數(shù)字時(shí)代多元統(tǒng)計(jì)分析課程的項(xiàng)目化教學(xué)改革探究

摘 要 多元統(tǒng)計(jì)分析在大數(shù)據(jù)分析實(shí)踐中具有重要的應(yīng)用價(jià)值，該課程要求學(xué)生掌握多種統(tǒng)計(jì)方法，并熟悉統(tǒng)計(jì)相關(guān)軟件的操作。本研究針對(duì)多元統(tǒng)計(jì)分析課程中存在的一系列問(wèn)題，在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，運(yùn)用項(xiàng)目式教學(xué)，學(xué)習(xí)工具采用案例教學(xué)，結(jié)合SPOC模式的線上線下學(xué)習(xí)方法和BOPPPS模式的系統(tǒng)性課程教學(xué)模式，旨在提升學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握多元統(tǒng)計(jì)分析知識(shí)的能力和運(yùn)用統(tǒng)計(jì)軟件工具解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

關(guān)鍵詞 項(xiàng)目化教學(xué)；多元統(tǒng)計(jì)分析；SPOC模式；BOPPPS模式

中圖分類(lèi)號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2024.18.021

An Inquiry on the Project-based Teaching Reform

of Multivariate Statistical Analysis Courses in the Digital Era

PAN Yingli1， ZHANG Xueyan1， PAN Yinghui2

（1. Faculty of Mathematics and Statistics， Hubei University， Hubei Key Laboratory of

Applied Mathematics， Wuhan， Hubei 430062;

2. Zhengzhou Tongbai No.1 Middle School， Zhengzhou， Henan 450007）

Abstract Multivariate statistical analysis has important application value in the practice of big data analysis， this course requires students to master a variety of statistical methods and be familiar with the operation of statistical software. In this study， in view of a series of problems in the multivariate statistical analysis course， project-based teaching is applied in practice， and the learning tool adopts case teaching， combining the online and offline learning methods of SPOC mode and the systematic course teaching mode of BOPPPS mode. It aims to enhance the ability of undergraduate students to learn and master the knowledge of multivariate statistical analysis and the ability to use statistical software tools to solve practical problems.

Keywords project-based teaching; multivariate statistical analysis; SPOC mode; BOPPPS mode

2022年，國(guó)務(wù)院印發(fā)《“十四五”數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》，提出深入推進(jìn)智慧教育。黨的二十大首次將“教育數(shù)字化”寫(xiě)進(jìn)報(bào)告，教育數(shù)字化在數(shù)字中國(guó)戰(zhàn)略中發(fā)揮著重要作用。在數(shù)字中國(guó)建設(shè)背景下，海量數(shù)據(jù)、多維數(shù)據(jù)逐漸成為大數(shù)據(jù)的本質(zhì)特征。多元統(tǒng)計(jì)分析課程應(yīng)用范圍較廣，實(shí)用性強(qiáng)，成為學(xué)生處理多維數(shù)據(jù)和定量分析的重要工具。課程中教授的數(shù)據(jù)分類(lèi)方法、數(shù)據(jù)降維方法、組變量的相關(guān)分析方法等正是數(shù)字時(shí)代下數(shù)據(jù)分析領(lǐng)域的主要方法。在國(guó)內(nèi)相關(guān)文獻(xiàn)研究中，駱建文和羅青林[1]研究了模塊化教學(xué)在多元統(tǒng)計(jì)分析課程中的應(yīng)用，將課程學(xué)習(xí)劃分為基礎(chǔ)知識(shí)、工具使用、實(shí)踐教學(xué)三個(gè)模塊，提升了學(xué)生使用相關(guān)統(tǒng)計(jì)分析軟件的能力。吳燚等[2]以實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組班級(jí)為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，探究了創(chuàng)客教育理念下多元統(tǒng)計(jì)分析實(shí)踐教學(xué)的效果及應(yīng)用價(jià)值。馬麗娜[3]從教學(xué)內(nèi)容重組、教學(xué)方式、統(tǒng)計(jì)軟件、社會(huì)實(shí)踐等七個(gè)方面研究了本科生應(yīng)用多元統(tǒng)計(jì)分析的教學(xué)改革途徑。本文提出的項(xiàng)目化教學(xué)最早由美國(guó)著名哲學(xué)家、教育學(xué)家、心理學(xué)家杜威提出，其強(qiáng)調(diào)的是教授者和學(xué)習(xí)者圍繞一個(gè)目標(biāo)，在特定的時(shí)間、預(yù)算、資源限定范圍內(nèi)依據(jù)相關(guān)規(guī)范，共同完成真實(shí)環(huán)境里的一系列獨(dú)特復(fù)雜并相互關(guān)聯(lián)的活動(dòng)[4]。國(guó)外研究中，Zhang[5]等在傳統(tǒng)課堂的基礎(chǔ)上，采用翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)方式進(jìn)行改革，教學(xué)方式上采取視頻自主預(yù)習(xí)的方式，將課堂上講授的知識(shí)點(diǎn)模塊以視頻的形式提前發(fā)送給學(xué)生，便于學(xué)生課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)。Li[6]等深入研究了項(xiàng)目化教學(xué)的概念，探究了項(xiàng)目化教學(xué)在相關(guān)課程中的應(yīng)用路徑。

