数字时代多元统计分析课程的项目化教学改革探究

摘 要 多元统计分析在大数据分析实践中具有重要的应用价值，该课程要求学生掌握多种统计方法，并熟悉统计相关软件的操作。本研究针对多元统计分析课程中存在的一系列问题，在实际教学过程中，运用项目式教学，学习工具采用案例教学，结合SPOC模式的线上线下学习方法和BOPPPS模式的系统性课程教学模式，旨在提升学生学习和掌握多元统计分析知识的能力和运用统计软件工具解决实际问题的能力。

关键词 项目化教学；多元统计分析；SPOC模式；BOPPPS模式

中图分类号：G642 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2024.18.021

An Inquiry on the Project-based Teaching Reform

of Multivariate Statistical Analysis Courses in the Digital Era

PAN Yingli1， ZHANG Xueyan1， PAN Yinghui2

（1. Faculty of Mathematics and Statistics， Hubei University， Hubei Key Laboratory of

Applied Mathematics， Wuhan， Hubei 430062;

2. Zhengzhou Tongbai No.1 Middle School， Zhengzhou， Henan 450007）

Abstract Multivariate statistical analysis has important application value in the practice of big data analysis， this course requires students to master a variety of statistical methods and be familiar with the operation of statistical software. In this study， in view of a series of problems in the multivariate statistical analysis course， project-based teaching is applied in practice， and the learning tool adopts case teaching， combining the online and offline learning methods of SPOC mode and the systematic course teaching mode of BOPPPS mode. It aims to enhance the ability of undergraduate students to learn and master the knowledge of multivariate statistical analysis and the ability to use statistical software tools to solve practical problems.

Keywords project-based teaching; multivariate statistical analysis; SPOC mode; BOPPPS mode

2022年，国务院印发《“十四五”数字经济发展规划》，提出深入推进智慧教育。党的二十大首次将“教育数字化”写进报告，教育数字化在数字中国战略中发挥着重要作用。在数字中国建设背景下，海量数据、多维数据逐渐成为大数据的本质特征。多元统计分析课程应用范围较广，实用性强，成为学生处理多维数据和定量分析的重要工具。课程中教授的数据分类方法、数据降维方法、组变量的相关分析方法等正是数字时代下数据分析领域的主要方法。在国内相关文献研究中，骆建文和罗青林[1]研究了模块化教学在多元统计分析课程中的应用，将课程学习划分为基础知识、工具使用、实践教学三个模块，提升了学生使用相关统计分析软件的能力。吴燚等[2]以实验组和对照组班级为实验对象，探究了创客教育理念下多元统计分析实践教学的效果及应用价值。马丽娜[3]从教学内容重组、教学方式、统计软件、社会实践等七个方面研究了本科生应用多元统计分析的教学改革途径。本文提出的项目化教学最早由美国著名哲学家、教育学家、心理学家杜威提出，其强调的是教授者和学习者围绕一个目标，在特定的时间、预算、资源限定范围内依据相关规范，共同完成真实环境里的一系列独特复杂并相互关联的活动[4]。国外研究中，Zhang[5]等在传统课堂的基础上，采用翻转课堂的教学方式进行改革，教学方式上采取视频自主预习的方式，将课堂上讲授的知识点模块以视频的形式提前发送给学生，便于学生课前预习和课后复习。Li[6]等深入研究了项目化教学的概念，探究了项目化教学在相关课程中的应用路径。

1 课程教学存在的主要问题

1.1 理论知识学习存在困难，学习兴趣不够浓厚

多元统计分析是在高等数学、数理统计等相关课程基础上继续深入学习的课程，其具有数学理论推导的复杂和基础概念的抽象，学生学习中存在运算烦琐与论证逻辑难以理解等困难。同时学生的高等数学和概率论基础参差不齐，容易产生畏难情绪，甚至产生放弃课程学习的想法。

1.2 教学方式创新性不足

通过对部分高校的调研发现，大部分多元统计分析教材偏重理论教学，教材中的案例数据较为陈旧，不利于学生联系实际学习本门课程。在教学过程中，大部分高校依然采用PPT进行理论教学，没有实践教学环节，即使有也是教师单方面灌输相关的统计软件操作内容，学生仅靠听来获取知识，导致学习积极性和学习效率降低。

