基于应用型人才培养的统计软件课程教学改革与实践

曹石云 肖永火 陈胜

摘  要：对于以培养应用型人才为主的地方本科院校统计专业，如何应对大数据时代带来的机遇和挑战？文章从统计软件课程的教学改革着手，对大数据时代应用型统计人才的培养进行了探索和研究。文章分析了统计软件课程在应用型统计人才培养过程中的重要性，剖析了目前统计软件课程教学中存在的一些比较普遍性的问题，然后从课程设置、教学内容、教学方式和教学模式等几个方面，对统计软件课程的教学改革措施和方向进行了研究和探讨，并对在教学改革实践过程中的经验和成果进行了阐述。

关键词：统计软件;应用型人才;教学改革

中图分类号：G642 文献标志码：A         文章编号：2096-000X（2020）12-0102-04

Abstract： How to deal with the opportunities and challenges brought by the era of big data for local undergraduate colleges and universities that focus on cultivating application-oriented talents？ Starting from the teaching reform of statistical software course， this paper explores and studies the training of applied statistical talents in the era of big data. This paper analyzes the importance of statistical software course in talents cultivation process， some universal problems existing in the statistical software course teaching. Then， teaching reform of statistical software course direction is studied and discussed from the aspects of curriculum， teaching content， teaching methods and teaching mode， and the experience and achievements in the process of the reform in teaching practice are expounded.

Keywords： statistical software; applied talents; teaching reformation

随着大数据时代的来临，统计学专业的人才培养面临着极大的机遇和挑战。一方面，在大数据时代，数据所蕴含的价值越来越被重视，数据分析得到了前所未有的发展空间，社会对统计学专业的应用型人才需求量越来越大，特别是大数据分析、人工智能等新兴领域人才奇缺，这对于以培养应用型人才为主的地方本科院校的统计学专业，是难得的历史发展机遇。另一方面，大数据时代也给统计学本科教育带来了巨大的挑战，目前应用统计学专业一些传统的教学内容和教学方式明显滞后于新技术新产业发展的需求，已经与社会实际需求脱节，不能准确把握社会对统计人才专业技能的要求，从而导致培养的毕业生不能满足工作岗位的需求。

所以，对于地方本科院校的统计学专业而言，面对这一历史发展机遇，要及时响应时代发展的需求，根据社会需求积极调整人才培养方向，转变传统的人才培养思路，发展出具有自身特色的人才培养模式，培养出能满足社会需求的应用型统计人才。我们认为，对于地方本科院校的统计学专业，要培养适应社会需求的应用型人才、创新和变革统计学专业的人才培养模式，应该首先从统计软件课程的改革着手。所以，本文围绕着统计软件课程在整个应用型人才培养体系中的重要性、目前统计软件课程教学中存在的问题、以及教学改革的具体措施和方向进行了系统的研究和分析。

一、统计软件课程改革的重要性

首先，对于以培养应用型人才为主的地方本科院校的统计学专业，统计软件课程改革至关重要。大多数地方院校的统计学专业的人才培养目标是培养能够利用统计知识和统计软件进行数据分析、处理实际问题的应用型人才。也就是说，能够熟练使用统计软件进行数据分析是统计学专业毕业生的核心能力和核心竞争力。所以，统计软件课程的教学在培养应用型统计人才中起着非常关键的作用，重视统计软件课程和实践课程教学，是地方性本科院校的统计专业实现可持续性发展的必由之路。如果不重视统计软件的教学和实践，地方院校的毕业生将不仅在理论水平上比不上国内一流大学的学生，应用能力上也没有自身优势，在就业市场上将面临非常不利的局面。

其次，要创新和变革统计学专业的人才培养体系，应该首先从统计软件课程的改革着手。这是因为，随着时代的发展，理论课程内容的变革相对更加滞后，一套成熟的理论体系往往要经过数十年、甚至更长的时间才能发展完善，而统计软件课程由于其应用性强、与实际应用结合紧密的特点，在教学内容和教学方式上能够更加灵活地进行调整，以适应社会发展的需求。