1 課程教學(xué)存在的主要問(wèn)題

1.1 理論知識(shí)學(xué)習(xí)存在困難，學(xué)習(xí)興趣不夠濃厚

多元統(tǒng)計(jì)分析是在高等數(shù)學(xué)、數(shù)理統(tǒng)計(jì)等相關(guān)課程基礎(chǔ)上繼續(xù)深入學(xué)習(xí)的課程，其具有數(shù)學(xué)理論推導(dǎo)的復(fù)雜和基礎(chǔ)概念的抽象，學(xué)生學(xué)習(xí)中存在運(yùn)算煩瑣與論證邏輯難以理解等困難。同時(shí)學(xué)生的高等數(shù)學(xué)和概率論基礎(chǔ)參差不齊，容易產(chǎn)生畏難情緒，甚至產(chǎn)生放棄課程學(xué)習(xí)的想法。

1.2 教學(xué)方式創(chuàng)新性不足

通過(guò)對(duì)部分高校的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，大部分多元統(tǒng)計(jì)分析教材偏重理論教學(xué)，教材中的案例數(shù)據(jù)較為陳舊，不利于學(xué)生聯(lián)系實(shí)際學(xué)習(xí)本門(mén)課程。在教學(xué)過(guò)程中，大部分高校依然采用PPT進(jìn)行理論教學(xué)，沒(méi)有實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，即使有也是教師單方面灌輸相關(guān)的統(tǒng)計(jì)軟件操作內(nèi)容，學(xué)生僅靠聽(tīng)來(lái)獲取知識(shí)，導(dǎo)致學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)效率降低。

1.3 考核方式較為傳統(tǒng)

大多數(shù)高校的多元統(tǒng)計(jì)分析課程考核成績(jī)包含期末卷面成績(jī)和平時(shí)成績(jī)兩方面，但平時(shí)成績(jī)考核內(nèi)容較為單一，基本以課堂回答問(wèn)題為主，并未通過(guò)考核檢驗(yàn)出學(xué)生的工具使用能力和問(wèn)題分析能力，只檢測(cè)了學(xué)生的理論學(xué)習(xí)水平，不能達(dá)到實(shí)踐與理論相結(jié)合的目的。

