周躍進

(安徽理工大學 數(shù)學與大數(shù)據(jù)學院，安徽 淮南 232001)

一、“多元統(tǒng)計分析”課程傳統(tǒng)教學模式分析

“多元統(tǒng)計分析”作為統(tǒng)計學專業(yè)核心課程之一，主要研究客觀事物中多個變量(或多個因素)之間相互依賴的統(tǒng)計規(guī)律性，是處理多元數(shù)據(jù)有效的統(tǒng)計分析方法，在生物醫(yī)學、經(jīng)濟學、管理學及人工智能等諸多學科領(lǐng)域有著廣泛應用?！岸嘣y(tǒng)計分析”課程集理論性與實用性于一體，理論抽象、內(nèi)容廣泛、公式推導深奧、算法編程較難，教師難教，學生難學。

當前，“多元統(tǒng)計分析”課程大多采用填鴨式或灌輸式傳統(tǒng)教學模式，課堂教學完全是教師的“獨角戲”。這種教學模式雖然在專業(yè)知識傳授和教師主導性發(fā)揮等方面有著積極作用，但對于學生來說，其學習方式基本上是“聽講—練習—再現(xiàn)教師傳授的知識”，完全處于一種被動接受知識的狀態(tài)，這既不利于學生學習主動性的發(fā)揮，也不利于師生情感的交流互動，更不利于創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。概括來說，填鴨式或灌輸式傳統(tǒng)教學模式主要存在以下幾方面弊端：

一是學生被動式學習，缺乏學習主動性能動性。傳統(tǒng)教學模式由教師主導和組織教學活動，雖突出了教師在教學過程中的主導作用，但導致學生的學習活動較多處于被動狀態(tài)。學生普遍缺乏體驗式和研究式學習方法的引導，缺失應有的學習過程——存疑、選擇、批判、探索、想象和創(chuàng)造等，機械學習且缺乏學習主動性。

二是無差別教學，難以因材施教?！岸嘣y(tǒng)計分析”課程理論抽象、推斷深奧、算法難懂，基礎(chǔ)不同，學習這門課程的難易程度也不同，因而需要因材施教。然而，“大水漫灌”式的傳統(tǒng)教學模式對存在基礎(chǔ)知識差異的教學對象實施無差別教學，忽視了學生的個體差異性，因而不能做到差別化教學和因材施教。

三是束縛學生思維能力發(fā)展，不利于培養(yǎng)學生的想象能力和創(chuàng)新精神。傳統(tǒng)教學模式下，學生的學習流程基本上是一成不變的“預習—聽講—練習—復習”。這種學習模式偏重于知識灌輸與機械記憶，導致大多數(shù)學生逐漸養(yǎng)成不愛問不想問、不追求知識本源的惰性習慣，不僅束縛學生的思維能力發(fā)展，而且也不利于學生想象能力和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)，擔負不了培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)造性人才的重任。

針對“多元統(tǒng)計分析”傳統(tǒng)教學模式的弊端，不少學者進行了針對性分析，提出了一些解決措施。如，王繼昌提出應加大計算機輔助教學和實驗教學力度，進行教學改革與創(chuàng)新；杜世強等學者從數(shù)據(jù)分析角度對課程教學理念和教學方法的革新進行了論述。但從發(fā)揮學生學習自主性和因材施教角度探討“多元統(tǒng)計分析”課程教學改革方法與實踐路徑的成果尚未發(fā)現(xiàn)。

因此，為更好發(fā)揮學生學習積極性主動性，實現(xiàn)因材施教目的，必須轉(zhuǎn)變教學理念，變“以教師為中心”為“以學生為中心”，讓學生成為課堂教學的主體。

二、“多元統(tǒng)計分析”課程思政教學的必要性

習近平總書記2016年12月在全國高校思想政治工作會議上指出，“高校思想政治工作關(guān)系著高校培養(yǎng)什么樣的人、如何培養(yǎng)人以及為誰培養(yǎng)人這個根本問題”，要“使各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協(xié)同效應”。可見，高等教育不僅要教書，更要育人，立德樹人是高等教育的根本任務。高等學校必須把立德樹人作為教育的中心環(huán)節(jié)，把思想政治工作貫穿于教育教學全過程，改革教學方法，創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，將價值塑造、知識傳授和能力培養(yǎng)三者融為一體，致力于培養(yǎng)能夠擔當中華民族復興大任的時代新人。