很多知名統计学者和统计教育工作者已经认识到在大数据时代，统计学教育所面临的机遇和挑战，并指出统计软件教学对统计专业人才培养的重要性。中国人民大学孟生旺、袁卫教授在《大数据时代的统计教育》中指出[1]，能够熟练使用一款专业统计软件进行探索性数据分析、掌握统计计算技术进行模拟研究，是统计学专业本科生的基本技能。他们同时指出，应该要结合社会需求，对教学内容进行调整，加强统计软件应用与实际问题的结合，培养学生良好的口头和书面表达能力。曾五一等[2]提出，在应用型统计人才的教学过程中，弱化传统的数理逻辑的推证教学方式，强化统计方法的学习以及利用这些方法分析数据能力的训练，以真实数据编写案例，开展案例教学和统计实验，将理论方法的教学与统计软件相结合，提高学生的实际工作能力。关于在实际教学过程中如何开展对统计软件课程的教学改革，大量统计教学工作者进行了系统的探索和实践[3-8]。

二、目前统计软件课程教育中存在的问题

（一）课程设置和教学内容方面

目前在统计软件课程设置和教学内容方面，主要存在以下几个方面的问题：一是统计软件课程开设种类过多、重点不够突出，存在“一门课程一种软件，一个老师一种软件”的情况，从而导致学生“每种软件都学过，每种软件都没学好”的情况;二是教学内容比较传统，大部分统计软件教材已经跟不上时代的发展，学校教的内容与用人单位对统计人才的知识需求脱节比较严重，对于学生的就业和工作帮助不大;三是统计软件课程和理论课程之间缺乏系统性和连贯性，内容重复过多。

（二）教学方式和教学模式方面

目前统计软件课程的教学方式和教學模式较为传统，在教学方法上主要采取课堂讲授和上机操作相结合的方法。通常的教学方式为，首先教师讲解统计软件的某个具体分析功能，并用软件进行示范，然后学生进行上机操作。这种教学方式存在的主要问题是教学主要停留在单个知识点的教学与应用上，而忽略了对实际问题的全过程处理能力的培养，软件教学仅停留在简单的功能使用介绍，无法真正让学生运用所学的统计分析技能去分析和解决相对比较复杂的实际问题，也不能培养学生的自学能力和团队协作意识。统计软件课程的教学模式仍然比较传统，仍停留在以教师为中心的课堂教学模式，没有充分调动学生的积极参与性，实践教学主要在校内开展，社会化实践教学重视程度不够，与行业内的企事业单位联系不够紧密，不能充分利用校外的学习资源对学生进行实践教学。

三、教学改革的探索和实践

由于国内大多数地方性高校在统计软件课程教学过程中存在的以上问题，导致培养的毕业生往往动手能力不够、不能熟练运用最新的数据分析方法和统计软件，与社会对统计人才的要求不相适应。为改变这种现状，我们在经过广泛的对用人单位调研和兄弟院校调研后，不断探索和研究统计软件课程的教学改革，提出了以下几个方面的改革措施和具体的实施方案。