1.4 教學(xué)評(píng)價(jià)形式單一

長(zhǎng)期以來(lái)，教師在課堂上始終占據(jù)教學(xué)主導(dǎo)地位，關(guān)于學(xué)業(yè)的評(píng)價(jià)只有教師單方面輸出，評(píng)價(jià)方向也是局限于學(xué)生學(xué)業(yè)成果的相關(guān)評(píng)價(jià)。而學(xué)生之間的學(xué)習(xí)水平和學(xué)習(xí)能力參差不齊，對(duì)學(xué)業(yè)的態(tài)度看法和完成進(jìn)度無(wú)法完全同步。教師的授課內(nèi)容和授課方式是否適合學(xué)生，需要學(xué)生將學(xué)習(xí)感受和意見(jiàn)反饋給教師，作為今后教學(xué)質(zhì)量提升的依據(jù)。

1.5 統(tǒng)計(jì)分析軟件實(shí)操性差

多元統(tǒng)計(jì)分析學(xué)科實(shí)用性較強(qiáng)，可以幫助我們處理經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、自然等多領(lǐng)域的問(wèn)題。它在解決實(shí)際問(wèn)題的時(shí)候，需要借助統(tǒng)計(jì)軟件來(lái)處理復(fù)雜的數(shù)據(jù)，如SPSS、Python、R等軟件。然而由于學(xué)生對(duì)統(tǒng)計(jì)原理的認(rèn)識(shí)不深刻、缺乏統(tǒng)計(jì)思維和軟件操作不熟練，導(dǎo)致他們不能夠使用統(tǒng)計(jì)軟件解決實(shí)際問(wèn)題，這就需要教師在多元統(tǒng)計(jì)分析課程教學(xué)過(guò)程融入軟件實(shí)操模塊。

2 課程項(xiàng)目化教學(xué)設(shè)計(jì)原則

針對(duì)目前多元統(tǒng)計(jì)學(xué)課程教學(xué)中存在的問(wèn)題，課程組根據(jù)學(xué)生實(shí)際知識(shí)掌握情況和學(xué)科教學(xué)內(nèi)容因材施教，整合了多種類(lèi)型的教學(xué)方法。在融合不同教學(xué)模式的基礎(chǔ)上，應(yīng)該遵循以下原則。

2.1 以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性為先導(dǎo)

課程學(xué)習(xí)過(guò)程中，采取小組討論和案例實(shí)驗(yàn)等學(xué)習(xí)方式，使得學(xué)生不再是被動(dòng)地接受知識(shí)，而是成為課程教學(xué)的主角。改變傳統(tǒng)教學(xué)模式，通過(guò)自主化的案例學(xué)習(xí)和實(shí)踐，提高學(xué)生挖掘、分析、處理問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的統(tǒng)計(jì)思維和統(tǒng)計(jì)素養(yǎng)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)活力和興趣。

2.2 以構(gòu)建項(xiàng)目化教學(xué)課程體系為核心

項(xiàng)目化教學(xué)通過(guò)引入實(shí)際案例，完成對(duì)案例的調(diào)研、分析、操作、總結(jié)等流程，構(gòu)建多元統(tǒng)計(jì)分析課程的新型教學(xué)體系，保證課程教學(xué)的實(shí)用性和合理性。具體的項(xiàng)目化教學(xué)實(shí)施過(guò)程以教學(xué)方案中的方差分析、主成分分析、聚類(lèi)分析等重點(diǎn)章節(jié)為中心，以案例為載體，以數(shù)據(jù)分析、處理為主線，構(gòu)建“案例導(dǎo)入—提問(wèn)認(rèn)知—分組實(shí)踐—展示總結(jié)—綜合考評(píng)”的項(xiàng)目體系。

2.3 以培養(yǎng)應(yīng)用和實(shí)踐能力為方向

學(xué)生在學(xué)習(xí)本課程理論知識(shí)的時(shí)候容易感到枯燥，因此要深度結(jié)合實(shí)踐教學(xué)。一方面教師應(yīng)選擇具有前沿性、時(shí)代性的項(xiàng)目作為案例，另一方面案例可選取企業(yè)的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行研究，讓學(xué)生在完成任務(wù)的過(guò)程中為企業(yè)解決一些實(shí)際的問(wèn)題，培養(yǎng)實(shí)踐意識(shí)和實(shí)踐能力，提前與社會(huì)各行業(yè)的需求接軌，不再局限于課本上的硬性知識(shí)，從而更加直觀地了解行業(yè)現(xiàn)狀，增強(qiáng)學(xué)生的應(yīng)用和實(shí)踐能力。

