体现行业特色的统计学案例教学体系和创新环境建设

张春晓 牟德一

【摘要】以提高中国民航大学统计学专业教学质量为核心，以培养学生的创新意识和实践能力为目标， 创立了体现行业特色、在国内理科统计专业的建设方面有示范作用的案例教学体系;强化了专业行业特色，建立了案例结构模块化、内容层次化和教学科研一体化的案例素材库;开展了以“民航案例+学科竞赛+科技项目”为核心模式的创新教学环境建设，启发学生主动实践，培养学生创新能力.

【关键词】行业特色;统计学专业;案例教学体系;学生创新环境建设

【中图分类号】G642.0  【文献标识码】C

本项目由中国民航大学校级精品课“应用回归分析”建设立项资助

2004年，中国民航大学新开设了统计学本科专业，并开始招生，标志着民航在高等教育统计人才培养方面零的突破.以交通运输领域航空运输为行业背景的我校统计学专业是在较强的数学学科近10年的发展、壮大的背景下，适应社会特别是民航系统对新型统计人才的需求形势下开办的.我们统计学的学科定位为：理科统计学，应用统计专业方向.如何充分依靠我们现有的教育资源与外部条件办好这一全新的理科专业，是我们面临的机遇和挑战.

考察我国国内高校统计学专业教学实际，发现在统计学科设置上一边倒，或者是数理统计理论（数学类），或者是社会经济统计（经管类），表现在研究方向上就是统计理论与统计应用兼容得不够.从理科统计学的出版教材（高教出版社）来看，理论性较强而应用部分偏弱，基本上没有统计应用的案例.此现状与我们办学理念、定位和特色培养等方面的要求相去甚远.因此，如何在我们专业教学、实践过程中体现行业特色，培养具有较强实践能力和创新能力的人才是我们亟待研究和解决的问题.

自统计学专业开办8年来，经过2004培养方案的实施，2008培养方案的修订、再实施，我们积累了一些有价值的办学经验，因此，我们就有关办学理念、教学体系构建、教改新法研究以及经验教训等做了全面的分析和总结，并在形成共识的基础上凝练了具有行业特色的统计学专业案例教学体系，开展了以提高学生实践创新能力为目标的创新教学环境建设，并取得了一系列教学成果.

一、统计学专业案例教学体系和学生创新环境的建设

1.创立体现行业特色在国内理科统计专业建设方面有示范作用的案例教学体系

本成果针对行业高校办学特点，就统计学教学理念、课程体系、实验内容、方法和手段改革进行理论和实践探索.更新教学理念，组建了一只高水平、高素质的教学团队，搭建了统计学专业案例教学体系.案例教学体系的设计吸收了全面质量管理的思想，按照PDCA的科学程序设计，主要包括：案例教学内容计划、组织实施、教学效果评估、反馈改进等四个环节.

统计学专业案例教学总的指导思想是：在教学中使用案例教学创设尝试科学探究的情境，使学生通过自主、独立地发现生产科研实际问题，进行调查、收集、整理与分析信息，保证学生既有坚实的数理统计学理论与方法，又有丰富的民航知识、熟练的计算机应用技能，满足民航部门对统计人才质量的高要求.

（1）案例选择

与专业课程的教学改革和教师科研实践相结合，注重课程群的整体优化，选择符合学生认知规律的教学模式“初步培养→单项强化培养→综合提高”的案例，穿插安排在各专业课增设的试验课时中讲授（部分典型案例见表1）.

（2）案例教学的组织

统计学专业案例教学过程一般可分为四个环节：阅读案例，个人分析;小组讨论，形成共识;课堂发言，全班交流;总结归纳，消化提升.

第一个环节是基础.第二个环节是集中集体智慧阶段.第三个环节通常由教师主持，事先指定中心发言人，以保证讨论效果.第四个环节通常由教师对课堂教学的全过程进行归纳、评估和总结.

