基于“能力為本”的應用統(tǒng)計專業(yè)CMDA實踐教學體系探究

安建業(yè) 韓莉莉 徐立

摘??? 要：實踐教學環(huán)節(jié)不僅是學生體驗生產(chǎn)、現(xiàn)場相關知識的重要環(huán)節(jié)，也是教育教學理念“知識本位”向“能力本位”轉(zhuǎn)向的關鍵渠道。文章針對應用型本科院校應用統(tǒng)計學專業(yè)中存在的“四重四輕”現(xiàn)象，圍繞“復合型、創(chuàng)新型應用人才”的培養(yǎng)目標，通過構(gòu)建產(chǎn)學研有機融合的CMDA實踐教學體系，形成“基于問題驅(qū)動、數(shù)統(tǒng)協(xié)同、五柱支撐、四年不斷線”的運行模式，激發(fā)學生自主探究、勇于創(chuàng)新的學習熱情。

關鍵詞：能力為本；應用統(tǒng)計專業(yè)；CMDA；實踐教學體系；運行模式

中圖分類號：G642????????? 文獻標識碼：A????????? 文章編號：1002-4107（2023）05-0055-05

應用統(tǒng)計學是以各領域的具體數(shù)量為研究對象，為其提供定量分析的學科，具有較強的學科復合性和邊緣性[1]。其實踐教學是深化課堂教學的重要一環(huán)，為學生了解社會、接觸生產(chǎn)實際提供平臺，是高校創(chuàng)新性應用人才培養(yǎng)的核心部分[2]。長期以來，在應用統(tǒng)計學專業(yè)人才培養(yǎng)過程中，存在著“四重四輕”現(xiàn)象，即重理論，輕實踐；重知識，輕能力；重統(tǒng)一規(guī)格塑造，輕個性化發(fā)展，重知識與技能傳授，輕綜合創(chuàng)新能力培養(yǎng)。這些問題使得實踐教學內(nèi)容缺乏系統(tǒng)性，過程缺乏規(guī)范性，模式缺乏有效性與科學性，培養(yǎng)的學生動手能力不強，專業(yè)興趣不濃，創(chuàng)新能力不足，研究并解決這些問題對提高應用統(tǒng)計專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量具有重要的現(xiàn)實意義。

本文從教學理念、內(nèi)容、方法、手段、規(guī)范等方面入手，對應用統(tǒng)計學本科專業(yè)實踐教學體系進行深入探究，構(gòu)建了CMDA實踐教學體系，在做“好”實踐教學體系總體設計的同時，努力做“實”實踐教學過程的每一個環(huán)節(jié)，逐步達到做“強”復合型、創(chuàng)新型理學應用人才培養(yǎng)的目的。

一、突出“能力本位”，構(gòu)建CMDA實踐教學體系

應用統(tǒng)計專業(yè)以培養(yǎng)主動適應我國經(jīng)濟發(fā)展新常態(tài)，充分融入大數(shù)據(jù)背景下我國產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級和創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展，面向商業(yè)、教育、金融、保險、軟件、銀行等行業(yè)領域社會亟需的理學應用人才為目標。在專業(yè)培養(yǎng)中強化數(shù)學與統(tǒng)計學學科基礎，培養(yǎng)具備采集、整理數(shù)據(jù)以及科學研究的基本能力，能夠熟練運用計算機軟件進行建模、分析與求解，并掌握某一行業(yè)領域的專業(yè)知識與技能，在政府部門或企事業(yè)單位從事數(shù)學建模、統(tǒng)計調(diào)查、數(shù)據(jù)分析、風險管理、保險精算、軟件開發(fā)等相關工作的復合型、創(chuàng)新型理學應用人才。

（一）CMDA實踐教學體系的原則

本文圍繞培養(yǎng)定位與培養(yǎng)目標，綜合考慮大學生認知規(guī)律、學科特點以及社會對理學應用人才的規(guī)格訴求，構(gòu)建CMDA實踐教學體系。

1.以尊重實踐主體的認知發(fā)展規(guī)律為前提。大學生是實踐教學的主體，具有很強的求知欲，知識與技能學習熱情高，能夠辯證地認識事物，勇于求新，富有創(chuàng)造力。在構(gòu)建實踐教學體系時，要遵循大學生“獨立思維不斷增強，辯證思維開始發(fā)展，創(chuàng)新思維逐漸確立”的認知規(guī)律，通過開展專業(yè)實習、學科競賽、項目研究、讀書沙龍、資格認證等活動，讓學生在發(fā)現(xiàn)、分析、解決問題的過程中提高自主探究、獨立思辨的綜合創(chuàng)新能力，促進其個性發(fā)展，增強實踐教學體系的科學性。

