大數(shù)據(jù)背景下統(tǒng)計案例的教學(xué)改革與實踐

蘇玉霞

[摘 要]統(tǒng)計學(xué)作為系統(tǒng)研究數(shù)據(jù)的科學(xué)，在大數(shù)據(jù)時代將要面對新的挑戰(zhàn)與機遇，統(tǒng)計學(xué)專業(yè)教育在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及教學(xué)理念上將面臨多樣化的選擇。案例教學(xué)是對理論教學(xué)的升華， 能夠幫助學(xué)生建立一個完整的、 以應(yīng)用為導(dǎo)向的統(tǒng)計分析研究框架。如何在案例教學(xué)中鞏固基本統(tǒng)計理論與方法， 實現(xiàn)統(tǒng)計應(yīng)用能力的提升是該課程教學(xué)改革的目標所在。

[關(guān)鍵詞]統(tǒng)計案例; 教學(xué)改革; 大數(shù)據(jù)科學(xué)

[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2021）06-0102-03

統(tǒng)計無時不在，從結(jié)繩記事到今天的大數(shù)據(jù)，統(tǒng)計作為人們認識客觀世界的工具，也在不斷創(chuàng)新。歷史上每一次重大科技革命，必然催生新的統(tǒng)計方法和新的統(tǒng)計手段。大數(shù)據(jù)為統(tǒng)計學(xué)發(fā)展和政府統(tǒng)計提供了新手段、新視角、新要求、新挑戰(zhàn)。擁抱大數(shù)據(jù)、駕馭大數(shù)據(jù)、用好大數(shù)據(jù)，是構(gòu)建與國家治理體系和治理能力現(xiàn)代化相適應(yīng)的現(xiàn)代化統(tǒng)計調(diào)查體系，統(tǒng)計新動能、反映新動能、服務(wù)新動能的時代要求和使命擔(dān)當(dāng)。

習(xí)近平總書記指出：“當(dāng)前，以互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能為代表的新一代信息技術(shù)日新月異，給各國經(jīng)濟社會發(fā)展、國家管理、社會治理、人民生活帶來重大而深遠的影響?！敝Z貝爾經(jīng)濟學(xué)獎獲得者托馬斯·薩金特說：“人工智能其實就是統(tǒng)計學(xué)”。任正非也說：“人工智能就是統(tǒng)計學(xué)。大數(shù)據(jù)是干什么的？統(tǒng)計?！?中國高度重視大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，大數(shù)據(jù)引領(lǐng)的新一輪科技革命的浪潮正在向各區(qū)域、各領(lǐng)域快速滲透，數(shù)字競爭力已經(jīng)成為國家綜合競爭力的重要內(nèi)容。

大數(shù)據(jù)是一種新技術(shù)、新資源，是一種改變?nèi)藗兩a(chǎn)生活、社會治理的新思維方式。大數(shù)據(jù)的價值在于統(tǒng)計，統(tǒng)計作為研究數(shù)據(jù)的科學(xué)，就是要發(fā)現(xiàn)隱藏在看似雜亂無章的數(shù)據(jù)里面的規(guī)律。沒有統(tǒng)計學(xué)，就沒有大數(shù)據(jù)，就沒有人工智能。

在大數(shù)據(jù)時代，一切皆可量化，一切皆可記錄。如何利用更全面、更及時、更經(jīng)濟的網(wǎng)絡(luò)電子化數(shù)據(jù)，以及通過對這些數(shù)據(jù)使用新的分析及挖掘技術(shù)，產(chǎn)生新的見解和認識，是我們面臨的重大機遇。統(tǒng)計又將如何應(yīng)對大數(shù)據(jù)帶來的沖擊、挑戰(zhàn)和機遇？這些問題都要在統(tǒng)計學(xué)的課程設(shè)置、教學(xué)過程中予以體現(xiàn)、滲透和發(fā)展。

