基于TPACK能力框架的教学创新性研究——以《统计学》课程为例.pdf

基于 TPACK 能力框架的教学创新性研究以 统计学 课程为例李娇娇（山西能源学院，山西 晋中 030600）【摘要】统计学课程作为经管系学生必修课之一，属于实践类课程，在学生培养体系中占据重要地位。在教学过程中，为了让学生更好地学好这门课，实现“以学生发展为中心”的理念，本课程在教学目标中增加了课程思政目标，既关注学生的知识生成，更关注学生人生观、价值观、综合能力及道德品质的培养和提高。针对课堂教学中存在的真实问题，树立以学为主、以教为辅的教学理念，基于 TPACK 能力框架，从课程教学内容、课程教学方法、课程教学评价三个方面进行 统计学 课程设计，采用创新性的教学方法，强调课程内容建设和教学过程管理，拓展课后和课外延展学习，为实现“新文科”背景下统计学课程教学改革创新提出参考性意见。【关键词】教学改革创新；统计学；TPACK 能力框架文献标识码：B文章编号：1671-3389（2023）04-94-03统计学 是为非统计学专业本科生开设的一门必修课，教学内容主要包括：数据与统计软件、数据的描述性分析（图表展示和概括性度量）、参数估计、假设检验、类别变量分析、方差分析、线性回归分析、时间序列分析等内容。当前我国正从教育信息化 1.0 时代向“信息技术和学科教学创新融合”的 2.0 时代过渡，这对高校教师教育理念、教学能力、TPACK 能力提出了新的要求，高校教师不仅要思考“教什么、如何教”，更要考虑如何将现代信息技术有效地融合到学科教学过程中。因此，有必要在此背景下，对统计学课程进行教学改革与创新，培养应用型数据分析人才。1教学现状分析1.1人才培养方案重理论，轻实践我系在 2017 级、2018 级和 2019 级能源经济统计学 课程培养方案中，总共设置了 48 个学时，其中包含40 个理论学时和 8 个实践学时，在学时分配上，实践学时过少，学生只能粗略地了解统计软件的操作，无法将理论知识和实际操作有效结合，对于数据分析也只是浅显的了解，做不到深入的分析。同时对于数学建模应用等操作，也没有学会将统计软件作为“工具”来解决实际生活中的问题。其次，该课程以 概率论与数理统计 作为先导课，在实际教学过程中发现很多同学对概率论内容没有深刻的理解，数学功底欠佳，大多数同学认为 统计学 课程同样属于“数学课”，刻板印象导致学生学习兴趣不浓、学习效果不佳，教学效果并不理想。1.2教学内容滞后在教学内容方面，仅依靠课本知识进行讲授，没有将实际生活中的案例应用到教学过程中，教学案例以及教学数据老旧，分析结果一般不会出现异常情况，无法进行发散性学习，学生在操作练习部分也没有大量与现实相关的新典型案例，教学内容滞后。1.3教学方法单一在以往的教学过程中，通常采用“老师讲，学生听”的教学方法，学生被动地接受知识，又由于本课程理论内容所占学时较多，理论抽象难懂，单一的教学方法也无法激起学生探索新知识的兴趣，大家对理论的学习兴趣不浓，课堂教学效果不佳。1.4考核方式简单我系统计学课程主要采用传统的考核方式检验学生的学习成果，采用闭卷考试的方式，期末成绩占70%，平时成绩占 30%。主要考查学生对理论知识点和计算公式的掌握，而忽略了统计学中最重要的统计分析方法与统计软件的应用，对于学生解决生活中的实际问题帮助不大。2高校教师 TPACK 能力框架构建当前我国正从教育信息化 1.0 时代向“信息技术和学科教学创新融合”的 2.0 时代过渡，这对高校教师教育理念、教学能力、TPACK 能力提出了新的要求，高校教师不仅要思考“教什么、如何教”，更要考虑如何将现代信息技术有效地融合到学科教学过程中。