案例驱动+课程思政的“多元统计分析与 R 语言建模”教学改革探索

张 弟，梁 莹，李文全

（韶关学院 信息工程学院，广东 韶关 512005）

随着互联网技术的发展，当今社会已经进入大数据时代，大数据与各个行业的融合已变得紧密无间［1］。大数据具有规模大、结构复杂、种类多、价值高等特点［2］。分析这些海量的数据，挖掘出重要信息和内在规律，成为当前亟须解决的问题。为了应对这一挑战，高校的大数据专业开设了统计学相关的课程，为解决大数据分析提供了可能［3］。其中“多元统计分析与R 语言建模”是统计学与计算机科学等多个学科的交叉学科，主要涉及数据挖掘、机器学习、数学建模等多个方面，并且多元统计分析技术在人工智能、经济决策等众多领域有着广泛的应用，是大数据分析的重要组成部分［4］。通过培养学生扎实的统计学基础和大数据分析建模能力，让他们在大数据时代游刃有余，为未来的发展和应用创造更多机遇。

一、“多元统计分析与R 语言建模”课程现状及分析

“多元统计分析与R 语言建模”课程，是大数据分析技术的核心课程，是一门理论和技术相结合的课程。目前该课程的教学上存在一些不足。首先，教材提供的数据量小且内容陈旧，无法满足当下的需求。其次，教师未能巧妙地将当前热点数据与学生感兴趣的事物结合起来，未能引导他们感悟、思考和拓展，从而限制了学生的创新能力。此外，在进行课程思政教学时，教师只是简单地将思政内容嵌入专业课程中，未能实现思政元素与课程内容的有机融合，导致思政元素离散、不系统，教学吸引力不够，育人效果不佳等问题［5-6］。

（一）教学手段单一

目前采用传统的课堂教学方式。课堂上，老师首先对知识点进行讲解，然后使用教材中提供的数据集演示如何使用R 语言代码进行具体任务的分析，以帮助学生掌握相关知识点；课后，教师布置相应的任务供学生练习。这种以教师为中心的填鸭式教育，发挥不了学生的主观能动性。如何激发学生的主观能动性，是教师在教学过程中都必须面临的一个问题。教学不仅要授之以鱼，更要授之以渔，要依据每个学生的不同特点，因材施教，制定科学的教学设计、教学方法，使学生得到充分的学习与发展。教材中的知识固然经典，但更新速度较慢。因此，教师需要关注本领域的最新进展，并不断更新知识，将最新科研成果引入到课堂教学中。教师渊博的知识和紧跟时代的科研成果能够为课堂教学注入新鲜元素，吸引学生的注意力，促进学生对所学知识的深入理解和应用。这样的教学方式将激发学生的学习热情，培养学生的创新思维和问题解决能力。

（二）学生应用能力差

目前该课程内容比较单一，主要侧重于传统统计理论的介绍。同时，教材所提供的数据陈旧且数据量较小，无法满足现代大数据时代的需求。此外，教学内容与实践的结合度较低，难以跟上新时代和新技术的变化，学生很难将所学知识应用到大数据实践中。目前该课程的实践主要是进行简单的实验演示；每个实验相对独立，缺乏连贯性，不利于学生对内容的系统理解；此外，数据验证的结果并没有将多元统计方法应用到现实生活中的大数据应用场景中，这导致学生无法获得对多元统计方法处理大数据的真正认识和深入理解。导致学生虽然知晓多种统计方法，却不知道如何在实践中使用；同时，教学缺少案例分析的训练，导致学生学习积极性低，缺乏创新能力，不能灵活运用所学知识。因此，我们需要导入案例分析的教学方法，来激发学生的主动思考，培养他们的大数据分析和应用能力。

（三）课程思政建设方面存在困难

传统的多元统计分析课程通常以枯燥深奥的数学公式和整齐的代码为主，缺乏思政元素的融入，缺乏人文环境和人文精神。整体课程思政建设薄弱，也存在困难。究其原因，首先，高校主要以学历学位和论文发表质量为导向来引进教师，较少进行思政素质和思政水平方面的审核或考察，缺乏对教师思政育人能力和实践能力的评价或考核；其次，新进教师科研压力大，教学任务重，整天忙于课堂教学和科研，很少有时间去博览群书，这导致新教师旁征博引能力欠缺、课堂专业知识与课程思政元素有机融入能力不足，使得学生对课堂教学内容兴趣寡淡［7］；另外，工科类教师在教育背景、学科训练和思维锻炼等方面与人文类教师存在较大差异，普遍缺乏人文知识储备；最后，由于课时限制，专业知识和课程思政的时间分配教师往往掌控不好。在“三全育人”的大思政格局下，“全员育人”要求全体教师共同参与，因此建设一支师德师风过硬、思政本领高超的师资队伍是当务之急［8］。

