基于翻轉課堂理念的多元統(tǒng)計分析課程教學設計研究

刁心薇 孫丞 魏菲

【摘要】翻轉課堂作為一種新型教學模式，實現了傳統(tǒng)課堂中知識傳授與知識內化兩個階段的顛倒，受到教育屆的普遍關注.本文以“主成分分析”為例，給出了多元統(tǒng)計分析課程實施翻轉課堂模式的設計策略，提出翻轉課堂教學模式應根據教學內容進行有效選取，與傳統(tǒng)教學模式相互補充，進一步提高學生對多元統(tǒng)計分析課程的學習效果.最后根據實踐教學的反饋，給出多元統(tǒng)計分析課程采取翻轉課堂模式的建議.

【關鍵詞】翻轉課堂;多元統(tǒng)計分析;教學設計

一、引 言

多元統(tǒng)計分析屬于數理統(tǒng)計的分支學科，以研究多變量多維度社會經濟現象的統(tǒng)計規(guī)律為目的，是實踐中不可缺少的處理多維數據的統(tǒng)計方法，隨著大數據時代的來臨，它已被廣泛應用于自然科學、經濟管理和社會科學等多個領域，且發(fā)揮著越來越重要的作用.“多元統(tǒng)計分析”是統(tǒng)計學專業(yè)的核心課程之一，在其他經濟管理類專業(yè)課程中的地位也顯得日益重要.該課程思想理論抽象而難以理解，教學內容繁雜而廣泛，公式推導復雜而深奧，矩陣計算龐大而繁瑣，形成了“教師難教，學生難學”的局面.

面對“多元統(tǒng)計分析”教學中存在的困難，許多學者都提出了教改方案.王繼昌[1]基于課程的講授提出加強實驗教學、改革考核方式等改進措施，收到了良好的教學效果.李衛(wèi)東[2]提出“案例教學法”，探討了多元統(tǒng)計分析課程中開展案例教學的必要性，并結合教學內容給出了案例分析在教學中的具體應用.但總體來說，目前該課程教學方法還比較單一，常采用傳統(tǒng)的“黑板+粉筆”的教學模式，即使使用多媒體教學手段，也大多只停留在多媒體課件的點擊和播放，教學方法相對簡單，缺乏啟發(fā)、提問和交流等互動式課堂教學，學生的學習處于被動的狀態(tài)，學習效率不高，對問題和知識點的理解不夠深刻[3][4].因此本文提出將“翻轉課堂理念”引入多元統(tǒng)計分析的教學中，將學習的決定權轉移給學生，該模式為克服多元統(tǒng)計分析課程的教學瓶頸，提供了一種可能性.

二、翻轉課堂教學模式的應用策略

“翻轉課堂”打破了傳統(tǒng)的學習過程，重新調整課堂內外的時間，將學習的主動權由教師轉移給學生[5].其教學思路是將知識點和概念交由學生利用課余時間通過視頻講座、查閱書籍自主學習完成，課堂則變成了教師和學生互動的場所，主要用于答疑解惑、匯報討論.在這個過程中，教師成為課程的引導者和設計者，提供優(yōu)質的學習資源，鼓勵學生之間協(xié)作學習[6].研究表明，翻轉課堂模式能夠提升學生的學習態(tài)度、學習興趣與學習動機，進而提高學生的學習成績，促進學生高階思維能力、創(chuàng)新能力、獨立性和創(chuàng)造力的發(fā)展[7].因此，我們將該模式引入多元統(tǒng)計分析部分內容的教學中，通過實踐總結，本文給出該模式在課程實施中的一些策略.

（一）選擇適當的教學內容，錄制清晰的教學視頻

多元統(tǒng)計分析課程的有些概念抽象而難以理解，基本理論的數學推導復雜而深奧，所以需要根據教學內容，采取不同的教學手段，而不是所有課程統(tǒng)一采用單一的教學方法，因此應首先確定適于采用翻轉課堂模式的教學內容.《主成分分析》是多元統(tǒng)計分析的重要內容之一，本章節(jié)因內容是固化的規(guī)律性講解，且難度適中，因此本研究以《主成分分析》這一章節(jié)為例，采用翻轉課堂的教學模式，該章節(jié)需要八個課時完成.