基于TPACK 能力框架，从课程教学目标、课程教学内容、课程教学方法、课程教学评价四个方面进行课程设计，适应教育信息化 2.0 的教育教学要求。TPACK 由七部分组成，其中包括技术（TK），学科内94辽宁丝绸百科第 4 期（总 186 期）容（CK），教学方法（PK），学科教学法（PCK），整合技术的学科内容（TCK），整合技术的教学法（TPK），整合技术的学科教学法（TPACK），TK、CK、PK 属于三大核心要素，PCK、TCK、TPK、TPACK 属于四大复合要素。在教育信息化 2.0 的背景下，构建了高校教师 TPACK 能力框架，如表 1 所示。3基于 TPACK 能力培养的 统计学 课程设计针对近几年授课过程中发现的问题，结合教学实践以及学生反馈意见，在教育信息化 2.0 大背景下，基于TPACK 能力培养对 统计学 教学过程进行了创新。3.1课程教学内容设计课程教学内容是课程教学的核心，结合 TPACK 能力框架，在已有课程内容的基础上，从技术、学科内容、教学方法三方面融合进行 统计学 课程内容的更新和创新。具体内容如表 2 所示。在具体的教学实践过程中，进行了如下的创新。3.1.1教学内容紧密联系实际，注重学生创新能力和实践能力的培养在理论知识的讲授过程中，有意识地培养学生的统计思维，加入与现实生活紧密相关的案例和数据。例如，在数据的图表展示章节中，引入 2020 年东京奥运会奖牌数，引导学生用不同的图表来展示各个国家获得奖牌的情况，进行数据分析；在随机变量的概率分布章节中，引入新冠疫情数据，假设某种病的发病率是1%，核酸检测试剂的准确率是 99%，全民检测时，某人检测为阳性，那么，此人真的得病的概率是多少？是99%吗？以数据为支撑让学生们正确认识病毒，减少恐慌，正确做好个人防护。在理论教学中，紧密联系实际，调动学生学习的积极性，同时在课程内容的讲授上，简化公式推导，主要运用理论知识通过软件来解决实际问题，增强学生在学习过程中的“参与感”，变被动学习为主动学习，培养学生的学习兴趣。根据人才培养方案中存在的重理论，轻实践的问题，本教研室在 2020 级能源经济专业培养方案中，将理论学时和实践学时都修改为 24 学时，同时将授课教材采用偏操作版本的 统计学-基于 SPSS，教学内容从理论和计算调整为理论和上机操作，在讲授理论知识的同时，指导学生利用 SPSS 统计分析软件进行操作练习，独立地完成数据处理和分析。通过改革培养方案，学生学习兴趣提高了，课堂教学效果也得到了改善。3.1.2充分利用网络教学平台优质资源从中国大学慕课、超星学习通等网站搜集适合本系学生的比较好的精品课程，然后推荐给大家，方便学生自学。比如推荐：浙江财经大学李金昌教授主讲的 统计学，南京财经大学陈耀辉教授主讲的 统计学 等。这样既为学生更好地自学提供了极大的方便，又节省了学生自己挑选视频的时间，也为课堂教学提供了有益的补充。3.1.3积极推进课程思政在统计学课程中的应用不断挖掘课程中的思政要素，教学的过程中注重培表 1教育信息化 2.0 背景下高校教师 TPACK 能力框架TPACK 要素含义能力要求技术（TK）掌握通用教学技术，并且学会利用智能化、数字化的技术工具开展智慧教学多媒体操作技术、课件制作技术、微课制作技术、网络信息平台构建技术、互联网技术、人工智能技术学科内容（CK）不仅需要熟悉本学科内容，还需具备“跨界思维”，对学科架构有宏观把握人才培养方案、课程教学大纲、课程教学周历、课程教学日志、课程主要知识点、跨学科知识连接、自身专业知识提升意识教学方法（PK）以教师为主导，以学生为主体，包括“教师如何教”以及“学生如何学”两个部分传统讲授法、