1.3 考核方式较为传统

大多数高校的多元统计分析课程考核成绩包含期末卷面成绩和平时成绩两方面，但平时成绩考核内容较为单一，基本以课堂回答问题为主，并未通过考核检验出学生的工具使用能力和问题分析能力，只检测了学生的理论学习水平，不能达到实践与理论相结合的目的。

1.4 教学评价形式单一

长期以来，教师在课堂上始终占据教学主导地位，关于学业的评价只有教师单方面输出，评价方向也是局限于学生学业成果的相关评价。而学生之间的学习水平和学习能力参差不齐，对学业的态度看法和完成进度无法完全同步。教师的授课内容和授课方式是否适合学生，需要学生将学习感受和意见反馈给教师，作为今后教学质量提升的依据。

1.5 统计分析软件实操性差

多元统计分析学科实用性较强，可以帮助我们处理经济、社会、自然等多领域的问题。它在解决实际问题的时候，需要借助统计软件来处理复杂的数据，如SPSS、Python、R等软件。然而由于学生对统计原理的认识不深刻、缺乏统计思维和软件操作不熟练，导致他们不能够使用统计软件解决实际问题，这就需要教师在多元统计分析课程教学过程融入软件实操模块。

2 课程项目化教学设计原则

针对目前多元统计学课程教学中存在的问题，课程组根据学生实际知识掌握情况和学科教学内容因材施教，整合了多种类型的教学方法。在融合不同教学模式的基础上，应该遵循以下原则。

2.1 以提高学生的学习兴趣和主动性为先导

课程学习过程中，采取小组讨论和案例实验等学习方式，使得学生不再是被动地接受知识，而是成为课程教学的主角。改变传统教学模式，通过自主化的案例学习和实践，提高学生挖掘、分析、处理问题的能力，培养学生的统计思维和统计素养，激发学生的学习活力和兴趣。

2.2 以构建项目化教学课程体系为核心

项目化教学通过引入实际案例，完成对案例的调研、分析、操作、总结等流程，构建多元统计分析课程的新型教学体系，保证课程教学的实用性和合理性。具体的项目化教学实施过程以教学方案中的方差分析、主成分分析、聚类分析等重点章节为中心，以案例为载体，以数据分析、处理为主线，构建“案例导入—提问认知—分组实践—展示总结—综合考评”的项目体系。

2.3 以培养应用和实践能力为方向

学生在学习本课程理论知识的时候容易感到枯燥，因此要深度结合实践教学。一方面教师应选择具有前沿性、时代性的项目作为案例，另一方面案例可选取企业的相关数据进行研究，让学生在完成任务的过程中为企业解决一些实际的问题，培养实践意识和实践能力，提前与社会各行业的需求接轨，不再局限于课本上的硬性知识，从而更加直观地了解行业现状，增强学生的应用和实践能力。

3 基于SPOC+BOPPPS的项目化教学设计

数字化时代，智慧化的教学方式不断普及并成为大、中、小学课堂上的重要教育手段。SPOC线上线下混合教学模式是将线上教学和线下课堂相结合，将MOOC线上教育资源、线上讨论、测试测验、评价等应用到课堂中，是一种将MOOC教育和线下课堂教育相结合的教学方式[7]。BOPPPS教学模式以教育目标为导向，注重学生在课堂中参与性和实践中主动性的培养。BOPPPS教学模式包含导言、目标、前测、参与式学习、后测和总结六个部分，这六个部分有效地实现了教师闭环教学[8]。将SPOC+BOPPPS新型教学模式应用于多元统计分析教学中，在顺应时代数字化变革的同时，也加强了学生的创新和实践能力。

3.1 基于SPOC平台导入学习任务

教师在课前将选取的教学项目和教学任务上传到云教学平台，便于学生在课余时间自主观看、学习项目资料和知识，项目选取结合社会实际的案例，比如人力资源分析类——员工离职和绩效相关因素分析，住房生活类——房价影响因素分析及预测等。教师自制案例相关的微课视频，包括案例的前期介绍、统计软件的重点操作和对学生案例研究的要求。此外，在平台上还要给学生准备针对性的习题，便于学生在自主学习和项目研究的过程中，加强基础知识的巩固。

