大數(shù)據(jù)背景下基于問題驅(qū)動的統(tǒng)計學(xué)教學(xué)設(shè)計

摘" 要：大數(shù)據(jù)時代的到來給統(tǒng)計學(xué)課程教學(xué)帶來了機(jī)遇與挑戰(zhàn)。在明確大數(shù)據(jù)背景下統(tǒng)計學(xué)課程的定位和發(fā)展方向的基礎(chǔ)上，課程組提出基于問題驅(qū)動的統(tǒng)計學(xué)課程教學(xué)設(shè)計方案，強(qiáng)調(diào)通過教師主導(dǎo)的主題問題和案例問題講授，使統(tǒng)計知識點(diǎn)融于問題；通過學(xué)生主導(dǎo)的自主選題、小組協(xié)同和報告評價，其統(tǒng)計能力得到訓(xùn)練。最終，實現(xiàn)學(xué)生數(shù)據(jù)分析能力和素養(yǎng)的全面提升。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)；問題驅(qū)動；統(tǒng)計學(xué)；教學(xué)設(shè)計

中圖分類號：G642.0" " 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A" " 文章編號：1673-7164（2024）35-0094-04

大數(shù)據(jù)時代的到來，在自然科學(xué)、社會科學(xué)和經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的各方面都產(chǎn)生了沖擊，統(tǒng)計學(xué)更是首當(dāng)其沖。牛津大學(xué)網(wǎng)絡(luò)學(xué)院互聯(lián)網(wǎng)治理與監(jiān)管專業(yè)教授維克托在《大數(shù)據(jù)時代》中指出，大數(shù)據(jù)將顛覆傳統(tǒng)數(shù)據(jù)分析中統(tǒng)計學(xué)的思維模式，帶來顛覆性觀念轉(zhuǎn)變。［1］

一、大數(shù)據(jù)背景下統(tǒng)計學(xué)的定位

針對大數(shù)據(jù)帶來的挑戰(zhàn)，只有客觀理性地分析大數(shù)據(jù)背景下“總體代替樣本”“效率代替精確”“相關(guān)代替因果”等觀點(diǎn)，才能找準(zhǔn)統(tǒng)計學(xué)定位，明確發(fā)展方向，進(jìn)而得到大數(shù)據(jù)背景下統(tǒng)計學(xué)教學(xué)的新模式。

（一） 注意區(qū)分研究手段和研究本質(zhì)

大數(shù)據(jù)時代確實讓數(shù)據(jù)采集工作更經(jīng)濟(jì)更高效，但這種優(yōu)勢本質(zhì)上是信息技術(shù)的發(fā)展和普及帶來的，并不是大數(shù)據(jù)和統(tǒng)計學(xué)本身的固有區(qū)別。作為工具和手段，統(tǒng)計分析采樣也可以利用信息技術(shù)來降低成本提高效率。

（二） 正確認(rèn)識研究對象的代表性

在現(xiàn)實環(huán)境中，簡單地認(rèn)為大數(shù)據(jù)將使數(shù)據(jù)分析的研究對象轉(zhuǎn)變?yōu)槿w被研究對象是不現(xiàn)實的。首先，破壞性采樣客觀存在。在經(jīng)濟(jì)管理活動中，涉及產(chǎn)品壽命周期、質(zhì)量等數(shù)據(jù)必須采用破壞性試驗方式獲取，以保證數(shù)據(jù)的真實科學(xué)。其次，技術(shù)手段本身的覆蓋具有有限性，并不是所有研究問題都方便獲取數(shù)據(jù)全體。最后，大數(shù)據(jù)環(huán)境下數(shù)據(jù)采集重視了便捷性，卻無法保證數(shù)據(jù)具有足夠的代表性。例如，簡單以網(wǎng)絡(luò)消費(fèi)者偏好代替所有消費(fèi)者偏好，會導(dǎo)致出現(xiàn)“幸存者偏差”。

（三） 不以“效率”和“應(yīng)用價值”來代替“精確”

大數(shù)據(jù)強(qiáng)調(diào)用計算機(jī)手段來提升數(shù)據(jù)分析的效率，強(qiáng)調(diào)面向?qū)嶋H應(yīng)用，其本身是有現(xiàn)實意義的，但若以此代替對“精確”的追求，可能適得其反。2008年Google第一次采用大數(shù)據(jù)預(yù)測流感效果顯著。但幾年之后，Google沒有注意到環(huán)境對數(shù)據(jù)的影響，預(yù)測比實際情況高出了50%。偏離了“精確”性要求的數(shù)據(jù)分析，可能非但不能帶來“效率”和“應(yīng)用價值”，反而帶來誤導(dǎo)和災(zāi)難。［2］

