新工科背景下基于OBE理念的應用統(tǒng)計學課程教學設計與實踐研究

［摘 要］新工科對工科專業(yè)人才培養(yǎng)提出了新的要求。文章基于OBE理念，對應用統(tǒng)計學課程進行了教學改革研究，從當前應用統(tǒng)計學課程教學中存在的主要問題出發(fā)，由預期的學習成果倒推教學過程，從明確以需求為導向的教學目標、構建“六大模塊”教學體系、打造包含“四個層次”的教學梯度、完善強化過程評價的考核體系等多個方面出發(fā)，對課程教學進行了有益的探索和實踐。

［關鍵詞］新工科；OBE理念；應用統(tǒng)計學；教學體系；教學層次

［中圖分類號］G642 ［文獻標識碼］A ［文章編號］2095-3437（2025）09-0028-05

新工科是基于國家戰(zhàn)略發(fā)展新需求、國際競爭新形勢、立德樹人新要求而提出的我國工程教育改革方向[1]。新工科背景下，統(tǒng)計思維的培養(yǎng)在工科專業(yè)人才培養(yǎng)體系中的作用越來越突出。在此背景下，成果導向教育（Outcome?based Education，簡稱OBE）理念被廣泛推廣開來[2]。OBE理念主要強調(diào)如下四個問題：想讓學生取得的學習成果是什么？為什么要讓學生取得這些學習成果？如何有效地幫助學生取得這些學習成果？如何知道學生已經(jīng)取得了這些學習成果？OBE理念與當前新工科背景下培養(yǎng)應用型人才的要求不謀而合。

應用統(tǒng)計學課程是一門實用性、交叉性與綜合性極強的基礎課程，其內(nèi)容豐富、應用廣泛，與眾多前沿學科高度交叉和融合，進一步產(chǎn)生了新的發(fā)展方向，諸如數(shù)據(jù)處理、信息科學、圖像分析處理及人工智能等學科均以統(tǒng)計學為理論支柱。對于這樣一門應用性極強的課程，迫切需要基于OBE理念進行教學設計研究，為本課程的教學活動指明方向、規(guī)范道路[2]。

一、應用統(tǒng)計學課程傳統(tǒng)教學模式存在的問題

當前應用統(tǒng)計學課程仍普遍采用傳統(tǒng)教學模式，在實際教學過程中，重理論輕實踐的情況較為常見。總結起來，主要存在以下問題。

（一）教學模式傳統(tǒng)，教師面臨講清方法原理與突出實踐操作的兩難選擇

在傳統(tǒng)的應用統(tǒng)計學課程教學中，主要的教學場地為教室，教學方式以教師課堂講授、學生被動輸入為主，這種灌輸式的傳統(tǒng)教學方式，使部分教師面臨在有限的教學課時內(nèi)講授方法原理還是注重實踐操作的兩難選擇，較難產(chǎn)生良好的教學效果[3]。

（二）學生學習積極性較低，自主學習能力和獨立學習能力不強

傳統(tǒng)的應用統(tǒng)計學課程教學模式較為單一，受限于課時和場地等因素，師生之間很難充分利用課堂時間進行有效互動，上課過程中學生往往只是被動參與，容易失去獨立思考的空間。部分學生不了解這門課程對今后學習以及工作的重要性，缺乏重視，對這門課程甚至本專業(yè)沒有認同感，自主學習能力和獨立思考能力不強。

（三）考核方式單一，不利于學生綜合能力的培養(yǎng)

傳統(tǒng)的應用統(tǒng)計學課程考核方式主要是期末考試，通常以閉卷筆試為主，受考試形式所限，重在考查學生對課程理論知識的掌握情況而不是實踐能力，這就導致教學過程中部分學生將學習、復習的重點放在理論知識方面，對統(tǒng)計方法的軟件實現(xiàn)以及實際應用不夠重視，這種考核方式不能真正反映出學生的學習水平，不利于學生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。

（四）教學目標未與專業(yè)有機結合，難以真正實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標

在傳統(tǒng)教學模式下，教學設計不是從培養(yǎng)目標出發(fā)，而是以課程規(guī)劃為導向的，常常是“有什么教什么”，而不是“需要什么教什么”，不利于人才培養(yǎng)。在教學過程中，部分教師往往過于注重理論教學，忽略了對學生分析和解決實際問題的高階能力，特別是學生結合專業(yè)背景、運用統(tǒng)計學知識解決實際問題的能力的培養(yǎng)。

二、應用統(tǒng)計學課程教學改革與實踐

（一）明確以需求為導向的教學目標

在新工科背景下，結合OBE理念，以最終需求為導向，以預期的學習成果倒推教學過程，確定適配的教學目標。具體為：根據(jù)專業(yè)定位決定學生的畢業(yè)要求，從而制訂人才培養(yǎng)目標和課程教學目標，由教學目標確定課程體系，最后決定如何安排教學活動。其中課程教學目標的確定要以學生為中心，與人才培養(yǎng)目標相統(tǒng)一，各環(huán)節(jié)的關系如圖1所示。

