浅析大数据背景下的统计教学

汪宝彬，杨怀奎，吴雪芹

(1.中南民族大学　数学与统计学学院，湖北　武汉　430074;2.鄂州职业大学　计算机系，湖北　鄂州　436000)

浅析大数据背景下的统计教学

汪宝彬1，杨怀奎1，吴雪芹2

(1.中南民族大学数学与统计学学院，湖北武汉430074;2.鄂州职业大学计算机系，湖北鄂州436000)

摘要：大数据对统计教学的影响，主要体现在教学内容的巨大变化和传统教学方式的深刻革新。从大数据的内涵与特征出发，阐述了大数据背景下国内统计教学中存在的一些问题，指出了统计教学改革的一些具体措施。

关键词：大数据；统计教学；挑战；改革

随着社会科技与经济社会的发展，数据的重要性明显增强，加上计算机技术的发展，人们可以对海量的数据进行查询、分析、处理，使得大数据本身的价值愈发呈现。但是对于传统的数据采集与分析已经很难适应大数据时代对数据进行实时处理的需求，这就要求培养更加专业的统计人才适应大数据时代的趋势，使大数据“为我所用”。

大数据的特征可归纳为四点：数据量空前巨大、数据种类纷繁、数据的流动速度很快、数据的价值密度降低[1]。在大数据时代，对海量数据的处理必须以物联网、云计算等来实现。物联网、云技术以及基于物联网和云技术的大数据成为当今教学改革的主要技术推动力量。在知识全球化的今天，教育的国际化以势不可挡的冲击力影响着人们的知识体系和生活方式。此时，我们要做到两个“敢于”，即敢于直面大数据时代的来临，敢于正视当前统计教学的现状。

一、统计教学存在的一些问题

在大数据时代，统计教学面临着前所未有的挑战。统计模型需要深化更新，如结合拓扑、几何和随机场等数学知识进行海量数据的分析。另外，算法和计算机上的实现需要先进的计算机技术平台，数据在计算机上的实现是培养统计人才的必须课程。然而，我国传统的教学模式大都是以教师为中心，学生被动地接受教师讲解的理论知识。教师通常是利用黑板或者其他的教学多媒体对学生进行“填鸭式”教学，学生实践的机会少之甚少，这使得统计学人才的培养无法满足大数据时代我国经济发展的需要。

1.我国统计教学与国际统计教学的差距

随着大数据时代的到来，世界上的很多国家认识到了统计思维与统计能力在处理大数据时的重要性，逐步开展统计教学的改革。然而，经研究表明：学生大多在进入大学前，都会对统计的观念和技能有错误的意识和理解[2]。例如：在英国，在国家数学课程中融入“数据处理”的内容； 澳大利亚的课堂，则把“机率和数据”纳为学生的必修课；在意大利，也将“统计和数据分析”课程体系写入教材。通过研究国外统计教学的改革方案，我们可以借鉴以下几点：一是要将统计教学研究的方向应该从知识转向能力的培养，更加注重对教学过程的监督；二是国外的统计教育重视解决学生的“误解”，这样既可以提高教师的教学质量，也会提高教师的教学水平；三是加大对教学的投入，为学生提供良好的外部条件，提高学生整体素质，提高对大数据的分析处理能力。在我国的统计教学中，这些都是比较缺乏的，因此在未来统计教学改革中，应该学会借鉴国外先进的经验，逐步与国际接轨。

2.传统的教学方式缺乏吸引力

我国传统的教学模式其单一的教学形式严重制约着统计教学的效果。目前，很多高校仍然运用缺乏针对性与时效性的例子进行讲解。这些教学案例与数据大部分是借鉴其他教材上的例子或者是经过简化的例子，与当代经济社会的发展脱节，更不能紧跟大数据的趋势，使得课堂过于枯燥。学生也会因为枯燥的案例失去学习的热情，就不能很好地应用到实践当中，再加上教师重理论轻实践的思想，学生实践能力得不到培养，学生的学习效果受到严重的影响，教学效果也受到严重的影响。现在，网上互动如 QQ、微信、Skype等沟通手段已逐渐成为有效的教学辅助手段之一。然而，对于统计课堂中的多媒体教学设备，教师仅仅把他们当作电子讲稿的播放器，没能真正实际展示出统计分析的全过程，使统计分析显得复杂且难以解决，使统计的功能得不到体现，使统计教学的资源和过程不能得到优化，学生既没能真正掌握怎样去“渔”，也没能在实际中得到一些“鱼”。