案例教学法、翻转课堂、任务驱动式教学法、线上线下混合式教学法、自主学习、合作学习、探究式学习学科教学法（PCK）由学科内容（CK）和教学方法（PK）整合而成，教师需要根据学科内容选择合适的教学方法根据教材及教学内容，选择教学方法、跨学科教学、个性化教学、多样化探究式教学整合技术的学科内容（TCK）由技术（TK）和学科内容（CK）整合而成，教师不仅需要掌握技能操作，更需要关注以技能为载体的学生高阶思维的培养一方面采用恰当的技术展示学科内容，如思维导图、计量模型、数学建模等；另一方面使用技术提升学生思维逻辑，如以技术依托开发的立体化教材整合技术的教学法（TPK）由技术（TK）和教学方法（PK）整合而成，教师需根据不同的技术特点，匹配不同的教学方法利用网络教学平台进行学情分析，创设学习情景，高效互动，提供个性化的学习资源与精准性服务整合技术的学科教学法（TPACK）信息技术与学科教学有效融合在信息技术的支持下开展个性化、精准化、多样化教学，如混合教学、翻转课堂、跨学科教学表 2 统计学 课程教学内容TPACK 要素课程教学内容技术（TK）1.教学工具，如 SPSS 软件、PPT、希沃白板、学习通网络教学平台、XMind 等。2.课堂环境，如多媒体+投影、网络+多媒体机房、智慧教室等。学科内容（CK）1.了解本课程的教学目标，引导学生掌握统计学的内涵，理解学习统计学的重要意义。对每章重难点知识点进行深入学习，引导学生进行自主探究式学习。2.对比统计学相关课程标准，如计量经济学、概率论、时间序列分析等课程，掌握跨学科知识，探究学科间的联系，开展跨学科互动。教学方法（PK）1.教学过程中采用多种教学方式，并且引导学生采取多种学习方式。2.在每章内容开始前设计导入环节，激发学生学习兴趣；引导学生对案例数据自主进行 spss 软件操作；学期末组织学生合作设计调查问卷进行数据分析并上台展示。TPACK 要素课程教学内容学科教学法（PCK）1.结合实际生活中的案例，根据学生对已有知识的掌握，引导学生开展自主深入的学习。2.根据不同的教学内容，采用不同的教学方法。如在假设检验章节，采用案例引导法进行讲解，以“健康成年人的体温是37 度吗”这个问题，引导学生掌握假设检验基本原理。整合技术的学科内容（TCK）1.应用多媒体技术、智能技术等信息化技术讲授课程，开展情景创设、学情监测等活动。如利用学习通网络教学平台对每节课课后作业作答情况进行统计分析，针对每位同学制定个性化学习目标。2.应用学科工具（SPSS、EXCEL 等）展示数据操作结果，如在数据的图表展示章节中可以利用 SPSS 软件绘制频数分布表、直方图、茎叶图、垂线图等。整合技术的教学法（TPK）将信息技术与教学方法有效连接，开展多样化教学活动。如课堂教学中启用抢答、抽选、主题讨论等活动，增强课堂教学的趣味性。整合技术的学科教学法（TPACK）探究智慧环境下教学模式的构建和教学评价95辽宁丝绸百科第 4 期（总 186 期）育学生的探索创新精神，潜移默化地引导学生追求卓越的优秀品质，树立正确的世界观、人生观、价值观，树立心系社会并有时代担当的精神追求。例如，在假设检验章节中，通过提问“健康成年人的平均体温是 37益吗”引入授课内容，引导学生积极主动地探索假设检验的基本原理，以实际生活中的案例数据引导学生用联系的、发展的观点看问题，提高学生应用统计知识的意识。在时间序列章节中，引入我国改革开放后国内 GDP 数据，并通过案例比较，让学生直观地感受祖国的变化与强大，树立学生对中国特色社会主义道路的“四个自信”。