新工科背景下CDIO理念的“统计学”课程教学改革探讨——以滁州学院为例

郑 峰，耿刘利，陈海燕

为了更好地积极主动面对新一轮科技发展与产业改革，进行创新驱动发展、“中国制造2025”等一系列国家相关战略，2017年以来，国家教育部大力推动新工科建设，先后形成了“北京指南”“天大行动”和“复旦共识”，并公布了《关于推荐新工科研究与实践项目的通知》和《关于开展新工科研究与实践的通知》等文件，积极探索出领跑全球工程教育适合中国发展的模式和经验，推动我国应用型高等教育发展水平。培养出与国际社会接轨的高素质工程师是我国应用型高等学校工科教育的急切需要，但是在我国应用型高等学校工科教育中仍然还存在一些问题，如重视理论知识学习而轻视实践应用能力、强调个人能力而忽视团队合作能力和创新创业能力的培养等问题。[1]

统计学是以现象总体的数量方面为研究对象，阐明统计工作的基本理论与方法，是一门方法论科学，是应用型本科高等院校经管类专业的必修课、核心课之一，对学生专业能力和团队协作能力的培养具有至关重要的作用。通过对本课程的学习，学生能够掌握有关统计知识方面的基本技能，能够初步根据具体任务和条件从事社会经济问题的调查研究。在此背景下，“统计学”课程教学内容将以数据为研究对象，不再注重在特定的模型下对总体参数进行估计和检验，而是强调多学科的交叉融合以及创新创业能力的培养，在“统计学”课程实践内容中注重专业知识的应用和解决问题能力的提高。为了更好地提高“统计学”课程的教学效果，培养学生应用统计方法分析和解决问题的实际能力，以适应新工科背景下对“统计学”课程的教学目标的新需求。本文尝试将CDIO工程教育理念融合到“统计学”课程当中，进行教学案例设计，从而构建基于CDIO理念的教学模式。

一、CDIO理念涵义

CDIO包含构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)和运作(Operate)四个部分，它以产品为依托，从构思、设计、实现到运行的整个生命周期为载体，让学生以主动性、实践性的和课程之间有机联系的方式来学习实际的工程项目。CDIO大纲将学生的专业能力分为工程基础知识和推理能力、个人技能和工作态度、团队协作能力和沟通交流能力、工程系统能力四个层面。CDIO的教学目标不仅要求学生具有更强的理论知识和实践技术的能力，从而能够很好的在系统和产品研发中起到主导和引领的作用，而且要求他们能够通过学习认识到自己所做的产品和系统研发工作具有很重要的意义。[2]

目前，全球己经有来自40多个国家的高等学校加入到CDIO国际组织和合作计划，共同构建和完善CDIO教学模式并取得了很好的效果。截止到2021年，我国约有100所高等学校的一些相关专业成为教育部CDIO工程教育模式研究与实践课题组试点工作组的高校成员，CDIO工程教育理念的研究和应用在国内开始盛行。

二、CDIO理念融入课程的改革准则

滁州学院经管类专业人才培养目标是培养具有熟练经济技能、敏锐经济意识、良好信息化素养，强烈社会责任感的，具有创新精神和创业能力，适应长三角地区经济社会发展需要的高素质新型人才。因此，对专业理论知识和专业实践技能两个方面都具有较高的要求。CDIO工程教育理念强调培养学生的构思、设计、开发和实施能力，这与新工科对统计学课程的教学目标是一致的。

CDIO工程教育理念与传统教学模式相比，该理念具有特定的模式，因此在实施过程中，需要遵循以下准则：(1)要注重培养学生的实践能力培养，能应用理论知识解决工作中的实际问题。以项目实践为载体，从数据收集、处理、分析和解释的过程中培养学生的实践能力。(2)要具备个人能力素质、工作系统能力和团队协作能力和创新创业能力的素质。在进行项目案例实施过程中，进行分组进行，在此过程中培养学生的团队合作和创新能力。(3)强调以项目任务进行学习，让学生在一定时间内通过工作研究问题得出结论，通过校企校地合作，在企业具体岗位进行实习，将理论知识运用到实践中来，从而提高学生的社会能力。总之，对应用型高校而言，借鉴CDIO工程教育理念，对应用型高校统计学课程的教学模式进行优化设计，在理论和实践两个方面进行教学设计，提升课程教学效果，实现应用型人才的教学目标，具有极其重要的意义。[3]

