大數據分析思維在數理統計教學中的應用

陳蕾 符方健

摘? 要：數理統計課程的內容較多，而且呈現出邏輯性和抽象性的特點，學生在學習過程中可能遇到較大困難。大數據分析思維可以引導學生從不同角度思考問題、分析問題和處理問題，有助于技能型人才的培養，改善數理統計教學的整體成效。文章將對數理統計教學中的問題及原因進行分析，明確大數據分析思維在數理統計教學中的應用優勢，并探索大數據分析思維在數理統計教學中的應用措施，為實踐工作提供參考。

關鍵詞：大數據分析思維;數理統計;應用措施

中圖分類號：G434? ? 文獻標識碼：A? ? 文章編號：1673-7164（2022）14-0193-04

我國已經逐步進入大數據時代，國家相關部門也為大數據行業發展規劃了明確的方向和目標，在教育教學工作當中，也應該順應時代的潮流，轉變人才培養理念，積極提高學生的大數據分析能力，為其將來就業打下堅實的基礎。在數理統計學科教學中應用大數據分析思維具有得天獨厚的優勢，符合本學科的基本特點，可以起到事半功倍的作用，幫助學生更加深入地理解所學知識，提高數據分析及應用能力。傳統教學模式中的問題較多，會對大數據分析思維的融合應用形成限制，在實踐中應該明確人才培養方向及學科教學目標，引導學生運用大數據分析思維解決實際問題，在提高數理統計教學水平的同時，促進學生的成長成才。

一、數理統計教學中存在的問題

（一）教學內容落后

首先，部分教材內容存在一定的滯后性問題，無法與時代發展保持密切協同，尤其是與大數據的聯系不夠緊密，無法引導學生將數理統計的相關知識應用于實踐當中，導致人才培養質量大打折扣。其次，教學以基礎性理論知識的講解為主，沒有引入大數據時代下的熱點問題，研究方向與時代發展方向有偏差，沒有運用大數據領域的相關成果展開教學，導致學生沒有掌握數理統計的先進方法和思想，不利于其思維能力的發展。再者，教學內容的拓展深度及廣度不足，僅僅依靠教材內容，與其他學科的銜接不佳，無法達到學科融合的目的，沒有體現數理統計學科的實踐性特點。

（二）教學方法單一

部分老教師的思想觀念陳舊，習慣于采用黑板和粉筆的形式展開教學工作，教學方法呈現出單一化的弊端，無法滿足新時期學生的個性化需求，導致教學成效不高，難以達到數理統計學科的育人目標。對多媒體設備的利用率不高，在制作課件時只是單純地復制教材內容，不僅會浪費大量的時間和精力，而且沒有體現信息化教學的作用[1]。同時，部分教師自身的信息化素養不高，未能掌握大數據分析方法的具體應用措施，特別是理論教學和實踐教學的融合度不高，導致學生雖然具備豐富的數理統計知識，但是動手操作能力較弱，不符合新時代高素質人才培養的要求。

（三）課堂吸引力較低

有些教師的上課講義幾年來一成不變，在臺上照本宣科，讀讀課件，語言表達匱乏。教師在課堂中沒有及時顧及學生的學習狀態與思維發散情況，師生之間互動形式單一，經常聽到教師連珠炮似的提問，學生機械反應似的回答，這種一問一答的形式使學生的參與度不高，在學習中始終處于被動學習的狀態。這是導致數理統計課堂吸引力下降的主要原因。同時，教師未能結合現代數據分析技術的應用特點講解相關內容，缺乏線上課堂的拓展與延伸，沒有充分激發學生的大數據分析思維，不利于學生數理統計能力的培養與提高。因此無法構建高效的數理統計課堂，導致教學改革進程受阻。