3.2课程教学方法设计3.2.1改变教学方法，以学生为中心在教学过程中，改传统讲授式教学方法为“以学生为中心”的教学方法，学生从被动学习变为主动学习，在理论教学环节引入生活中的案例数据，让学生更容易理解晦涩难懂的理论知识。在上机教学环节，以经典的案例数据引导学生充分掌握每种统计分析方法，为后续设计调查问卷进行数据分析奠定基础。在实践教学环节，让学生利用业余时间组成小团队对自己感兴趣的话题进行问卷调查，通过“搜集数据-处理数据-解释数据-得出结论”的统计分析流程，利用统计软件对搜集的数据进行分析，以兴趣为导向引导学生去主动学习，培养学生的团队意识，将所学知识充分运用到实践中，并在实践学习的过程中掌握理论知识。3.2.2利用网络教学平台，线上线下相结合现阶段 统计学 课程主要以线上和线下相结合的方式进行授课，主要利用山西能源学院网络教学平台搭建的统计学课程，提前上传 PPT、教学数据教学案例等课程资料以及与授课内容相关的精品课视频。在授课过程中，引导学生课前在学习通平台搜集相关视频预习课程内容，课中利用学习通发布话题和学生进行互动，课后发布随堂作业检测学生的学习成果，通过课前学生预习情况、课中学生参与讨论情况和课后作业的作答情况，及时发现学生的问题并给予辅导，让学生更加主动地参与到教学活动中，成为教学活动的主体。3.2.3以赛促学，以赛促教，师生共长“正大杯”全国大学生市调大赛是由中国商业统计学会主办，旨在从创意、创新、创业三个方面选拔优秀的学生团队，在授课过程中主动向学生输出比赛信息，将往届获奖资料作为教学案例进行讲授，引导学生积极参与到比赛当中。2022 年第十三届市调比赛中，本校有 40 多支队伍顺利通过知识赛，进入校赛，学生在准备比赛的过程中，创新能力、实践能力、就业能力及团队协作精神得到了培养，并且主动将课本中的理论知识和实际解决的问题相联系，提高了学生数据处理和分析的能力。通过比赛，增强了学生的参赛竞争力，以赛促学，以赛促教，师生共长。3.3课程教学评价设计教学评价从两方面进行创新。首先是学生对老师的教学评价，现阶段主要采用学习通“问卷”小助手反馈学生意见，根据学生的反馈意见对教学内容和方法进行及时的调整和改进。其次是学生学习情况的考核。考核形式从终结性评价到全过程性评价，考查学生对课堂知识的掌握以及解决实际问题的能力。目前统计学的成绩评分主要由三部分组成：一是平时成绩（10%），主要考查学生的到课情况、课堂表现、作业完成度等方面；二是实践成绩（40%），学生以组建团队的方式，围绕某一较新课题进行问卷设计、市场调研、收集整理分析数据、撰写统计分析报告，运用统计知识解决实际问题；三是期末成绩（50%），主要考核学生对统计理论知识的理解和掌握程度，尤其是学生运用知识的能力，是否能够选择适当的统计知识解释实际问题、分析问题，进而解决问题。4小结今后，本团队还将继续结合课程教学创新要求，根据教学实践进行反思，聚焦真实存在的问题，对教学内容、教学理念、教学方法、教学评价等进行创新，结合社会热点和实事，及时补充案例、图片、视频等课程资料，提高教学质量，并极大地激发学生的积极性与主动性，让统计学这门课程获得师生的喜爱与认可。基金项目：2022 年山西能源学院课程思政教学改革示范课程项目作者简介：李娇娇（1993.04-），女，汉族，山西吕梁人，山西能源学院，助教，硕士，研究方向：产业经济，能源经济。参考文献1张会清.基于 TPACK 模型的 统计学 课程混合式教学改革研究J.财会学习，2022（10）：129-132.2邵明振，杨帅通.大数据背景下线上线下混合式教学改革探索基于“统计学”的教学实践J.长江师范学院学报，2022，38（1）：108-114.图 1基于 TPACK 能力的混合式教学模式96辽宁丝绸百科第 4 期（总 186 期）