統(tǒng)計學(xué)屬于工具學(xué)科， 最終目標是應(yīng)用。為達到此目標， 統(tǒng)計教學(xué)中特別設(shè)計了兩類輔助教學(xué)內(nèi)容。一類是模擬， 針對一些理論性統(tǒng)計課程， 通過模擬演示統(tǒng)計學(xué)基本原理， 將抽象的方法原理具象化， 給學(xué)生以形象化的展示;另一類就是案例， 在應(yīng)用性統(tǒng)計課程中， 通過案例引導(dǎo)學(xué)生把握統(tǒng)計學(xué)方法的應(yīng)用價值、應(yīng)用方法， 培養(yǎng)學(xué)生學(xué)以致用的技能。統(tǒng)計案例分析課程以概率論與數(shù)理統(tǒng)計為基礎(chǔ)， 以統(tǒng)計學(xué)的思想、方法為工具， 是一門在教學(xué)中同時兼顧理論和實踐的應(yīng)用型課程，其不但強調(diào)理論教學(xué)， 更強調(diào)以應(yīng)用為導(dǎo)向的實踐教學(xué)。

案例教學(xué)是連接統(tǒng)計學(xué)理論與實踐之間的橋梁。統(tǒng)計案例分析將散見于各門統(tǒng)計課程中的教學(xué)案例和實際生活案例匯集起來， 將統(tǒng)計學(xué)專業(yè)的理論和方法通過具象的實際案例展現(xiàn)出來。 那么如何在案例教學(xué)中凸顯統(tǒng)計理論與方法、統(tǒng)計應(yīng)用，嵌入大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)分析技術(shù)， 如何在教學(xué)改革中強化各環(huán)節(jié)的實現(xiàn)， 將是我們接下來主要討論的問題。

一、教學(xué)現(xiàn)狀分析

（一）學(xué)生不會運用統(tǒng)計方法

因課程設(shè)置及課時限制等原因， 統(tǒng)計案例的課堂教學(xué)往往基于試驗數(shù)據(jù)， 教師側(cè)重于講授和強調(diào)統(tǒng)計方法的實現(xiàn)， 忽略方法選擇和原理的講解， 這就會出現(xiàn)學(xué)生雖然多種統(tǒng)計方法傍身，卻不知道如何運用，何時應(yīng)用于實際等眼高手低的問題。

（二）實訓(xùn)、實踐手段單一

大數(shù)據(jù)背景下， 不能用統(tǒng)計學(xué)軟件進行相應(yīng)的統(tǒng)計學(xué)分析， 統(tǒng)計學(xué)便失去了用武之地。同時， 由于地緣、 課時安排等因素的影響， 對于學(xué)生的實習(xí)、實踐能力的培養(yǎng)手段較為單一，不利于學(xué)生主觀能動性發(fā)揮與數(shù)據(jù)分析能力的培養(yǎng)。

（三）傳統(tǒng)考核方式和機制也存在諸多問題

統(tǒng)計案例的教學(xué)中涉及統(tǒng)計專業(yè)諸多后續(xù)課程相關(guān)的理論和方法， 對諸多教學(xué)內(nèi)容的考核，方式較為單一， 多是以期末筆試為主， 缺乏對于統(tǒng)計理論和方法與實際案例應(yīng)用相結(jié)合的考核， 沒有起到全面考核的效果， 對學(xué)生的學(xué)習(xí)也就起不到督促作用。

二、大數(shù)據(jù)背景下統(tǒng)計學(xué)課程教學(xué)發(fā)展趨勢

（一）重視案例教學(xué)

案例教學(xué)是為順應(yīng)教學(xué)改革的潮流， 將統(tǒng)計理論和方法與應(yīng)用緊密結(jié)合的一門課程， 將抽象的統(tǒng)計理論和方法以具象化的呈現(xiàn)， 更能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性， 更有利于實現(xiàn)統(tǒng)計學(xué)“應(yīng)用需求”為導(dǎo)向的學(xué)科目標。

（二）重視數(shù)據(jù)科學(xué)技術(shù)

掌握統(tǒng)計分析軟件用以解決實際問題，這是統(tǒng)計教學(xué)的基本設(shè)定目標，從而引導(dǎo)學(xué)生將學(xué)習(xí)重點轉(zhuǎn)移到數(shù)據(jù)結(jié)果的分析與解釋上， 真正體現(xiàn)統(tǒng)計學(xué)的“工具”學(xué)科定位，但這遠遠不能適應(yīng)大數(shù)據(jù)時代數(shù)據(jù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。智能計算、實時計算等能夠提高數(shù)據(jù)的時效性和預(yù)測質(zhì)量的方法，應(yīng)該在統(tǒng)計教學(xué)中予以側(cè)重，在教學(xué)內(nèi)容上也應(yīng)增加數(shù)據(jù)科學(xué)、網(wǎng)絡(luò)搜索技術(shù)等的講授。