（3）案例教学效果评估

首先，对事先制订的案例教学计划进行评价.主要包括：计划程序是否合适，案例要求解决的问题定位是否恰当，时间安排是否合理，小组划分是否科学（是否偏大或偏小），给学生安排的准备时间是否适当等方面.评估结果作为修订案例教学计划的参考依据.

其次，对案例资料进行评估.主要包括：所选的案例素材是否恰当，所收集的样本数据是否准确、是否有代表性，布置学生阅读的参考资料是否恰当，其他辅助教学工具是否必要，如软件、录像带、磁带等方面.

再次，对教师教学情况教学评估，即评估教师在案例教学中的表现.主要包括：总体表现情况，对案例相关知识和资料准备是否充分，是否恰当地解释和回答了学生提出的各类问题，在启发学生、引导学生讨论和与学生互动方面还有哪些不足之处等.评估结果有利于改进教师在教学中的表现，提高教师的教学水平.

最后，对学生参与情况和学习效果教学评估，即评估学生是否充分参与了案例作业、案例报告和案例讨论，学生表现是否达到了预期目的等.评估就每名学生来进行，其结果可以作为给学生记分的主要依据;并且评估整个班级学生的总体表现，结果为组织下一次案例教学提供参考.

（4）实施案例教学法几个关系的处理

（a）案例教学法与传统教学法的关系

进行案例教学并不是完全否定传统教学法，而是在保留传统教学法优点的基础上，广泛地运用，并使二者有机结合，取长补短.我们目前的做法是在适当压缩理论内容，尤其是枯燥繁杂的理论推导的同时穿插安排一些案例教学的内容，具体占到课程总学时的10%左右.

（b）加强统计分析软件的运用

在案例教学中，由于面对大量的现实数据，因此，离不开统计软件的使用.我们可以选择的统计软件有很多，如SAS、SPSS、Matlab 和R 等功能强大的专业软件，也有普及程度很高、简单易学的Excel等.

（c）提高教师素质

教师的素质决定案例教学的成败.在案例教学中，教师不仅要熟通教材中的理论和方法，对案例背景、解决问题思路和方法也要熟练把握，还要对各种方法亲手计算和分析，并对计算结果的优缺点有比较透彻的评价.这样在案例的采集、编写、讨论的组织和总结等各个环节，教师才能够高瞻远瞩、驾轻就熟、胜任自如.

2.强化专业行业特色，建立了案例结构模块化、层次化的案例素材库

以基本型、提高型、创新型三个能力层次和应用统计学方法的实践能力训练为主线，建立了具有行业特色的统计学专业案例素材库，实现了案例结构模块化、案例内容层次化和案例教学科研一体化.

入选的案例分为描述型案例、操作型案例、分析型案例、决策型案例四类.各类型的教学安排和教学目的如表2：

3.建立了数学实验室为基地，以学生科技立项、数学建模、研究课题形式为主的创新实践环境

课题组依托应用数学研究所，以数学实验室为基地，积极组织统计学专业学生参加和开展各类数学建模竞赛、科技立项、创新创业项目等活动，并让部分学生参与教师的科研项目，为培养优秀学生的创新能力创造条件.我们在学生完成研究和竞赛项目的过程中，不失时机地引导学生针对实际问题和真实数据，设计研究项目，让他们完成分析问题、建立模型、求解模型，从而解决实际问题，并能准确解释结果的任务.实践表明，通过创新实践环境的建设，学生以下几方面的能力明显得到了提高.

图1 案例内容结构图

一是认识问题的能力.当学生面对一个案例时，首先要他们判断解决的问题是什么，这个问题的性质又是什么.二是模型选择的能力.同样的数据在不同的分析模型中，会得到不同的结论.如何从众多模型中选择最合适的模型，要让学生作出自己的判断和合理的解释.三是自学能力.虽然教师交给了学生基本的统计原理和方法，但在具体研究项目中，必须让学生依靠自己的进一步学习，寻找和掌握解决特定问题的方法和技巧.四是团队合作与组织能力.鼓励学生以合作的形式完成每个研究项目，并鼓励学生积极地充当组织者的角色.五是调查设计的能力.大多数研究项目需要第一手数据，要让学生根据研究目的收集数据，进行抽样和其他的统计调查设计.同时还要培养他们的数据分析能力、数据管理能力、解释能力、报告写作能力和口头表达能力等.

