以数据处理能力为导向的高职环境监测技术专业《数据处理与统计》课程教学改革探索

白燕茹 朱海波 李青 赵秋利 王春梅

摘要：数据处理与统计课程是 高职环境监测技术专业基础课程。该课程目前在教学过程中存在 教学内容理论性强、教学方法形式单一、软件运用不够充分、考核体系不够完善等教学“痛点”问题。针对这些问题，根据学生的实际需求和水平，设计更多样化、更有趣味性、更有针对性的教学活动，充分利用软件的功能和优势，建立更科学、更合理、更有效的课程教学体系。本次课程改革将从丰富教学方法、融入课程思政、应用统计软件、完善评价体系等方面改革。通过对教学方法、软件应用、考核体系的改革有效提高学生的数据处理能力，本课程教学取得良好效果，为相关专业基础课程建设提供借鉴。

关键词：数据处理能力；数据处理与统计；教学内容；软件应用；考核体系

引言

数据处理与统计是应用统计学理论与方法研究环境资料的收集、整理、分析和推断的一门学科。作为高职环境监测类专业的基础课程，本门课程的教学目的是培养学生试验设计和数据分析处理的能力，并针对学生就业岗位数据分析能力要求，实现校岗技能培养的顺利对接。

一、课程定位与目标

数据处理与统计是一门应用统计学理论与方法整理、分析环境保护领域数据的课程。它用数字反映并计量人类活动引起的环境变化和环境变化对人类影响的过程[1]。理解统计学的基本原理和方法并能够在环境科学与工程领域的实际问题中应用是教学目的[2]。对于高职环境监测技术的学生来说，数据处理与统计的课程学习，短期目标是为学生学习专业课奠定试验设计和数据分析方法的基础。长期目标是对接就业岗位的数据处理和检测数据质量控制要求，实现学生在校和在岗培养技能的顺利对接，提升毕业生的质量和水平，更好地为专业和行业发展服务。

数据处理与统计作为高职环境类专业基础课程，对培养学生的数据处理能力和实验数据结果验证都起到至关重要的作用。但在教学过程中仍然存在教学内容不够丰富、教学方法单一、理论与软件学习未融会贯通、考核体系不够完善，教学现状亟须进行改革创新[3]。本文结合多年数据处理与统计课程教学的实践经验，以提高学生数据处理能力为导向，对本课程的教学改革进行探讨。

二、课程现状与问题

（一）教学方法不能满足当前需要

高职院校数据处理与统计学主要以数理统计知识为基础，重点是环境数据的收集、整理、分析和推断，教学内容理论性强，抽象概念较多，数据处理的原理、方法都较为枯燥，学生普遍积极性不高[4]。另外高职环境类专业招生是文理兼收，学生的数学基础和专业认知能力参差不齐，学习过程中对课程的重视度较为欠缺。在以往的课程教学过程中，主要靠教师讲授理论概念、公式推导和数据计算，学生是被动的接受者，容易对枯燥难懂的统计概念产生畏难情绪，課堂注意力不集中，最终影响课堂教学效果。另外，教学形式的单一导致学生自主探究的能力无法发挥，教师对学生的具体学习状况也难以掌握。为了使学生真正掌握《数据处理与统计》的重要理论和方法，课程授课方法的改革刻不容缓[5-6]。

（二）理论教学与软件学习未紧密结合

数据处理与统计课程的数据处理原理和方法较为枯燥难懂，但本课程的实训主要是统计软件的操作学习，统计软件是在学习数据处理原理和方法的基础上，对实际的数据资料选择合适的统计方法进行分析，得到概率表示的结果。统计软件是利用理论知识去解决实际问题的便捷手段，统计软件的学习是以掌握理论知识为基础的，如果理论教学与统计软件脱钩，会导致理论教学枯燥呆板，软件学习一知半解，无法合理应用于实际问题，造成学与用的脱节[7-8]。

数据处理与统计课程是一门工具型的专业基础课，传统课程的“统计公式+人工计算”教学模式已无法满足大数据时代对人才的技能要求，取而代之的是培养统计实践运用能力[8]。但是如何将软件操作与理论知识紧密 地联系起来，使学生熟练掌握环境数据哪种情况需要调用哪种统计软件功能，最终培养具有统计软件应用能力的大学生，这是目前亟须进行改革创新的关键之处。