（四） 不以因果分析代表統(tǒng)計學(xué)，以相關(guān)分析代表大數(shù)據(jù)

中國科學(xué)院院士、著名數(shù)理統(tǒng)計學(xué)家陳希孺曾指出，統(tǒng)計分析只是從事物的外在數(shù)量表現(xiàn)上去研究問題，通過對數(shù)據(jù)的分析，揭示其中可能存在的某種規(guī)律，但并不涉及事物的質(zhì)的規(guī)定性。［3］因此，將大數(shù)據(jù)和統(tǒng)計學(xué)簡單分為相關(guān)關(guān)系和因果關(guān)系兩大陣營本身就是錯誤的。統(tǒng)計學(xué)作為“數(shù)據(jù)的科學(xué)”，奠定了大數(shù)據(jù)分析的理論基礎(chǔ)，并在廣泛應(yīng)用中，與人工智能和新的數(shù)學(xué)方法、計算機(jī)工具有效結(jié)合。

可以明確統(tǒng)計學(xué)作為“數(shù)據(jù)科學(xué)”的定位沒有問題，隨機(jī)抽樣和推斷分析的統(tǒng)計學(xué)體系在大數(shù)據(jù)背景下具有重要價值。［4］

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

結(jié)合美國統(tǒng)計學(xué)協(xié)會發(fā)布的“大數(shù)據(jù)背景下統(tǒng)計學(xué)教育的指導(dǎo)性教學(xué)綱要”，參考北京大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、中國人民大學(xué)、南開大學(xué)等學(xué)校統(tǒng)計學(xué)及數(shù)據(jù)類課程近期的學(xué)科調(diào)整和改革，可以清晰地看到，大數(shù)據(jù)背景對統(tǒng)計學(xué)的發(fā)展產(chǎn)生了更多積極影響。［5-6］基于此，可以展望統(tǒng)計學(xué)課程教學(xué)的三個主要的發(fā)展趨勢。

（一）要面向現(xiàn)實環(huán)境，解決現(xiàn)實問題

數(shù)字化時代使得現(xiàn)實環(huán)境充滿了紛繁復(fù)雜的數(shù)據(jù)，推動了統(tǒng)計學(xué)課程解決現(xiàn)實問題的需求。而來源于現(xiàn)實環(huán)境的問題，既有利于現(xiàn)實專業(yè)領(lǐng)域研究的推進(jìn)，又有利于統(tǒng)計學(xué)課程應(yīng)用價值的體現(xiàn)，還有利于提升教學(xué)活動本身的吸引力和價值。

（二）要突出實踐性，重視工具運(yùn)用

統(tǒng)計學(xué)課程要體現(xiàn)現(xiàn)實價值，除了課程體系設(shè)置的針對性，還要突出實踐性、操作性。［7］它應(yīng)針對現(xiàn)實問題，采用真實數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)工作各個環(huán)節(jié)主動運(yùn)用相應(yīng)實戰(zhàn)化軟件工具開展教學(xué)、研討。

（三）要注重學(xué)生綜合能力培養(yǎng)

在經(jīng)濟(jì)管理等背景下，統(tǒng)計學(xué)不是數(shù)學(xué)，不是純理論研究，其價值更多在于解決現(xiàn)實問題?，F(xiàn)實問題的分析需要迅速掌握不同專業(yè)知識的學(xué)習(xí)能力；模型的選擇、參數(shù)的匹配需要理論知識和批判性思維能力；數(shù)據(jù)的采集和使用需要具備數(shù)據(jù)素養(yǎng)和商業(yè)倫理；團(tuán)隊協(xié)作過程需要專業(yè)表達(dá)能力、溝通技巧和人文關(guān)懷。統(tǒng)計學(xué)課程教學(xué)應(yīng)通過靈活的教學(xué)形式和有效的教學(xué)設(shè)計提升學(xué)生的綜合能力。

三、大數(shù)據(jù)背景下基于問題驅(qū)動的設(shè)計思路

依據(jù)大數(shù)據(jù)背景下統(tǒng)計學(xué)的定位與發(fā)展方向，統(tǒng)計學(xué)課程教學(xué)需要進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計，突出現(xiàn)實性、實踐性和綜合性等特征。問題是激發(fā)創(chuàng)造性的關(guān)鍵催化劑，本研究提出采用問題驅(qū)動的分析求解思路對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行重新梳理，對教學(xué)方式進(jìn)行相應(yīng)改革，引導(dǎo)學(xué)生在思考和解決現(xiàn)實問題的過程中建立研究性學(xué)習(xí)思維和協(xié)同配合、交流溝通的綜合能力。設(shè)計思路詳見圖1。

