以數(shù)據(jù)處理能力為導向的高職環(huán)境監(jiān)測技術專業(yè)《數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計》課程教學改革探索

白燕茹 朱海波 李青 趙秋利 王春梅

摘要：數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計課程是 高職環(huán)境監(jiān)測技術專業(yè)基礎課程。該課程目前在教學過程中存在 教學內(nèi)容理論性強、教學方法形式單一、軟件運用不夠充分、考核體系不夠完善等教學“痛點”問題。針對這些問題，根據(jù)學生的實際需求和水平，設計更多樣化、更有趣味性、更有針對性的教學活動，充分利用軟件的功能和優(yōu)勢，建立更科學、更合理、更有效的課程教學體系。本次課程改革將從豐富教學方法、融入課程思政、應用統(tǒng)計軟件、完善評價體系等方面改革。通過對教學方法、軟件應用、考核體系的改革有效提高學生的數(shù)據(jù)處理能力，本課程教學取得良好效果，為相關專業(yè)基礎課程建設提供借鑒。

關鍵詞：數(shù)據(jù)處理能力；數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計；教學內(nèi)容；軟件應用；考核體系

引言

數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計是應用統(tǒng)計學理論與方法研究環(huán)境資料的收集、整理、分析和推斷的一門學科。作為高職環(huán)境監(jiān)測類專業(yè)的基礎課程，本門課程的教學目的是培養(yǎng)學生試驗設計和數(shù)據(jù)分析處理的能力，并針對學生就業(yè)崗位數(shù)據(jù)分析能力要求，實現(xiàn)校崗技能培養(yǎng)的順利對接。

一、課程定位與目標

數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計是一門應用統(tǒng)計學理論與方法整理、分析環(huán)境保護領域數(shù)據(jù)的課程。它用數(shù)字反映并計量人類活動引起的環(huán)境變化和環(huán)境變化對人類影響的過程[1]。理解統(tǒng)計學的基本原理和方法并能夠在環(huán)境科學與工程領域的實際問題中應用是教學目的[2]。對于高職環(huán)境監(jiān)測技術的學生來說，數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計的課程學習，短期目標是為學生學習專業(yè)課奠定試驗設計和數(shù)據(jù)分析方法的基礎。長期目標是對接就業(yè)崗位的數(shù)據(jù)處理和檢測數(shù)據(jù)質(zhì)量控制要求，實現(xiàn)學生在校和在崗培養(yǎng)技能的順利對接，提升畢業(yè)生的質(zhì)量和水平，更好地為專業(yè)和行業(yè)發(fā)展服務。

數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計作為高職環(huán)境類專業(yè)基礎課程，對培養(yǎng)學生的數(shù)據(jù)處理能力和實驗數(shù)據(jù)結果驗證都起到至關重要的作用。但在教學過程中仍然存在教學內(nèi)容不夠豐富、教學方法單一、理論與軟件學習未融會貫通、考核體系不夠完善，教學現(xiàn)狀亟須進行改革創(chuàng)新[3]。本文結合多年數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計課程教學的實踐經(jīng)驗，以提高學生數(shù)據(jù)處理能力為導向，對本課程的教學改革進行探討。

二、課程現(xiàn)狀與問題

（一）教學方法不能滿足當前需要

高職院校數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計學主要以數(shù)理統(tǒng)計知識為基礎，重點是環(huán)境數(shù)據(jù)的收集、整理、分析和推斷，教學內(nèi)容理論性強，抽象概念較多，數(shù)據(jù)處理的原理、方法都較為枯燥，學生普遍積極性不高[4]。另外高職環(huán)境類專業(yè)招生是文理兼收，學生的數(shù)學基礎和專業(yè)認知能力參差不齊，學習過程中對課程的重視度較為欠缺。在以往的課程教學過程中，主要靠教師講授理論概念、公式推導和數(shù)據(jù)計算，學生是被動的接受者，容易對枯燥難懂的統(tǒng)計概念產(chǎn)生畏難情緒，課堂注意力不集中，最終影響課堂教學效果。另外，教學形式的單一導致學生自主探究的能力無法發(fā)揮，教師對學生的具體學習狀況也難以掌握。為了使學生真正掌握《數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計》的重要理論和方法，課程授課方法的改革刻不容緩[5-6]。

（二）理論教學與軟件學習未緊密結合

數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計課程的數(shù)據(jù)處理原理和方法較為枯燥難懂，但本課程的實訓主要是統(tǒng)計軟件的操作學習，統(tǒng)計軟件是在學習數(shù)據(jù)處理原理和方法的基礎上，對實際的數(shù)據(jù)資料選擇合適的統(tǒng)計方法進行分析，得到概率表示的結果。統(tǒng)計軟件是利用理論知識去解決實際問題的便捷手段，統(tǒng)計軟件的學習是以掌握理論知識為基礎的，如果理論教學與統(tǒng)計軟件脫鉤，會導致理論教學枯燥呆板，軟件學習一知半解，無法合理應用于實際問題，造成學與用的脫節(jié)[7-8]。