2.以強化理性思維訓練為目標。實踐教學活動不能簡化為技能和實操，否則長遠觀之會淪為市場應變的工具[3]，而應將教學目標定位在學生理性思維提升上。理性思維是建立在證據(jù)和邏輯推理基礎上，對問題進行觀察、比較、分析、綜合、抽象與概括的一種思維方式[4]，提高學生的理性思維能力是社會對理學應用人才的基本要求。因此，在構(gòu)建實踐教學體系時，要以問題為驅(qū)動，將培養(yǎng)學生的理性思維融入到統(tǒng)計調(diào)查、數(shù)學建模、統(tǒng)計建模、項目研究等實踐教學活動中，增強實踐教學體系的有效性。

3.以定量分析能力培養(yǎng)為核心。定量分析是對自然或社會現(xiàn)象的數(shù)量特征、數(shù)量關系及其數(shù)量變化規(guī)律的量化描述，進一步揭示現(xiàn)象背后隱藏的客觀規(guī)律[5]。運用定量分析方法研究并解決實際問題恰好能夠發(fā)揮理學學科的優(yōu)勢，因此，在構(gòu)建實踐教學體系時，要強化大學生“圍繞問題采集數(shù)據(jù)、基于數(shù)據(jù)建立模型、針對模型設計算法、對照背景應用分析”多方面的量化分析能力，增強實踐教學體系的系統(tǒng)性。

（二）CMDA實踐教學模式

按以上原則，緊緊圍繞復合型、創(chuàng)新型理學應用人才的培養(yǎng)目標，在課程實踐、學科競賽、項目研究、讀書沙龍、專業(yè)認證等實踐活動中，沿著培養(yǎng)學生“采集數(shù)據(jù)能力（C）、建立模型能力（M）、設計算法能力（D）、應用分析能力（A）”能力為本的主線，構(gòu)建了CMDA遞進式四項核心能力實踐教學體系（見圖1）。具體如下。

1.采集數(shù)據(jù)能力（C）：具體包括調(diào)查問卷設計、抽樣調(diào)查方法、數(shù)據(jù)錄入清洗、數(shù)據(jù)庫查詢、科技文獻檢索、其他采集方法及撰寫報告等能力。

2.建立模型能力（M）：具體包括回歸方法建模、時間序列建模、概率方法建模、多元統(tǒng)計建模及其他方法建立精算模型、商業(yè)分析模型、風險評價模型等。

3.設計算法能力（D）：使用python、SAS、R等編程軟件實現(xiàn)統(tǒng)計模擬算法、優(yōu)化算法、智能優(yōu)化算法及其他算法設計能力。

4.應用分析能力（A）：這是CMDA實踐教學體系的落腳點。通過實踐課程、項目研究、讀書沙龍等實踐活動設置，培養(yǎng)學生軟件開發(fā)、經(jīng)濟熱點、金融風險、信用評價、商業(yè)領域、社會熱點、教育大數(shù)據(jù)及其他問題的應用分析能力。

（三）能力實現(xiàn)矩陣的設計

圍繞CMDA遞進式四項核心能力，進一步細化各模塊的教學內(nèi)容，并用H（強）、M（中等）、L（弱）度量實踐教學內(nèi)容對實現(xiàn)核心能力功效大小，設計好能力實現(xiàn)矩陣結(jié)構(gòu)（見表1）。如在課內(nèi)實驗上機模塊，常微分方程對設計算法能力具有較強的培養(yǎng)，通過安裝使用Matlab軟件，實現(xiàn)對數(shù)學類和統(tǒng)計類專業(yè)學生算法設計能力的提升。

二、圍繞教學體系，做“實”實踐教學運行模式

基于“發(fā)現(xiàn)問題→分析問題→解決問題”的問題驅(qū)動能力培養(yǎng)思路，充分融入現(xiàn)代信息技術(shù)，強化數(shù)學類專業(yè)學生數(shù)學建模與設計算法能力，提高統(tǒng)計學類理學專業(yè)學生的數(shù)據(jù)采集、建模與應用分析能力，并以“五個一”為支柱，做“實”實踐教學的具體過程，形成“問題驅(qū)動、數(shù)統(tǒng)協(xié)同、五柱支撐、四年不斷線”的實踐教學體系運行模式（見圖2），增強實踐教學體系的規(guī)范性和有效性。

