以數(shù)據(jù)處理能力為導(dǎo)向的高職環(huán)境監(jiān)測技術(shù)專業(yè)《數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計》課程教學(xué)改革探索

白燕茹 朱海波 李青 趙秋利 王春梅

摘要：數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計課程是 高職環(huán)境監(jiān)測技術(shù)專業(yè)基礎(chǔ)課程。該課程目前在教學(xué)過程中存在 教學(xué)內(nèi)容理論性強、教學(xué)方法形式單一、軟件運用不夠充分、考核體系不夠完善等教學(xué)“痛點”問題。針對這些問題，根據(jù)學(xué)生的實際需求和水平，設(shè)計更多樣化、更有趣味性、更有針對性的教學(xué)活動，充分利用軟件的功能和優(yōu)勢，建立更科學(xué)、更合理、更有效的課程教學(xué)體系。本次課程改革將從豐富教學(xué)方法、融入課程思政、應(yīng)用統(tǒng)計軟件、完善評價體系等方面改革。通過對教學(xué)方法、軟件應(yīng)用、考核體系的改革有效提高學(xué)生的數(shù)據(jù)處理能力，本課程教學(xué)取得良好效果，為相關(guān)專業(yè)基礎(chǔ)課程建設(shè)提供借鑒。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)處理能力；數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計；教學(xué)內(nèi)容；軟件應(yīng)用；考核體系

引言

數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計是應(yīng)用統(tǒng)計學(xué)理論與方法研究環(huán)境資料的收集、整理、分析和推斷的一門學(xué)科。作為高職環(huán)境監(jiān)測類專業(yè)的基礎(chǔ)課程，本門課程的教學(xué)目的是培養(yǎng)學(xué)生試驗設(shè)計和數(shù)據(jù)分析處理的能力，并針對學(xué)生就業(yè)崗位數(shù)據(jù)分析能力要求，實現(xiàn)校崗技能培養(yǎng)的順利對接。

一、課程定位與目標

數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計是一門應(yīng)用統(tǒng)計學(xué)理論與方法整理、分析環(huán)境保護領(lǐng)域數(shù)據(jù)的課程。它用數(shù)字反映并計量人類活動引起的環(huán)境變化和環(huán)境變化對人類影響的過程[1]。理解統(tǒng)計學(xué)的基本原理和方法并能夠在環(huán)境科學(xué)與工程領(lǐng)域的實際問題中應(yīng)用是教學(xué)目的[2]。對于高職環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的學(xué)生來說，數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計的課程學(xué)習(xí)，短期目標是為學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)課奠定試驗設(shè)計和數(shù)據(jù)分析方法的基礎(chǔ)。長期目標是對接就業(yè)崗位的數(shù)據(jù)處理和檢測數(shù)據(jù)質(zhì)量控制要求，實現(xiàn)學(xué)生在校和在崗培養(yǎng)技能的順利對接，提升畢業(yè)生的質(zhì)量和水平，更好地為專業(yè)和行業(yè)發(fā)展服務(wù)。

數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計作為高職環(huán)境類專業(yè)基礎(chǔ)課程，對培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)處理能力和實驗數(shù)據(jù)結(jié)果驗證都起到至關(guān)重要的作用。但在教學(xué)過程中仍然存在教學(xué)內(nèi)容不夠豐富、教學(xué)方法單一、理論與軟件學(xué)習(xí)未融會貫通、考核體系不夠完善，教學(xué)現(xiàn)狀亟須進行改革創(chuàng)新[3]。本文結(jié)合多年數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計課程教學(xué)的實踐經(jīng)驗，以提高學(xué)生數(shù)據(jù)處理能力為導(dǎo)向，對本課程的教學(xué)改革進行探討。

二、課程現(xiàn)狀與問題

（一）教學(xué)方法不能滿足當(dāng)前需要

高職院校數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計學(xué)主要以數(shù)理統(tǒng)計知識為基礎(chǔ)，重點是環(huán)境數(shù)據(jù)的收集、整理、分析和推斷，教學(xué)內(nèi)容理論性強，抽象概念較多，數(shù)據(jù)處理的原理、方法都較為枯燥，學(xué)生普遍積極性不高[4]。另外高職環(huán)境類專業(yè)招生是文理兼收，學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和專業(yè)認知能力參差不齊，學(xué)習(xí)過程中對課程的重視度較為欠缺。在以往的課程教學(xué)過程中，主要靠教師講授理論概念、公式推導(dǎo)和數(shù)據(jù)計算，學(xué)生是被動的接受者，容易對枯燥難懂的統(tǒng)計概念產(chǎn)生畏難情緒，課堂注意力不集中，最終影響課堂教學(xué)效果。另外，教學(xué)形式的單一導(dǎo)致學(xué)生自主探究的能力無法發(fā)揮，教師對學(xué)生的具體學(xué)習(xí)狀況也難以掌握。為了使學(xué)生真正掌握《數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計》的重要理論和方法，課程授課方法的改革刻不容緩[5-6]。