數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計課程是一門工具型的專業(yè)基礎課，傳統(tǒng)課程的“統(tǒng)計公式+人工計算”教學模式已無法滿足大數(shù)據(jù)時代對人才的技能要求，取而代之的是培養(yǎng)統(tǒng)計實踐運用能力[8]。但是如何將軟件操作與理論知識緊密 地聯(lián)系起來，使學生熟練掌握環(huán)境數(shù)據(jù)哪種情況需要調(diào)用哪種統(tǒng)計軟件功能，最終培養(yǎng)具有統(tǒng)計軟件應用能力的大學生，這是目前亟須進行改革創(chuàng)新的關鍵之處。

（三）考核方式未貫穿課程學習全過程

現(xiàn)如今，數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計課程的考核方式普遍采用“平時成績+期末成績”的組合，其中期末考試成績占據(jù)較大比重。然而，鑒于考試時間的限制，期末試卷難以涵蓋所有知識點，因此無法全面評估學生對整門課程的掌握狀況。此外，考核方式的單一性以及期末成績所占比例過高，可能導致學生課堂表現(xiàn)消極，過分依賴期末復習，無法循序漸進地掌握課程重點，易于形成臨時抱佛腳的不良學習習慣。因此，改革考核方式已成為當務之急。

三、改革思路與舉措

針對教學過程中所暴露的問題，本研究將從教學方法、軟件應用及考評制度三個方面對數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計課程展開改革。在課堂教學中，我們將采取“以一種教學方法為主，多種教學方法相結合”的教學設計，以學生為核心，將教師講授轉化為學生針對實際案例進行主動思考、選擇方法、運用軟件、分析數(shù)據(jù)并得出結論的過程。通過此種方式，讓學生在實踐中學習、在學習中思考、在思考中掌握，從而避免被動接受式的教學模式。引導學生積極參與實踐討論，主動參與課程創(chuàng)新。

（一）改革教學方法，提高數(shù)據(jù)處理能力

數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計是一門以數(shù)據(jù)分析為主旨的課程，針對環(huán)境監(jiān)測技術專業(yè)的崗位技能要求，對統(tǒng)計得到的環(huán)境數(shù)據(jù)需要選擇合適的方法進行數(shù)據(jù)驗證及統(tǒng)計特征分析，但數(shù)學公式的枯燥繁雜很容易讓學生產(chǎn)生懈怠心理，造成學習困難，必須選擇環(huán)境監(jiān)測專業(yè)的數(shù)據(jù)案例讓學生把數(shù)據(jù)分析和專業(yè)能力應用銜接起來，因此可以采取以下幾種措施：

1.引入案例教學，提高學生學習的趣味性和對專業(yè)掌握的必然性

案例教學是一種以實際事件為情景的教學方法，它以學生為中心，對現(xiàn)實生活中的問題和情境進行互動式的探究和學習。在環(huán)境統(tǒng)計教學中，教師可以根據(jù)不同的主題設計具體的案例，讓學生通過對案例中的數(shù)據(jù)進行收集、整理、分析和解釋，最終得出有意義的結論，并在課堂上進行交流和討論。例如，對環(huán)境監(jiān)測專業(yè)，教師可以采用某市儀器測定的空氣顆粒物的日平均濃度的數(shù)據(jù)，讓學生分析顆粒物的分布特征和影響因素，并撰寫分析報告。通過這個案例，學生可以掌握頻數(shù)圖的繪制、特征數(shù)的計算、概率分布的應用等知識點。案例教學能夠激發(fā)學生對實際問題的興趣和好奇心，引導學生探索和發(fā)現(xiàn)問題解決的方法和技巧。案例教學不僅加強了學生對理論知識的掌握和運用，同時激發(fā)了學生的獨立思考和創(chuàng)新精神。

2.開展任務驅動式教學，增強學生學習的探究性

任務驅動式教學是一種以問題為導向的教學方法，它以學生的認知水平和興趣為依據(jù)，增強學生主動參與學習的動力，讓學生在完成具體的任務中掌握知識和技能，引導學生從淺入深、由表及里、循環(huán)往復地解決一系列任務，從而形成清晰的問題解決的邏輯、策略，進而理解知識的內(nèi)涵，在完成任務的過程中，培養(yǎng)其分析問題、解決問題的能力。本次課程改革針對數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計課程理論性強、實踐性高的特點，將任務驅動教學法用于該課程。通過環(huán)境案例提出需要解決的問題，再將問題以任務形式發(fā)布，引導學生進行頭腦風暴，探索數(shù)據(jù)分析方法，采用魚骨圖式方式將問題進行細項分解，再逐步分析解決細項任務，最后完美解決主任務。

3.融入課程思政，培養(yǎng)學生強烈的社會責任感。

數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計課程包含大量的公式推導、數(shù)據(jù)計算內(nèi)容，本次改革以社會實踐中的熱點話題為基礎，將統(tǒng)計學的發(fā)展歷程、統(tǒng)計思維、數(shù)據(jù)處理方法與思政教育相結合，通過教學，幫助學生樹立“求真務實、實事求是” 的數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計工作原則，掌握“具體問題具體分析”的統(tǒng)計分析思路，具備“通過數(shù)據(jù)分析結論”的問題解讀能力。本課程改革采用情景設計、實例引導、情況類比等方式，融入課程思政元素，旨在引導學生樹立忠誠統(tǒng)計，甘于奉獻的精神；嚴謹求真，尊重事實的態(tài)度；依法分析，嚴禁泄露的原則以及愛崗敬業(yè)，服務社會的價值觀，從而循序漸進地實現(xiàn)思政育人目的。