確定好教學內容后，應錄制優(yōu)質視頻，時間不應超過15分鐘，控制在10分鐘左右較為適宜.視頻清晰，聲音生動有活力，講授內容精煉、主題突出，為增加視頻的趣味性，在錄制過程中可以適當加入一些動畫、測試，增強學生的視覺感和參與感，使其全身心投入學習氛圍中.以《主成分分析》為例，課前我們將本章內容精心制作為五個視頻，分別是：主成分分析的基本原理、總體主成分的求解、總體主成分的性質、樣本主成分的導出、計算步驟與實例分析.每部分內容不超過15分鐘，并在第一部分基本原理的視頻中插入動畫，使學生們更好的理解主成分分析的幾何意義.

（二）布置課下自學環(huán)節(jié)任務

任務的傳達應目標明確、重點難點突出，布置時需要注意：

（1）任務不宜過多，要少而精，既能達到理論學習的目的，也不會讓學生感到太大的壓力，而產生畏難情緒.

（2）結合多元統(tǒng)計分析課程的特點，要注重理論聯系實際.任務中除了必要的理論學習外，也要注重案例研究，通過對實際問題的分析思考，加深對所學基本方法的理解，提高分析、解決實際問題的能力.

（3）建立交流平臺，強調疑惑的反饋.例如建立云班課、微助教等形式的交流平臺，通過該平臺學生可以在線討論，并將自學中遇到的問題反饋給老師，老師將問題分類整體，在課堂講授中可以有針對性的處理學生亟待解決的問題，從而提高教學質量.

以“主成分分析”課程為例，我們在課程開始前給學生制訂了學習任務，具體內容見表1.

（三）課堂活動的設計

翻轉課堂通過將知識傳授轉移到課前，釋放出課堂時間用于學生將知識進行內化，這是對學生學習最有益的改變.在多元統(tǒng)計分析的課堂設計中應注意：

（1）根據學生特點，構建均衡的學習小組協(xié)作探究.針對視頻教學內容，學生以學習小組為單位進行互助學習，發(fā)表意見，互相討論.這個過程不僅有利于培養(yǎng)學生批判、求異、創(chuàng)新的思維，而且提高了伙伴間的溝通協(xié)作能力.協(xié)作探究提高了學生的參與度，有助于增強學生的學習效果，促進更好地完成知識內化.

（2）答疑解惑.根據交流平臺收集到的學生的困惑和問題，教師要及時解答，做好指引.對于共性的難點疑點問題，教師要駕馭課堂給予正確引導，使學生在老師的引導下，開闊思維，逐步解決疑惑.對于個性問題，教師則通過“1對1”教學方式，幫助學生正確理解教學內容.

（3）布置作業(yè)，鞏固練習.

經過課下自主學習，課上教師引導，學習小組探究討論后，教師可布置作業(yè)，鞏固學習效果.針對多元統(tǒng)計分析課程的特點，我們采用小中大相結合的方式安排，小型作業(yè)是指針對性強、學生完成工作量小、較為基本的.中型作業(yè)一般是每一章教學內容完成后，布置的具有一定綜合性的作業(yè).大型作業(yè)是某一階段的教學完成后，基于現實問題，進行的復雜綜合性的工作.

“主成分分析”這一章節(jié)結束之后，我們要求學生以小組為單位，分工合作，利用主成分分析方法對實際問題進行分析.完成數據搜集、軟件分析、論文撰寫的工作，并于下次課上通過PPT進行匯報，供小組間相互討論分析.這一作業(yè)使得各小組成員均投入到學習之中，調動了學生學習的主觀能動性.

（四）評價與反思

翻轉課堂對多元統(tǒng)計分析課程而言是一種全新的教學模式，反饋、評價與反思在教學中有至關重要的作用，它可以幫助教師確定所選章節(jié)是否適合采用翻轉課堂的教學模式，及時掌握學生對這種全新的教學模式是否適應，學習效果是否良好，促使教師及時發(fā)現問題，隨時調整教學策略，提高教學效果.