3 基于SPOC+BOPPPS的項(xiàng)目化教學(xué)設(shè)計(jì)

數(shù)字化時(shí)代，智慧化的教學(xué)方式不斷普及并成為大、中、小學(xué)課堂上的重要教育手段。SPOC線上線下混合教學(xué)模式是將線上教學(xué)和線下課堂相結(jié)合，將MOOC線上教育資源、線上討論、測(cè)試測(cè)驗(yàn)、評(píng)價(jià)等應(yīng)用到課堂中，是一種將MOOC教育和線下課堂教育相結(jié)合的教學(xué)方式[7]。BOPPPS教學(xué)模式以教育目標(biāo)為導(dǎo)向，注重學(xué)生在課堂中參與性和實(shí)踐中主動(dòng)性的培養(yǎng)。BOPPPS教學(xué)模式包含導(dǎo)言、目標(biāo)、前測(cè)、參與式學(xué)習(xí)、后測(cè)和總結(jié)六個(gè)部分，這六個(gè)部分有效地實(shí)現(xiàn)了教師閉環(huán)教學(xué)[8]。將SPOC+BOPPPS新型教學(xué)模式應(yīng)用于多元統(tǒng)計(jì)分析教學(xué)中，在順應(yīng)時(shí)代數(shù)字化變革的同時(shí)，也加強(qiáng)了學(xué)生的創(chuàng)新和實(shí)踐能力。

3.1 基于SPOC平臺(tái)導(dǎo)入學(xué)習(xí)任務(wù)

教師在課前將選取的教學(xué)項(xiàng)目和教學(xué)任務(wù)上傳到云教學(xué)平臺(tái)，便于學(xué)生在課余時(shí)間自主觀看、學(xué)習(xí)項(xiàng)目資料和知識(shí)，項(xiàng)目選取結(jié)合社會(huì)實(shí)際的案例，比如人力資源分析類(lèi)——員工離職和績(jī)效相關(guān)因素分析，住房生活類(lèi)——房?jī)r(jià)影響因素分析及預(yù)測(cè)等。教師自制案例相關(guān)的微課視頻，包括案例的前期介紹、統(tǒng)計(jì)軟件的重點(diǎn)操作和對(duì)學(xué)生案例研究的要求。此外，在平臺(tái)上還要給學(xué)生準(zhǔn)備針對(duì)性的習(xí)題，便于學(xué)生在自主學(xué)習(xí)和項(xiàng)目研究的過(guò)程中，加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)的鞏固。

3.2 開(kāi)展線上討論和參與式實(shí)踐學(xué)習(xí)

如何將SPOC和BOPPPS模式相融合，使得學(xué)生能夠自主參與其中是課程教學(xué)的重要目標(biāo)。首先，學(xué)生在自愿的基礎(chǔ)上選擇感興趣的案例項(xiàng)目組成小組，各小組成員明確任務(wù)和分工。教師要協(xié)助并監(jiān)督各小組完成項(xiàng)目，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)SPOC學(xué)習(xí)平臺(tái)進(jìn)行線上討論、分享心得；其次，明確分工和團(tuán)隊(duì)合作的基礎(chǔ)上，確保每位學(xué)生都能充分參與項(xiàng)目。項(xiàng)目操作過(guò)程中，充分應(yīng)用“翻轉(zhuǎn)課堂”模式，在課堂上，學(xué)生和教師進(jìn)行充分交流，學(xué)生將項(xiàng)目研究過(guò)程和視頻學(xué)習(xí)中的疑惑提出來(lái)，與教師和其他同學(xué)進(jìn)行交流，增強(qiáng)學(xué)生主動(dòng)參與、主動(dòng)思考和交流分享的品質(zhì)；最后，項(xiàng)目成果展示與分享教學(xué)階段，教師和學(xué)生角色互換，項(xiàng)目組成員成為主講者，小組各成員合理分工分享項(xiàng)目的調(diào)研、基礎(chǔ)知識(shí)運(yùn)用、數(shù)據(jù)分析、統(tǒng)計(jì)軟件操作、學(xué)習(xí)體會(huì)和心得等，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的參與性和主動(dòng)性。