（二）理論教學(xué)與軟件學(xué)習(xí)未緊密結(jié)合

數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計課程的數(shù)據(jù)處理原理和方法較為枯燥難懂，但本課程的實訓(xùn)主要是統(tǒng)計軟件的操作學(xué)習(xí)，統(tǒng)計軟件是在學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)處理原理和方法的基礎(chǔ)上，對實際的數(shù)據(jù)資料選擇合適的統(tǒng)計方法進行分析，得到概率表示的結(jié)果。統(tǒng)計軟件是利用理論知識去解決實際問題的便捷手段，統(tǒng)計軟件的學(xué)習(xí)是以掌握理論知識為基礎(chǔ)的，如果理論教學(xué)與統(tǒng)計軟件脫鉤，會導(dǎo)致理論教學(xué)枯燥呆板，軟件學(xué)習(xí)一知半解，無法合理應(yīng)用于實際問題，造成學(xué)與用的脫節(jié)[7-8]。

數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計課程是一門工具型的專業(yè)基礎(chǔ)課，傳統(tǒng)課程的“統(tǒng)計公式+人工計算”教學(xué)模式已無法滿足大數(shù)據(jù)時代對人才的技能要求，取而代之的是培養(yǎng)統(tǒng)計實踐運用能力[8]。但是如何將軟件操作與理論知識緊密 地聯(lián)系起來，使學(xué)生熟練掌握環(huán)境數(shù)據(jù)哪種情況需要調(diào)用哪種統(tǒng)計軟件功能，最終培養(yǎng)具有統(tǒng)計軟件應(yīng)用能力的大學(xué)生，這是目前亟須進行改革創(chuàng)新的關(guān)鍵之處。

（三）考核方式未貫穿課程學(xué)習(xí)全過程

現(xiàn)如今，數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計課程的考核方式普遍采用“平時成績+期末成績”的組合，其中期末考試成績占據(jù)較大比重。然而，鑒于考試時間的限制，期末試卷難以涵蓋所有知識點，因此無法全面評估學(xué)生對整門課程的掌握狀況。此外，考核方式的單一性以及期末成績所占比例過高，可能導(dǎo)致學(xué)生課堂表現(xiàn)消極，過分依賴期末復(fù)習(xí)，無法循序漸進地掌握課程重點，易于形成臨時抱佛腳的不良學(xué)習(xí)習(xí)慣。因此，改革考核方式已成為當(dāng)務(wù)之急。

三、改革思路與舉措

針對教學(xué)過程中所暴露的問題，本研究將從教學(xué)方法、軟件應(yīng)用及考評制度三個方面對數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計課程展開改革。在課堂教學(xué)中，我們將采取“以一種教學(xué)方法為主，多種教學(xué)方法相結(jié)合”的教學(xué)設(shè)計，以學(xué)生為核心，將教師講授轉(zhuǎn)化為學(xué)生針對實際案例進行主動思考、選擇方法、運用軟件、分析數(shù)據(jù)并得出結(jié)論的過程。通過此種方式，讓學(xué)生在實踐中學(xué)習(xí)、在學(xué)習(xí)中思考、在思考中掌握，從而避免被動接受式的教學(xué)模式。引導(dǎo)學(xué)生積極參與實踐討論，主動參與課程創(chuàng)新。

（一）改革教學(xué)方法，提高數(shù)據(jù)處理能力

數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計是一門以數(shù)據(jù)分析為主旨的課程，針對環(huán)境監(jiān)測技術(shù)專業(yè)的崗位技能要求，對統(tǒng)計得到的環(huán)境數(shù)據(jù)需要選擇合適的方法進行數(shù)據(jù)驗證及統(tǒng)計特征分析，但數(shù)學(xué)公式的枯燥繁雜很容易讓學(xué)生產(chǎn)生懈怠心理，造成學(xué)習(xí)困難，必須選擇環(huán)境監(jiān)測專業(yè)的數(shù)據(jù)案例讓學(xué)生把數(shù)據(jù)分析和專業(yè)能力應(yīng)用銜接起來，因此可以采取以下幾種措施：