（四）考核方式不合理

考核可以檢驗學生的學習能力及學習水平，有助于學生更加客觀地認知自我、發展自我。但是，當前數理統計教學中的考核方式存在一定問題，導致考核結果無法全面反映學生的真實情況，不符合人才培養的目標要求。考核方式過于單一，往往以考試成績作為主要依據，沒有反映學生的綜合能力及素養，不符合大數據時代背景下現代化人才的培養目標。在考核工作當中主要側重于理論方面，沒有關注學生的實踐能力，沒有養成良好的大數據分析思維，缺乏現實生活的氣息，與時代脫節十分嚴重。

二、大數據分析思維在數理統計教學中應用的優勢

（一）整合教學資源

大數據分析思維與數理統計教學的密切融合，可以促進教學資源的整合與利用，解決教學內容和形式的單一化問題。特別是以大數據技術為依托，加快各類網絡教學資源的整合與利用，可以彌補教材中的不足，引入更多的實踐教學內容，滿足學生的多元化需求。教師可通過豐富的案例和項目等，引導學生運用大數據分析思維解決問題，提高課堂教學的靈活性。

（二）拓展思維能力

思維能力是核心素養的重要組成部分，數理統計學科對于學生綜合能力的要求較高，需要在理論與實踐之間建立銜接，在實際問題處理中綜合運用所學知識，找到事物發展的規律和特點[2]。引入大數據分析思維，是幫助學生拓展思維能力的關鍵途徑和方法。學生通過數據信息的采集、整理和分析進行統計與推理，解決學習中的難題，符合統計學復合型人才的培養要求。

（三）提升教學有效性

教師不斷增強自身的大數據分析思維，是促進自身專業發展的關鍵，可逐步提升教學有效性，為學生創造更好的學習環境。大數據分析思維的應用，真正推動了數理統計教學改革的進程，教師可在課堂中帶領學生深入分析數理統計知識的應用方法，解決傳統教學模式下的思維僵化問題，構建良好的課堂氛圍，激發學生的創造力。

三、大數據分析思維在數理統計教學中的應用措施

（一）轉變傳統觀念

教師應該轉變傳統思維理念，認識到大數據分析思維在教學中的重要作用，積極結合相關內容培養學生的思維能力，引導學生的高效化學習。數理統計與社會生活的聯系十分緊密，教師在人才培養中不僅要幫助學生掌握學科理論知識和技能，更要培養學生的實踐能力，掌握計算機及相關行業技能的操作方法，以復合型人才培養為目標。當前數據信息量呈現出海量化的特點，只有在大數據分析思維的支持下，才能夠帶領學生深入挖掘數據背后的含義和價值，將數理統計學科的相關知識應用于實踐當中，增強學生的問題處理能力[3]。同時，教師應該做好數理統計學科和其他學科之間的密切協同，共同構建學科融合機制，鼓勵學生運用大數據分析思維解決不同領域的實踐問題，加深對本學科知識的記憶與理解，為學生更好地走向工作崗位提供保障。在數理統計課程體系建設當中應該做到與時俱進，了解當前不同領域對數理統計人才的基本需求，以建模課程為核心提升學生的軟件應用能力和數據分析能力。EF7EF1CF-75C5-446B-8B18-2E97A17F452A

（二）優化教學內容

數理統計學科具有應用型特點，教師在教學實踐中應做好內容優化，引入更多的大數據知識，使學生養成良好的思維習慣，在實踐中善于運用大數據分析思維解決問題。數理統計教學內容較多，包括統計量及分布、假設檢驗和方差分析、回歸分析等，教師要帶領學生熟練掌握各類統計方法的應用技巧，還要利用先進計算機軟件實施仿真模擬，以得到更加精確的分析及計算結果。在課程體系建設中應該適當減少證明類內容，更多地引導學生運用理論知識解決應用性問題，使學生了解大數據分析的基本原理和思路。教學內容應該做到與時俱進，教師應該了解本行業的發展現狀，在教學課堂中引入更多的前沿知識和研究成果，使學生全面了解我國大數據技術的發展情況，培養學生良好的大數據分析思維[4]。此外，在實驗教學中，還應該針對不同計算機軟件的應用技巧和方法加以講解，包括SPSS、MATLAB和SAS等，為數據整理和分析、分位數計算、方差分析等提供可靠保障。

