基于“能力为本”的应用统计专业CMDA实践教学体系探究

安建业 韩莉莉 徐立

摘    要：实践教学环节不仅是学生体验生产、现场相关知识的重要环节，也是教育教学理念“知识本位”向“能力本位”转向的关键渠道。文章针对应用型本科院校应用统计学专业中存在的“四重四轻”现象，围绕“复合型、创新型应用人才”的培养目标，通过构建产学研有机融合的CMDA实践教学体系，形成“基于问题驱动、数统协同、五柱支撑、四年不断线”的运行模式，激发学生自主探究、勇于创新的学习热情。

关键词：能力为本；应用统计专业；CMDA；实践教学体系；运行模式

中图分类号：G642          文献标识码：A          文章编号：1002-4107（2023）05-0055-05

应用统计学是以各领域的具体数量为研究对象，为其提供定量分析的学科，具有较强的学科复合性和边缘性[1]。其实践教学是深化课堂教学的重要一环，为学生了解社会、接触生产实际提供平台，是高校创新性应用人才培养的核心部分[2]。长期以来，在应用统计学专业人才培养过程中，存在着“四重四轻”现象，即重理论，轻实践；重知识，轻能力；重统一规格塑造，轻个性化发展，重知识与技能传授，轻综合创新能力培养。这些问题使得实践教学内容缺乏系统性，过程缺乏规范性，模式缺乏有效性与科学性，培养的学生动手能力不强，专业兴趣不浓，创新能力不足，研究并解决这些问题对提高应用统计专业人才培养质量具有重要的现实意义。

本文从教学理念、内容、方法、手段、规范等方面入手，对应用统计学本科专业实践教学体系进行深入探究，构建了CMDA实践教学体系，在做“好”实践教学体系总体设计的同时，努力做“实”实践教学过程的每一个环节，逐步达到做“强”复合型、创新型理学应用人才培养的目的。

一、突出“能力本位”，构建CMDA实践教学体系

应用统计专业以培养主动适应我国经济发展新常态，充分融入大数据背景下我国产业转型升级和创新驱动发展，面向商业、教育、金融、保险、软件、银行等行业领域社会亟需的理学应用人才为目标。在专业培养中强化数学与统计学学科基础，培养具备采集、整理数据以及科学研究的基本能力，能够熟练运用计算机软件进行建模、分析与求解，并掌握某一行业领域的专业知识与技能，在政府部门或企事业单位从事数学建模、统计调查、数据分析、风险管理、保险精算、软件开发等相关工作的复合型、创新型理学应用人才。

（一）CMDA实践教学体系的原则

本文围绕培养定位与培养目标，综合考虑大学生认知规律、学科特点以及社会对理学应用人才的规格诉求，构建CMDA实践教学体系。

1.以尊重实践主体的认知发展规律为前提。大学生是实践教学的主体，具有很强的求知欲，知识与技能学习热情高，能够辩证地认识事物，勇于求新，富有创造力。在构建实践教学体系时，要遵循大学生“独立思维不断增强，辩证思维开始发展，创新思维逐渐确立”的认知规律，通过开展专业实习、学科竞赛、项目研究、读书沙龙、资格认证等活动，让学生在发现、分析、解决问题的过程中提高自主探究、独立思辨的综合创新能力，促进其个性发展，增强实践教学体系的科学性。

2.以强化理性思维训练为目标。实践教学活动不能简化为技能和实操，否则长远观之会沦为市场应变的工具[3]，而应将教学目标定位在学生理性思维提升上。理性思维是建立在证据和逻辑推理基础上，对问题进行观察、比较、分析、综合、抽象与概括的一种思维方式[4]，提高学生的理性思维能力是社会对理学应用人才的基本要求。因此，在构建实践教学体系时，要以问题为驱动，将培养学生的理性思维融入到统计调查、数学建模、统计建模、项目研究等实践教学活动中，增强实践教学体系的有效性。

3.以定量分析能力培养为核心。定量分析是对自然或社会现象的数量特征、数量关系及其数量变化规律的量化描述，进一步揭示现象背后隐藏的客观规律[5]。运用定量分析方法研究并解决实际问题恰好能夠发挥理学学科的优势，因此，在构建实践教学体系时，要强化大学生“围绕问题采集数据、基于数据建立模型、针对模型设计算法、对照背景应用分析”多方面的量化分析能力，增强实践教学体系的系统性。