明確應用統(tǒng)計學課程的教學目標如下：首先，從后續(xù)其他課程設置出發(fā)，引導學生理解統(tǒng)計思想和統(tǒng)計方法的原理；其次，從學生畢業(yè)后的崗位要求及實際應用出發(fā)，引導學生了解各種統(tǒng)計方法能夠用于做什么、應該怎么做、如何解讀結果；最后，從立德樹人根本任務出發(fā)，將知識目標、能力目標與價值目標相融合，提高學生抽象思維、創(chuàng)造思維、批判思維能力，注重培養(yǎng)學生主動探索、勇攀高峰的科學精神以及科技報國的責任感、使命感，引導學生樹立數(shù)據(jù)誠信意識和責任意識。

（二）構建“六大模塊”教學體系

在應用統(tǒng)計學課程教學目標的指引下，對課程內(nèi)容進行梳理，重新規(guī)劃設計課程教學體系，緊扣“以學生為中心、以導向為關鍵”，將應用統(tǒng)計學課程的內(nèi)容劃分為四個逐層遞進的理論知識模塊及兩個相輔相成的實踐應用模塊，它們相互聯(lián)系構成一個有機的整體，形成應用統(tǒng)計學課程設計的主體骨架。教學體系設計如圖2所示。

模塊一：基礎統(tǒng)計知識。主要介紹課程的基本情況，如課程內(nèi)容、課程特點、學習目的、學時安排、成績構成等，可以幫助學生了解應用統(tǒng)計學課程，構建起后續(xù)學習的基礎平臺。

模塊二：基本數(shù)據(jù)分析。主要介紹基礎數(shù)據(jù)分析中常用的統(tǒng)計方法與知識，如統(tǒng)計數(shù)據(jù)的來源與類型、統(tǒng)計數(shù)據(jù)收集方法、統(tǒng)計數(shù)據(jù)分組方法、數(shù)據(jù)頻數(shù)分布表的編制方法、統(tǒng)計表和常用統(tǒng)計圖的繪制、統(tǒng)計數(shù)據(jù)描述集中趨勢的常用指標及計算、描述離散程度的常用指標及計算、描述分布形態(tài)的常用指標及計算等。這部分內(nèi)容可為學生進行基礎數(shù)據(jù)分析奠定知識基礎，是后續(xù)專業(yè)課程的先修知識。

模塊三：統(tǒng)計推斷與應用。主要介紹常用的統(tǒng)計推斷方法，如假設檢驗、方差分析等，主要內(nèi)容包括統(tǒng)計假設檢驗的基本問題、正態(tài)總體均值和方差的統(tǒng)計假設檢驗、單因素方差分析、雙因素方差分析等。這個模塊為學生進行后續(xù)課程的學習奠定了統(tǒng)計知識基礎，屬于本課程學習的重點內(nèi)容。

模塊四：統(tǒng)計分析與應用。主要介紹常用的統(tǒng)計分析方法，主要包括：一元線性回歸分析、多元線性回歸分析、非線性回歸分析、系統(tǒng)聚類法、K-means聚類法、主成分分析、因子分析等。本模塊所講授的主要方法被廣泛應用于社會各領域，是大數(shù)據(jù)時代進行數(shù)據(jù)挖掘與數(shù)據(jù)分析的核心方法，是本課程學習的重點內(nèi)容。

模塊五：軟件學習與應用。結合應用統(tǒng)計學課程的學習內(nèi)容及學時要求，選擇使用SPSS統(tǒng)計軟件進行實例操作處理。在這一模塊中，引導學生學會使用SPSS統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)整理和分析、基本描述統(tǒng)計分析、頻數(shù)分析、統(tǒng)計圖形的繪制、假設檢驗中的t檢驗、單因素方差分析和雙因素方差分析、因素分析中的正態(tài)性檢驗和方差齊性檢驗、一元線性回歸分析及多元線性回歸分析、系統(tǒng)聚類和K-means聚類分析、主成分分析和因子分析等。學生通過學習，除了能對相關問題進行操作求解與訓練，還能對輸出結果進行合理解讀。本模塊教學注重與四個理論知識模塊結合，促進學生將理論知識轉(zhuǎn)化為實踐能力。本模塊在應用統(tǒng)計學課程教學中起到承上啟下的作用。