二、“多元统计分析与R 语言建模”课程改革措施

（一）寻找思政教育的契合点

在整个“多元统计分析与R 语言建模”课程教学过程中，结合每一节内容的理论基础和思想方法，教师可以根据每一节课程内容来挖掘相应的思政元素，进行具体的思想政治和道德情感教育。提炼出符合学生特点和课程特色的爱国情怀、法治理念、社会责任、文化自信、人文精神、价值追求等要素。从课前、课中、课后3 个环节，将这些思政元素渗透进教学内容中，实现知识性、技能性和价值性的有机融合，使得教学丰富生动、有针对性，并在潜移默化的情境中将课程的价值引导和灌输到学生心中。

例如在讲解聚类分析问题的思想、方法、步骤时，介绍谱聚类是一种基于谱图理论的聚类方法，利用数据的图结构来进行聚类；我国学者王珏等在该方法的研究中取得了重要突破［9］；这些重要贡献不仅在我国的聚类分析研究中具有重要影响，也在国际学术界产生了广泛的关注和应用；通过这个介绍，学生可以了解到我国学者在聚类分析领域的重要贡献，增强对于自己国家的学者在科学研究方面的自豪感。又如在讲述多元数据的直观表示的章节，可以给学生提供近5 年的GDP 数据，让学生用图表、图像等方式处理数据来对GDP 的发展趋势进行分析和展示，引导学生从GDP 数据中感受到国家的发展进步，激发起对国家的认同和自豪感，即通过多元统计分析，可以将丰富的数据和信息呈现给学生，从而使他们更加全面地了解国家的发展进程和伟大成就，激发起对国家的热爱和自豪感。再如在因子分析章节，可以通过确定思政素养和人格特质的相关维度和测量指标，来探究大学生的思政素养与其人格特质之间的关系，其中思政素养维度可以包括政治认同、法治观念等，人格特质维度可以包括开放性、责任心等；再进一步讨论思政对于大学生发展的价值和重要性，并提出相关的意见和建议。

而在讲述贝叶斯概率的时候，引入《狼来了》的故事，融入诚信思政元素：假定村民原先相信小男孩的概率是p1；当第一次小男孩大喊“狼来了”，村民们纷纷上山帮忙打狼，但发现狼没有来，此时村民相信小男孩的概率（即Bayes 公式计算的条件概率）由p1 大幅降至p2（老师推导）；第三次狼真的来了，小男孩大喊，但村民们相信他的概率是更低的p3（老师推导）；此时，引导学生着重关注这3 个概率值下降的过程，也是该孩子撒谎的过程，更是一个人失信的过程。学生经过融入的诚信思政元素的学习，明白诚信的重要性：诚信是社会主义核心价值观中个人层面的重要价值观，是中华民族传统道德的基石，是公民应当遵守的道德规范和价值信仰，从而让作为国家建设者和接班人的大学生接受诚信教育、提高诚信意识，践行诚信的社会主义核心价值观。

（二）案例驱动，锻炼学生综合能力

大数据领域正在快速发展，技术不断更新。在课堂上无法详尽讲解所有内容。因此，教师在基础理论讲解之后，鼓励学生自主学习更多相关知识，布置案例驱动作业，让学生从实际生活中寻找自己感兴趣的案例，结合专业的多元统计分析，锻炼并提高学生的综合应用能力。

在幸福感预测案例中，利用大数据对幸福感进行预测，数据包括个体变量（性别、年龄、健康、婚姻）、家庭变量（父母、配偶、家庭资本）、社会变量（公平、信用）等，案例的完成涉及数据的采取、特征工程、模型构建、模型评估是一套完整的数据分析过程，有助于学生系统地掌握多元统计分析的方法。案例以小组为单位，教师引导组内学生讨论确定如何获取数据、处理数据，采取哪种分析方法、进行哪些步骤等，让学生逐步进行案例分析，最后组织学生现场演示、讲解数据分析全过程，展示分析成果。教师则以数据分析的准确性、熟练程度，所选方法的完整性、准确性等进行点评评分，考核学生对所学内容的掌握程度以及分析解决问题的综合应用能力。

在法律案件统计分析案例中，学生统计一段时间内的某类真实法律案件，通过统计分析案件的背景、时间、人物等要素，并就案例中的法律问题展开讨论，可以培养学生对法治的理解和分析能力，提高学生的法治意识。