■

圖1" 基于問題驅(qū)動的統(tǒng)計學(xué)教學(xué)設(shè)計思路

首先，依據(jù)課程大綱和主要知識點(diǎn)，建設(shè)課程主題問題。該環(huán)節(jié)由教師主導(dǎo)，選擇具有專業(yè)代表性且貼近大學(xué)生生活學(xué)習(xí)實際的問題背景，建設(shè)2～3個主題問題。每個主題問題的分析求解過程均需要貫穿教學(xué)過程，使得教學(xué)過程與主題問題從明確問題到形成結(jié)論的完整過程相融合，保證學(xué)生可以通過學(xué)習(xí)獲得完整的真實問題求解體驗。

其次，建設(shè)與主要知識點(diǎn)匹配的案例問題。由教師主導(dǎo)，根據(jù)知識點(diǎn)的具體要求和內(nèi)容特性，開發(fā)并不斷完善新穎、巧妙、有吸引力和啟發(fā)性的案例問題，將教學(xué)知識點(diǎn)和課程思政的具體要求融入具體案例問題的分析討論中。這類問題不必追求具備從明確問題到分析問題、結(jié)論應(yīng)用的完整過程，而是強(qiáng)調(diào)對知識點(diǎn)基本內(nèi)容的理解和啟發(fā)深度思考。

最后，組織學(xué)生開展選題作業(yè)和交流報告。通過課程對大問題和小問題的講解和討論，學(xué)生對課程的體系結(jié)構(gòu)和具體知識點(diǎn)已有了比較全面地掌握，并具備一定的現(xiàn)實問題分析解決能力。為了進(jìn)一步提升這種能力，使能力培養(yǎng)過程形成閉環(huán)，檢驗學(xué)生學(xué)習(xí)效果，可在課程后半段布置大作業(yè)，即要求學(xué)生開展小組選題作業(yè)，并作報告、交流和評價。該環(huán)節(jié)由學(xué)生主導(dǎo)，教師負(fù)責(zé)引導(dǎo)和啟發(fā)。

四、大數(shù)據(jù)背景下基于問題驅(qū)動的設(shè)計方案

（一） 設(shè)計主題問題框架

主題問題是貫穿整個教學(xué)過程的綜合性問題，它具有完整、全面、詳細(xì)的特征。教師需要在對課程知識體系相當(dāng)熟悉的基礎(chǔ)上，將課程主要知識點(diǎn)融入主題問題中。還要持續(xù)激發(fā)學(xué)生關(guān)注和討論的問題，主題問題的選題應(yīng)該足夠新穎，對學(xué)生有足夠的吸引力。表1以大學(xué)生網(wǎng)絡(luò)消費(fèi)行為研究主題，提供主題問題設(shè)計框架參考。

（二） 設(shè)計案例問題

主題問題雖然全面，但仍然難以完全覆蓋所有的知識點(diǎn)。為提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，需要在教學(xué)活動中，根據(jù)相應(yīng)的知識點(diǎn)和思政目標(biāo)，不斷增加一些新穎、生動、活潑，有影響，有深度的案例問題。

首先，以統(tǒng)計學(xué)教學(xué)中數(shù)據(jù)采集環(huán)節(jié)為例，需要整理出主要的知識點(diǎn)：1. 熟悉數(shù)據(jù)的概念、類型；2. 掌握主流的數(shù)據(jù)采集的渠道、方式和方法；3. 掌握問卷設(shè)計的主要原則和設(shè)計方法；4. 掌握數(shù)據(jù)的有效性和一致性分析方法；5. 熟悉爬蟲技術(shù)、常用爬取軟件和網(wǎng)絡(luò)問卷采集平臺。

其次，參照知識點(diǎn)，通過文獻(xiàn)整理、新聞梳理、教學(xué)交流等各種方式，不斷完善案例問題。下面是一些數(shù)據(jù)采集環(huán)節(jié)可參考的案例問題：若調(diào)查某區(qū)域民營企業(yè)受疫情影響情況，如何選擇數(shù)據(jù)采集渠道、方式和方法？“幸存者偏差”是什么原因?qū)е碌?？我們身邊有哪些類似的案例？為什么要開展人口普查，為什么人口普查十年進(jìn)行一次？

同時應(yīng)注意，問題的啟發(fā)效果如何，直接與教師在案例介紹過程中關(guān)注和引導(dǎo)的重心有關(guān)。因此，案例問題需標(biāo)出教學(xué)的關(guān)鍵點(diǎn)。比如案例1要注意引導(dǎo)學(xué)生梳理不同數(shù)據(jù)采集渠道、方式和方法的區(qū)別和適用性，以及“某區(qū)域民營企業(yè)”問題范圍的界定等；案例2要注意引入歷史事件引起學(xué)生的興趣，討論問題的本質(zhì)原因。

