應(yīng)用型本科院校背景下的多元統(tǒng)計教學(xué)研究

秦飛龍 黃小波 成亞麗 周昕悅

摘?要：經(jīng)濟結(jié)構(gòu)新常態(tài)下，社會對人才需求從理論型向應(yīng)用型方向轉(zhuǎn)變，應(yīng)用型本科院校的多元統(tǒng)計教學(xué)需要尋求新方案。因此本文提出了一套應(yīng)用型本科院校背景下的多元統(tǒng)計教學(xué)新方案，有利于應(yīng)用本科院校進行多元統(tǒng)計教學(xué)，為國家培養(yǎng)出更多的應(yīng)用型人才，具有重要的實際意義。

關(guān)鍵詞：應(yīng)用型本科院校;多元統(tǒng)計;教學(xué);人才

中圖分類號：G424 文獻標(biāo)識碼：A

Research on the new Teaching

of Multivariate Statistics with Applied Undergraduate Colleges

Qin Feilong Huang Xiaobo* Cheng Yali?Zhou Xinyue

Chengdu Technological University，Department of Information and Computing Science?SichuanChengdu?611730

Abstract：Under the new normal economic structure，the talent demanding of social has changed from theoretical to applied，the teaching of multivariate statistical with Applied Undergraduate Colleges needs to new method.Therefore，this paper puts forward a new teaching method of multivariate statistical with Applied Undergraduate Colleges，which is conducive to teaching of multivariate statistical in universities，and has important practical significance to train more applied talents for our country.

Key words：Applied Undergraduate College;Multivariate statistic;Teaching;Talent

1 概述

隨著經(jīng)濟新常態(tài)的出現(xiàn)，產(chǎn)業(yè)結(jié)果不斷變革，各行各業(yè)對人才的需求發(fā)生了新的變化。尤其是大數(shù)據(jù)時代的到來，應(yīng)用型統(tǒng)計人才的需求量越來越大，這迫使許多地方高校由傳統(tǒng)統(tǒng)計人才培養(yǎng)模式向應(yīng)用型培養(yǎng)模式轉(zhuǎn)型。[1]～[3]然而，很多地方高校為了追求主流，在多元統(tǒng)計教學(xué)上跟風(fēng)，所使用的教學(xué)方法不符合學(xué)校的辦學(xué)定位，導(dǎo)致培養(yǎng)的應(yīng)用型統(tǒng)計人才與地方需求脫節(jié)，不利于高校應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。[4]多元統(tǒng)計分析是應(yīng)用統(tǒng)計類專業(yè)的核心課程，它可解決現(xiàn)實世界多變量問題，在數(shù)據(jù)處理與分析中存在廣泛應(yīng)用，從而合理進行多元統(tǒng)計教學(xué)至關(guān)重要。[5]因此，在應(yīng)用本科院校中探索有效的多元統(tǒng)計教學(xué)方法，以此培養(yǎng)出應(yīng)用統(tǒng)計學(xué)人才，提高高校服務(wù)地方能力，對我國應(yīng)用型本科院校多元統(tǒng)計教學(xué)具有重要的意義。因此，本文構(gòu)建了一套應(yīng)用型本科院校背景下的多元統(tǒng)計教學(xué)新方案。

2 多元統(tǒng)計教學(xué)新方案設(shè)計

2.1 建立多目標(biāo)教學(xué)模式

2017年2月，教育部推行了“復(fù)旦共識”、“天大行動”和“北京指南”的新工科人才教育模式，號召改革教學(xué)方法，避免教師在教學(xué)過程中以統(tǒng)一的教學(xué)目標(biāo)進行教學(xué)，造成大部分學(xué)生缺乏多元統(tǒng)計學(xué)習(xí)的興趣，從而需要建立多元統(tǒng)計多目標(biāo)教學(xué)模式。[6]多目標(biāo)教學(xué)原理是對不同層次的學(xué)生制定不同的教學(xué)目標(biāo)，因材施教，使學(xué)生完成或者超過預(yù)定的目標(biāo)。[7]通過多目標(biāo)教學(xué)，使不同層次的學(xué)生達到多元統(tǒng)計培養(yǎng)要求，激發(fā)學(xué)生向自己的優(yōu)勢方向發(fā)展。因此，對應(yīng)用統(tǒng)計專業(yè)學(xué)生教學(xué)過程中實行分級教學(xué)，了解每一位學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，在教學(xué)中不斷總結(jié)，完善人才培養(yǎng)方案及改善評價體系，保證多目標(biāo)教學(xué)達到預(yù)期效果。