在文化特色调查统计案例中，可以通过多元统计分析的方式，帮助学生提高文化自信，增强对自身文化的认同与自豪感。学生分组选择一个文化背景相对独特的国家或地区，收集该国家或地区的文化特色、习俗、传统节日以及教育水平、医疗保健、环境保护等社会现状相关统计数据，并使用多元统计方法（如柱状图、折线图、饼图等）对所收集的数据进行分析和呈现，再就分析结果提出观点，并与小组成员进行讨论；小组之间还可进行相互对比和探讨，就文化背景、问题现状、数据分析结果等方面展开深入交流；最后，学生就跨文化交流中的共同点和差异进行反思，撰写个人或小组的反思文章，回顾整个案例的学习过程，分享自己对自身文化认同和自信度的思考和改变，并思考如何提高文化自信。通过本案例的实施，学生将通过对多元文化的调查研究和多元统计分析的实践，增强对自己文化的认同和自豪感，提高文化自信度。同时，学生的批判思维、团队合作和跨文化交流的能力也得到了锻炼。

（三）提高教师贯彻“课程思政”理念的自觉性和能力

教书者先读书，育人者先做人［10］。自觉开展教学内容的深入研究，寻找思想政治教育与专业教育的结合点，积累丰富的思想政治教育素材，钻研相关教学环节设计，树立并不断提高通过专业课程教学加强思想政治教育的自觉意识。通过自己的言行为学生树立榜样，进而以“润物无声”的方式影响学生的世界观、人生观、价值观。积极参加学校组织的各类课程思政教育教学改革培训，加强与思政课类教师的交流与协同合作。

课程思政教育实践的路径不仅是挖掘教学内容，探索思政元素，还急需提高专业课教师思想政治素养，教师只有具备高水平的思想政治素养，才能在自己的教学中为人师表，“三全育人”。可以通过师德师风建设专题和党建活动，提高专业课教师的思想政治素养；也可通过教研室定期组织课程思政教学研讨会活动，探讨课程思政教学设计、说课与评教活动，融入专业元素与思政元素，既能丰富课程思政教学内容，又达到育人的目的［11］。

（四）教学形式多样化

良好的教学效果需要教师具备健全的专业体系架构，因材施教的能力、善于运用的好的教学方法。此外，多打磨教学，学会如何制作出符合学生特点的教学设计。可以采用线上和线下相结合的模式进行教学。一方面，利用超星学习平台的优势，发布课前线上预习案例和统计方法，让学生提前了解实际案例背景和相关知识点，并在讨论专区讨论教师的提问。课堂上授课教师先检查学生对基本知识的掌握程度，然后有针对性的讲解重点和难点，最后通过实战大数据案例，将学到的知识与实际问题相结合，激发学生在课堂上的积极性。另一方面，利用对分课堂教学形式对学生的自学情况进行检查，并结合分组讨论，让学生从被动接受知识转变为积极探索知识，提高学生的学习参与性。针对教学中的重难点，可以通过动画辅助教学方式呈现出来，如使用动画展示概论分布的特征，让同学直观地理解该知识点，增加教学中学生的感性认识。教师要持续学习，紧追本专业领域最新进展，提高自己的专业素养；也要灵活调节教学进程，通过师生互动活跃课堂气氛，通过翻转课堂引导学生的思维，还可通过观摩优秀教师上课，提高教学能力，在教学方法上不断调整、实践，最终把课程打造成金课。

（五）教学效果分析

基于课程思政的“多元统计分析与R 语言建模”在韶关学院2020—2021 学年试行，并将1 班和2 班的教学效果进行了比较。其中，1 班采用“传统+思政教学”模式，2 班采用传统授课方式，两个班学生综合成绩分布情况分析见图1 所示。从图1 可知，1 班80 分以上的人数多于2 班，此外1 班的及格人数多于2 班。可见课程思政提高了学生的学习热情，发挥了学生的主观能动性。思政教学模式相比传统教学模式在教学模式上具有一定优势。

图1 各分数段人数对比（综合成绩）

三、结束语

“多元统计分析与R 语言建模”课程教学存在思政元素与专业内容未能有机融合、教材中演示数据不系统、课堂教学模式单一等不足，有必要对课程教学进行改革。建议通过寻找思政元素融入点、使用案例驱动教学、增强教师的思想政治素养、强化教师“课程思政”理念等，提高教师专业课课程思政的教学能力力，激发学生的学习兴趣，实现“三全育人”的目标。