（三）重視學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)

分析問題、解決問題的能力只有在實踐中才能得到檢驗和提升，因此應(yīng)要求學(xué)生針對實際問題自主進行統(tǒng)計調(diào)查，做數(shù)據(jù)分析，最后形成觀點， 撰寫統(tǒng)計分析報告。這不僅有利于提高學(xué)生統(tǒng)計應(yīng)用水平， 更有利于提升學(xué)生運用統(tǒng)計分析工具解決實際問題的能力。

三、教學(xué)模式改革

（一）總體思路

傳統(tǒng)統(tǒng)計方法設(shè)計通常是基于分布理論，以一定的概率為保證，其邏輯關(guān)系是“分布理論—概率保證—總體推斷”。而大數(shù)據(jù)強調(diào)的是全體數(shù)據(jù)，總體特征一般不再需要根據(jù)分布理論進行推斷，其邏輯關(guān)系變成了“實際分布—總體特征—概率判斷”。在大數(shù)據(jù)時代，由于有足夠的數(shù)據(jù)、足夠的變量，可以采用人工智能等來進行數(shù)據(jù)挖掘和知識發(fā)現(xiàn)，通過數(shù)據(jù)驅(qū)動，用數(shù)據(jù)決策和用數(shù)據(jù)創(chuàng)新。大數(shù)據(jù)背景下的統(tǒng)計教學(xué)就要充分展現(xiàn)兩者的區(qū)別，在教學(xué)模式上進行適應(yīng)性的調(diào)整，將傳統(tǒng)的“理論教學(xué)+實習(xí)實踐”教學(xué)過程豐富為“理論教學(xué)+數(shù)據(jù)分析技術(shù)+實習(xí)實訓(xùn)”。

統(tǒng)計本科教育改革的中心任務(wù)是為實現(xiàn)我們國民經(jīng)濟和社會發(fā)展戰(zhàn)略目標培養(yǎng)跨世紀的高級統(tǒng)計專門人才。 筆者以為， 現(xiàn)行的統(tǒng)計教學(xué)應(yīng)該秉承“通理論， 重實踐， 重過程， 促應(yīng)用”的指導(dǎo)思想， 在鞏固統(tǒng)計理論的基礎(chǔ)上， 更要強調(diào)以應(yīng)用為導(dǎo)向的實踐教學(xué)， 培養(yǎng)學(xué)生對實際問題定性、定量分析和解決問題的能力。

（二）教學(xué)模式改革

1.創(chuàng)新訓(xùn)練教學(xué)模式

課堂教學(xué)中， 我們建立了分階段、多層次、開放型、創(chuàng)新性訓(xùn)練教學(xué)模式， 并按照由淺入深， 由單一到綜合， 由基礎(chǔ)到高端的規(guī)律， 遵循認知（感官）—技能（基礎(chǔ)）—綜合（提高）—創(chuàng)新（設(shè)計）的層次設(shè)置四階段試驗課程， 實現(xiàn)統(tǒng)計訓(xùn)練不間斷。國內(nèi)關(guān)于統(tǒng)計學(xué)專業(yè)的案例教學(xué)的教材并不多， 我們選用的是高等教育出版社出版，由高慧雪等編著的《統(tǒng)計案例分析》， 此教材較完整地展現(xiàn)了統(tǒng)計學(xué)專業(yè)的基本統(tǒng)計理論和方法的應(yīng)用。在此基礎(chǔ)上， 我們根據(jù)實際教學(xué)情況， 將統(tǒng)計案例教學(xué)劃分成若干個專題進行， 每個專題對應(yīng)一類統(tǒng)計方法。比如， 在回歸案例教學(xué)中， 除了基本的回歸理論， 如參數(shù)估計、假設(shè)檢驗等， 我們還專門拿出回歸診斷、變量選擇、分位數(shù)回歸等專題來假設(shè)對回歸理論的理解， 并拓寬學(xué)生的知識面。教學(xué)中采取先引入實際案例， 然后學(xué)生分組討論可能應(yīng)用的統(tǒng)計方法， 經(jīng)教師引導(dǎo)和調(diào)整后， 形成解決問題的共識， 再由教師講解用到的統(tǒng)計理論和方法， 最后師生一起完成基于數(shù)據(jù)進行的分析， 并形成完整的案例分析報告。

