度地反映學生的學習效果。因此，我們建議考核方式改革應(yīng)從以終結(jié)性考核為準，到終結(jié)性考核和形成性考核相結(jié)合，并最終過渡到形成性考核為主，從而發(fā)揮好課程考核的“指揮棒” 作用，避免學生過分關(guān)注期末考試以及“背死書”“及格萬歲”等學習理念，引導(dǎo)他們自我投入，積極學習，用好統(tǒng)計。例如，我校的“應(yīng)用統(tǒng)計學”課程堅持終結(jié)性考核和形成性考核相結(jié)合的考核方式，其中形成性考核所占的比重從20%逐步提高到50%，并將繼續(xù)增大。此外在終結(jié)性考核中，試卷命題強調(diào)統(tǒng)計概念和基本方法的考核，淡化復(fù)雜的計算。通過多元化考核，學生可以避免陷入考前復(fù)習等“突擊式”學習，轉(zhuǎn)而在課堂上積極參與討論，認真對待實踐項目。特別是對于一些不擅長考試的學生，考核方式的改革顯著調(diào)動了他們的積極性。

2.6 以教學效果評價為反饋

面向能力的應(yīng)用統(tǒng)計培養(yǎng)模式，為了達到“螺旋式”上升的培養(yǎng)效果，需要對教學目標、課程建設(shè)、教學方式、實踐能力和考核方式等環(huán)節(jié)形成反饋，加以改進。為此，可通過教學效果評價作為反饋。教學效果的評價可從兩個方面開展。第一個方面是通過構(gòu)建教學效果指標體系，收集數(shù)據(jù)，完成一次教學任務(wù)的評價。教學效果指標可考慮學生的課堂參與度、學生的知識需求滿足度、學生課后作業(yè)的正確率、學生期末考試的良好率等方面；教學效果評價所需的數(shù)據(jù)可通過統(tǒng)計調(diào)查進行收集，也可以通過雨課堂等線上數(shù)據(jù)進行挖掘所得。教學任務(wù)的評價，可直接支撐教學方式、實踐項目設(shè)置等環(huán)節(jié)的改進，為培養(yǎng)模式的改進研究提供借鑒。第二個方面是前往畢業(yè)學生的相關(guān)任職單位進行調(diào)研和回訪，了解任職單位對“應(yīng)用統(tǒng)計學” 課程建設(shè)和能力培養(yǎng)的需求，了解畢業(yè)學生在任職單位開展實際統(tǒng)計分析工作時的問題。通過調(diào)研和回訪，可以對教學目標和課程建設(shè)的改進形成正向反饋，并進一步牽引其他培養(yǎng)環(huán)節(jié)的改善。需要強調(diào)的是，教學效果的評價作為人才培養(yǎng)模式研究的反饋輸入，應(yīng)貫穿于人才培養(yǎng)的全過程中。

通過“六位一體”應(yīng)用統(tǒng)計人才培養(yǎng)模式分析易知，除了“教學效果評價”外，其余都可以直接支撐圖1 中的應(yīng)用統(tǒng)計能力培養(yǎng)需求，如圖4 所示。另一方面，以教學效果評價為反饋，又可不斷改進應(yīng)用統(tǒng)計人才培養(yǎng)模式。因此，我們提出的“六位一體”應(yīng)用統(tǒng)計人才培養(yǎng)模式是有效的。

圖4 培養(yǎng)模式與能力需求的對應(yīng)關(guān)系

3 總結(jié)

本文以“應(yīng)用統(tǒng)計學”課程為對象，根據(jù)培養(yǎng)出具有應(yīng)用統(tǒng)計能力的人才這一根本要求，從業(yè)務(wù)能力和職業(yè)道德兩個方面分析了培養(yǎng)人才所需的應(yīng)用統(tǒng)計能力需求，其中業(yè)務(wù)能力包括統(tǒng)計建模、數(shù)據(jù)收集、統(tǒng)計分析和軟件操作能力。在此基礎(chǔ)上，進一步提出了“以教學目標重塑為根本、以課程建設(shè)更新為基礎(chǔ)、以教學方式革新為核心、以實踐能力提升為關(guān)鍵、以考核方式改革為重點、以教學效果評價為反饋”的“六位一體”培養(yǎng)模式。經(jīng)分析，我們提出的應(yīng)用統(tǒng)計能力需求和“六位一體”人才培養(yǎng)模式是可行的、有效的。