（三）考核方式未贯穿课程学习全过程

现如今，数据处理与统计课程的考核方式普遍采用“平时成绩+期末成绩”的组合，其中期末考试成绩占据较大比重。然而，鉴于考试时间的限制，期末试卷难以涵盖所有知识点，因此无法全面评估学生对整门课程的掌握状况。此外，考核方式的单一性以及期末成绩所占比例过高，可能导致学生课堂表现消极，过分依赖期末复习，无法循序渐进地掌握课程重点，易于形成临时抱佛脚的不良学习习惯。因此，改革考核方式已成为当务之急。

三、改革思路与举措

针对教学过程中所暴露的问题，本研究将从教学方法、软件应用及考评制度三个方面对数据处理与统计课程展开改革。在课堂教学中，我们将采取“以一种教学方法为主，多种教学方法相结合”的教学设计，以学生为核心，将教师讲授转化为学生针对实际案例进行主动思考、选择方法、运用软件、分析数据并得出结论的过程。通过此种方式，让学生在实践中学习、在学习中思考、在思考中掌握，从而避免被动接受式的教学模式。引导学生积极参与实践讨论，主动参与课程创新。

（一）改革教学方法，提高数据处理能力

数据处理与统计是一门以数据分析为主旨的课程，针对环境监测技术专业的岗位技能要求，对统计得到的环境数据需要选择合适的方法进行数据验证及统计特征分析，但数学公式的枯燥繁杂很容易让学生产生懈怠心理，造成学习困难，必须选择环境监测专业的数据案例让学生把数据分析和专业能力应用衔接起来，因此可以采取以下几种措施：

1.引入案例教学，提高学生学习的趣味性和对专业掌握的必然性

案例教学是一种以实际事件为情景的教学方法，它以学生为中心，对现实生活中的问题和情境进行互动式的探究和学习。在环境统计教学中，教师可以根据不同的主题设计具体的案例，让学生通过对案例中的数据进行收集、整理、分析和解释，最终得出有意义的结论，并在课堂上进行交流和讨论。例如，对环境监测专业，教师可以采用某市仪器测定的空气颗粒物的日平均浓度的数据，让学生分析颗粒物的分布特征和影响因素，并撰写分析报告。通过这个案例，学生可以掌握频数图的绘制、特征数的计算、概率分布的应用等知识点。案例教学能够激发学生对实际问题的兴趣和好奇心，引导学生探索和发现问题解决的方法和技巧。案例教学不仅加强了学生对理论知识的掌握和运用，同时激发了学生的独立思考和创新精神。

2.开展任务驱动式教学，增强学生学习的探究性

任务驱动式教学是一种以问题为导向的教学方法，它以学生的认知水平和兴趣为依据，增强学生主动参与学习的动力，让学生在完成具体的任务中掌握知识和技能，引导学生从浅入深、由表及里、循环往复地解决一系列任务，从而形成清晰的问题解决的逻辑、策略，进而理解知识的内涵，在完成任务的过程中，培养其分析问题、解决问题的能力。本次课程改革针对数据处理与统计课程理论性强、实践性高的特点，将任务驱动教学法用于该课程。通过环境案例提出需要解决的问题，再将问题以任务形式发布，引导学生进行头脑风暴，探索数据分析方法，采用鱼骨图式方式将问题进行细项分解，再逐步分析解决细项任务，最后完美解决主任务。

3.融入课程思政，培养学生强烈的社会责任感。

数据处理与统计课程包含大量的公式推导、数据计算内容，本次改革以社会实践中的热点话题为基础，将统计学的发展历程、统计思维、数据处理方法与思政教育相结合，通过教学，帮助学生树立“求真务实、实事求是” 的数据处理与统计工作原则，掌握“具体问题具体分析”的统计分析思路，具备“通过数据分析结论”的问题解读能力。本课程改革采用情景设计、实例引导、情况类比等方式，融入课程思政元素，旨在引导学生树立忠诚统计，甘于奉献的精神；严谨求真，尊重事实的态度；依法分析，严禁泄露的原则以及爱岗敬业，服务社会的价值观，从而循序渐进地实现思政育人目的。

（二）运用统计软件，促进数据处理与课程有机融合

数据处理与统计作为一门工具性课程，培养的学生需要具备运用统计软件分析数据的能力，只有将统计软件与理论知识紧密结合起来，在实操过程中融合理论知识点，让学生在做中学才能达到理论知识和软件使用的融会贯通。目前统计软件很多，根据环境监测专业实际需要选用EXCEL、SPSS、Origin等作为教学软件。