（一）建立一支“雙結(jié)構(gòu)、雙師型”實踐教學隊伍

圍繞培養(yǎng)復合型、創(chuàng)新型理學應用人才對教師實踐教學能力的要求，采用“內(nèi)培、外引”等方式，打造“雙結(jié)構(gòu)”實踐教學團隊，保障實踐教學活動的有效開展[6]。一方面，天津商業(yè)大學理學院（以下簡稱“學院”）積極鼓勵現(xiàn)有青年教師從事實踐教學，通過科技特派員、掛職鍛煉、組織校內(nèi)培訓、考取職業(yè)資格證書等途徑提高專任教師在采集數(shù)據(jù)、建立模型、設計算法、應用分析等方面的專業(yè)實踐技能，培養(yǎng)“雙師型”實踐指導教師。目前，學院已有7名教師獲得創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)導師認證，并且學院成立了雙創(chuàng)工作指導小組，每個系都設置實踐指導教師，30多名教師組成雙創(chuàng)導師庫，為學生提供系統(tǒng)指導，7名教師獲得高級分析師資格，為學生數(shù)據(jù)分析、建模提供有利師資保障。

另一方面，學院通過直接聘請、柔性引進等方式引入在校外實踐基地中在數(shù)據(jù)分析、建模分析方面具有行業(yè)從業(yè)經(jīng)驗的專家、學者作為兼職教師。目前，校外導師庫有35人，柔性引進高級統(tǒng)計分析專家2人。

（二）編寫一部“規(guī)范實踐教學行為，深化實踐教學改革”的系列指導手冊

針對實習教學過程中管理不規(guī)范，實踐教學考核方式單一，教學模式缺乏有效性與科學性等問題，學院在深入研究實踐教學內(nèi)容、教學資源、考核方式、管理制度與運行機制的基礎上，依照實踐教學體系制定實施細則，編寫適合應用統(tǒng)計學專業(yè)的學生實習系列指導手冊。從以下幾個方面提煉實踐教學內(nèi)容。

1.抽象概念體驗化。將數(shù)學分析、高等代數(shù)、解析幾何、概率論、數(shù)理統(tǒng)計、微分方程等大學數(shù)學課程中難于表述、不易理解、比較典型的抽象概念、定理作為實踐素材，讓學生利用現(xiàn)成數(shù)學軟件或其他計算機語言進行編程，研制數(shù)學模擬實驗，直觀演示相應的數(shù)學思想，以提高學生的編程能力，加深學生對知識的理解。

2.生活案例學理化。選擇與日常生活密切相關，所用數(shù)學、統(tǒng)計方法比較典型的實際案例進行實踐。學生通過對這些現(xiàn)實對象的信息提煉、分析、歸納、翻譯，用數(shù)學、統(tǒng)計語言精確地表達對象的內(nèi)在特征，借助于計算機編程，運用數(shù)學演繹推理、統(tǒng)計歸納方法進行分析和求解，使學生深化對所研究問題的認識，提高其解決實際問題的能力。

對照實踐教學體系，學院進一步制定實踐課程教學大綱，細化過程化考核方式，編寫實踐教學系列指導手冊，主要包括專業(yè)認識實習指導手冊、統(tǒng)計調(diào)查實習指導手冊、課程（數(shù)學建模）實習指導手冊、專業(yè)應用實習指導手冊、大學生創(chuàng)業(yè)基礎實習指導手冊、專業(yè)技能實習指導手冊、專業(yè)綜合訓練實習指導手冊以及畢業(yè)實習指導手冊。

（三）搭建一個“支撐實踐教學”的軟硬件平臺

搭建滿足實踐教學需求的軟硬件平臺既是學生掌握數(shù)據(jù)采集、處理與分析技能、計算機軟件應用技能的必備條件，也是達到預期實踐教學效果的重要保障。為此，主要加強以下三方面建設。

1.建設全程探究化實驗實踐中心。學院多渠道吸納資金，改善數(shù)學與統(tǒng)計學實踐教學的硬件環(huán)境，建立調(diào)查咨詢中心、經(jīng)濟與統(tǒng)計教學實踐中心和大數(shù)據(jù)實驗中心，購置R及python、SAS、MatLab、Lingo、Spark等各種數(shù)學、統(tǒng)計、數(shù)據(jù)可視化及大數(shù)據(jù)分析軟件，為學生創(chuàng)設真實數(shù)據(jù)調(diào)研、采集、提取、訪談及分析等全流程實驗實踐體驗環(huán)境。