大學時期是大學生世界觀、人生觀和價值觀形成的重要時期，大學課堂不僅是對大學生進行專業(yè)知識教育的主場所，而且也是進行思想政治教育的主陣地?！岸嘣y(tǒng)計分析”作為統(tǒng)計學學科的核心課程，其教學也應與思想政治理論課同向同行，形成協(xié)同效應，以實現(xiàn)“知識傳授與價值引領(lǐng)相結(jié)合”教學目標。因而，基于傳統(tǒng)教學模式存在問題的分析以及高等教育“立德樹人”的要求，本文提出了“多元統(tǒng)計分析”課程 “翻轉(zhuǎn)課堂+課程思政”教學模式，并對其教學效果進行了實證分析。

三、“翻轉(zhuǎn)課堂+課程思政”教學模式構(gòu)建的必要性

(一)翻轉(zhuǎn)課堂適合“多元統(tǒng)計分析”課程教學改革需求

如上文所述，為更好發(fā)揮學生學習積極性主動性，實現(xiàn)因材施教目的，必須改變“多元統(tǒng)計分析”傳統(tǒng)教學模式?；诜D(zhuǎn)課堂具有傳統(tǒng)教學模式難以比擬的優(yōu)勢，變“多元統(tǒng)計分析”傳統(tǒng)教學模式為翻轉(zhuǎn)課堂模式應是正確選擇。

首先，與傳統(tǒng)教學模式相比，翻轉(zhuǎn)課堂能促進教學資源有效利用，有利于增強學生的求知欲和學習興趣。翻轉(zhuǎn)課堂給課堂教學改革指引了新方向，為現(xiàn)代課堂教學帶來了新思路。面對教學過程中存在的問題，不少學者提出了教學改革的思路與方法。如，陳黎探討了翻轉(zhuǎn)課堂在“統(tǒng)計學概論”課程中的應用，并提出了具體實施方案；陳延松等研究了翻轉(zhuǎn)課堂在“生物統(tǒng)計學”課程中的具體應用；刁心薇等探究了“多元統(tǒng)計分析”課程實施翻轉(zhuǎn)課堂教學模式的設(shè)計策略以及調(diào)動學生能動性的途徑。其次，翻轉(zhuǎn)課堂能夠有效發(fā)揮學生學習主動性，變“先教后學”為“先學后教”，使學生由被動接受者變?yōu)橹鲃訉W習者，有助于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。再次，翻轉(zhuǎn)課堂根據(jù)不同基礎(chǔ)學生在自主學習中發(fā)現(xiàn)的問題，在課堂教學環(huán)節(jié)有的放矢地答疑解惑，可以達到因材施教目的。

隨著互聯(lián)網(wǎng)和信息技術(shù)的發(fā)展，翻轉(zhuǎn)課堂作為一種新的教學模式逐漸深入人心，呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的態(tài)勢，推動了課堂教學模式的改革與發(fā)展。許多學者結(jié)合傳統(tǒng)教學模式的弊端和不同專業(yè)課程的實際，對翻轉(zhuǎn)課堂教學模式的實踐應用進行了針對性探索。如陳怡、鐘曉流等諸多學者針對翻轉(zhuǎn)課堂教學模式進行了比較深入系統(tǒng)的研究，提出了多種翻轉(zhuǎn)課堂的教學模式。

(二)“多元統(tǒng)計分析”課程思政教育效果不佳

“多元統(tǒng)計分析”課程具有高度的抽象性、嚴密的邏輯性和廣泛的應用性，如何把思政元素融入課程課堂教學各個環(huán)節(jié)并貫穿教學實施的全過程，做到專業(yè)教育與思想政治教育的有機融合，實現(xiàn)知識傳授和價值引領(lǐng)協(xié)同發(fā)展，構(gòu)建知識傳授和價值引領(lǐng)同頻共振的思想政治教育新格局，值得深入探究與思考。近年來，有學者對此進行了探索，如董小剛等學者對“多元統(tǒng)計分析”課程融入思想政治教育的注意事項進行了闡述，并對其課程思政教學進行了實踐探索，但可資借鑒的成果仍較少?？v觀“多元統(tǒng)計分析”課程在各高校的開課歷史和發(fā)展歷程，可以發(fā)現(xiàn)其專業(yè)教育與思想政治教育“兩張皮”現(xiàn)象仍然存在，思想政治教育與專業(yè)教育的有機統(tǒng)一之路仍需理論與實踐上的繼續(xù)探索。