2.2 建立有效的考核制度

多目標(biāo)教學(xué)能夠?qū)Σ煌燃壍膶W(xué)生的知識進行提高，但是為了體現(xiàn)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)，教學(xué)過程還必須完善傳統(tǒng)的考核制度。學(xué)生的多元統(tǒng)計期末成績考核不僅為學(xué)生期末試卷考試成績，還應(yīng)結(jié)合課程學(xué)習(xí)和實踐效果進行多指標(biāo)考核。課程學(xué)習(xí)考核包括學(xué)生主動問答問題，完成作業(yè)情況，實驗報告質(zhì)量，課堂紀(jì)律，平時單元測試考核等，這對提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和維護教學(xué)課堂紀(jì)律具有強烈的推動作用。實踐效果考核包括實踐參與，多元統(tǒng)計相關(guān)的競賽獲獎以及學(xué)術(shù)交流，學(xué)術(shù)期刊論發(fā)表等。其中，實踐參與主要指學(xué)生在教學(xué)分組討論中的表現(xiàn)與團隊合作情況，進行企業(yè)單位實際數(shù)據(jù)處理實踐，教育相關(guān)的科研課題參與度和完成度;競賽獲獎指學(xué)生參與國內(nèi)外各種數(shù)學(xué)建模競賽、市場調(diào)查競賽、學(xué)術(shù)專題報告等獲獎;論文發(fā)表主要指與多元統(tǒng)計相關(guān)的高水平科研期刊論文，教學(xué)期刊論文以及會議論文。通過多種考核制度，尤其是實踐教學(xué)考核不僅能提高學(xué)生專業(yè)知識素養(yǎng)，還能夠挖掘?qū)W生的科研能力和知識應(yīng)用能力，有利于高質(zhì)量應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。

2.3 建立實踐教學(xué)方案

目前，大部分高校實施教學(xué)方式采用多媒體和板書結(jié)合進行教學(xué)，這種教學(xué)方式最大優(yōu)點是能夠幫助學(xué)生較好的理解多元統(tǒng)計理論知識，但這種教學(xué)方式對應(yīng)用型人才培養(yǎng)效果不佳，培養(yǎng)的學(xué)生不能理論聯(lián)系實際，知識無法應(yīng)用于行業(yè)。[8]《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020 年）》中也明確指出教學(xué)是高校工作中的重心，培養(yǎng)的人才必須為社會服務(wù)。[1]為了提升教學(xué)的效果，作為應(yīng)用型高等院校，多元統(tǒng)計教學(xué)不僅僅通過多媒體、板書進行理論知識的講解，還應(yīng)結(jié)合社會實踐進行教學(xué)。在實踐過程中，多元統(tǒng)計教學(xué)不但可以滲透行業(yè)、產(chǎn)業(yè)背景進行理論知識講解，還可以講解如何應(yīng)用多元統(tǒng)計方法進行實際問題處理分析。

例如，在周末組織學(xué)生對學(xué)校附近某旅游公司進行旅游調(diào)查實踐活動，教師通過學(xué)生實踐設(shè)置問題引導(dǎo)學(xué)生利用多元統(tǒng)計知識完成旅游問卷調(diào)查及進行結(jié)果分析，最終形成調(diào)查分析報告。并且進一步可以對收集的數(shù)據(jù)利用其它多元統(tǒng)計方法進行分析，如通過聚類分析確定是那個年齡段的人最愛旅游，從而給旅游公司提供分析結(jié)果，讓旅游公司為該類人群加大旅游宣傳力度，這種實踐教學(xué)不僅讓學(xué)生學(xué)會了多元統(tǒng)計理論知識，還將知識與社會行業(yè)進行了結(jié)合，提高了應(yīng)用能力。從而，通過實踐教學(xué)能夠培養(yǎng)出地方需要的應(yīng)用型人才。