（一）课程设置和教学内容的改革

课程设置和教学内容的改革主要遵循两个思路。第一、课程设置和教学内容以培养应用型人才为指导思想、以满足社会需求为导向。目前流行的统计软件主要包括SAS、SPSS、R语言、Python和Stata等，这些软件都能实现数据处理和数据分析的功能，但每种软件又有其特点。我们通过对目标用人单位和我校历届毕业生的调查，得到以下结论，目前在数据分析行业主要使用的软件有R语言和Python，在非数据分析的其他企事业单位，能够熟练使用Excel也会拥有比较大的优势。所以，我们确定软件教学以R语言为主线，其他软件为辅。在具体的课程设置中，第三个学期开设《R语言程序设计》，并在专业基础课和专业必修课等理论课程的上机操作中，要求任课教师主要使用R语言进行教学，避免 “一门课程一种软件，一个老师一种软件”的情况，改变各门课程、各个老师各自为阵的局面，使得学生能够集中力量学好学精一门软件。对其他软件进行有选择开设，如在第六学期开设Python课程，《Excel数据分析与可视化》作为选修课放在第七学期开设，以满足一些非数据分析行业用人单位的需求，增强学生的就业竞争力。并在第七个学期专门开设《案例分析》课程，全部采用真实案例和真实数据，向学生介绍完整的项目分析过程。同时对教学内容进行优化，修改教学大纲，在教学内容中增加最新的与社会需求密切联系，选择紧跟时代发展、能反映最新应用成果的教材。第二、重视培养学生的软件操作能力，明确统计软件课程在整个教学体系中的重要地位，统计软件教学贯穿到整个大学教学过程中。除了单独开设的统计软件课程之外，在理论课教学中，加强统计模拟的训练，比如，在专业基础课《概率论》和《数理统计》中，增加计算机模拟的内容，开设上机操作课程，使学生能够利用计算机模拟，直观地对理论结果进行验证。比如，对于《概率论》课程，用R语言实现随机数的生成，验证大数定律、中心极限定理等;对于《数理统计》课程，使用R语言实现描述性统计、区间估计和假设检验等。这样不仅可以加深学生对理论知识的理解，而且能够提高学生的学习兴趣，同时也让学生了解到统计软件的作用。

（二）教学方式的改革

创新统计软件课程教学方式，采取案例化教学和项目化训练，逐步改变以往过于注重讲授各知识点的软件操作，而忽略解决实际问题全过程训练的教学方式。采取案例教学的方式，把统计软件课程的教学和数学建模、统计建模结合起来，寻找一些具有现实意义、应用性较强或具有实际应用背景的课题，要求学生以项目化的形式分组完成，从数据的搜集、数据的整理以及模型的构建，再到统计分析，最后完成详细的项目报告，并由小组成员轮流在课堂上进行汇报。从而将教师为中心的课堂转化成为以学生为中心的课堂，充分锻炼学生的表

达、沟通、组织、团队协作等能力，达到教学相长、培养学生解决实际问题的能力的效果。

在考核方式上，侧重于对学生使用统计软件解决实际问题能力的考查。学习西方发达国家先进的教学理念，加大学生的平时学习工作量，比如，一门课程整个学期需要完成4-5篇数据分析课题，在成绩评定时，以这些课题的项目报告质量和课堂上的汇报情况作为成绩的主要评判标准，取消软件课程的期末理论考试，而改用完整的项目分析报告代替。

（三）办学方式和教学模式的改革

培养应用型统计人才，关键是要培养满足社会需求的统计人才。要培养应用型人才，统计软件教学和实践教学至关重要。由于绝大多数教师一般缺少行业内工作经验，对于统计软件的最新发展和应用不能及时把握，而行业内企业往往掌握最新的统计软件应用和大数据分析方法，能够准确把握社会需求的发展变化。所以，要培养满足社会需求的应用型人才，必须要摒弃传统的“关起门来办学”的传统办学方式和教学模式，走出“象牙塔”，坚持校企合作、共同培养应用型统计人才的模式和方法。近5年来，我们在统计软件的教学模式和实践环节上进行了探索和大力的改革，与广州、深圳等发达地区一批在行业内领先的大数据企业、以及本地的出租车公司、大型医院等一些有数据分析需求的企事业单位进行深度合作，按照“优势互补、互利互惠、共同发展”的原则，校企合作共建了一批创新创业联合培养基地，建设了包括大数据分析与挖掘协同创新平台、复杂交通数据分析与挖掘创新创业平台等一批大数据分析平台，以及统计调查和大数据分析实验室等学生实践平台。利用这些平台和实验室，与企业共建统计软件和实践课程，实现资源共享，共同培养高水平应用型人才。聘请企业的高级技术人员作为校外兼职导师，在第七个学期，利用1-2周的时间，请校外兼职导师给学生集中讲授统计软件在实际中的应用和具体的案例分析。同时，企业为学生提供实践实习岗位，对学生进行实际项目的训练，学生参与校企合作的科研课题，或者参与到企业的实际的大数据分析项目，该举措极大地提高了学生的能力，实现了专业设置与行业需求、学生实践能力与职业能力的“无缝对接”，有效地弥补了以前存在的实习单位难找、学生实践能力差和校内老师行业经验不足等问题。我们对该教学模式改革前后的毕业生进行了跟踪调查，发现改革后从事与统计分析相关工作的毕业生比例提高了20%左右，毕业生的一次就业率和毕业后一年的平均工资也有了非常明显的上升。