1.引入案例教學(xué)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的趣味性和對專業(yè)掌握的必然性

案例教學(xué)是一種以實際事件為情景的教學(xué)方法，它以學(xué)生為中心，對現(xiàn)實生活中的問題和情境進行互動式的探究和學(xué)習(xí)。在環(huán)境統(tǒng)計教學(xué)中，教師可以根據(jù)不同的主題設(shè)計具體的案例，讓學(xué)生通過對案例中的數(shù)據(jù)進行收集、整理、分析和解釋，最終得出有意義的結(jié)論，并在課堂上進行交流和討論。例如，對環(huán)境監(jiān)測專業(yè)，教師可以采用某市儀器測定的空氣顆粒物的日平均濃度的數(shù)據(jù)，讓學(xué)生分析顆粒物的分布特征和影響因素，并撰寫分析報告。通過這個案例，學(xué)生可以掌握頻數(shù)圖的繪制、特征數(shù)的計算、概率分布的應(yīng)用等知識點。案例教學(xué)能夠激發(fā)學(xué)生對實際問題的興趣和好奇心，引導(dǎo)學(xué)生探索和發(fā)現(xiàn)問題解決的方法和技巧。案例教學(xué)不僅加強了學(xué)生對理論知識的掌握和運用，同時激發(fā)了學(xué)生的獨立思考和創(chuàng)新精神。

2.開展任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)，增強學(xué)生學(xué)習(xí)的探究性

任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)是一種以問題為導(dǎo)向的教學(xué)方法，它以學(xué)生的認知水平和興趣為依據(jù)，增強學(xué)生主動參與學(xué)習(xí)的動力，讓學(xué)生在完成具體的任務(wù)中掌握知識和技能，引導(dǎo)學(xué)生從淺入深、由表及里、循環(huán)往復(fù)地解決一系列任務(wù)，從而形成清晰的問題解決的邏輯、策略，進而理解知識的內(nèi)涵，在完成任務(wù)的過程中，培養(yǎng)其分析問題、解決問題的能力。本次課程改革針對數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計課程理論性強、實踐性高的特點，將任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法用于該課程。通過環(huán)境案例提出需要解決的問題，再將問題以任務(wù)形式發(fā)布，引導(dǎo)學(xué)生進行頭腦風(fēng)暴，探索數(shù)據(jù)分析方法，采用魚骨圖式方式將問題進行細項分解，再逐步分析解決細項任務(wù)，最后完美解決主任務(wù)。

3.融入課程思政，培養(yǎng)學(xué)生強烈的社會責(zé)任感。

數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計課程包含大量的公式推導(dǎo)、數(shù)據(jù)計算內(nèi)容，本次改革以社會實踐中的熱點話題為基礎(chǔ)，將統(tǒng)計學(xué)的發(fā)展歷程、統(tǒng)計思維、數(shù)據(jù)處理方法與思政教育相結(jié)合，通過教學(xué)，幫助學(xué)生樹立“求真務(wù)實、實事求是” 的數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計工作原則，掌握“具體問題具體分析”的統(tǒng)計分析思路，具備“通過數(shù)據(jù)分析結(jié)論”的問題解讀能力。本課程改革采用情景設(shè)計、實例引導(dǎo)、情況類比等方式，融入課程思政元素，旨在引導(dǎo)學(xué)生樹立忠誠統(tǒng)計，甘于奉獻的精神；嚴謹求真，尊重事實的態(tài)度；依法分析，嚴禁泄露的原則以及愛崗敬業(yè)，服務(wù)社會的價值觀，從而循序漸進地實現(xiàn)思政育人目的。

（二）運用統(tǒng)計軟件，促進數(shù)據(jù)處理與課程有機融合

數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計作為一門工具性課程，培養(yǎng)的學(xué)生需要具備運用統(tǒng)計軟件分析數(shù)據(jù)的能力，只有將統(tǒng)計軟件與理論知識緊密結(jié)合起來，在實操過程中融合理論知識點，讓學(xué)生在做中學(xué)才能達到理論知識和軟件使用的融會貫通。目前統(tǒng)計軟件很多，根據(jù)環(huán)境監(jiān)測專業(yè)實際需要選用EXCEL、SPSS、Origin等作為教學(xué)軟件。