三、新工科背景下“统计学”课程教学中存在的问题—以滁州学院为例

在新工科背景下，“统计学”课程主要强调学生吸收统计学的专业知识，去独立分析、处理与解决实际问题的综合能力。因此，教师需要转变固定的思维方式，改变教学模式和教学方式，让学生主动参与到学习中。本课程为滁州学院国际经济与贸易、工商管理、市场营销、财务管理和审计学专业的专业基础课，也是工商管理和市场营销专业的专业核心课。该课程应用性强，内容丰富，授课对象多，影响广泛，是实施教学改革的重要阵地之一。滁州学院经管类专业在统计学课程教学中还存在以下几个问题：

(一)教学模式比较单一

滁州学院经管类专业都开设“统计学”课程，共36学时，教师在教学过程中基本采用教师讲授和学生听讲这种模式，这样导致学生无法提高学习兴趣，学生缺乏主动性和参与性，无法实践中进行操作和锻炼，导致学习效果较差，无法达到统计学课程教学大纲的要求。学生毕业后在遇到实际问题时，无法应用统计学方法和软件去处理和分析解决，学生解决问题能力较差，与社会业界需求的技能比较大。[4]

(二)师生互动比较少

教师在课堂上主要进行理论课程的讲授，以及使用SPSS软件进行演示，教师上完课后就离开教室，师生互动比较少。在实训环节，教师直接给出数据，学生根据数据录入到SPSS软件中进行分析数据得出结果，这种模式缺乏了项目规划、分析和设计阶段，也忽视了统计调查，学生无法真正去主动参与整个项目的进展，无法培养学生的创新创业能力和团队协作能力。[5]

(三)考核方式比较僵化

目前，“统计学”考试仍然采用笔试(60%)+平时成绩(40%)的形式进行考核，在笔试试卷中包括选择题、简答题、图形分析题和应用题四种类型，学生考试前只需要进行复习教师的授课内容即可获得比较好的成绩，考完后就忘记了课程内容。无法真正考核学生利用统计学所学知识真正解决实际问题的能力，这与新工科的要求不相匹配。

四、基于CDIO理念的“统计学”课程改革与设计

以CDIO理论为指导，为经管类相关专业学生提高数据分析的实践能力而设置，在教学对象上要求为经管类专业本科二年级及其以上的学生。在我国大多数应用型高校中，学生的实际动手能力并不能满足业界的要求，与实践严重脱节，学生分析解决问题的能力也得不到有效提高，更谈不上综合能力培养。鉴于此，本文提出以CDIO大纲指导“统计学”课程教学案例的构建，将“统计学”课程各章节的内容进行有机的整合起来，形成系统化的项目式教学模式，希望能进一步锻炼学生实践能力，提高专业技能水平，填补学生动手能力和业界要求之间的鸿沟。[6]

(一)基于CDIO理念的“统计学”课程改革

本次进行教学改革的是滁州学院2020级国际经济与贸易专业，共计105人，分成10组，“统计学”课程教学内容共8章，包括数据的搜集、图标展示、概括性度量、参数估计、假设检验、线性回归、方差分析和指数分析。在此次统计学课程设计中采纳CDIO理念的项目式教学模式，笔者通过CDIO理念的项目教学法，以项目的形式将统计学课程按照数据收集、处理、分析、解释四部分来完成相关任务，贯穿于整个课程的教学过程，从中锻炼学生的团队合作和创新创业能力。

(二)基于CDIO理念的“统计学”课程设计

以CDIO理念的项目式教学模式，构建实际项目作为教学案例来贯穿于整个“统计学”课程的教学，形成一个完整的教学课程体系。以项目为依托，对班级进行分组，先确定选题设计调查问卷进行数据收集，然后对收集来的数据进行处理，处理好数据后对数据进行分析，然后得出结果并进行解释。整个过程不仅可以让学生掌握统计学课程的基本知识，而且还可以让学生能够使用SPSS软件对数据进行分析，培养学生解决实际问题的能力。根据滁州学院经管类学生的情况，笔者构建了基于CDIO理念的“统计学”课程教学模式(如图1)。