另外，为弥补现阶段缺少与实际需求相适应的统计软件教材，我们还通过校企合作，与行业内专家共同编写大数据教材和讲义，教材内容能够充分反映大数据领域的新发展、新要求，目前有些教材以及公开出版，有些也正在付诸公开出版的过程中，解决了目前这个领域教材不足且与实践脱节的问题。同时，校企共建案例库，使教师在软件教学中有丰富的与实际相联系的教学案例，有丰富的实际数据供学生在校内进行实践训练。

（四）重视学科竞赛，加强统计软件的实践操作训练

重视与统计学科相关的大学生课外科技竞赛和项目，目前这方面的比赛主要有统计建模竞赛、大学生数学建模竞赛、大学生市场调查分析大赛、泰迪杯数据挖掘挑战赛，另外还有阿里巴巴的天池大数据竞赛和在国际上享誉盛名的Kaggle数据挖掘比赛等，以及大学生创新创业计划项目、互联网+创业大赛和挑战杯等各种项目和课外科技竞赛。对于这些项目和比赛，积极组织和鼓励学生参与，并从制度上和师资上进行保证，由专门的老师负责前期指导和赛前培训。对于学生而言，参与这些比赛是非常好的锻炼机会，可以使他们结合所学的统计理论知识，利用统计软件，来解决一些他们感兴趣的实际问题。通过参与比赛，可以从专业理论基础、数据搜集和处理、统计建模、统计软件操作和团队协作等多个方面提高学生的综合应用能力，使学生尽早对业界的实际课题的解决有较全面了解。

四、结束语

随着时代的变迁，大学教育由“精英教育”逐渐转变为“大众教育”，对于大多数地方性本科院校，都对人才培养的方向进行了重新定位，像笔者所在的高校，明确定位为建设国内先进有特色高水平应用型大学，以培养应用型人才为主。对于统计学专业而言，传统的统计教育偏重理论推导和学术能力的培养，而轻视统计软件应用和实践能力培养，如果不进行重新定位和教学改革，由于地方高校自身的局限性，培养的毕业生将不仅在理论水平上落后于国内一流大学，而且在应用能力上也没有自身的优势。这种方式培养的毕业生已经不能适应社会经济发展的需求。所以，对于地方本科院校的统计专业而言，应积极转型，坚定以应用型人才培养为主要方向。

本文首先提出，统计软件课程的教学在培养应用型统计人才中起着至关重要的作用。其次，针对目前统计软件课程教学中普遍存在的一些问题，我们从课程设置和教学内容、教学方式和教学模式等几个方面对统计软件课程的教学改革方向和目标进行了探讨和研究。提出了统计软件课程设置应该以满足社会需求为指导方向，教学内容要及时更新、适应时代的发展需要;在软件课程的教学过程中，以培养学生处理实际问题的能力为主，实施案例教学和项目化教学;积极开展校企合作，聘请校外专家作为兼职导师，集中开设统计软件课程及案例分析讲座，共建实践平台。另外，重视学科竞赛，在学科竞赛中培养学生的软件操作能力和解决实际问题的能力。

参考文献：

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