（三） 學(xué)生選題作業(yè)和交流報告

統(tǒng)計學(xué)課程的現(xiàn)實性、實踐性和綜合性特征，決定了教學(xué)活動中，學(xué)生的全面參與必不可少。通過選題作業(yè)、協(xié)同學(xué)習(xí)和交流報告，能夠讓學(xué)生主動面向現(xiàn)實環(huán)境，積極運(yùn)用課程知識，使用軟件工具，開展自主學(xué)習(xí)、協(xié)同交流，實現(xiàn)全面提升、共同進(jìn)步。

首先，開展小組協(xié)同作業(yè)。小組成員3～4人，在教學(xué)班內(nèi)參照分層抽樣的方式隨機(jī)組成。工作形式強(qiáng)調(diào)小組內(nèi)部人員自主分工協(xié)同。

其次，明確選題要求。問題必須來源于現(xiàn)實環(huán)境，具有較強(qiáng)的現(xiàn)實意義和應(yīng)用價值；必須是真實數(shù)據(jù)采集，根據(jù)問題特征確定一手?jǐn)?shù)據(jù)或間接數(shù)據(jù)；必須使用合適的軟件工具；數(shù)據(jù)分析過程注意模型分析與可視化手段結(jié)合，注意量化分析與定性討論的結(jié)合。

再次，在課程教學(xué)的前段布置作業(yè)，讓學(xué)生就選題和數(shù)據(jù)采集有充分準(zhǔn)備時間。學(xué)生報告環(huán)節(jié)需適當(dāng)控制時間，鍛煉學(xué)生在5～7分鐘內(nèi)將主要問題和解決思路說清楚。注意在學(xué)生陳述過程中合理評價學(xué)生工作，引導(dǎo)其他學(xué)生提問、交流。

最后，應(yīng)對小組作業(yè)給出評價。這可以保證整個學(xué)習(xí)過程形成閉環(huán)，提升學(xué)習(xí)積極性，更有利于學(xué)生認(rèn)識到成績與付出的關(guān)系，形成良好的學(xué)習(xí)氛圍。

五、結(jié)語

大數(shù)據(jù)時代的到來，使得統(tǒng)計學(xué)的價值和影響進(jìn)一步深化，同時也對統(tǒng)計學(xué)教學(xué)提出現(xiàn)實性、實踐性和綜合性等新的要求。課題組基于“問題是激發(fā)創(chuàng)造性的關(guān)鍵催化劑”，提出基于問題驅(qū)動的課程教學(xué)設(shè)計思路，通過設(shè)計主題問題和案例問題，將統(tǒng)計學(xué)知識融匯于大小問題的教學(xué)研討。通過學(xué)生主導(dǎo)的小組選題協(xié)同作業(yè)，在現(xiàn)實問題的探究過程中提升學(xué)生的綜合能力，并取得了較好的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

［1］ 舍恩伯格，庫克耶. 大數(shù)據(jù)時代［M］. 杭州：浙江人民出版社，2013：1.

［2］ 閆坤如，李宏. 大數(shù)據(jù)時代的“統(tǒng)計陷阱”及其規(guī)避探析［J］. 學(xué)術(shù)研究，2020（05）：23-28.

［3］ 陳希孺，蘇淳. 統(tǒng)計學(xué)漫話［M］. 合肥：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，2020：3.

［4］ 孟生旺，袁衛(wèi). 大數(shù)據(jù)時代的統(tǒng)計教育［J］. 統(tǒng)計研究，2015，32（04）：3-7.

［5］ 李澤華，吳小臘，徐小紅. 中美統(tǒng)計學(xué)本科專業(yè)課程設(shè)置比較研究［J］. 教育現(xiàn)代化，2019，6（53）：166-168+183.

［6］ 毛軍，歐陽玲. 大數(shù)據(jù)時代高校統(tǒng)計學(xué)專業(yè)現(xiàn)狀分析與改革路徑［J］. 中國高等教育，2019（18）：58-60.

［7］ 韓中. “理論+實踐”雙元驅(qū)動理念下課程教學(xué)改革與創(chuàng)新：以統(tǒng)計學(xué)課程為例［J］. 大學(xué)教育，2023（15）：40-42+46.

（責(zé)任編輯：邵秋露）

基金項目：中國高等教育學(xué)會高等教育科學(xué)研究規(guī)劃課題重點(diǎn)項目“大數(shù)據(jù)時代財經(jīng)類學(xué)生數(shù)據(jù)素養(yǎng)提升探索與實踐”（項目編號：22CJ0303）。

作者簡介：高波（1972－），男，博士，重慶大學(xué)經(jīng)濟(jì)與工商管理學(xué)院副教授，研究方向為統(tǒng)計學(xué)、系統(tǒng)工程教育。