近年， 混合教學(xué)法、翻轉(zhuǎn)課堂、金課等教學(xué)課堂形式的發(fā)展， 也為案例教學(xué)改革提供了良好的契機。將先進的教學(xué)方式引入課堂教學(xué)， 不僅是推進教學(xué)改革的一把抓手， 同時也能為課堂教學(xué)注入新鮮的活力， 引導(dǎo)學(xué)生在課堂教學(xué)中更專注， 更有創(chuàng)造力。在近一年的課堂教學(xué)中， 筆者就做了這個方面的嘗試， 取得了良好的效果。筆者在最近一屆學(xué)生的課堂中引入了“雨課堂”， 學(xué)生普遍對這一新興教學(xué)方式充滿了濃厚的興趣， 掃二維碼進入課堂、小組討論、限時回答問題、隨機提問、發(fā)彈幕等方式時時使學(xué)生的注意力回歸到課堂教學(xué)中， 同時在課堂教學(xué)中一步步引導(dǎo)學(xué)生從實踐到認識再到實踐， 學(xué)生全程都保持著很高的求知欲。 對于小班教學(xué)， 此種教學(xué)方式的教學(xué)效果會更顯著。

面向現(xiàn)實問題的全程案例教學(xué)方式， 理論講解與實際案例相結(jié)合， 為學(xué)生提供了豐富的學(xué)習(xí)材料， 有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和獨立思考的能力;在內(nèi)容上充分考慮到實用性、科學(xué)性、先進性和前沿性，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中真正體會到學(xué)有所用， 也有利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)。

2.以賽帶練， 提高學(xué)生的統(tǒng)計建模能力

現(xiàn)在每年各學(xué)會都會組織不同層次的建模比賽， 這是很好的錘煉學(xué)生動手能力的機會。因而，我們鼓勵學(xué)生多參加各類建模比賽， 以賽代練， 在比賽中提高建模能力和數(shù)據(jù)分析的能力。每年我們都會安排專業(yè)教師輔導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)建模的相關(guān)理論， 并由教師組織學(xué)生參加數(shù)學(xué)建模、統(tǒng)計建模、美賽、建模挑戰(zhàn)賽等， 幫助學(xué)生以賽代練。

在教學(xué)中， 一方面，教師以案例的形式引入相關(guān)知識點， 并注意在教學(xué)過程中嵌入統(tǒng)計建模和數(shù)學(xué)建模思想。另一方面， 各類建模比賽題目的開放性， 使得教師在教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的選擇上具有更大的靈活性， 這恰恰可以實現(xiàn)教學(xué)模式的創(chuàng)新。因而，如何以各類建模競賽為依托， 促進數(shù)理統(tǒng)計相關(guān)課程的教學(xué)改革， 真正實現(xiàn)“以競賽促教學(xué)， 以教學(xué)帶競賽”的雙重目標， 也將是我們在今后的教育中需要考慮的問題。

3.拓寬實踐、實訓(xùn)形式， 培養(yǎng)實踐能力

統(tǒng)計學(xué)專業(yè)是要培養(yǎng)具有良好的數(shù)學(xué)與統(tǒng)計學(xué)素養(yǎng)， 掌握統(tǒng)計學(xué)的基本理論和方法， 能熟練運用計算機軟件和統(tǒng)計軟件， 處理統(tǒng)計數(shù)據(jù)的高級應(yīng)用型人才。在大數(shù)據(jù)背景下， 社會對應(yīng)用統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)分析和解決現(xiàn)實經(jīng)濟問題提出了更高的要求。這就需要學(xué)生在接受教育的大學(xué)階段， 不能再跟以往一樣只是被動地接受教師所講的理論， 而需要能動地培養(yǎng)動手實踐能力。為此， 我們在教學(xué)過程中會留一些開放性的案例， 給學(xué)生足夠的自主性， 在團隊合作中訓(xùn)練學(xué)生的實踐能力及協(xié)作精神。我們要求所有學(xué)生3～5人隨機組成團隊， 做抽樣調(diào)查、數(shù)據(jù)分析， 寫出合格的研究報告， 并以小組的形式完整地利用PPT匯報研究思路、研究手段、研究方法和研究成果，然后由教師點評， 同學(xué)討論和打分， 這個成績將作為過程考核的一部分。