改革后的教学内容包括案例引入、方法选择、软件分析、得出结果的过程，软件使用使案例数据分析快速又便捷，使用环境领域案例作为软件应用的数据源，既可以巩固理论知识，又可以加深对软件应用的掌握，也为后续检测员岗位能力培养打好基础。例如设计案例：统计A、B两个企业最近三个月的排污口污染物排放浓度后，如何判断两个企业的污染物排放强度大小？看到案例后引导学生思考如何判断两组污染物排放浓度是否相同？引入知识点双样本方差分析（F检验）和双样本等方差（t检验），对知识点进行讲解，然后使用统计软件进行方差分析，根据数据结果判断两个排污口污染物排放浓度有无显著差异。通过案例教学把传统的“学统计方法”的教学模式转化成“做统计分析”的实践教学，有效提高课程的教学效果和学生的学习效果。

（三）完善考核制度，促使能力考评贯穿学习全过程

《数据处理与统计》课程非常注重应用性和实践性，原来考核方式较为单一，已经不能全面真实地反映学生的软件操作能力和数据分析能力，也无法将教学内容、教学考核与实际工作岗位数据分析要求结合起来。因此，本课程计划采用过程性考核+结果性考核的方法，对学生开展更为全面的考核。

本课程考核采用①基础知识课堂测试+②数据软件上机实操测试+③分组案例数据分析汇报+④分组专题调研分析报告+⑤课堂考勤及互动5种考核组合方式，将知识点的理解和记忆分散在平常的学习过程中，避免集中式、短时的死记硬背，让学生更加注重理解统计学方法和理论，并将其应用于实际案例，遵循“兼顾基础知识和应用能力”的原则，进行综合考核。课程将增加课内实训比重，课程的每周考核将以统计案例任务驱动的方式进行，各个小组成员通过材料分析、数据提炼、分析方法探究、实践检验的练习过程，完成数据处理与统计分析方法从认识到实践的过程，从整个教学过程及实训成果的考核，可以对学生实践操作能力、团队协作能力、数据分析能力和撰写总结报告能力进行全面、细致的学习过程成果评价，为每个学生准备一个课程考核评价表，详细记录课程开始到课程结束过程中阶段性考核及综合考核评价情况，本课程教学质量评价体系如下，见表1。

结语

本文以《数据处理与统计》课程为例，探讨了如何从教学方法、软件应用和考评制度三个层面对该课程进行改革。在实施教学改革的过程中发现，数据处理与统计这类枯燥的课程只要找对教学方法，着重培养实际应用能力也可以上得生动有趣，学生学得津津有味。从全过程考核评价效果可以看到此次课程改革较大程度上调动了学生学习的主观能动性、增强了学生的社会责任感，提高了学生数据处理能力。同时也发现课程改革过程中需要及时根据学生的反馈调整教学内容和策略，循序渐进，逐步完善数据处理与统计课程建设。另外教师在教学准备过程中要及时更新前沿的专业知识、防止知识老化，不断优化教学方法和课堂教学内容，才能培养出适应检测分析岗位的综合性人才。

本文系2023年杨凌职业技术学院教育教学改革研究项目《高职环境监测技术专业基础课程建设和教学模式改革研究》（項目编号：JG23069）研究成果。

参考文献：

[1] 胡振华.环境信息技术与统计分析[M].武汉理工大学出版社，2014

[2] 窦月芹.环境统计学课程建设探索与实践[J].现代职业教育，2020，（49）：116-117.

[3] 高爽.“金课”视角下《统计学》课程教学改革探索[J].山西青年，2022，（22）：97-99.

[4] 李明锐，湛方栋，何永美，秦丽，王吉秀，祖艳群.基于数据处理能力为导向的《数据处理与统计学》教学改革研究[J].高教学刊，2018（11）：123-125.

[5] 杨婵.高职院校数据处理与统计课程教学改革初探[J].时代教育，2014（05）：197.

[6] 黄介武.浅析大数据环境下的统计学课程教学[J].课程教育研究，2014（22）：235.

[7] 顾光同.《统计软件》课程教学改革的探索与实践[J].教育现代化，2018，5（01）：75-77.

[8] 吴鹏昊，高文伟，耿洪伟，王丽萍，白光红.统计软件教学让“教会学”代替“教学会”[J].教育教学论坛，2016（14）：147-148.

（作者单位：杨凌职业技术学院）

（责任编辑：豆瑞超）