模塊六：實踐案例分析。教師不僅要講授書本知識，而且要引入案例分析，增強學生的實踐意識，促使理論向應用轉(zhuǎn)換。利用案例教學法，基于其生動性、簡單性、具體性的優(yōu)勢，激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)學生的實踐能力。根據(jù)四個理論知識模塊的具體內(nèi)容，精心設計了九個與實際相結合的案例用于開展課堂案例分析，分別是“在校大學生旅游情況調(diào)查”“運動員成績的統(tǒng)計分析”“哪種教學方法效果最好”“大學生網(wǎng)絡依賴狀況的統(tǒng)計推斷”“商業(yè)銀行不良貸款的影響因素分析與預測”“我國各省市的土地利用情況聚類分析”“主成分分析在企業(yè)經(jīng)濟效益評價中的應用”“如何對學生成績進行綜合評價”“我國各地區(qū)綜合發(fā)展情況比較研究”。

在應用統(tǒng)計學課程“六大模塊”教學體系設計的基礎上，具體設計本課程的教學單元及學習目標，并進一步形成應用統(tǒng)計學課程教學計劃。

（三）打造包含“四個層次”的教學梯度

優(yōu)化新工科實踐教學目標，建立人才培養(yǎng)新標準，注重培養(yǎng)學生的創(chuàng)新與實踐能力[4]。應用統(tǒng)計學作為應用性較強的課程，教學過程有其獨特的設計，可在教學過程中融入OBE理念，并根據(jù)實際情況進行優(yōu)化，形成可創(chuàng)新、可量化、可借鑒的新模式。在OBE理念下，課程教學應強調(diào)理論與實踐并重，體現(xiàn)知識傳授、能力培養(yǎng)、素質(zhì)教育“三位一體”的教學理念，形成多元化教學方式，打造沉浸式教學體驗，將課程教學分為“四個層次”梯度，如圖3所示。

層次一：理論講授。在應用統(tǒng)計學課程的教學過程中，首先要進行理論知識講授，重點學習統(tǒng)計原理、定義性質(zhì)、應用條件等內(nèi)容，通過細致講解基本統(tǒng)計理論知識，為學生筑牢理論根基，為其后續(xù)各個層次的學習奠定扎實的基礎。在教學手段和教學方法上，主要采用引入式與啟發(fā)式的教學手段，采取線下精講、例題演練、作業(yè)練習、課后自學相結合的教學方法。授課中采用多種教學手段，充分發(fā)揮學生的積極性、主動性和創(chuàng)造性，提升教學效率。一是在授課過程中運用多種智慧教學工具，提升學生學習的主觀能動性，有效提高教學效果，比如利用MOOC、B站、微視頻等網(wǎng)絡資源，彌補傳統(tǒng)教學方式中只局限于基于教材內(nèi)容進行授課的不足；二是結合現(xiàn)代新技術，比如利用雨課堂等布置教學任務，安排學生進行課前預習，或利用雨課堂的抽查提問功能檢查學生掌握知識點的情況，檢驗教學效果；三是課后學生可以通過線上平臺向任課教師咨詢，打破傳統(tǒng)線下教學在時間、空間上的限制，拓寬教學渠道，豐富教學形式。

層次二：思政結合。本課程從中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化角度著手挖掘思政元素，同時結合社會主義核心價值觀設計出課程思政主題，然后緊緊圍繞“專業(yè)素養(yǎng)、品格素養(yǎng)、家國情懷”的課程建設目標，充分體現(xiàn)“高階性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)度”。在每次授課中，立足課程內(nèi)容尋找思政落腳點，將專業(yè)教學與思政教育有效融合，通過知識點、案例等教學素材的設計和運用，以潤物細無聲的方式將正確的價值追求有效地傳遞給學生，以期培養(yǎng)學生的理想信念、價值取向、政治信仰、社會責任，提高學生緣事析理、明辨是非的能力，最終實現(xiàn)課程思政目標，落實高校立德樹人根本任務，將學生培養(yǎng)成德才兼?zhèn)?、全面發(fā)展的高素質(zhì)專業(yè)化人才。

層次三：實踐案例。選擇有代表性的課程章節(jié)安排案例教學，與現(xiàn)實生活環(huán)境、后續(xù)課程所需及未來崗位要求等接軌，借鑒后續(xù)專業(yè)課程的教學內(nèi)容設置以及未來崗位的實際工作環(huán)境，設計恰當?shù)膶嵺`環(huán)節(jié)，并通過案例式教學、實踐性大作業(yè)答辯等方式，循序漸進地提高教學深度。在案例分析教學過程中，首先就案例內(nèi)容進行分析，明確需要使用的統(tǒng)計原理和統(tǒng)計方法；然后根據(jù)案例的要求構建相關統(tǒng)計模型；最后帶領學生使用SPSS軟件實現(xiàn)案例統(tǒng)計分析，正確解釋案例統(tǒng)計分析的結果，并聯(lián)系實際分析輸出結果的作用與意義，進行數(shù)據(jù)分析實例演示。在具體的學習過程中，通過“研討案例發(fā)布—小組選擇任務—小組完成任務—小組匯報任務—師生共同評價”的過程，實現(xiàn)“教師牽頭引導+學生自主探究”式教學，減少教師灌輸講授的時間，增加學生自主發(fā)揮的時間，通過案例分析、解決問題、分組研討等方式，提升學生的邏輯思維能力、實踐操作能力、知識拓展能力、團隊協(xié)作能力及語言表達能力等多種能力。