因此，為有效解決“多元統(tǒng)計分析”傳統(tǒng)教學模式存在的弊端，實現(xiàn)專業(yè)教育與思想政治教育有機融合，構(gòu)建其“翻轉(zhuǎn)課堂+課程思政”教學模式十分必要。

四、“翻轉(zhuǎn)課堂+課程思政”教學模式的實施

根據(jù)統(tǒng)計學專業(yè)育人目標，筆者將翻轉(zhuǎn)課堂教學模式與課程思政相結(jié)合，在“多元統(tǒng)計分析”課程中實施了“翻轉(zhuǎn)課堂+課程思政”教學模式。具體實施思路是：在“多元統(tǒng)計分析”課程翻轉(zhuǎn)課堂教學模式的課前、課中、課后全過程融入思想政治教育，深度挖掘提煉“多元統(tǒng)計分析”課程中所蘊含的思政元素及其精神內(nèi)涵，拓展其課程廣度和深度，實現(xiàn)課堂教學與課程思政的有機統(tǒng)一，全過程、全方位育人。

(一)“翻轉(zhuǎn)課堂+課程思政”教學模式課前準備充分

教師課前要做好充分準備。首先，系統(tǒng)分析課程教學內(nèi)容，確定好教學目標、教學重點、教學難點，選擇好合適的教學案例。其次，進行課程設(shè)計，制作教學課件(PPT)和教學視頻。再次，把教學課件、教學視頻以及相關(guān)資料提前上傳超星爾雅或者學習通平臺，讓學生通過平臺自主學習課程教學內(nèi)容。最后，根據(jù)平臺反饋的學習記錄，督促學生自主學習，并作出相應的學習評價。

在課前學習過程中，教師的專業(yè)知識教學設(shè)計要巧妙融入思想政治教育元素，使課程思政與專業(yè)知識教學自然融合，實現(xiàn)知識傳授、能力培養(yǎng)與價值塑造的有機統(tǒng)一。一方面，教學設(shè)計時可將我國統(tǒng)計學家科研的成功經(jīng)歷作為素材，架起專業(yè)知識學習與思政教育的橋梁。如，世界著名統(tǒng)計學家、我國現(xiàn)代概率論和數(shù)理統(tǒng)計學之父許寶騄先生，率先證明了線性假設(shè)的似然比檢驗的優(yōu)良性，推動了矩陣論在多元統(tǒng)計中的應用；金融統(tǒng)計學家彭實戈院士提出的倒向隨機微分方程理論，成為研究金融數(shù)學的重要工具。我國杰出統(tǒng)計學家的光輝事跡介紹，既有助于提升學生專業(yè)知識學習興趣，增強專業(yè)自信，也有助于強化學生的學習熱情和民族自豪感，厚植學生科技報國的家國情懷，激發(fā)學生民族振興使命擔當。另一方面，從“多元統(tǒng)計分析”課程專業(yè)知識的具體應用案例中發(fā)掘思政元素。如多元統(tǒng)計分析方法，在第七次全國人口普查中的應用，為國家放開三孩人口政策提供了科學決策依據(jù)；在國家扶貧攻堅戰(zhàn)中的應用，為國家精準扶貧決策提供了科學準確的統(tǒng)計信息支持；在人工智能學科領(lǐng)域中的應用，促進了我國人工智能技術(shù)的快速發(fā)展。這些鮮活、具體的知識應用案例，除了能讓學生了解到多元統(tǒng)計分析方法的重要應用作用、增強專業(yè)自信之外，更多的是能使學生體會到其中包含的辯證思想，培養(yǎng)學生探索未知、追求真理、永攀科學高峰的責任感和使命感。

(二)“翻轉(zhuǎn)課堂+課程思政”教學模式課中組織實施

在課堂教學過程中，教師是課堂學習的組織者和引導者，學生是課堂的主角。在這個過程中，教師要積極引導學生交流與討論學習中遇到的難點和疑點，做好釋疑解惑并指導學生歸納知識要點，以提高學生的自學能力、溝通交流能力與團隊意識，培養(yǎng)學生的分析問題能力與解決問題能力。