2.建設聯(lián)動多元化行業(yè)實踐基地。學院與互聯(lián)網(wǎng)、IT、經(jīng)濟、商業(yè)、金融、教育、統(tǒng)計等相關企業(yè)或政府部門共建校外實踐基地，通過項目驅(qū)動、實踐驅(qū)動、平臺驅(qū)動等模式深化校企、政學、研學等行業(yè)合作，與華海財產(chǎn)保險股份有限公司、天津市統(tǒng)計局、國家統(tǒng)計局濱海新區(qū)調(diào)查隊、中經(jīng)數(shù)（北京）數(shù)據(jù)應用技術(shù)研究院等企業(yè)、政府和研究所建立實訓實踐基地13個，為學生實習實踐、數(shù)據(jù)共享、實際場景體驗等提供了真實的場所，提升了學生數(shù)學建模與數(shù)據(jù)分析等方面專業(yè)技能和自主探究、獨立思辨的能力。

3.建設智能可視化實踐教學平臺。學院充分運用現(xiàn)代信息技術(shù)，以“便于學生自主實踐，利于教師輔助教學”為原則，貫徹“穩(wěn)固基本技能—突出專業(yè)技能—提升創(chuàng)新能力”三位一體的設計理念，開發(fā)一個集“加深知識理解、提高動手實踐能力、培養(yǎng)學生創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)精神于一體”的“數(shù)統(tǒng)天下”實踐教學平臺，即數(shù)學與統(tǒng)計學共享實踐教學平臺，見圖3。與上海南康科技有限公司合作建設了基于云聯(lián)絡專家（NK3C）的數(shù)據(jù)采集與分析實踐教學平臺。教師將實踐材料、學習要求及其他學習資料上傳到該教學網(wǎng)絡平臺，學生借助平臺可隨時隨地瀏覽學習、討論，實現(xiàn)資源共享、多重交互、自主探究、協(xié)作學習，同時通過學生學習可視化圖像便于教學管理與監(jiān)測，提高實踐教學效果。

（四）開辟一條“基于第二課堂開展實踐教學”的有效途徑

第二課堂是第一課堂的延伸與創(chuàng)新，對于培養(yǎng)理學類專業(yè)學生的綜合能力具有獨特的優(yōu)勢。學院整合學科競賽、實習基地、大創(chuàng)計劃項目、學生社團、教師科研、社會實踐、互聯(lián)網(wǎng)平臺等教學資源，并將其與第一課堂相鏈接，開拓學生創(chuàng)新思維，提高創(chuàng)新能力。為了做“實”第二課堂，主要從以下兩方面加強建設。

1.學科社團。樹立以“學生”為中心的實踐教學理念，充分挖掘?qū)W生的潛力，發(fā)揮數(shù)學聯(lián)社、統(tǒng)計聯(lián)社等學生社團組織的核心作用，鼓勵學生在參與學科競賽、項目研究、讀書沙龍等第二課堂活動過程中，培養(yǎng)其自我管理、自主探究、獨立思辨的綜合創(chuàng)新能力。

2.學科資源。采取系統(tǒng)化、科學化的設計理念，將全國大學生數(shù)學建模競賽，統(tǒng)計建模競賽，數(shù)據(jù)挖掘競賽，市場調(diào)查與分析大賽，SAS軟件大賽等學科競賽，國家、市、校三級“大創(chuàng)計劃”項目，橫向課題等項目研究，建模方法研讀，數(shù)據(jù)分析研讀等讀書沙龍以及數(shù)據(jù)分析師、精算師等職業(yè)資格考試有機地融為一體，相互支撐，多角度、全方位提高學生的發(fā)現(xiàn)、分析、解決問題的綜合創(chuàng)新能力[7]。

（五）制定一套確保實踐教學體系有效運行的保障機制

保障機制既是維持實踐教學體系有效運轉(zhuǎn)的潤滑劑，也是保證實踐教學取得預期效果的必備條件。學校及基層教學組織從制度、場所等全方面做好運行保障。

1.運行機制。在學校層面，建立組織參加全國大學生數(shù)學建模競賽、全國大學生統(tǒng)計建模競賽、市場調(diào)查與分析大賽、數(shù)據(jù)挖掘大賽、SAS軟件大賽等學科競賽章程。在學院層面，制定理學院實習教學管理規(guī)定、上機教學質(zhì)量標準以及實驗教學質(zhì)量標準；組織實施三級“大創(chuàng)計劃”項目的管理細則與實施方案；制定開展讀書沙龍活動的管理辦法；簽署校企合作框架協(xié)議等。