3.教师素质有待提高

在教学方法上，教师对知识的培养过于重视，缺乏对理论与实践的结合，师生间的互动也是少之又少。再加上统计案例不能够激发学生学习的热情，学生就不会主动地将一些基础的统计手段运用到实际的分析当中，这就很难提高统计学在实际应用上的效果，使得我国的统计工作逐步落后于大数据时代。在教学过程中，教师不注意激发学生的兴趣，更是缺乏对学生统计思维方式和创造能力的培养。随着大数据时代的到来，统计教学进入一个崭新的领域，但是教师队伍的综合素质参差不齐，更甚是有部分老师不能熟练使用主流的统计软件对收集到的数据进行分析处理以及分析结果进行准确分析，更谈不上更好地培养学生。可见，教师的知识结构不完善，课堂教学中统计软件的应用较为缺乏，这就很难适应大数据时代发展的要求，使得教学实际效果与教学理论目标相差很远。

4.统计软件的教学环境落后

在以往的统计教学中，统计分析的课程大多都是结合SPSS、E-views软件进行讲授，每个软件都学而不精，学生也不愿意主动花时间学习更多的软件。这些软件仅用于单个文件进行处理，很难同时处理多个文件，分析的图表也无法在交互界面中显示，在处理前沿的统计过程中也有很多缺陷。现行世界流行的统计软件如SAS、 R等可以用任何可能的方式来处理数据，而大数据具有数据量巨大、分布式、非结构化、数据分析由专家层转化为用户层、大量采取可视化展现方法等特点[3],SAS、 R软件更加符合大数据时代社会发展的需要，通过混合模型进行分析，运用简单而强大的编辑语言实现分支与循环，它们强大的数据管理和同时处理大批数据文件的功能，成为大数据时代不可或缺的应用型软件。在教学过程中，应该鼓励学生参加一些多层次、模块化的实践教学项目，建立完备的统计实验室及教育实习基地，为学生提高统计软件的应用能力提供完善的外部环境。

5.教学内容与大数据时代脱节

在大数据时代，统计教学培养方案面临两大挑战。一是大数据背景下的统计模型不仅与拓扑、几何和随机场等数学知识进行结合，还与更多的学科进行交叉，随着统计模型的逐渐深化，在未来海量数据的分析中占据着重要的角色。二是算法及其在计算机上的实现，这对传统的教学来说是一个更大的挑战。在大数据时代，对海量数据的处理就需要先进的计算机技术平台来实现。因此要想让统计学专业的学生成为大数据背景下需要的复合型的政府统计人才、企业发展统计人才、数据科学家，数据在计算机上实现的相关就应该设定为必修课程。然而，在传统统计教学过程中，更多的是对学生解题能力、记忆能力以及套用公式能力的培养，忽视对实验结果的分析与拓展，这就很难对学生的统计思维进行培养，不能尽快适应大数据时代的要求。另外，统计学专业的培养方案中课程不具备多样化，缺少交叉学科以及统计建模类课程，使得高校教学与实践脱节，学生的实践能力不能适应大数据时代发展的趋势。

二、统计教学改革的一些措施

1.与时俱进，准确定位人才培养目标

在大数据时代来临的今天，人们生产生活的各个领域对多重背景的应用型统计人才的需求更加迫切。培养应用统计的专业人才，就应当设置更多的相关领域和交叉学科的专业课程，多考虑“学生知道什么，不知道什么，想知道什么”，让学生对统计应用领域进行更加深入的认识，将统计方法和理论知识有机地结合起来，提高统计服务的能力。高校统计专业还应该根据高校自身的优势，设置经济统计、金融统计、卫生统计等专业，办出具有高校自身特色的统计专业。另外，高校的统计学培养方案中，还要加设一些统计建模的相关课程，让学生在运用软件的过程中巩固统计知识原理，提高统计原理的实际应用能力。“问渠哪得清如水，为有源头活水来”，科学谋划统计人才培养目标和方案，切实遵循大数据时代对统计人才新要求的原则，为“十三五”规划的顺利实施提供坚实有用的统计专门人才。