“立德育人”要求思想政治教育要貫穿教育教學全過程，實現(xiàn)專業(yè)教學與課程思政同向同行、有機統(tǒng)一。如何對學生進行正確的世界觀、人生觀與價值觀引領(lǐng)是“多元統(tǒng)計分析”課程思政建設(shè)的一項重要任務。在“多元統(tǒng)計分析”課堂教學過程中，采用一些典型的鮮活的案例將課程思政融入課堂教學，可以達到對學生的價值引領(lǐng)作用。如，華為技術(shù)有限公司創(chuàng)始人任正非曾說過，“人工智能就是統(tǒng)計學，計算機與統(tǒng)計學就是人工智能”“修橋、修路、修房子，已經(jīng)習慣了，只要砸錢就行了，這個芯片砸錢是不行的，得砸數(shù)學家、物理學家、化學家”。華為自主研發(fā)的5G技術(shù)雖世界領(lǐng)先，但由于缺乏自主知識產(chǎn)權(quán)的芯片技術(shù)，受困于人，陷于被卡脖子的困局。芯片技術(shù)研發(fā)，統(tǒng)計學知識是基礎(chǔ)。教師可借此實例提高學生對統(tǒng)計學專業(yè)知識的認知，勉勵學生珍惜學習機會，努力學好統(tǒng)計學專業(yè)知識，不斷開拓進取，擔負起科技自立自強的重任。另外，還可以“人民英雄”國家榮譽獲得者——陳薇院士科研團隊研制成功新冠疫苗、屠呦呦成功發(fā)現(xiàn)青蒿素治療瘧疾的新療法獲得諾貝爾生理學或醫(yī)學獎等事例勉勵當代大學生：國家科學技術(shù)的發(fā)展、民族的振興、國家的富強，需要更多愛黨愛國愛社會主義的科技人才為之奮斗不息、奉獻不止，以此激發(fā)學生的愛國主義熱情、民族自豪感和使命感，幫助他們樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀。

(三)“翻轉(zhuǎn)課堂+課程思政”教學模式課后知識鞏固

在課程結(jié)束后，教師要及時布置作業(yè)鞏固學習內(nèi)容。作業(yè)既要體現(xiàn)課程內(nèi)容的知識與方法應用，也要實現(xiàn)對學生思政教育的潛移默化、潤物無聲。

“多元統(tǒng)計分析”課程中的回歸分析、聚類分析、主成分分析、因子分析等知識點在我國經(jīng)濟領(lǐng)域中有著廣泛應用，故教師可以設(shè)置“對我國國內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)或脫貧攻堅戰(zhàn)的有關(guān)數(shù)據(jù)進行多元統(tǒng)計分析”之類作業(yè)對學生進行知識應用與鞏固。而知識點的實例運用不僅有助于學生掌握、鞏固多元統(tǒng)計分析方法，而且還有助于學生全面了解我國社會主義現(xiàn)代化建設(shè)取得的舉世矚目的偉大成就，增強學生的愛國熱情和民族自豪感。

此外，多元統(tǒng)計分析方法與諸多學科存在交叉滲透關(guān)系，因此也可設(shè)置具有學科交叉性的課后作業(yè)進行知識點的鞏固與拓展。比如，多領(lǐng)域交叉學科機器學習，涉及概率論、統(tǒng)計學、逼近論、凸分析、算法復雜度理論等多門學科。在機器學習中為了有效地估計回歸模型中的參數(shù)，學者們基于統(tǒng)計方法創(chuàng)造性地提出了隨機梯度下降算法和批量梯度下降算法。教師可以通過設(shè)計有關(guān)作業(yè)訓練學生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力，讓學生領(lǐng)悟交叉學科的重要性及其價值所在。

五、“翻轉(zhuǎn)課堂+課程思政”教學模式的實證分析

實證研究是通過實驗與觀察，獲取客觀數(shù)據(jù)，進行定量分析，歸納出事物的本質(zhì)屬性和發(fā)展規(guī)律的一種研究方法。近年來，一些學者利用這種方法，結(jié)合各自專業(yè)課程進行了相關(guān)研究。如，曹文君等對“醫(yī)學統(tǒng)計學”課程翻轉(zhuǎn)課堂教學模式的教學效果進行了滿意度研究，金春等對“統(tǒng)計學”課程翻轉(zhuǎn)課堂教學模式的教學效果進行了調(diào)查研究。本文對“多元統(tǒng)計分析”課程“翻轉(zhuǎn)課堂+課程思政”教學模式與傳統(tǒng)教學模式的教學效果進行了如下實證分析。