3.2 开展线上讨论和参与式实践学习

如何将SPOC和BOPPPS模式相融合，使得学生能够自主参与其中是课程教学的重要目标。首先，学生在自愿的基础上选择感兴趣的案例项目组成小组，各小组成员明确任务和分工。教师要协助并监督各小组完成项目，引导学生通过SPOC学习平台进行线上讨论、分享心得；其次，明确分工和团队合作的基础上，确保每位学生都能充分参与项目。项目操作过程中，充分应用“翻转课堂”模式，在课堂上，学生和教师进行充分交流，学生将项目研究过程和视频学习中的疑惑提出来，与教师和其他同学进行交流，增强学生主动参与、主动思考和交流分享的品质；最后，项目成果展示与分享教学阶段，教师和学生角色互换，项目组成员成为主讲者，小组各成员合理分工分享项目的调研、基础知识运用、数据分析、统计软件操作、学习体会和心得等，充分调动学生的参与性和主动性。

3.3 建立综合性考核方式

建立综合性、全过程的评价考核模式。课程期末考核采用“理论+实践”的形式，充分降低书面理论知识考核的比重，以实际案例的完成情况和运用知识解决实际问题作为主要考核内容。以日常项目教学过程中的成绩作为辅助，即线上线下的随堂测验、基础知识测验、线上讨论积极度等都可以作为考核标准。在统计学中，多元数据分析知识被应用到统计专业的各类比赛中，学生可以将课程项目成果转化为比赛项目，获得的奖项和荣誉同样成为学生成绩考核的一部分，以激发学生的实践能力和实战主动性。

3.4 搭建多元评价体系

2023年5月，习近平总书记在中共中央政治局第五次集体学习时强调，“深化新时代教育评价改革，构建多元主体参与、符合中国实际、具有世界水平的教育评价体系”。一是注重评价主体多元化，基于平台设置师生互评、生生互评、家长评价等通道，丰富评价内容和形式。二是教师对学生评价方向的多元化，依托SPOC学习平台搭建如“CIPP”（背景—投入—过程—结果）多元化评价模型，关注学生的学习状态、动力和体验感。

4 结语

随着信息化时代的发展，多元统计分析作为数据分析和处理的基础性课程，能够帮助学生更好地迈入信息化工作领域。多元统计分析课程改革过程中，要立足专业发展方向和前景，以培养专业性的统计学人才为目标，构建项目化教学体系、基于SPOC平台导入教学资源、重视BOPPPS模式的参与式实践学习、建立综合性考核方式、搭建多元评价体系，有效增强学生的学习兴趣和专业素养。

*通信作者：潘莹慧

基金项目：湖北大学教学研究项目“大数据背景下研究生多元统计分析课程教学探究”（JGYJS202214）；湖北大学专业学位研究生课程案例库建设项目（104017544）。

参考文献

[1] 骆建文，罗青林.基于模块化教学的“多元统计分析”教学改革研究[J].高等理科教育，2020（5）：81-86.

[2] 吴燚，王巍，周恺.基于创客教育理念下的“多元统计分析”课程实践教学改革及效果评价[J].科技与创新，2022，204（12）：38-40.

[3] 马丽娜.大数据背景下《应用多元统计分析》教学改革探讨[J].智慧中国，2021（11）：40-41.

[4] 孔荣，黄新，吴颖.产教融合背景下应用型本科项目化课程教学改革[J].科技资讯，2023，21（6）：120-123.

[5] Zhang M，Kang Z，Zhang Z.Curriculum Reform and Practical Application under the Background of Information Technology and Big Data—Take the Course of "Multivariate Statistical Analysis" as an Example[J].Journal of Applied Mathematics and Computation，2022，6（3）：370-374.

[6] Li E，Hu X.Application of Project-based Teaching in Basic English in Higher Vocational Colleges[J].Frontiers in Educational Research，2021，4（9）：77-79.

[7] 王敏，舒江波.基于教育大数据的SPOC教学评价模型研究[J].中国教育信息化，2020（3）：74-79.

[8] 宁桂英.基于学生中心理念的“SPOC+BOPPPS”混合式教学改革与实践[J].广西广播电视大学学报，2023，34（1）：17-22.