層次四：深化學習。以研促教，將應用相關統(tǒng)計方法的學術論文引入課堂，將學科的前沿動態(tài)或?qū)I(yè)成果應用到教學環(huán)節(jié)中。一是可以讓學生體會如何將理論知識與熱點時事結合并轉(zhuǎn)化為學術成果，鍛煉學生查找文獻及撰寫論文的能力；二是可以布置學生自行驗證論文的結果，從中辨析統(tǒng)計分析準確與否，培養(yǎng)學生的思辨能力，提升學生專業(yè)知識應用能力和實踐能力；三是可以結合科研實例分析，幫助學生分析統(tǒng)計方法，檢驗統(tǒng)計方法的應用范圍和優(yōu)缺點，調(diào)動學生學習的熱情，幫助學生加深對數(shù)據(jù)分析方法的深入理解，以確保理論聯(lián)系實際取得實質(zhì)性效應。通過以研促教，有助于激發(fā)學生對本課程和本專業(yè)的興趣，培養(yǎng)學生的探索能力、開拓能力和創(chuàng)新能力。以賽促教，可將教學與相關學科競賽比如數(shù)學建模競賽、統(tǒng)計建模競賽相結合，梳理出歷屆建模競賽中與本課程教學內(nèi)容相關的賽題和優(yōu)秀論文，引導學生進行學習，或者使用學生自己的參賽作品進行實例演示，幫助學生了解應用統(tǒng)計學知識在各領域的具體應用，增強學生的實戰(zhàn)能力。

（四）完善強化過程評價的考核體系

根據(jù)應用統(tǒng)計學課程的特點與性質(zhì)，建立多元考核評價體系，采用多維度的評價標準，強調(diào)學生學習效果的達成，采用閉卷筆試、隨堂測驗、課堂討論、案例研討、實踐操作等方式，結合學科競賽，對學生的水平和能力進行全方位評價與考核。

一是合理設置形成性考核和終結性考核的比例。應用統(tǒng)計學課程的實踐操作比重較大，可適當增加形成性考核的比重，以更好地考查學生的綜合能力。

二是強調(diào)過程監(jiān)督，強化形成性考核。對學生的日常表現(xiàn)、平時作業(yè)、案例分析等方面進行合理評價。教師可在考核過程中把握學生的學習進展情況，適時予以指導，督促學生持續(xù)學習。學生可及時了解自己的不足和改進方向，設立清晰的學習目標。

三是突出實踐與應用考核。在學期初就給學生下發(fā)任務，要求學生按照指定的研究方向自行選擇適用的統(tǒng)計方法進行統(tǒng)計分析，于結課前分組完成一篇學術論文，并進行論文成果匯報，通過教師評分和生生互評進行評價打分，綜合考查學生的實踐能力。

三、結語

本文在傳統(tǒng)的應用統(tǒng)計學課程內(nèi)容體系基礎之上，考慮新工科背景下后續(xù)課程及畢業(yè)崗位的實際需要，基于OBE理念創(chuàng)新提出了基礎統(tǒng)計知識、基本數(shù)據(jù)分析、統(tǒng)計推斷與應用、統(tǒng)計分析與應用、軟件學習與應用、實踐案例分析“六大模塊”教學體系以及理論講授、思政結合、實踐案例、深化學習“四個層次”教學梯度，構建了多維度、多層次的立體教學系統(tǒng)，建立了多元教學評價體系，實現(xiàn)了理論與實踐相融、基礎與深化并重。該課程教學設計有助于全方位培養(yǎng)學生的實踐能力、創(chuàng)新能力和團隊協(xié)作能力等，能夠較好地解決傳統(tǒng)教學模式中存在的問題。

［ 參 考 文 獻 ］

[1] 鐘登華.新工科建設的內(nèi)涵與行動[J].高等工程教育研究，2017（3）：1-6.

[2] 于珊珊，趙越，黃子晏，等.基于OBE理念的“應用統(tǒng)計學”課程教學改革研究[J].創(chuàng)新教育研究，2024，12（1）：74-78.

[3] 劉黨社.基于OBE理念的“多元統(tǒng)計分析”教學改革研究[J].黑龍江教育（高教研究與評估），2020（1）：18-20.

[4] 張麗華.OBE理念下新工科實踐教學優(yōu)化策略研究[J].華北水利水電大學學報（社會科學版），2024，40（5）：97-102.

［責任編輯：蘇祎穎］