新文科背景下統(tǒng)計學數(shù)智化教學體系的設計與探討

摘要：統(tǒng)計學是經管類專業(yè)中一門重要課程，為分析經濟社會問題提供了工具和方法。然而，“學生難學，學無所用”的現(xiàn)象一直困擾著教學實踐。基于此，迫切需要結合學生特點，探討新文科背景下統(tǒng)計學教學的創(chuàng)新改革之路。文章圍繞培養(yǎng)統(tǒng)計思維，強化實踐技能，發(fā)展學生職業(yè)素養(yǎng)與研究能力的教學目標，探討新文科背景的統(tǒng)計學數(shù)智化教學體系的設計，旨在提升教學效率、優(yōu)化學習體驗和促進個性化學習，力求實現(xiàn)基礎性、實用性、專業(yè)性和時代性的相互統(tǒng)一。

關鍵詞：統(tǒng)計學；數(shù)智化教學；新文科；實踐技能；教學改革

中圖分類號：G642" " " 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2025）12-0101-03

開放科學（資源服務） 標識碼（OSID）

0 引言

統(tǒng)計學是經管類專業(yè)中的重要課程，具有嚴謹?shù)慕y(tǒng)計概念和方法、龐大的理論結構和抽象的數(shù)學思維，其教學與學習都面臨著巨大的挑戰(zhàn)。特別是，隨著校企對培養(yǎng)目標定位為應用型人才之后，以理論教學為主的傳統(tǒng)教學模式特別是針對新文科背景下學生主體就難以滿足該培養(yǎng)目標對教學提出的要求。同時，人工智能正在深刻地改變著大學教育的面貌，為教育的發(fā)展帶來了前所未有的機遇和挑戰(zhàn)，大學教育需要積極應對這些變化，充分利用AI技術的優(yōu)勢，推動教育模式的創(chuàng)新和發(fā)展。隨著人工智能的發(fā)展，數(shù)字化教學的改革理論逐步擴展到各類課程，董雷萍[2]等人于2024年針對學生在混合式統(tǒng)計學課程教學改革結合大數(shù)據學習中存在的問題，從大數(shù)據融入、案例教學環(huán)節(jié)等方面探索教學改革規(guī)律。麥艷航[3]等人于2024年采用“網絡學習平臺+PBL教學模式”改革思路，探索教學改進措施。王佩君[4]等人于2024年針對“人工智能+統(tǒng)計學”復合專業(yè)建設要求，分析了人工智能2.0時代，統(tǒng)計學專業(yè)信息類課程建設存在的問題，并提出了建設思路與規(guī)劃策略，以加快適應人工智能2.0時代需求的統(tǒng)計學專業(yè)信息類課程建設，培養(yǎng)“人工智能+統(tǒng)計學”復合型人才。對于數(shù)字化教學的改革大部分還是在理論上，實踐課堂具有很大的調整。由此，針對文科背景，根據學生特點探索數(shù)智化教學體系的設計和構建，旨在期望降低實踐課堂難度，探索新的教學模式以及教學方法，以提高人才培養(yǎng)的質量，為“管理+技術”新文科模式積累經驗和儲備力量。

1 普通高校統(tǒng)計學課程教學現(xiàn)狀分析

統(tǒng)計學和人工智能是相互依存、相互促進的關系。統(tǒng)計學為人工智能的算法的設計、優(yōu)化和評估等提供了重要的數(shù)學基礎和方法論，而人工智能技術的發(fā)展又推動了統(tǒng)計學的創(chuàng)新和發(fā)展。隨著兩個領域的不斷融合和發(fā)展，統(tǒng)計學課堂教學改革有了新的機遇和挑戰(zhàn)。但是，在教學改革理論不斷深化的同時，大部分實踐課堂卻保留著傳統(tǒng)的教學模式，具體表現(xiàn)在：集中教室通過講授法傳遞知識，關注概念概述、理論證明、推導數(shù)學規(guī)律等內容，重理論輕實踐，容易引起教學和實際問題的脫節(jié)；再者，設置的教學案例過多陳舊，樣本數(shù)據過于理想，數(shù)學計算問題簡化，忽略實際問題與課堂相結合，學生無法體會到數(shù)據統(tǒng)計的價值，導致學習興趣較低，對數(shù)據統(tǒng)計的應用和價值的認識不夠全面，也做不到真正處理數(shù)據，運用統(tǒng)計學方法分析數(shù)據，科學解釋實際社會現(xiàn)象。最后，由于學生生源的多樣性，理解能力、邏輯思維能力水平參差不齊，自主學習能動性、學習自律差異大，教學內容的篩選和推薦沒有體現(xiàn)個性化，部分在線學習缺乏監(jiān)督機制和學習效果反饋、評價方法。由此，探索符合學生特征、智力發(fā)展以及適應時代的教學改革之路，是教育領域持續(xù)追求的重要目標。這一過程不僅關乎提升教育質量，更在于培養(yǎng)能夠適應未來社會挑戰(zhàn)、具備創(chuàng)新思維和終身學習能力的人才。