2.4 以實際數(shù)據(jù)案例為引導(dǎo)的教學(xué)方法

以往多元統(tǒng)計講解過程中，多注重理論知識講解，不注重應(yīng)用知識進行實際數(shù)據(jù)處理，導(dǎo)致學(xué)生對多元統(tǒng)計相關(guān)算法的來源和用處不明確，不利于學(xué)生今后將所學(xué)知識應(yīng)用于實際，造成應(yīng)用型人才培養(yǎng)的缺陷。為了克服上述問題，在多元統(tǒng)計教學(xué)過程以工廠、企業(yè)、金融、氣候、環(huán)境，能源等真實數(shù)據(jù)案例為導(dǎo)向，每一節(jié)知識的講解都通過實際數(shù)據(jù)案例引入課堂教學(xué)，對要研究的問題進行分析，并結(jié)合知識的發(fā)展史進行講解，讓學(xué)生了解每一個多元統(tǒng)計算法的功能和作用以及如何解決相應(yīng)實際問題。

如在主成分分析[9]，[10]教學(xué)中，引入礦產(chǎn)資源預(yù)測案例，礦產(chǎn)是礦物不斷富集形成，而礦物則有元素構(gòu)成，通過成礦元素的分布規(guī)律就可以預(yù)測礦產(chǎn)的位置，比如金礦，鉬礦等，[11]，[12]從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)知識的熱情。然后進一步說明礦產(chǎn)預(yù)測需要研究很多成礦元素的分布規(guī)律，這將花費大量人力及時間。是否可以通過其中幾種主要元素來反映所有元素的綜合信息？從而引入主成分分析，[13]進一步對主成分算法原理和算法步驟進行講解，結(jié)合實際數(shù)據(jù)說明每一步意義，如為什么數(shù)據(jù)要進行標(biāo)準(zhǔn)化。最后結(jié)合實際數(shù)據(jù)案例進行主成分分析應(yīng)用講解，例如以學(xué)生們喜歡科研項目如手，本文選取四川省科技廳項目（2019YJ0375），以項目中涉及的Cu，Au，Pb，Ag，Zn，F(xiàn)e元素含量數(shù)據(jù)進行主成分析教學(xué)說明，首先進行主成分方法講解，再引導(dǎo)讓學(xué)生通過主成分方法計算得出六種元素的主成分分析結(jié)果（如下表）。根據(jù)下表結(jié)果教師帶動讓學(xué)生如何選取前k個主成分，這樣激發(fā)學(xué)生探索會什么選取特征值貢獻率大于85%的前k個主分，[14]從而得出本案例取前3個主成分即到達要求。在此基礎(chǔ)上還可以引導(dǎo)學(xué)生分析前三個主成分到底是那些元素所引起的，層層結(jié)合分析，從而完成主成分分析教學(xué)。結(jié)合實際數(shù)據(jù)案例為引導(dǎo)進行多元統(tǒng)計教學(xué)，使得教學(xué)層次分明，環(huán)環(huán)相扣，達到真正意義上的應(yīng)用本科院校多元統(tǒng)計教學(xué)目的。

3 結(jié)論

本文在應(yīng)用本科院校背景下探索了一套多元統(tǒng)計教學(xué)新方案，具有如下結(jié)論：

（1）建立了一套應(yīng)用型本科院校多元統(tǒng)計教學(xué)新方案，包括建立多目標(biāo)教學(xué)模式，建立有效的考核制度，建立實踐教學(xué)方案，建立實際數(shù)據(jù)案例為引導(dǎo)的教學(xué)方法。

（2）通過設(shè)計的多元統(tǒng)計教學(xué)方案，有利于應(yīng)用型本科院校進行多元統(tǒng)計教學(xué)，培養(yǎng)出更多的應(yīng)用型人才。

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基金項目：四川省科技廳計劃項目（2019YJ0375）;成都工業(yè)學(xué)院博士基金項目（2018RC022）;數(shù)學(xué)地質(zhì)四川省重點實驗室開放基金資助項目（scsxdz2018yb03）;成都工業(yè)學(xué)院實驗室開放基金項目（2018ZH10）

作者簡介：第一作者秦飛龍（1983-），男，博士后，主要從事數(shù)學(xué)地質(zhì)方面的研究工作。

*通訊作者：黃小波（1998-），男，本科，主要從事應(yīng)用統(tǒng)計學(xué)研究。