(一)研究對象

本研究的實施對象是安徽省某高校大二年級的應用統(tǒng)計專業(yè)1班(采用“翻轉(zhuǎn)課堂+課程思政”教學模式，以下簡稱實驗班)和數(shù)據(jù)科學與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)1班(采用傳統(tǒng)教學模式，以下簡稱對照班)學生，其中實驗班36位學生，對照班37位學生。兩個班由同一教師授課，整個教學過程持續(xù)12周。為了避免影響本實驗的效度，兩個班學生事先均未被告知他們在參與教學實驗。

(二) 數(shù)據(jù)收集

在教學實驗實施之前，為了掌握學生的學業(yè)水平，任課教師對兩個班學生進行了數(shù)學基礎(chǔ)測試(包含數(shù)學分析、線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計)。測試結(jié)果如表1所示。

表1 實驗班與對照班學業(yè)水平描述統(tǒng)計

課程結(jié)束后，任課教師組織了期末閉卷考試，同一試卷統(tǒng)一閱卷，保證了考試成績的可靠性，即數(shù)據(jù)的有效性?？荚嚦煽?nèi)绫?所示。

表2 實驗班與對照班期末考試成績對比

另外，對兩個班級進行問卷調(diào)查，共發(fā)放問卷73份，收回有效問卷73份，其問卷調(diào)查結(jié)果如下表3。

表3 實驗班與對照班學習效果調(diào)查結(jié)果 %

(三)數(shù)據(jù)分析

為了對比兩種教學模式的教學效果，任課教師對采集到的數(shù)據(jù)進行了統(tǒng)計分析。首先，在教學實驗實施之前，根據(jù)兩個班級數(shù)學基礎(chǔ)測試結(jié)果畫出的數(shù)學基礎(chǔ)箱型圖(見圖1)以及表1所示的平均成績可知，兩個班學生的學業(yè)水平差距不大，數(shù)學基礎(chǔ)基本相同。

圖1 對照班與實驗班數(shù)學基礎(chǔ)成績箱型圖

其次，教學實驗結(jié)束之后，根據(jù)兩個班級期末數(shù)學基礎(chǔ)閉卷考試結(jié)果畫出的成績餅圖(見圖2)可知，實驗班的學生優(yōu)秀率和良好率高于對照班，而其余層次均低于對照班，實驗班的成績明顯優(yōu)于對照班。因而，從成績方面可以得出結(jié)論：翻轉(zhuǎn)課堂教學模式的教學效果優(yōu)于傳統(tǒng)教學模式。

圖2 對照班與實驗班期末考試成績餅圖

再次，根據(jù)調(diào)查問卷數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果(見表3)，對于調(diào)查問卷設(shè)計的5個認知指標，實驗班學生的認可度均高于對照班。其中，對于教學效果滿意度、提高學習興趣度、發(fā)揮主體學習能動性這3個指標，實驗班學生的認可度更是遠高于對照班?？梢姡啾容^傳統(tǒng)教學模式，“翻轉(zhuǎn)課堂+課程思政”教學模式更能調(diào)動學生學習興趣，提高其學習積極性自主性，也更易于得到學生的認可。而“融入思政元素必要性”這個指標的反饋數(shù)據(jù)顯示，兩個班級學生均高度認可，說明課程思政觀念已深入人心，得到了學生的高度贊許。

六、結(jié)論

本文對“多元統(tǒng)計分析”課程傳統(tǒng)教學模式的弊端進行了分析，基于翻轉(zhuǎn)課堂教學模式的優(yōu)勢以及在專業(yè)課程教學中開展思政教育的必要性，構(gòu)建了“多元統(tǒng)計分析”課程“翻轉(zhuǎn)課堂+課程思政”教學模式，并通過課程教學實驗，對該教學模式與傳統(tǒng)教學模式的教學效果進行了實證分析。實證結(jié)果顯示：基于兩個幾乎相同數(shù)學基礎(chǔ)的班級，“翻轉(zhuǎn)課堂+課程思政”教學模式不僅提升了學生的學習成績和學習效果，而且提高了學生自主學習能力，更培養(yǎng)了學生“求真務實、銳意進取”的思想品質(zhì)和價值觀念。因而可以得出結(jié)論：“多元統(tǒng)計分析”課程“翻轉(zhuǎn)課堂+課程思政”教學模式更有助于將思想政治教育知識內(nèi)化為學生的思想認識、行為準則、價值信仰，對學生樹立正確的世界觀、人生觀、價值觀和成長成才具有十分重要而深遠的意義。