2 數(shù)智化體系設計總體思想

2.1 突出學生為首要教育主體

統(tǒng)計學課程教學過程和活動的設計和開展要立足于 “以學生為中心”的教學理念，將學生置于首要教育主體的地位是至關重要的，這一理念體現(xiàn)了教育的人本精神和對學生個性發(fā)展的尊重。教學模式應轉變?yōu)椤詫W生為中心’的學習模式，以“學生、收獲、體驗”為教學思想，以學生學習和發(fā)展為中心，為學生創(chuàng)造一個更加積極、開放、互動和個性化的學習環(huán)境，重視學習效果為中心，關注學生學習體驗和需求的滿足，促進學生的全面發(fā)展。

2.2 突出教師的“教書”職能

教師的“教書”職能涵蓋了傳授知識、培養(yǎng)能力、引導學習和促進發(fā)展等多個方面，在教學設計中，這一職能通過“教什么、怎么教、教會了么”這三個關鍵問題得以體現(xiàn)。針對這三個問題，教學設計需要從教學內容、教學方法、教學效果等幾個方面進行深入考慮和規(guī)劃。教學內容的設計，需要確保統(tǒng)計學知識的系統(tǒng)性和完整性和教學內容的時效性和實用性，同時需要關注學生的認知特點和興趣。教學方法要體現(xiàn)多樣性、針對性、互動性、創(chuàng)新性等，以保證教學活動的順利高效開展。最后，需要將評估教學效果模塊融入教學設計中，以此考量學生知識掌握程度、能力提升情況、全面發(fā)展情況等，以確保教師能夠全面履行“教書”職能，實現(xiàn)教學目標。

2.3 突出教師的“育人”效能

教師在教育關系中，并非單純的知識傳授，也應側重培育學生正確的價值觀和道德觀、形成積極向上的情感態(tài)度、養(yǎng)成良好的品德習慣、構建健康向善的價值觀體系等。教師要把情感、價值觀、品德等方面的培育分解到日常的教學活動以及生活氛圍中，真正幫助學生兼具知識技能、社會技能、綜合素質和創(chuàng)新能力、批判性思維的多維度多方位的青年。

2.4 突出“數(shù)智”賦能

相對于傳統(tǒng)的教學體系，“數(shù)智化教學”是一項長期且創(chuàng)新的改革，聚焦于利用數(shù)字化和智能化技術為教學過程注入新的活力和效率，其技術特點是數(shù)字化、網絡化、智能化和多媒體化，具有開放、共享、交互、協(xié)作、泛在的基本特征。“數(shù)智化”教學體系的設計應充分考慮利用現(xiàn)代教育技術、大數(shù)據以及人工智能等先進技術，為學生營造智能化學習體驗，實現(xiàn)教學資源的優(yōu)化配置和教學過程的智能化管理，從而全面提升學生的學習體驗、教師的教學能力以及整體教育效果。

3 統(tǒng)計學課程數(shù)智化教學體系設計要素

3.1 教學內容

統(tǒng)計學課程一般是51～64課時，內容涵蓋了統(tǒng)計學基礎、描述統(tǒng)計、概率論基礎、統(tǒng)計推斷、統(tǒng)計建模與預測，統(tǒng)計軟件與計算，旨在培養(yǎng)學生系統(tǒng)地掌握統(tǒng)計學知識，具備采集數(shù)據、分析數(shù)據和解決實際問題的能力。教學內容的數(shù)智化主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

1） 建設數(shù)字化教學資源：包括電子教材、電子講義、系列微課、在線課程、虛擬實驗等，應集成課程資源，覆蓋全面、更新及時，保證每一位學生公平共享所有資源。

2） “課+賽+證”三元融合：將統(tǒng)計學相關賽事（統(tǒng)計建模、數(shù)學建模） 通過案例分析、實踐操作等環(huán)節(jié)加入教學中，這不僅可以豐富課堂教學內容，也是學生開闊眼界，增強學生實踐能力和創(chuàng)新思維，提升學生的統(tǒng)計建模能力、數(shù)據分析能力和解決實際問題能力的重要途徑。同時，統(tǒng)計專業(yè)相關職業(yè)資格證書的考核內容引入課堂，如中國統(tǒng)計學會頒發(fā)的CRA市場調查與分析職業(yè)資格證書、CAD數(shù)據分析師認證、數(shù)據挖掘工程師認證等。“課+賽+證”三元融合，使學生在學習過程中就能接觸到實際問題和行業(yè)要求，為未來的職業(yè)發(fā)展提升競爭力。

