基于学科内涵视角的统计学专业教学改革研究

詹慈瑶

（韩山师范学院 数学与统计学院，广东 潮州 521041）

统计学是通过搜索、整理、分析、描述数据等手段，推断所测对象的本质，甚至预测对象未来的一门综合性科学［1］.统计学作为一门传统应用学科，起源古老，又被大数据时代赋予新的使命，具有独特的学科内涵.在数据科学领域发展日新月异的今天，统计学的专业教学面临很多的挑战和改革需求.在一些专业教学的教改研究中，学科内涵是改革思考的重要导向.因此，本文深入思考统计学学科内涵，结合学科内涵探讨当前统计学专业教学存在的问题及改革措施.

1 统计学的学科内涵

学科内涵，可以解释为学科的本质属性和特点.学科是专业发展的基础，理解了学科的本质，专业教学才能有实质性的跨越式发展.统计学专业教学的改革发展，需要通过审视学科内涵从而发现主要问题，并找到正确的解决方法.由于篇幅有限，且因为目前这方面的学术研究较少，很难完整概括统计学学科内涵的所有内容，所以下文对统计学学科内涵只进行部分总结和思考.

二十世纪伟大的德国数学家赫尔曼说：“事实，只认事实，没有太大的用处.因其数量之多而显而易见的支离破碎，使人手足无措.但是，把它们融合成理论，并使之协调，那么情况就不同了.理论是事实的本质；没有理论，科学知识将只是一处疯人院.”这描述的恰如统计学.统计学的某些重要分支是由数学的数理统计分支发展而来的，具有许多数学的特征，需要数学严谨的逻辑基础，但是在某些方面却有着本质的不同.比如，在精确性的追求上，数学要求百分之百的准确，而统计学却只要求一个精确的范围.统计学更需要在现实世界思考中的全局观.

从整体的历史发展视角可以进一步总结出统计学的两大属性.统计学的起源很早，其中的某些分支甚至比古老的高等数学出现的时间还早.它最早的起源是经济社会分析，古希腊哲学家亚里士多德（公元前384～322 年）撰写了八卷《政治》，其中第1 卷讨论了《城邦纪要》，对科学、艺术、历史、行政、人口和资源等的情况都进行了详尽的叙述和比较分析，得到结论观点，这种形式的统计研究工作成为后来那一阶段人类社会主流的统计方法［2］.此外，很多其他的统计分析方法顺应人类社会的发展需求产生，比如，有关序列分析最早起源的记录就是古埃及尼罗河河流流量的分析预测，这些颇具智慧和实用性的统计思想和统计方法，大大促进了各大洲古国的文明进程.总体上看，统计学科的发展有四个阶段：自然生长（政治算术）、理论探索（概率论产生）、相互分离（社会经济统计与数理统计的分离）到融合发展（“大统计”概念的产生）［3］，其中20世纪计算机的发明应用，促使统计学发生飞跃式的发展.统计学科学思想真正形成是在20世纪30年代［4］，近百年的发展依赖于深厚的数学基础，使得它具有较稳定成熟的科学体系.在漫长的历史发展岁月里，统计学虽然构建起自身较为成熟完整的知识体系，但是其发展也容易受到经济社会变化的影响，具有明显的两重属性，自然科学属性和社会科学属性［3］.

在如今的信息时代数据被快速大量生产和存储，形成数据自然界.统计学应用需求急速增长，并且与其他学科交叉形成大数据新兴学科，是大数据的三大基础学科之一.大数据具有几个基本特点：大量、高速、多样、低价值密度、真实性，同时数据特征差异也较大，出现了非结构化数据等等，这对传统的统计分析方法提出了很大的挑战.各行业领域也愈加重视数据的价值，全球知名咨询公司麦肯锡称：“数据，已经渗透到当今每一个行业和业务职能领域，成为重要的生产因素.人们对于海量数据的挖掘和运用，预示着新一波生产率增长和消费盈余浪潮的到来.”统计学因此也面临更为复杂的社会服务需求.学科内涵不是一成不变的，时代的发展促使统计学学科内涵的扩充延展.