二、应用情况

1.关于案例教学

在统计学专业课程中采取案例教学的举措已实施了四年.期间内容由简到繁、由少到多，截至目前已形成了较为完整的教学体系与内容.七门专业必修课程中均已补充了案例教学的内容，并整理了具有鲜明特点的《案例集统计学专业案例教学素材汇编》，并准备结集出版.

与学生座谈时，96%的学生表示对案例教学效果表示满意和很满意，并在相关专业课教学中发现，学生对案例教学方式兴趣盎然，学习的积极性明显提高，对实际问题的研究兴趣大大提高，学会了主动去发现问题、提出问题.2009届至2012届的毕业设计题目就有一部分是来自学生对实际问题观察而提炼出来的，如NBA球员的能力统计分析及比赛战术安排、燃油价格的蛛网模型、航空公司超订票策略、航班调度、舱位分配模型、民航周转量的预测等.现在的学生一定程度上改变了传统理科类学生理论强、实践弱的特点，变得更加愿意接近现实，挑战实际问题.

因成功应用案例教学，“应用回归分析”课程获校级教学优秀奖，与“概率论”、“数学模型与民航案例”课程先后被评为院级优质课程.

2.关于创新环境建设

从2004级首届统计学专业学生开始，统计学教研室便开始引导、组织学生参加各项科技活动.通过2012年学生科技项目“通过科技立项、学科竞赛等方式提升学生工程实践能力和创新能力的调查研究”的抽样结果显示：从2006年起，历年参加数学建模、科技立项、各级科研项目等的统计学专业学生占班级总人数比例均超过50%.有34.1%的统计学专业学生认为参加科技竞赛对自己的实践能力和创新能力有很明显的提高，53.7%的学生认为有一定的提高，仅有7.2%认为没有作用.

3.人才培养

2008届、2010届～2012届毕业生（除2009届毕业生因金融危机冲击就业率较差），一次就业签约率达到了60%以上，二次就业签约率达到了90%以上，且基本是与应用统计专业相关岗位，其中50%进入到了民航企业.据与毕业生座谈等形式了解到，他们能够顺利赢得工作机会的主要优势是：扎实的数学基础、较全面的统计理论方法、熟练的计算机能力、英语水平，而最重要的是处理分析解决民航实际问题的能力、经验和潜质以及较广阔的知识面.这些也从一个侧面反映了我们重实践和创新的教学理念及其实施效果的正面评价.

三、创新点与特色

1.吸收了全面质量管理的思想，按照PDCA的科学程序设计创立了体现行业特色的案例教学体系，弥补了一般理科统计专业学生应用能力培养方面的不足，同时强化了民航行业特色.

2.建立了案例结构模块化、层次化的案例素材库，包含描述型案例、操作型案例、分析型案例、决策型案例四类，结合课程相关知识安排案例教学，在我们专业的教学、实践过程中始终贯穿民航业务管理方面的问题和知识.

3.以“案例+竞赛+项目”实践教学模式为核心，构建了不同内容、不同层次的创新教学环境，强化和激发学生的创新意识，坚持基础与创新并重.

【参考文献】

[1]牟德一.关于理科统计学专业定位、建设的思考与实践[J].大学数学，2011（1）： 8-11.

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[3]徐群芳，顾光同，张香云.关于统计学专业本科人才培养的探讨[J].统计与决策，2008（13）： 69-70.

[4]刘睿颖.美国统计教育研究热点探析[J].统计教育，2010（11）： 5-7.

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