3） 定制個性化學習方案：通過問卷調查、學生歷史成績、學生學習行為分析等方式，識別學生的學習風格、興趣偏好、能力水平，關注學生個體差異，實施分層教育和包容性教育，為有特殊需求的學生提供必要的支持和資源，為其推薦合適難度、深度的學習內容。比如在數(shù)據的獲取方面，除了公開平臺直接下載，可以鼓勵學生自主學習八爪魚、爬蟲軟件來獲取更多情境數(shù)據；又比如再分類技術學習上，鼓勵學生查閱其他分類技術，比如決策樹、密度聚類、多分類技術等。

3.2 教學途徑

1） 傳統(tǒng)教學途徑：主要依賴于教室、黑板、教材等實體資源，雖受時間和空間限制，但教師和學生面對面交流，這種即時的互動和反饋有助于加深理解和記憶，對于發(fā)展積極、良好的師生關系起到不可替代的作用；此外，線下教學也是學生情感交流和社交技能培養(yǎng)的重要平臺。通過與同學和教師的交流，學生可以學會如何與他人相處、如何表達自己的觀點、如何傾聽他人的意見等，有利于他們的情感交流與社交技能培養(yǎng)，這些技能對于他們的個人成長和未來的職業(yè)生涯都至關重要。

2） 在線教學管理系統(tǒng)：基于網絡技術構建的一個集教學管理、學習管理、用戶管理、統(tǒng)計分析等功能于一體的綜合性平臺，常用的平臺主要有超星平臺、慕課、云朵課堂、學習通、B站、頭歌、桂智通等平臺。比如超星平臺，主要完成課程資源共享、系列微課觀看、學習進度跟蹤、作業(yè)提交與批改、在線測試、在線討論等。它打破了傳統(tǒng)教育的時空限制，使得教學活動可以隨時隨地進行，極大地提高了教育的靈活性和便捷性，實現(xiàn)教與學的無縫對接。

3.3 教學方法

混合式學習：這是一種將傳統(tǒng)的面授教學與現(xiàn)代的在線學習有機結合，形成一種新型的教學模式。統(tǒng)計學有理論和實操，需要確定在線學習與面授教學的比例以及教學內容，確保線上線下學習有明確的聯(lián)系和一致性。以方差分析為例，理論內容需要面授，該內容涉及較多的統(tǒng)計學概念和數(shù)學公式，學生多困惑。教師根據課堂反饋迅速調整教學策略，對難點內容進行更深入的講解或補充，以確保學生能夠跟上學習進度。實操內容則可采用線上，并設置錄屏或者錄課模式，將實現(xiàn)過程和結果解讀保存。基于難易原則，理論內容：方差分析、假設檢驗、數(shù)據的收集、數(shù)據分布、聚類分析的基本原理、因子分析的基本原理等設置成面授。實操部分適合線上，比如：線性回歸，概率計算、相關分析、聚類分析、描述性統(tǒng)計分析等內容。其他理論知識或者實操以及結果解讀可以在教師的設計方案中靈活調整。

分層教學：根據學生的學習水平和能力進行分層，分為三個層次：①基礎知識層，該層次面向所有學生，針對統(tǒng)計學的基礎知識進行教學，如統(tǒng)計學的概念、原理、基本方法等。但是要特別對一些定理的證明、內容延伸、科研成果在講義中要體現(xiàn)，引導水平較高者去研究探索；②應用技能層，側重培養(yǎng)學生的應用技能。實操部分，以相關比賽內容、生活現(xiàn)象、真實情境分解為相應的教學案例，讓學生運用所學的統(tǒng)計學知識進行分析和解決，最終形成報告；③進階知識層。該層次的教學內容可以包括更深入的統(tǒng)計學理論（假設檢驗、相關分析、方差分析等） 、高級統(tǒng)計方法（貝葉斯統(tǒng)計、時間序列分析等） 、參與教師研究項目以及統(tǒng)計學在各個領域的應用等，主要是課堂外的擴展學習，針對有學習熱情、能力較強的學生。

3.4 教學評價

多元化評價體系：它是一種綜合性的評估框架，旨在全面、客觀地評價學生的學習成果和能力，不僅關注學生的學習結果，還重視學習過程、創(chuàng)新能力、實踐能力、綜合素質等多個方面，包括如下兩種方式：1） 形成性評價，也稱過程評價。在教學過程中，通過觀察學生的課堂表現(xiàn)以及通過練習、測驗，關注學生知識、技能、情感態(tài)度等多個方面的能力和素質；2） 終結性評價。通過在線設置的基礎考評、闖關訓練、章節(jié)測驗、作業(yè)等方式，以分數(shù)或者等級的形式可以量化學生對知識的掌握程度，實現(xiàn)對學生學習效果的自動評估和反饋。同時，通過案例分析、項目報告、口頭匯報等方式，對學生的應用能力、創(chuàng)新能力、學習態(tài)度等進行定性評價。