2 当前统计学专业教学存在的主要问题

2.1 传统专业教学问题

统计学是传统学科，在专业教学上也形成了一些根深蒂固的理念和方法.而在当下，为了适应新时代的人才市场需求，教学改革容易忽视这些传统教学内容和方法，不能对其作适当的保留和调整，使得专业教学出现了一些明显问题.比如，统计专业的学生对数学学习认识不足，常出现数学基础较差的情况，导致后续专业学习较为吃力.此外，很多学生对统计学专业课程中的理论学习比较懈怠，理论学习效率不高，专业基础较差.以上这类传统教学问题其实已经存在很长时间，而目前的人才市场需求使得实践教学在教改中处于较为重要的地位，理论教学改革更容易被忽视.但是，统计学具有明显的自然科学属性，知识体系依赖深厚的数学和理论基础，统计专业能力的健康发展也必然要以此为基础.上述的问题会导致学生的专业能力下降，很难达到专业培养要求，从长远看也无法适应社会发展需求.需要结合学科内涵分析专业教学实质问题，制定切实的改革策略.

2.2 新近专业教学改革的再思考

在新时代，数据是蕴含信息和价值的载体，各行业领域越来越依赖于数据分析和决策.因此，人才市场对高质量的数据分析人才有很大需求，统计学专业教学面临很多难题和挑战.目前很多的教学改革措施都是着眼于此的.比如，课程改革、实训教学创新、专业第二课堂建设等一系列改革措施的制定和试行，都是为了适应数据新时代的专业发展需求及人才市场需求.这部分改革发展时间不长，目前仍处于逐步探索阶段，难免出现各方面问题和争议.主要体现在以下几点：其一，教学改革措施是否产生实效，是否只停留于形式化的成果；其二，对统计学专业的人才培养是否产生长远影响；其三，对于统计学专业，外延式发展和内涵式发展如何协调，等等.无论怎样的教学改革措施，都是要求能符合专业客观发展规律，最终目的都是为了学生实现真正的专业成长，因此教学管理者及教师有必要重视学科内涵，并对其作适当的教学转化，制定和执行切合实际的教学改革方案.

3 专业教学问题分析及解决措施

在高校教学中教师是主导，是最重要的部分.在不同的客观教学环境下，教学问题的具体解决方案最终取决于教师个体.因此，教学改革的基础是教师的自我建设，其中比较重要的一点就是教师专业教学理念的深耕.在教学理念深耕的基础上实现传统理论教学调整和新时代专业培养模式改革.

3.1 教学理念深耕

教学理念，是在教学活动中形成的理性认识和主观要求，是教师对教学活动的看法和态度观念［5］，是教师在专业教学中言传身教的灵魂和基础.在理论层面上，专业教学理念也是学科内涵进行教学具体转化的思想结晶.对于传统成熟学科统计学，新时代教学的革新发展依赖于教学理念的深耕.这是一个持续时间较为漫长的、需要耐心积累的过程.

其一，在教学中发现科研的需求点，真正发挥科研服务于教学的功能，不仅是解决专业教学问题的必要方法，也是统计学自身学科研究繁荣发展的有效渠道，而且是教师深化专业教学理念的基础.有一些学者认为，教学与科研二者的相互补充或替代关系到达一定程度后能相互转换［6］.统计学专业应用性很强，科研成果往往直接转化为有价值的教学资源，同时教师通过科研和教学的融合探究，能更好地塑造和深化自己的学术思想和教学观念，这些都是优质教学中必要的基础.统筹科研和教学两者的关系，必须解决各方面冲突，比如在教师发展的各个阶段需要处理好教学和科研的主次地位，选择适当的教学改革措施做好科研成果的教学引入，计划申报科研项目时可以兼顾教学实际需求［6］，等等.总而言之，有价值的积累源于不功利的出发点，如此才能有教师专业素养的提高，进而实现教学理念的深化.

其二，在统计学中，提倡专业教师上好一门专业课，总结提炼各门课程的教学理念.在大学里，一门好课的建成需要教师及教师团队长期的积累与凝练、继承与发展，统计学科分支较多，统计学专业教学中不同的专业课程也是特点各异，在教学上会有不同要求，需要提炼总结自身的课程教学理念，所以更是提倡专业教师能专注于一个分支课程.教师可以负责主讲一门专业课程，根据主讲课程申报教改及科研项目，针对主讲课程的知识应用领域参与企业一线的研究项目，等等.然后，最重要的是在这些具体教学经验积累基础上进行总结，提炼每门课程的教学精髓，这是塑造以及深化专业教学理念的其中一个方面.

其三，教师个体需要深谙统计学科内涵，参与修订并熟悉专业人才培养方案.结合市场需求进行的人才培养定位固然是必要的，但是从学科内涵着眼来制定培养方案则更有长远意义，全方位考虑的培养方案能避免很多教育盲点和改革问题.教师个体需要明确统计专业教学的根本目的，在教学实践中适当深化和细化人才培养方案内容，藉由完备详尽的培养方案，使得不同分支课程的教学信息汇总融合，帮助本专业教学理念的整合提升.