2.更新观念，扎实有效推进教学改革

在大数据时代，丰富的资源以及信息技术的发展，这就会打破传统的一味追求推理论证的教学模式，更加注重对数据的收集、处理和分析，更加强调数据的价值，解读数据背后所隐藏的有价值的信息和规律，让数据说话，从而更好地服务大数据时代我国经济发展的需要。在教学过程中，教师应该引进更多的项目，让学生在项目的训练中学习数据处理的整个过程，实现理论与实践、课堂教学与实验教学的有机结合。可以尝试托夫勒的小班化教学模式，多个教师同堂授课，加强师生间的互动，采用与大数据时代结合的案例进行教学，采取小组讨论的方式，让学生独立思考后，再开展提问回答的环节，提高学生课堂的活跃程度，在激发学生学习兴趣的同时又培养了学生的统计思维。另外，要打破学科壁垒、学院壁垒，使得学科间、学院间共同学习，共同进步，才能使统计教学在当今国际化趋势中真正做到“先人一步，高人一招”。

3.融合贯通，培养复合型一流国际化统计人才

大数据时代是一个一切都可以进行监测的时代。随着国际上统计教育的发展，统计学专业人才只有具备专业的统计知识与解决实际问题的能力，才能顺应大数据时代发展的要求。在大数据时代的统计分析领域，统计工作者需要具备计算机、经济、管理、生物等交叉学科的知识。根据近几年高校的就业质量报告的统计，大多数的统计毕业生就职于政府部门、金融投资公司、学术研究机构、保险公司、制药公司等。从这些部门对统计学毕业生提供的职位要求看，要求毕业生在熟练掌握统计学的基本理论和方法之外，还要具有数学、计算机、经济、管理以及生物等知识背景。这就要求高校在制定培养计划的时候，要注重对学生的知识结构进行合理地配置，这样才能适应大数据时代经济社会的发展，才能培养出一大批复合型一流国际化统计人才。

4.强化实践环节，打造一流统计教师

教师是课堂改革发展的承担者，教师的综合素养直接影响到教学改革的质量。要想适应大数据时代统计学教学改革的要求，就必须加强对教师队伍整体素质的培养。随着统计学的深入发展，统计学研究的深度与难度逐渐增加，这对教师提出了新的要求。教师不仅要熟练掌握统计理论知识，更要熟练操作各种统计软件，不断提高计算机操作水平及解决实际问题等多方面的能力，紧跟大数据时代发展的步伐。另外，教师还应该转变“重知识，轻实践”的传统观念，注重培养学生的统计思维与统计分析能力。所以，高校应该着力打造一支年龄、职称和学历结构合理的统计师资，在此基础上重视对统计学教师的培训力度，积极组织教师参与研讨会以及相关学术会议，组织老师集体备课，让教师在交流经验中逐步提高综合素质。

三、结语

大数据时代不是“我们想要什么，而是我们能做什么”。当今社会对统计学人才的需求就是统计教学改革的目标和努力的方向。在大数据时代，对统计教学的改革来说既是机遇又是挑战，我们应该积极地顺应这种潮流应势而为，化挑战为机遇，主动适应大数据时代统计教育的需求，加大交叉学科理论研究的纵深，积极引导教师参加统计教改活动，提高教师整体的统计教学水平，不断壮大统计学生命力，培养更多的高素质的国际化统计学复合型人才是我们义不容辞的担当和责任。

参考文献：

[1]陶雪娇,胡晓峰,刘洋. 大数据研究综述[J].系统仿真学报,2013,(S1):142～146.

[2]Garfield J. Assessing statistical reasoning[J].Stat. Edu. Res. J.，2003，2(1): 22～38.

[3]魏忠,何立友. 大数据:开启面向未来的教育革命[J].中小学信息技术教育,2013,(10):15～17.

文章编号：2095-4654(2016)03-0078-03

* 收稿日期：2015-11-19

基金项目：中南民族大学教学研究项目(JYX13023);国家大学生创新训练资助项目(GCX15014)

中图分类号：G642；O213

文献标识码：A