為拓寬實踐教學(xué)形式， 除鼓勵學(xué)生積極參加各類社團及數(shù)學(xué)建模競賽活動、部分學(xué)生分散實習(xí)外， 學(xué)院出面借助“狗熊會”在線實習(xí)平臺， 組織大部分學(xué)生在為期一個月的時間內(nèi)集中完成線上實習(xí)， 通過項目讓學(xué)生掌握如何解決某一個特定業(yè)務(wù)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)問題， 并且親身體驗從課堂到實踐的轉(zhuǎn)化過程中會遇到的各種典型問題， 真正將所學(xué)到的統(tǒng)計理論和方法應(yīng)用于工作中， 極大地鼓舞了學(xué)生學(xué)有所用的信心， 此舉收到了良好的效果。

4.改進考核模式， 注重過程管理

針對傳統(tǒng)考核模式單一的問題， 我們平時作業(yè)考核采用探索式， 即教師在每個專題講完后布置作業(yè)， 作業(yè)通常是針對專題內(nèi)容的實際案例， 教師指定1～3個小組獨立完成資料查閱和撰寫。案例的類型分為兩類， 一類為團體實踐活動， 學(xué)生以小組為單位進行抽樣調(diào)查， 由學(xué)生獨自完成“選題—樣本選擇—數(shù)據(jù)收集—描述統(tǒng)計分析—統(tǒng)計推斷”完整的統(tǒng)計調(diào)研過程;一類為教師給出相應(yīng)的數(shù)據(jù)， 學(xué)生自主完成相關(guān)的數(shù)據(jù)分析和解讀工作， 整個工作流程與前類相似。最后， 安排適當(dāng)?shù)臅r間讓各小組在課堂上對其調(diào)查研究成果進行展示， 并由其他同學(xué)和教師進行點評。PPT文件+課堂報告+問題解決， 三者綜合考量作為平時考核成績的主要因素。當(dāng)然， 解決問題的方法通常不盡相同， 課堂上學(xué)生要提出不同的解決方法并比較方法之間的優(yōu)劣， 這是有效提高學(xué)生統(tǒng)計能力的一種方法。這樣的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)既培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)、主動探索的意識， 又培養(yǎng)了學(xué)生獨立分析問題、解決問題的創(chuàng)新意識和能力， 達到提高學(xué)生綜合素質(zhì)的目的。

在期末考核中， 我們也在探索筆試+課程論文相結(jié)合的考核方式， 兩者在總成績中各占比50%， 或根據(jù)實際情況予以調(diào)整， 不僅強調(diào)扎實的統(tǒng)計理論， 也要求學(xué)生具備較強的動手能力。

四、結(jié)語

通過對統(tǒng)計學(xué)案例課程教學(xué)過程中存在問題進行分析， 本文提出了改進教學(xué)模式、鼓勵參加建模競賽、重視實訓(xùn)及實踐、改變考核方式等四個方面相結(jié)合的教學(xué)改革思路。案例是現(xiàn)實問題的一個縮影， 案例的引入給學(xué)生提供了逼真的練兵場， 學(xué)生對案例中待解決的問題進行思考、分析、研究和討論， 能逐漸具備學(xué)習(xí)過程中及后續(xù)的工作中與數(shù)據(jù)尤其是大數(shù)據(jù)打交道的能力。在這一過程中， 學(xué)生的主觀能動性得到了充分的發(fā)揮， 不僅對于如何應(yīng)用統(tǒng)計方法有了更為深刻的理解， 同時也提高了他們獨立分析問題和解決問題的能力， 使其逐漸成長為適合社會發(fā)展需求的應(yīng)用型人才。

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[責(zé)任編輯：劉鳳華]