在教学理念的深耕活动中，教学管理者可以为教师提供更良好的客观环境.目前统计学教学环境中存在较多明显问题：（1）统计学专业教师紧缺，各方面任务都较为繁重，很难进行教学基础的深耕；（2）专业人才培养方案没有被充分重视，倾向形式化；（3）学科建设、专业建设、课程建设、教材建设及教学模式改革没有共同理念取向及统一思想指导；等等.上述都是制约教师教学理念革新和有效应用的客观问题，管理者高效解决这些问题可以为统计学专业的教学理念深耕提供更优良的环境.

3.2 理论教学的调整

在数据新时代，数据分析的应用高需求促使我们更多重视实践教学，而理论教学改革思考则是被慢慢淡化.但是统计学科有着鲜明的自然科学属性，依赖严谨的数理逻辑基础，理论教学是不能被忽视的.加强实践教学并不见得就是削弱理论教学，相反，理论教学对于实践教学是一个必要的基础.在数据分析行业，如果没有真正理解应用背后的理论原理，必然会产生分析谬误.所以，在统计学的教学改革中，对于理论教学不应该是削弱，而是调整.理论教学包括数学基础教学和专业理论教学.

首先是统计学专业的数学基础教学需要重视和调整.传统数学教学中，教师评价学生往往停留于成绩层面上，而对于学生的数学能力和知识结构缺乏关注［7］.但是统计专业对学生的培养要求是：有较强的数学逻辑思维和必要的数学知识基础，更高层次的，还要求所培养的学生在未来能自主学习获得更多专业需要的数学知识.因此，应该改变传统教学观念，调整以往依赖教材讲解及练题的传统数学教学模式，针对统计专业特点，在课程讲义中将数学知识与实际问题有机结合，从具体应用层面激发学生的学习兴趣以及促使学生真正掌握数学知识的精髓.而在文化观视角下，还可以引导学生认识数学文化内涵，深刻体会其趣味性及数学美［7］.这些都将大大改善学生的数学学习认知和态度，提升学习成效.

而在专业理论教学上，改革措施主要分为两方面：教学内容的调整和教学模式的创新.在统计学专业教学内容的组织上，需要结合教学大纲的应用主导思想，灵活调整理论教学讲义.理论的讲授要求深入浅出，对于某些理论艰深的课程更是如此.综合多本教材讲义的内容，保留精华去其繁杂，在当前应用需求较强的大数据人才市场形势下，不增加学生对于理论学习的额外负担，但又要切实保留该门课程的核心本质理论知识内容.而在课堂的教学活动中，提倡重视以下两方面的理论教学模式.其一，统计思想和方法原理的直观形象思考.许多学生厌倦理论学习，可能是因为我们在教学中拘束于繁复的公式过程，而遗忘了理论方法的简单精髓.可以通过设置“直观认识”这一教学环节让学生对于所学的方法原理能有深刻清晰的认识，比如最小二乘估计原理的图示、主成分几何意义的展示，都是已用过的经典例子.其二，利用理论学习和案例学习之间相辅相成的作用来强化理论学习.案例分析中容易产生分析谬误之处也就是理论上的重难点，如果没有实际案例的辅助教学，这些理论重难点往往是抽象难懂的.例如，在多元线性回归分析的教学中，就可以在具体案例中提醒学生：偏回归系数显著与否所解释的自变量对因变量的影响，是限于此模型的，不能超越模型去分析该自变量对因变量的影响.这个环节其实也是在把抽象的理论知识学习和现实世界的全局思考结合起来，用符合学科本质的方法提高学生的专业学习效率.

3.3 务实的专业培养模式

近年来为了适应数据新时代的应用型人才需求，统计专业教学改革借助信息科技进行了全新的探索，有些取得了明显实效，而有些容易误入盲区，无法真正帮助学生提升专业能力.上文已经提及部分新近教学改革存在的问题，这些问题解决的根本途径就是应着眼于学科内涵和统计专业特点，建设务实的专业培养模式.专业培养模式建设涉及很多方面，本文主要对第一课堂和第二课堂的改革进行论述，探讨务实专业培养模式的建设思路.