（二）運用統(tǒng)計軟件，促進數(shù)據(jù)處理與課程有機融合

數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計作為一門工具性課程，培養(yǎng)的學生需要具備運用統(tǒng)計軟件分析數(shù)據(jù)的能力，只有將統(tǒng)計軟件與理論知識緊密結合起來，在實操過程中融合理論知識點，讓學生在做中學才能達到理論知識和軟件使用的融會貫通。目前統(tǒng)計軟件很多，根據(jù)環(huán)境監(jiān)測專業(yè)實際需要選用EXCEL、SPSS、Origin等作為教學軟件。

改革后的教學內(nèi)容包括案例引入、方法選擇、軟件分析、得出結果的過程，軟件使用使案例數(shù)據(jù)分析快速又便捷，使用環(huán)境領域案例作為軟件應用的數(shù)據(jù)源，既可以鞏固理論知識，又可以加深對軟件應用的掌握，也為后續(xù)檢測員崗位能力培養(yǎng)打好基礎。例如設計案例：統(tǒng)計A、B兩個企業(yè)最近三個月的排污口污染物排放濃度后，如何判斷兩個企業(yè)的污染物排放強度大小？看到案例后引導學生思考如何判斷兩組污染物排放濃度是否相同？引入知識點雙樣本方差分析（F檢驗）和雙樣本等方差（t檢驗），對知識點進行講解，然后使用統(tǒng)計軟件進行方差分析，根據(jù)數(shù)據(jù)結果判斷兩個排污口污染物排放濃度有無顯著差異。通過案例教學把傳統(tǒng)的“學統(tǒng)計方法”的教學模式轉化成“做統(tǒng)計分析”的實踐教學，有效提高課程的教學效果和學生的學習效果。

（三）完善考核制度，促使能力考評貫穿學習全過程

《數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計》課程非常注重應用性和實踐性，原來考核方式較為單一，已經(jīng)不能全面真實地反映學生的軟件操作能力和數(shù)據(jù)分析能力，也無法將教學內(nèi)容、教學考核與實際工作崗位數(shù)據(jù)分析要求結合起來。因此，本課程計劃采用過程性考核+結果性考核的方法，對學生開展更為全面的考核。

本課程考核采用①基礎知識課堂測試+②數(shù)據(jù)軟件上機實操測試+③分組案例數(shù)據(jù)分析匯報+④分組專題調(diào)研分析報告+⑤課堂考勤及互動5種考核組合方式，將知識點的理解和記憶分散在平常的學習過程中，避免集中式、短時的死記硬背，讓學生更加注重理解統(tǒng)計學方法和理論，并將其應用于實際案例，遵循“兼顧基礎知識和應用能力”的原則，進行綜合考核。課程將增加課內(nèi)實訓比重，課程的每周考核將以統(tǒng)計案例任務驅動的方式進行，各個小組成員通過材料分析、數(shù)據(jù)提煉、分析方法探究、實踐檢驗的練習過程，完成數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計分析方法從認識到實踐的過程，從整個教學過程及實訓成果的考核，可以對學生實踐操作能力、團隊協(xié)作能力、數(shù)據(jù)分析能力和撰寫總結報告能力進行全面、細致的學習過程成果評價，為每個學生準備一個課程考核評價表，詳細記錄課程開始到課程結束過程中階段性考核及綜合考核評價情況，本課程教學質(zhì)量評價體系如下，見表1。

結語

本文以《數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計》課程為例，探討了如何從教學方法、軟件應用和考評制度三個層面對該課程進行改革。在實施教學改革的過程中發(fā)現(xiàn)，數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計這類枯燥的課程只要找對教學方法，著重培養(yǎng)實際應用能力也可以上得生動有趣，學生學得津津有味。從全過程考核評價效果可以看到此次課程改革較大程度上調(diào)動了學生學習的主觀能動性、增強了學生的社會責任感，提高了學生數(shù)據(jù)處理能力。同時也發(fā)現(xiàn)課程改革過程中需要及時根據(jù)學生的反饋調(diào)整教學內(nèi)容和策略，循序漸進，逐步完善數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計課程建設。另外教師在教學準備過程中要及時更新前沿的專業(yè)知識、防止知識老化，不斷優(yōu)化教學方法和課堂教學內(nèi)容，才能培養(yǎng)出適應檢測分析崗位的綜合性人才。

本文系2023年楊凌職業(yè)技術學院教育教學改革研究項目《高職環(huán)境監(jiān)測技術專業(yè)基礎課程建設和教學模式改革研究》（項目編號：JG23069）研究成果。

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（作者單位：楊凌職業(yè)技術學院）

（責任編輯：豆瑞超）