图1

五、基于CDIO理念的“统计学”课程实现

(一)教学流程实现

为贯彻CDIO理念的思想，以“安徽省市场调查分析与设计大赛”项目为例。介绍整个“统计学”课程的教学流程改革。在该流程中我们将CDIO教育理念融入整个“统计学”课程教学过程中，以项目为依托，以学生为主体，以教师为指导和监督，以培养学生解决实际问题能力为目标。在构思(C)阶段，首先明确项目的主要任务和目标，然后进行分组，组建若干团队并选出团队负责人，完成总体方案。此阶段培养学生文档撰写、项目规划、调查学习等能力。在设计(D)阶段，学生进行设计调查问卷，教师进行技术指导，此阶段培养学生文档编写、专业知识应用和实践能力。在实现(I)阶段，学生赴实地收集相关数据，然后利用SPSS等相关统计软件进行处理、分析和解释数据，得出结论，教师带队进行全程指导和监督。在此阶段培养学生团队协作和动手实践能力。在运作和评价(O)阶段，学生撰写项目总结报告，运用PPT进行展示，教师对项目报告进行评价。在此阶段培养学生团队协作沟通和创新创业能力(如表1)。

表1 CDIO理念的“统计学”课程实践教学项目流程

(二)教学方式实现

在以往传统的“统计学”课程教学中，都是以教师主讲为主，学生被动的去接受课本的知识，导致课程教学的效果较差。而将CDIO工程教育理念融入“统计学”课程中，引入了项目式教学方法，以项目为依托，全程由学生根据项目自己进行项目分析、设计、实现、运动与评价，主动探索解决实际问题，让学生能够在学习课程专业知识基础上，而且能使用统计学专业知识去分析、设计、实现和解决问题，提高了课程的教学效果，满足了业界对学生的团队协作和创新创业能力需求。[7]

除此之外，教师结合本课程的特点，还可以利用超星学习通平台，课前教师线下传递资源，学生线上预习。教师课前上传课件、文档等相关知识，在讨论区发布课程的一些重难点。课中采用传统授课与超星学习通相结合。教师采用案例教学、SPSS软件演示进行授课，教师在课堂中一边演示，学生在课堂上同步操作，培养学生分析问题的能力。教师还利用超星学习通进行点名、抢答、讨论等环节，让学生更好的掌握“统计学”课程的内容，营造良好的学习氛围。课后采用线上加强追踪。教师在超星学习通平台上布置项目任务，学生完成任务后，将分析的报告上传到学习通中，教师在线上进行评价。

(三)考核方式实现

以往“统计学”课程的考核方式都采用闭卷考试的形式，这样不能全面的反映学生解决实际问题的能力。为了更好地反映学生的动手实践能力和团队协作能力，应将考核综合化，不仅采用闭卷笔试的方式，而且还要加入实践项目的成绩，并加重实践项目的比例，采用期末考试(40%)+实践项目(40%)+平时表现(20%)，平时成绩主要从考勤、课堂表现和课后作业来评分，实践项目主要以项目整个过程的表现以及分析报告来评分。这样更好地反映出学生真正对这门课程掌握的综合情况。

六、结论

在新工科背景下，将CDIO理念融入到“统计学”课程中进行教学改革，教师在讲授“统计学”课程教学内容基础上，以项目式教学模式为依托，加大实践教学环节，让学生学习由被动接收课程内容变成主动去完成项目任务，这样可以提高学生的积极性和主动性，提高了“统计学”课程教学的效果。通过完成项目相关任务，培养学生的创新创业能力、系统整合能力、团队协作能力，来满足业界对学生的要求。但教学改革是一项长期的工作，CDIO理念为“统计学”课程的教学改革提供了一种全新的指导和引用，对培养出应用型高素质人才具有极其重要的作用。[8]