4 推進數(shù)智化教學體系構建的保障措施

4.1 搭建優(yōu)質的混合教學環(huán)境

數(shù)智化教學實現(xiàn)的途徑是線下班級群體學習與線上學習融為一體，需要從以下方面加強建設：①完善的教育數(shù)字化基礎設施。硬件設備包括、高性能計算機和多媒體設備、智能教學設備等；軟件設備包括校方與網絡教學平臺達成深層次合作以及剪輯軟件、錄屏軟件的安裝等。當前網絡教學平臺有超星學習通、MOOC、桂智通、超星直播、騰訊直播等。結合平臺，可以實現(xiàn)在線課程建設，完成學習跟蹤、學習行為分析、學習評價，還能夠實現(xiàn)資源的共享和普及，以差異化的教育推動教學內容的豐富和創(chuàng)新；②高效、安全的網絡建設和維護機制。校方需根據學校規(guī)模來合理對網絡規(guī)劃、設備選型、系統(tǒng)部署作出科學規(guī)劃，并制定嚴格的網絡日常監(jiān)控、網絡巡檢、網絡故障清除等網絡維護機制，確保網絡穩(wěn)定、高效、安全地運行。

4.2 優(yōu)化師資團隊的知識結構

與傳統(tǒng)教學師資不同，開展數(shù)智化教學的師資不僅需具備傳統(tǒng)教學的教學技能，還需具備開展數(shù)智化教學活動的專業(yè)技能，由此，統(tǒng)計學教學工作者需要側重三方面的學習：1） 數(shù)智化教學技能的學習。教師需掌握信息技術的基本應用，學習多媒體教學、在線教學，比如智桂通、超星、慕課、頭歌等教學平臺。利用信息技術手段進行教學創(chuàng)新，如開發(fā)在線課程、利用大數(shù)據進行學情分析等；2） 專業(yè)技能的學習。教師需精通一種以上的統(tǒng)計分析軟件，如R、SPSS、Statistic、Eviews、Python、Matlab等，對于新的開源軟件要有敏銳的感知性、包容性，比如Hadoop、Spark；此外，教師應定期參加教師業(yè)務能力培訓、專業(yè)學術會議、報告等，更新知識，及時將經濟領域方法、技術、動態(tài)融入教學內容；3） 職業(yè)素養(yǎng)的強化學習。教師要牢固樹立終身學習理念，積極參與思想政治理論課教師培訓班，拓寬視野，豐富精神世界，塑造崇高的為人師表的形象，努力學生喜愛的高素質教師。

4.3 完善信息安全保障機制

信息安全是數(shù)字化教學的重要保障之一，它關于個人的隱私、知識產權、核心利益和安全，必須得到高度重視。由此，信息安全保障機制需圍繞以下幾點。

1） 強大的網絡安全系統(tǒng)：采用先進的網絡安全技術和設備，構建多層次、全方位的網絡安全防御體系，確保數(shù)智化教學平臺免受網絡攻擊和惡意軟件的侵害。

2） 強防御防火墻：合理配置防火墻規(guī)則，對外部訪問進行嚴格的過濾和控制，防止未經授權的訪問和數(shù)據泄露。

3） 定期進行安全演練和檢測：通過模擬網絡攻擊和漏洞掃描等方式，檢驗網絡安全系統(tǒng)的有效性和可靠性，及時發(fā)現(xiàn)并修復潛在的安全隱患。

同時，對于教師個人方面，應提高信息安全意識，合理使用數(shù)字化教育工具，確保信息的保密性，防止未經授權的訪問、泄漏、篡改或破壞。

5 總結

統(tǒng)計學課程的數(shù)智化教學改革是一個系統(tǒng)工程，針對重構教學內容、改革教學方法、多元化考核方式、開發(fā)多種教學途徑等多個方面提出了較為詳細的教學設計方案，既保留了部分傳統(tǒng)教學的優(yōu)勢，也對順應新時代、新培養(yǎng)目標的教學模式提出了新的思路，強化實踐教學的設計與實施，可以更好地培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新精神，為學生的未來發(fā)展奠定堅實的基礎。

教學改革不是一蹴而就的過程，而是需要不斷實踐、反思和改進的循環(huán)過程。教育者需要將教學設計融入教學過程，敢于嘗試新的教學方法和手段，并及時收集學生的反饋意見和學習成效數(shù)據，找出存在的問題和不足，為教學的改進和優(yōu)化提供教學案例和資料。只有這樣，才能確保教學改革始終符合時代要求和學生需求，推動教育事業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。

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【通聯(lián)編輯：王 力】