改革后的教學(xué)內(nèi)容包括案例引入、方法選擇、軟件分析、得出結(jié)果的過程，軟件使用使案例數(shù)據(jù)分析快速又便捷，使用環(huán)境領(lǐng)域案例作為軟件應(yīng)用的數(shù)據(jù)源，既可以鞏固理論知識，又可以加深對軟件應(yīng)用的掌握，也為后續(xù)檢測員崗位能力培養(yǎng)打好基礎(chǔ)。例如設(shè)計案例：統(tǒng)計A、B兩個企業(yè)最近三個月的排污口污染物排放濃度后，如何判斷兩個企業(yè)的污染物排放強度大小？看到案例后引導(dǎo)學(xué)生思考如何判斷兩組污染物排放濃度是否相同？引入知識點雙樣本方差分析（F檢驗）和雙樣本等方差（t檢驗），對知識點進行講解，然后使用統(tǒng)計軟件進行方差分析，根據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)果判斷兩個排污口污染物排放濃度有無顯著差異。通過案例教學(xué)把傳統(tǒng)的“學(xué)統(tǒng)計方法”的教學(xué)模式轉(zhuǎn)化成“做統(tǒng)計分析”的實踐教學(xué)，有效提高課程的教學(xué)效果和學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

（三）完善考核制度，促使能力考評貫穿學(xué)習(xí)全過程

《數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計》課程非常注重應(yīng)用性和實踐性，原來考核方式較為單一，已經(jīng)不能全面真實地反映學(xué)生的軟件操作能力和數(shù)據(jù)分析能力，也無法將教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)考核與實際工作崗位數(shù)據(jù)分析要求結(jié)合起來。因此，本課程計劃采用過程性考核+結(jié)果性考核的方法，對學(xué)生開展更為全面的考核。

本課程考核采用①基礎(chǔ)知識課堂測試+②數(shù)據(jù)軟件上機實操測試+③分組案例數(shù)據(jù)分析匯報+④分組專題調(diào)研分析報告+⑤課堂考勤及互動5種考核組合方式，將知識點的理解和記憶分散在平常的學(xué)習(xí)過程中，避免集中式、短時的死記硬背，讓學(xué)生更加注重理解統(tǒng)計學(xué)方法和理論，并將其應(yīng)用于實際案例，遵循“兼顧基礎(chǔ)知識和應(yīng)用能力”的原則，進行綜合考核。課程將增加課內(nèi)實訓(xùn)比重，課程的每周考核將以統(tǒng)計案例任務(wù)驅(qū)動的方式進行，各個小組成員通過材料分析、數(shù)據(jù)提煉、分析方法探究、實踐檢驗的練習(xí)過程，完成數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計分析方法從認識到實踐的過程，從整個教學(xué)過程及實訓(xùn)成果的考核，可以對學(xué)生實踐操作能力、團隊協(xié)作能力、數(shù)據(jù)分析能力和撰寫總結(jié)報告能力進行全面、細致的學(xué)習(xí)過程成果評價，為每個學(xué)生準備一個課程考核評價表，詳細記錄課程開始到課程結(jié)束過程中階段性考核及綜合考核評價情況，本課程教學(xué)質(zhì)量評價體系如下，見表1。

結(jié)語

本文以《數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計》課程為例，探討了如何從教學(xué)方法、軟件應(yīng)用和考評制度三個層面對該課程進行改革。在實施教學(xué)改革的過程中發(fā)現(xiàn)，數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計這類枯燥的課程只要找對教學(xué)方法，著重培養(yǎng)實際應(yīng)用能力也可以上得生動有趣，學(xué)生學(xué)得津津有味。從全過程考核評價效果可以看到此次課程改革較大程度上調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性、增強了學(xué)生的社會責(zé)任感，提高了學(xué)生數(shù)據(jù)處理能力。同時也發(fā)現(xiàn)課程改革過程中需要及時根據(jù)學(xué)生的反饋調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和策略，循序漸進，逐步完善數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計課程建設(shè)。另外教師在教學(xué)準備過程中要及時更新前沿的專業(yè)知識、防止知識老化，不斷優(yōu)化教學(xué)方法和課堂教學(xué)內(nèi)容，才能培養(yǎng)出適應(yīng)檢測分析崗位的綜合性人才。

本文系2023年楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院教育教學(xué)改革研究項目《高職環(huán)境監(jiān)測技術(shù)專業(yè)基礎(chǔ)課程建設(shè)和教學(xué)模式改革研究》（項目編號：JG23069）研究成果。

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（作者單位：楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院）

（責(zé)任編輯：豆瑞超）