通過課堂討論和課下學生的反饋，對于“主成分分析”這一章節(jié)，學生們愿意接受這一新型授課模式，由于有了課前自學的基礎，重要和困難的知識點通過課堂老師的講授更容易理解，同時思考過程貫穿于課前自學、課上討論、課后總結，也使得學生對“主成分分析”的掌握更加深入.

（五）考核方案

根據多元統(tǒng)計分析課程特點，考核方式應不拘一格，除了普遍采用的閉卷考試外，還可根據實際問題，撰寫科技論文，根據論文的完成情況，同時應根據學生參與教學活動程度、分享的情況進行綜合測評.

三、提高翻轉課堂教學效果的建議

通過教學實踐發(fā)現，多元統(tǒng)計分析的某些章節(jié)可以實施翻轉課堂模式，但要想使其教學效果優(yōu)于傳統(tǒng)教學模式，必須要求教師和學生完美配合，否則翻轉課堂只能成為新型教學模式的代名詞，因此學校、教師、學生需要充分做到以下幾點：

1.對于學校，應為翻轉課堂的實施提供必要的硬件保障和政策傾斜.要保證翻轉課堂模式順利實施，學校不僅應為教師提供錄制清晰視頻的工具，而且需要為學生提供學習和討論的場所.同時，可以通過增加工作量的傾斜，激發(fā)教師投身翻轉課堂教學模式的探索中來.

2.對于教師，應具有豐富的教學經驗，能夠駕馭課程中的所有內容，并對其進行高度升華.具體應做到：首先，選擇適宜采取翻轉課堂模式的教學模塊，認真撰寫教案;其次，錄制清晰的教學視頻，視頻應重點難點突出，符合學生的學情;最后，精心設計課堂教學，對重點、難點問題進行指導，教學過程應具有趣味性.

3.對于學生，應積極參與課堂教學，充分發(fā)揮學習的主觀能動性.利用好網絡教學平臺，認真觀看視頻，完成任務單，深入探究思考，及時進行反饋，為課堂師生的交流討論做好鋪墊.否則，翻轉課堂的教學效果將會大打折扣.

翻轉課堂模式改變了傳統(tǒng)教學中師生的角色，教師由課堂的講授者變成了學習的設計者，成為課堂的“導演”，教師的能力與才華得到最大限度的釋放，而學生成為整個學習過程中的焦點.這一轉變對教師和學生均提出了更高的要求，因此為達到更好的教學效果，教師和學生必須通力配合.

四、總 結

本文通過“主成分分析”這一章節(jié)的內容，給出了基于翻轉課堂模式的教學設計方案，對統(tǒng)計類課程的教學實踐具有一定啟示和借鑒作用.在多元統(tǒng)計分析課程的教學中，我們應根據不同的內容采用相應的教學模式，使翻轉課堂模式與傳統(tǒng)模式相互補充，相互促進，發(fā)揮學生學習的積極性和主動性，發(fā)揮教師的探索和奉獻的精神，更好的提高多元統(tǒng)計分析課程的教學效果.

【參考文獻】

[1]王繼昌.《多元統(tǒng)計分析》課程傳統(tǒng)教學的改革與創(chuàng)新[J].中國科教創(chuàng)新導刊，2008（7）：96.

[2]李衛(wèi)東.多元統(tǒng)計分析課程案例教學探析[J].統(tǒng)計與管理，2016（3）：187-188.

[3]王沛，張玉環(huán).本科生《多元統(tǒng)計分析》課程教學改革研究[J].蘭州文理學院學報（自然科學版），2015（6）：99-103.

[4]劉惠籃，馬俊杰.大數據背景下《多元統(tǒng)計分析》課程教學改革的新思路[J].讀與寫雜志，2018（15）：31.

[5]黃勇鵬.績效導向的高職類微課資源設計[J].教育與職業(yè)，2014（24）：155-157.

[6]林雪燕，潘菊素.基于翻轉課堂的混合式教學模式設計與實現[J].中國職業(yè)技術教育，2016（2）：15-20.

[7]MasonG， ShumanT，CookK.Comparing theef fectiveness of an inverted classroom to a traditional classroom in an upper-division engineering course [J].IEEE Trans，2013，56（4）：430-435.