發布時間：2019-01-24所屬分類：教育論文瀏覽：1次
摘 要： [摘要]基于大數據時代本科院校應用數學專業的培養目標，結合教學實踐，通過明確教學內容、改革教學方式和考核方式等措施，激發學生的學習興趣，提高學生運用統計方法處理和分析數據的能力，使其能夠適應大數據時代發展的要求。 [關鍵詞]大數據時代,數理統計,
[摘要]基于大數據時代本科院校應用數學專業的培養目標，結合教學實踐，通過明確教學內容、改革教學方式和考核方式等措施，激發學生的學習興趣，提高學生運用統計方法處理和分析數據的能力，使其能夠適應大數據時代發展的要求。
[關鍵詞]大數據時代,數理統計,教學方式,教學改革
《數理統計》作為本科院校應用數學專業必修課之一，是一門理論性和應用性均很強的統計學課程。它以《概率論》和《高等數學》為基礎，通過對某些隨機現象的觀察來發現事物的內在規律性并作出判斷和預測。目前，數理統計在工業、農業、醫學、社會學、經濟學等諸多領域中有著廣泛的應用[1]。
然而，傳統的《數理統計》課程教學存在教材內容偏理論、公式繁多難記、教學方法單一等特點，導致學生學習的積極性不高，知識靈活運用不夠。如何充分調動學生學習的積極性，如何提高學生運用所學知識解決實際問題的能力，是我們探索和研究的重點，結合《數理統計》的課程特點和大數據時代本科應用人才培養目標，教學改革擬從以下方面展開。
一、結合時代要求，明確教學內容
《數理統計》作為本科應用數學專業開設的關于數據處理的課程，面臨大數據時代的影響、挑戰和發展的機遇。大數據時代要求學生具有較強的動手能力和解決實際問題的能力，因此在《數理統計》教學改革中，我們首先要明確教學內容。教學內容包括：統計量及其分布、參數估計、假設檢驗以及方差分析與回歸分析等[1]。
教學目標要求學生掌握該課程的基礎知識、基本方法和基本技能，學會運用統計軟件進行相關計算。在教學過程中，應淡化證明、突出應用，重點講解數理統計方法的基本原理和研究思路。為此，針對每個章節的教學內容，我們需制定出相應的實驗大綱，然后按照大綱要求編寫實驗指導書，要求學生會使用SPSS、R、SAS以及Matlab等軟件進行數據的整理、隨機數生成、常見分布概率和分位數的計算、參數的點估計和區間估計、假設檢驗和方差分析等。
二、教學方式的改革
(一)利用網絡教學資源，促進課堂教學改革
傳統的《數理統計》課堂教學過程中，教師通常會采用板書+多媒體演示的教學模式，從概念開始講解到定理證明，再到解題技巧，教師過于注重培養學生的邏輯思維能力和計算能力，對問題的提出背景涉及較少，在實際中的應用則談的更少，這種教學模式難以激發學生的學習興趣。
對此，我們提出了基于慕課和網上資源的網絡教學模式，要求學生課前在慕課網站上自主學習教學內容，并利用網絡資源了解問題的來源，比如在講到t分布時，要求學生了解統計學院哥塞特(Gosset)引入t分布的原因，了解t分布和正態分布的關系。課堂上老師將根據學生的學習情況再做講解，這樣就使得課堂教學方式多樣化，教學內容多元化。此外，由于《數理統計》課程是多學科知識的融合，公式推導較為復雜。
網絡教學資源的引入，可使授課教師的注意力從復雜的理論推導轉向數理統計方法與其他數學課程的聯系中，比如，在講到樣本矩時，我們可以告訴學生，數理統計中離散總體的樣本矩就是高等數學中級數的應用，連續總體的樣本矩就是高等數學中積分的應用。這樣，學生不僅復習了高等數學的知識，對樣本矩的計算也有了更深刻的認識，學生融合貫通的能力也得到了培養。
(二)利用翻轉課堂教學法，提高學生學習的積極性和主動性
翻轉課堂教學法是一種“課下自主學習知識，課上討論交流和輔導”的教學模式[2]。在這種教學模式下，學生可利用網絡資源進行相關知識的課前學習和自我測驗。課堂上，老師和學生之間、學生和學生之間進行互動討論，包括答疑解惑、重點知識的講解及知識靈活運用等。比如在學習“三大抽樣分布”時，學生課前自主學習x2(卡方)分布、F分布和t分布的定義、來源以及它們之間的關系，課上我們將對“三大抽樣分布”的應用背景、密度曲線與樣本量的關系等問題展開討論。