2.激勵機制。將學生參加競賽獲獎、項目研究、資格認證等活動納入綜合素質(zhì)學分認定范圍，并作為各類獎學金、優(yōu)秀畢業(yè)生評定以及“推免”攻讀研究生的重要參考指標；指導學生參加競賽、項目研究、資格認證等實踐活動作為教師職稱評審、崗位聘任的重要依據(jù)。

三、做“強”特色，提高應用人才培養(yǎng)實效

自2013年以來，CMDA實踐教學體系在天津商業(yè)大學理學院應用統(tǒng)計學專業(yè)進行了教學實踐，在教學實踐過程中，不斷與商業(yè)、教育、金融、保險、軟件、統(tǒng)計等行業(yè)領域相融合，通過數(shù)學建模與設計算法訓練，重點強化學生的類比分析、演繹推理能力；通過數(shù)據(jù)采集與應用分析訓練，重點強化學生的實踐應用能力和實踐創(chuàng)新能力，并在2018年獲得第八屆高等教育天津市級教學成果獎二等獎，2019年學院獲批天津市三全育人綜合改革試點院（系）實效獎，在實踐檢驗中取得了較好效果。

通過實踐，學生自主學習數(shù)學建模、統(tǒng)計建模、調(diào)查與數(shù)據(jù)分析、數(shù)學與統(tǒng)計軟件（R、SAS、Matlab、Lingo）應用等方面知識與技能的興趣日漸濃厚，學生的四項核心能力不斷提高。在全國大學生建模競賽、市場調(diào)查與分析大賽、SAS數(shù)據(jù)分析大賽等學科競賽中，學院2人獲全國一等獎，27人獲二等獎，46人獲三等獎；60人獲天津賽區(qū)一等獎，118人獲二等獎，學生參賽人數(shù)已占學生總數(shù)的60%以上。近年來，學院在申報的“大創(chuàng)計劃”項目中，共獲得國家級項目19項，市級項目16項，校級項目30項，其中3個項目的研究成果分別入選第七、八、九屆全國大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)年會。另外，150多名學生還參與了天津市統(tǒng)計局、河東區(qū)文明辦等單位開展的政府績效考核、養(yǎng)老問題、文明社區(qū)建設測評等橫向課題研究，參與撰寫了研究報告，發(fā)表了研究論文，在問題驅(qū)動下自我探究、獨立思辨的創(chuàng)新能力不斷增強。

學生的學習動力不斷增強，學習能力顯著提高，考研或出國深造的積極性越來越高，考研上線率、錄取率也穩(wěn)步提升。2020年，在學院近四成的考研學生中，有一半學生的成績達到錄取分數(shù)線，創(chuàng)造了近年來最好成績。在研究生復試中，由于學生在數(shù)學建模、數(shù)據(jù)分析能力方面的突出表現(xiàn)，又有多名學生考取了中國科學院大學、復旦大學、南京大學、上海交通大學、南開大學等雙一流院校。

同時，學院由于實踐教學體系對接了社會對建模、數(shù)據(jù)分析人才的旺盛需求，所以學生與社會滿意度不斷提升。據(jù)不完全統(tǒng)計，近七成畢業(yè)生在互聯(lián)網(wǎng)、商業(yè)、金融、教育、統(tǒng)計等行業(yè)領域找到了從事數(shù)據(jù)建模與分析、軟件開發(fā)等專業(yè)對口的工作，就業(yè)質(zhì)量穩(wěn)中趨好。許多畢業(yè)生深深地體驗到：實踐教學對自己理性思維能力的提升幫助很大，在工作中受益匪淺。

四、結(jié)語

雖然基于“問題驅(qū)動、數(shù)統(tǒng)協(xié)同、五柱支撐、四年不斷線”的CMDA實踐教學體系在教學過程中取得了初步成效，但是無論在內(nèi)容上還是在形式上仍不完善，需要與時俱進。教師應在今后的教學實踐中不斷適應社會發(fā)展對理學應用人才提出的新要求，進一步豐富實踐教學體系的內(nèi)涵，探索更有效的運行模式，提高理學應用人才的培養(yǎng)質(zhì)量。

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