3.3 建立綜合性考核方式

建立綜合性、全過(guò)程的評(píng)價(jià)考核模式。課程期末考核采用“理論+實(shí)踐”的形式，充分降低書(shū)面理論知識(shí)考核的比重，以實(shí)際案例的完成情況和運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題作為主要考核內(nèi)容。以日常項(xiàng)目教學(xué)過(guò)程中的成績(jī)作為輔助，即線上線下的隨堂測(cè)驗(yàn)、基礎(chǔ)知識(shí)測(cè)驗(yàn)、線上討論積極度等都可以作為考核標(biāo)準(zhǔn)。在統(tǒng)計(jì)學(xué)中，多元數(shù)據(jù)分析知識(shí)被應(yīng)用到統(tǒng)計(jì)專(zhuān)業(yè)的各類(lèi)比賽中，學(xué)生可以將課程項(xiàng)目成果轉(zhuǎn)化為比賽項(xiàng)目，獲得的獎(jiǎng)項(xiàng)和榮譽(yù)同樣成為學(xué)生成績(jī)考核的一部分，以激發(fā)學(xué)生的實(shí)踐能力和實(shí)戰(zhàn)主動(dòng)性。

3.4 搭建多元評(píng)價(jià)體系

2023年5月，習(xí)近平總書(shū)記在中共中央政治局第五次集體學(xué)習(xí)時(shí)強(qiáng)調(diào)，“深化新時(shí)代教育評(píng)價(jià)改革，構(gòu)建多元主體參與、符合中國(guó)實(shí)際、具有世界水平的教育評(píng)價(jià)體系”。一是注重評(píng)價(jià)主體多元化，基于平臺(tái)設(shè)置師生互評(píng)、生生互評(píng)、家長(zhǎng)評(píng)價(jià)等通道，豐富評(píng)價(jià)內(nèi)容和形式。二是教師對(duì)學(xué)生評(píng)價(jià)方向的多元化，依托SPOC學(xué)習(xí)平臺(tái)搭建如“CIPP”（背景—投入—過(guò)程—結(jié)果）多元化評(píng)價(jià)模型，關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)、動(dòng)力和體驗(yàn)感。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著信息化時(shí)代的發(fā)展，多元統(tǒng)計(jì)分析作為數(shù)據(jù)分析和處理的基礎(chǔ)性課程，能夠幫助學(xué)生更好地邁入信息化工作領(lǐng)域。多元統(tǒng)計(jì)分析課程改革過(guò)程中，要立足專(zhuān)業(yè)發(fā)展方向和前景，以培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)性的統(tǒng)計(jì)學(xué)人才為目標(biāo)，構(gòu)建項(xiàng)目化教學(xué)體系、基于SPOC平臺(tái)導(dǎo)入教學(xué)資源、重視BOPPPS模式的參與式實(shí)踐學(xué)習(xí)、建立綜合性考核方式、搭建多元評(píng)價(jià)體系，有效增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)。

*通信作者：潘瑩慧

基金項(xiàng)目：湖北大學(xué)教學(xué)研究項(xiàng)目“大數(shù)據(jù)背景下研究生多元統(tǒng)計(jì)分析課程教學(xué)探究”（JGYJS202214）；湖北大學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生課程案例庫(kù)建設(shè)項(xiàng)目（104017544）。

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