（三）夯實理論基礎

數理統計學科除了具備應用性特點外，其理論性也較強，因此在教學中應該注重夯實學生的理論基礎，這也是培養大數據分析思維的關鍵前提。掌握不同數理統計的方法和技術，可以在海量化的數據信息中提取有效信息，找到統計的規律和特征。數理統計學科涉及不同領域的內容，比如概率論、高等數學、幾何學和線性代數等，只有在掌握豐富理論知識、構建完整知識體系的基礎上，才能為學生的長遠發展提供可靠保障[5]。這就需要在不同學科之間實現知識的整合與利用，帶領學生廣泛涉獵其他學科知識，降低數理統計問題處理的難度，達到高效化學習的目標。教師應在課前做好知識的整合工作，明確不同知識模塊之間的銜接關系，打破教材形式的限制，提高課堂教學的靈活性。

（四）創設課堂情境

為了將抽象化的知識以形象化的畫面呈現出來，教師在數理統計教學中還應該引入情境教學法，真正體現本學科的實用性特點，提高學生抽象思維和具象思維的轉化能力，這也是提高大數據分析思維的關鍵方法。情境教學法可以為學生帶來更加多元化的學習體驗。情境選擇時應該選擇與學生生活相關的內容，解決傳統課堂模式下的疏離性問題，使學生真正了解數理統計和大數據、社會生活之間的關系，激發學生在實踐問題處理中的參與興趣[6]。此外，也應該考慮到學生的專業特點及發展方向，多運用專業知識深入講解數理統計的具體應用情況，堅定學生在專業發展中的信心。在現代化教學模式下，教師不斷提高自身的信息化素養，運用先進技術手段創設課堂情境，能夠起到事半功倍的效果，提高情境的趣味性、豐富性和多元性，有助于高效化課堂的構建，使學生針對不同情境問題動用大數據分析思維實施深入探究。教師要做好網絡資源的整合工作，突破教材內容的限制，積極引入學生感興趣的資源及素材，通過板書和多媒體演示相結合的方式，引導學生在情境中開展自主學習。

（五）構建翻轉課堂

翻轉課堂是一種科學合理的教學方法，呈現出個性化和靈活性的特點，符合當前學生的認知水平，也能夠提高學生在數理統計學習中的積極性，對于大數據分析思維的培養也十分有利。在引導學生開展課前自主學習的同時，教師還要在課堂中組織學生的交流討論，實現對傳統課堂的有效翻轉，提高資源整合力度。為了增強課堂的實施效果，教師還應該引入微課教學。將數理統計的相關知識融入微課視頻當中，呈現教學的重點及難點，有助于幫助學生制定明確的學習目標。教師可運用微信和QQ等構建網絡交流與互動平臺，及時在課前完成微課視頻的上傳，鼓勵學生通過自主學習的方式發現自身的不足，從而在課堂交流和討論當中更具目的性。教師可運用少量的時間重點講解學生的普遍性問題，同時通過分組的方式引導學生的自主交流與討論，在互相交流中激發其大數據分析思維，使其運用大數據的相關知識和技能解決數理統計學科中的具體問題[7]。學生可以在小組中互相幫助，激發學習靈感及創造力，這是培養大數據分析思維及實踐問題處理能力的關鍵方法。