学校教学是本科生学习的主阵地，第一课堂和第二课堂都是其重要组成部分.第一课堂用于培养学生的专业素质和能力［8］，是第二课堂能更好提升学生创新能力的基础，所以提倡教师在第一课堂中投入主要精力.首先，可以根据需求增设课程.根据当前统计行业人才需求，适当调整专业课程设置，逐步引入相关的大数据分析能力课程.此外对于统计方向就业有帮助的相关课程，在条件许可情况下尽量开设，供学生选修，如人口统计学、企业经济统计学、金融工程学、公共卫生统计学、金融风险度量、中央银行学、财务分析、项目评估、金融投资统计分析、国际经济统计学、宏观经济统计分析、保险精算等等.这类专业选修课程涉及很多其他行业领域，这部分师资可能需要统计专业以外的其他相关专业教师及企业一线专业人员的支持，也需要教学单位加大各项投入，属于外延式发展.其次，除了增设课程，传统的统计学课程教学过程中还可以有选择性地引入相关拓展知识［9］，使得学生既完成传统专业课程的学习任务，也拓展了解其他更高层次的或涉及到各行业领域的数据科学理论与具体应用知识，为以后的专业深造和工作打好基础.例如，针对高维数据的变量选择方法，LASSO回归，可以在回归分析课程中引入讲授.对于统计专业应用型人才的培养，第一课堂中的案例分析也是很重要的，可以将统计学经典案例和具有地方特色的现实案例都作引入，编撰具有本地本校特色的案例教材，也逐步建设校内虚拟实训中心，重视学生实训成绩的考核.低投入的内涵式发展是优先值得提倡的，而这就需要教师个体能够在熟悉学科内涵的基础上自我学习，不断发展，在课程教学过程中勇于创新.再次，可以利用现代教育技术提高第一课堂的教学效率.以“翻转课堂”教学模式改革为例，这个新模式带给统计专业教学较大的益处是，可以把基础理论知识的教学一部分迁移至线上，节省线下教学时间用于应用研究型教学的探索尝试，较好地实现基础理论知识—案例分析—软件操作—课程小论文的教学思路［10］.

有了第一课堂建设的坚实基础，第二课堂才能顺利开展，否则容易影响学生的专业能力培养，而又没能发挥第二课堂的素质教育的作用.对于第二课堂，提倡因材施教，在学生的课业成绩以及实训成绩达到一定水平后，才被挑选参加包括“挑战杯”及建模大赛在内的第二课堂的学习研究.同时，由于资源的有限性，第二课堂的建设要借助于社会资源，已经逐渐成为很多高校教育者的共识.在2020未来教育论坛上高松演讲指出：“技术打破了大学对知识的垄断，大学早已不再是知识生产的单一主体，在产业领袖的培养过程中，大学、政府、市场及企业、公民社会这些主体也都发挥了重要作用”.统计学的优秀专业人才培养，还有学校以外的培养基地——社会.总体措施有三个：（1）和相关的政府部门、企业建立协同联合培养机制，一部分实训课程可由一线专业人员讲授培训；（2）建设校外实训基地，提前开展专业实习环节的教学实践；（3）引导学生专业学习和社会志愿服务相结合，增强社会责任感的同时也深化专业认同感，明确专业学习方向.应用型本科高校的办学指南中往往有一点是“地方性”，利用地方经济社会资源促进办学，使得优秀专业人才服务于地方经济社会发展，相辅相成.统计学的发展往往受到经济社会的显著影响，“地方性”对于统计学专业教学也具有一定指导意义.

4 结语

基于学科内涵视角思考，我们能更深刻地对教学问题进行剖析，对正在试行的教学改革措施及时进行反思和调整，可以更准确地把握对于人才培养和专业发展有深远影响的教学改革方向.统计学具有独特的学科内涵，在本文有限篇幅的探究中，总结统计学学科内涵包括如下：与数学有紧密联系，又有本质区别；自然科学属性和社会科学属性兼具；作为传统成熟学科，又是快速发展的大数据领域的重要基础学科之一，等等.学科内涵引领新时代统计学教学的改革发展.教师的教学理念革新发展与深化，重视及调整理论教学，统筹创新第一、第二课堂教学且立足学校和社会两大维度建设务实人才培养模式，是具有现实意义和时代意义的教学改革发展的主要方向.目前一部分教学研究重视学科内涵这个基础，但是“学科内涵”在学术上尚未有严格的定义.本文主要是从统计学学科的本质属性着眼，尝试对学科内涵进行总结思考，篇幅有限，可能对于统计学科内涵还不能完整涵盖，而随着时代的发展，统计学的学科内涵还会继续发展.要让学科内涵对于教学改革发挥应有作用，还需在后续研究中不断精进思考，谨慎界定学科内涵，在教学实践中检验学科内涵的实际效用.