（二）CMDA实践教学模式

按以上原则，紧紧围绕复合型、创新型理学应用人才的培养目标，在课程实践、学科竞赛、项目研究、读书沙龙、专业认证等实践活动中，沿着培养学生“采集数据能力（C）、建立模型能力（M）、设计算法能力（D）、应用分析能力（A）”能力为本的主线，构建了CMDA递进式四项核心能力实践教学体系（见图1）。具体如下。

1.采集数据能力（C）：具体包括调查问卷设计、抽样调查方法、数据录入清洗、数据库查询、科技文献检索、其他采集方法及撰写报告等能力。

2.建立模型能力（M）：具体包括回归方法建模、时间序列建模、概率方法建模、多元统计建模及其他方法建立精算模型、商业分析模型、风险评价模型等。

3.设计算法能力（D）：使用python、SAS、R等编程软件实现统计模拟算法、优化算法、智能优化算法及其他算法设计能力。

4.应用分析能力（A）：这是CMDA实践教学体系的落脚点。通过实践课程、项目研究、读书沙龙等实践活动设置，培养学生软件开发、经济热点、金融风险、信用评价、商业领域、社会热点、教育大数据及其他问题的应用分析能力。

（三）能力实现矩阵的设计

围绕CMDA递进式四项核心能力，进一步细化各模块的教学内容，并用H（强）、M（中等）、L（弱）度量实践教学内容对实现核心能力功效大小，设计好能力实现矩阵结构（见表1）。如在课内实验上机模块，常微分方程对设计算法能力具有较强的培养，通过安装使用Matlab软件，实现对数学类和统计类专业学生算法设计能力的提升。

二、围绕教学体系，做“实”实践教学运行模式

基于“发现问题→分析问题→解决问题”的问题驱动能力培养思路，充分融入现代信息技术，强化数学类专业学生数学建模与设计算法能力，提高统计学类理学专业学生的数据采集、建模与应用分析能力，并以“五个一”为支柱，做“实”实践教学的具体过程，形成“问题驱动、数统协同、五柱支撑、四年不断线”的实践教学体系运行模式（见图2），增强实践教学体系的规范性和有效性。

（一）建立一支“双结构、双师型”实践教学队伍

围绕培养复合型、创新型理学应用人才对教师实践教学能力的要求，采用“内培、外引”等方式，打造“双结构”实践教学团队，保障实践教学活动的有效开展[6]。一方面，天津商业大学理学院（以下简称“学院”）积极鼓励现有青年教师从事实践教学，通过科技特派员、挂职锻炼、组织校内培训、考取职业资格证书等途径提高专任教师在采集数据、建立模型、设计算法、应用分析等方面的专业实践技能，培养“双师型”实践指导教师。目前，学院已有7名教师获得创新创业导师认证，并且学院成立了双创工作指导小组，每个系都设置实践指导教师，30多名教师组成双创导师库，为学生提供系统指导，7名教师获得高级分析师资格，为学生数据分析、建模提供有利师资保障。

另一方面，学院通过直接聘请、柔性引进等方式引入在校外实践基地中在数据分析、建模分析方面具有行业从业经验的专家、学者作为兼职教师。目前，校外导师库有35人，柔性引进高级统计分析专家2人。

（二）编写一部“规范实践教学行为，深化实践教学改革”的系列指导手册

针对实习教学过程中管理不规范，实践教学考核方式单一，教学模式缺乏有效性与科学性等问题，学院在深入研究实践教学内容、教学资源、考核方式、管理制度与运行机制的基础上，依照实践教学体系制定实施细则，编写适合应用统计学专业的学生实习系列指导手册。从以下几个方面提炼实践教学内容。

1.抽象概念体验化。将数学分析、高等代数、解析几何、概率论、数理统计、微分方程等大学数学课程中难于表述、不易理解、比较典型的抽象概念、定理作为实践素材，让学生利用现成数学软件或其他计算机语言进行编程，研制数学模拟实验，直观演示相应的数学思想，以提高学生的编程能力，加深学生对知识的理解。

2.生活案例学理化。选择与日常生活密切相关，所用数学、统计方法比较典型的实际案例进行实践。学生通过对这些现实对象的信息提炼、分析、归纳、翻译，用数学、统计语言精确地表达对象的内在特征，借助于计算机编程，运用数学演绎推理、统计归纳方法进行分析和求解，使学生深化对所研究问题的认识，提高其解决实际问题的能力。