（六）計算機輔助實驗

實驗教學是數理統計學科的重點內容。在引導學生構建知識體系的基礎上，在實驗中加以驗證，解決實驗中的問題，是提高學科核心素養的有效途徑。在實驗教學中應該充分發揮計算機及其附屬設備的作用，引入更加先進的教學軟件，包括了MATLAB、SPAA等，為實驗演示教學、統計規律驗證教學、數據處理和分析教學等提供支持。在應用各類軟件的過程中，教師應該做好科學指導工作，除了要掌握正確的操作方法外，還要通過軟件操作掌握思維方法和知識規律，直觀感受大數據分析思維在軟件處理中的具體應用情況，使學生的思維品質得到全面提高。在教學中，教師應有效體現學生的主體性，使學生能夠自主上機操作和演示，教師則扮演一個引導者和組織者的角色[8]。學校應該加大資金投入力度，注重先進計算機設備和軟件的引進，為教師的實踐教學創造可靠的基礎條件，同時改善學生的學習環境。

（七）引入項目教學

由于數理統計學科的實踐性特征顯著，所以教學工作不能僅僅局限于理論課堂當中，而是要通過項目教學的方式使學生自主完成項目任務，梳理數理統計學科知識，在項目中提高實踐操作能力。教師應了解學生的專業特點，確保項目內容與學生專業相符，提高教學互動性和探究性，促進專業學科知識和數理統計學科知識的銜接，逐步提高學生的大數據分析思維，培養其創新能力。教師要根據學生的學習能力和認知思維、個性特點等情況實施分組，鼓勵學生以小組為單位共同推進項目進度，避免單兵作戰而造成較大的困難。了解不同學生的優點和長處可使項目的任務分配更具針對性，通過明確的分工合作提高項目完成度，有助于培養學生的合作意識。鼓勵學生運用大數據技術分析問題和處理問題，掌握大數據的具體應用特點和方法，有利于其養成良好的大數據分析習慣和思維模式[9]。明確數據調查、處理和分析、報告撰寫等過程中的具體要求，可增強項目教學的實施成效。

（八）完善考核方式EF7EF1CF-75C5-446B-8B18-2E97A17F452A

數理統計學科考核方式的改革，體現大數據分析思維在整個考核體系中的重要性，有助于督促學生在學習中積極轉變思維理念，認識到大數據技術與數理統計學習的關系，為將來走向社會打下基礎。教師應將終結性評價和過程性評價有效結合，關注學生理論與實驗考試成績的同時，更要關注學生在學習過程中的具體表現，包括了學習態度、創新能力、參與意識、運用大數據分析思維解決實際問題的能力等，全方位評估學生的發展情況，以深入挖掘學生的潛能，提升其學習自信心[10]。與此同時，還應逐步拓展評價主體，在依靠教師評價的同時，要鼓勵學生開展自我評價和小組互評，確保評價結果的客觀性和全面性。

四、結語

在數理統計教學中融合大數據分析思維，符合新時代教育改革的發展趨勢，也契合本學科的基本特點。傳統教學模式的弊端逐漸顯現，比如教學內容落后、教學方法單一、課堂吸引力較低和考核方式不合理等，不利于人才培養質量的提升。為此，應該充分發揮大數據分析思維的價值，為整合教學資源、拓展思維能力和提升教學有效性等提供可靠保障，促進數理統計教學改革。在實踐工作當中，教師應通過轉變傳統觀念、優化教學內容、夯實理論基礎、創設課堂情境、構建翻轉課堂、計算機輔助實驗、引入項目教學和完善考核方式等方式，建立現代化的教學體系，真正拉近數理統計學科和大數據之間的距離，提高人才培養質量。

參考文獻：

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基金項目：瓊臺師范學院教育教學改革研究項目“基于多媒體技術的對分課堂教學模式在《解析幾何》課程教學中的應用研究”（項目編號：QTjg2021-16）;瓊臺師范學院2021年一流本科課程培育項目“高等代數線上線下混合課程”（項目編號：QTjg2021-27）。

作者簡介：陳蕾（1980—），女，碩士，瓊臺師范學院講師，研究方向為解析幾何、概率統計、函數論;符方健（1968—），男，學士，瓊臺師范學院教授，研究方向為概率統計。EF7EF1CF-75C5-446B-8B18-2E97A17F452A