在學習“假設檢驗”時，我們要求學生課前自主學習假設檢驗的原理與步驟，課堂上我們將對參數估計與假設檢驗的聯系進行討論(注意:在原假設成立的情況下，參數區間估計用到的樞軸量就變成了假設檢驗用到的檢驗統計量)。與傳統的課堂教學模式相比，這種教學法能更好地激發學生的學習興趣和探索欲望，充分調動學生學習的積極性和主動性，有利于學生思維的訓練、綜合素質的提高和創新能力的培養，有利于培養學生的協作精神、創新精神和探索精神。
(三)計算機輔助實驗課程教學，提高學生的學習興趣
由于《數理統計》是研究隨機現象統計規律性的一門學科，其研究對象是大量數據，使用筆或小型計算器計算都不方便且很繁瑣。為使學生能夠更好地掌握統計方法，增強學習興趣，在教學過程中加入計算機輔助實驗課程教學是非常必要的。
對此，我們所使用的軟件包括R、SAS、SPSS和Matlab等，實驗課程內容包括實驗演示(例如蒲豐投針)、統計規律的驗證(例如格列汶科定理，正態抽樣定理)、數據的處理與分析(例如分組數據、直方圖、莖葉圖、箱線圖等)、常用統計方法(例如點估計和區間估計等)的軟件實現等。計算機輔助實驗課程教學，讓學生感受到數理統計學的魅力，體會到用數理統計方法解決實際問題的成就感和滿足感，提高學生學習該課程的興趣。
(四)案例教學和項目教學相結合，培養學生的實踐能力
現代教育理論表明，對于應用性強的課程，“學做結合”是最理想的教學方式[3]。案例教學是一種融合啟發式、互動式和探究式的教學方法，它重視學生參與，激發學生的學習興趣和潛能，注重培養學生自主學習的能力和創新能力。
在教學過程中，教師應在課前精心準備與教學內容相關的案例，例如在講到“假設檢驗”時，我們選取2012年數學建模競賽A題“葡萄酒的評價”作為教學案例，引導學生利用t檢驗、F檢驗或是秩和檢驗等方法來檢驗兩組評酒員的評價結果是否有顯著差異。
在教學過程中，還可以加入實際項目來提升教學效果。我們鼓勵學生以小組為單位進行實際項目的研究，例如檢驗大教室中坐前排和后排同學的學習成績是否有顯著差異，某地區經濟增長與行業發展是否具有相關關系等。通過數據調查、數據處理、數據分析、撰寫項目報告等環節，不僅培養了學生的團隊合作精神，同時學生運用所學知識解決實際問題的能力也得到了鍛煉，做到學以致用。
三、改革考核方式，以考促學
課程考核是教學過程中的一個重要環節，也是影響教學質量的關鍵因素[4]。對《數理統計》課程而言，由于該課程的宗旨是培養學生運用統計方法解決實際問題的能力。因此，對學生的考核，不能僅僅通過筆試的方式對理論知識進行考核，還要多方面的考核學生運用所學知識解決實際問題的能力。
對此，期末考試將采用試卷筆答與項目論文相結合的方式。項目采用小組考核的方式，由學生自行組建小組，通過問卷調查、網站查詢等方式收集數據，利用所學知識解決實際問題。教師將根據數據收集、數據處理與分析以及對問題的進一步討論等對項目論文做出評價。期末的最終成績可由課前學習及測驗、課堂討論及作業、考勤、期末筆答成績及項目論文成績等按照一定比例加權給出。
四、結語
《數理統計》作為一門應用的學科，其教學重點在于培養學生分析問題和解決問題能力。為滿足大數據時代的要求，高校教師應轉變教學理念，改革教學方法和考核方法，培養具有較強實踐能力的應用型人才。
[參考文獻]
[1]茆詩松，程依明，濮曉龍.概率論與數理統計教程[M].北京：高等教育出版社，2015.
[2]李琴，李斐.翻轉課堂教學模式下的教學研究——以概率論與數理統計為例[J].當代教育實踐與教學研究，2016(7).
[3]楊志輝，何杰，朱琳，等.項目驅動教學法在“概率論與數理統計”中的實踐及效果分析[J].教育教學論壇，2017(50).
[4]韋琳娜，黃敢基.研究生公共基礎課“數理統計”教學研究[J].高教學刊，2017(15).
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