对照实践教学体系，学院进一步制定实践课程教学大纲，细化过程化考核方式，编写实践教学系列指导手册，主要包括专业认识实习指导手册、统计调查实习指导手册、课程（数学建模）实习指导手册、专业应用实习指导手册、大学生创业基础实习指导手册、专业技能实习指导手册、专业综合训练实习指导手册以及毕业实习指导手册。

（三）搭建一个“支撑实践教学”的软硬件平台

搭建满足实践教学需求的软硬件平台既是学生掌握数据采集、处理与分析技能、计算机软件应用技能的必备条件，也是达到预期实践教学效果的重要保障。为此，主要加强以下三方面建设。

1.建设全程探究化实验实践中心。学院多渠道吸纳资金，改善数学与统计学实践教学的硬件环境，建立调查咨询中心、经济与统计教学实践中心和大数据实验中心，购置R及python、SAS、MatLab、Lingo、Spark等各种数学、统计、数据可视化及大数据分析软件，为学生创设真实数据调研、采集、提取、访谈及分析等全流程实验实践体验环境。

2.建设联动多元化行业实践基地。学院与互联网、IT、经济、商业、金融、教育、统计等相关企业或政府部门共建校外实践基地，通过项目驱动、实践驱动、平台驱动等模式深化校企、政学、研学等行业合作，与华海财产保险股份有限公司、天津市统计局、国家统计局滨海新区调查队、中经数（北京）数据应用技术研究院等企业、政府和研究所建立实训实践基地13个，为学生实习实践、数据共享、实际场景体验等提供了真实的场所，提升了学生数学建模与数据分析等方面专业技能和自主探究、獨立思辨的能力。

3.建设智能可视化实践教学平台。学院充分运用现代信息技术，以“便于学生自主实践，利于教师辅助教学”为原则，贯彻“稳固基本技能—突出专业技能—提升创新能力”三位一体的设计理念，开发一个集“加深知识理解、提高动手实践能力、培养学生创新、创业精神于一体”的“数统天下”实践教学平台，即数学与统计学共享实践教学平台，见图3。与上海南康科技有限公司合作建设了基于云联络专家（NK3C）的数据采集与分析实践教学平台。教师将实践材料、学习要求及其他学习资料上传到该教学网络平台，学生借助平台可随时随地浏览学习、讨论，实现资源共享、多重交互、自主探究、协作学习，同时通过学生学习可视化图像便于教学管理与监测，提高实践教学效果。

（四）开辟一条“基于第二课堂开展实践教学”的有效途径

第二课堂是第一课堂的延伸与创新，对于培养理学类专业学生的综合能力具有独特的优势。学院整合学科竞赛、实习基地、大创计划项目、学生社团、教师科研、社会实践、互联网平台等教学资源，并将其与第一课堂相链接，开拓学生创新思维，提高创新能力。为了做“实”第二课堂，主要从以下两方面加强建设。

1.学科社团。树立以“学生”为中心的实践教学理念，充分挖掘学生的潜力，发挥数学联社、统计联社等学生社团组织的核心作用，鼓励学生在参与学科竞赛、项目研究、读书沙龙等第二课堂活动过程中，培养其自我管理、自主探究、独立思辨的综合创新能力。

2.学科资源。采取系统化、科学化的设计理念，将全国大学生数学建模竞赛，统计建模竞赛，数据挖掘竞赛，市场调查与分析大赛，SAS软件大赛等学科竞赛，国家、市、校三级“大创计划”项目，横向课题等项目研究，建模方法研读，数据分析研读等读书沙龙以及数据分析师、精算师等职业资格考试有机地融为一体，相互支撑，多角度、全方位提高学生的发现、分析、解决问题的综合创新能力[7]。

（五）制定一套确保实践教学体系有效运行的保障机制

保障机制既是维持实践教学体系有效运转的润滑剂，也是保证实践教学取得预期效果的必备条件。学校及基层教学组织从制度、场所等全方面做好运行保障。

1.運行机制。在学校层面，建立组织参加全国大学生数学建模竞赛、全国大学生统计建模竞赛、市场调查与分析大赛、数据挖掘大赛、SAS软件大赛等学科竞赛章程。在学院层面，制定理学院实习教学管理规定、上机教学质量标准以及实验教学质量标准；组织实施三级“大创计划”项目的管理细则与实施方案；制定开展读书沙龙活动的管理办法；签署校企合作框架协议等。

2.激励机制。将学生参加竞赛获奖、项目研究、资格认证等活动纳入综合素质学分认定范围，并作为各类奖学金、优秀毕业生评定以及“推免”攻读研究生的重要参考指标；指导学生参加竞赛、项目研究、资格认证等实践活动作为教师职称评审、岗位聘任的重要依据。

三、做“强”特色，提高应用人才培养实效

自2013年以来，CMDA实践教学体系在天津商业大学理学院应用统计学专业进行了教学实践，在教学实践过程中，不断与商业、教育、金融、保险、软件、统计等行业领域相融合，通过数学建模与设计算法训练，重点强化学生的类比分析、演绎推理能力；通过数据采集与应用分析训练，重点强化学生的实践应用能力和实践创新能力，并在2018年获得第八届高等教育天津市级教学成果奖二等奖，2019年学院获批天津市三全育人综合改革试点院（系）实效奖，在实践检验中取得了较好效果。

通过实践，学生自主学习数学建模、统计建模、调查与数据分析、数学与统计软件（R、SAS、Matlab、Lingo）应用等方面知识与技能的兴趣日渐浓厚，学生的四项核心能力不断提高。在全国大学生建模竞赛、市场调查与分析大赛、SAS数据分析大赛等学科竞赛中，学院2人获全国一等奖，27人获二等奖，46人获三等奖；60人获天津赛区一等奖，118人获二等奖，学生参赛人数已占学生总数的60%以上。近年来，学院在申报的“大创计划”项目中，共获得国家级项目19项，市级项目16项，校级项目30项，其中3个项目的研究成果分别入选第七、八、九届全国大学生创新创业年会。另外，150多名学生还参与了天津市统计局、河东区文明办等单位开展的政府绩效考核、养老问题、文明社区建设测评等横向课题研究，参与撰写了研究报告，发表了研究论文，在问题驱动下自我探究、独立思辨的创新能力不断增强。

学生的学习动力不断增强，学习能力显著提高，考研或出国深造的积极性越来越高，考研上线率、录取率也稳步提升。2020年，在学院近四成的考研学生中，有一半学生的成绩达到录取分数线，创造了近年来最好成绩。在研究生复试中，由于学生在数学建模、数据分析能力方面的突出表现，又有多名学生考取了中国科学院大学、复旦大学、南京大学、上海交通大学、南开大学等双一流院校。

同时，学院由于实践教学体系对接了社会对建模、数据分析人才的旺盛需求，所以学生与社会满意度不断提升。据不完全统计，近七成毕业生在互联网、商业、金融、教育、统计等行业领域找到了从事数据建模与分析、软件开发等专业对口的工作，就业质量稳中趋好。许多毕业生深深地体验到：实践教学对自己理性思维能力的提升帮助很大，在工作中受益匪浅。

四、结语

虽然基于“问题驱动、数统协同、五柱支撑、四年不断线”的CMDA实践教学体系在教学过程中取得了初步成效，但是无论在内容上还是在形式上仍不完善，需要与时俱进。教师应在今后的教学实践中不断适应社会发展对理学应用人才提出的新要求，进一步丰富实践教学体系的内涵，探索更有效的运行模式，提高理学应用人才的培养质量。

参考文献：

[1]曾五一，肖红叶，庞皓，等.经济管理类统计学专业教学体系的改革与创新[J].统计研究，2010（2）.

[2]教育部.教育部关于加强和规范普通本科高校实习管理工作的意见[EB/OL].（2019-07-12）[2022-09-05].http：// www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7056/201907/t20190724_392130.html.

[3]魏岳嵩.地方高校应用型统计学专业实践教学体系的构建与实施[J].通化师范学院学报（自然科学）.2016（6）.

[4]孙婷.义务教育阶段学生数学推理论证能力测评[D].华东师范大学，2014.

[5]李苗在.结构方程分析在普通高中学生学业成绩研究中的应用[D].华东师范大学，2014.

[6]赵良庆，蔡敬民，魏朱宝.应用型本科院校实践教学的思考和探索[J].中国大学教学，2007（11）.

[7]黎勇.转型发展背景下数学与应用数学专业教育教学体系改革的探索与初步实践[J].高教论坛，2017（1）.