基于首要教学原理的“应用多元统计分析”混合式教学模式改革研究.pdf

基于首要教学原理的“应用多元统计分析”混合式教学模式改革研究黎中彦（广东财经大学统计与数学学院，广东广州5 10 3 2 0）【摘要】随着互联网技术的发展，线上线下混合式教学模式越来越受到各高校的重视。文章首先介绍了广东财经大学“应用多元统计分析”课程的建设情况与存在的问题。其次，文章介绍了首要教学原理的内涵，在此基础上，探讨了以首要教学原理为理论指导，以“雨课堂”为信息化技术手段对“应用多元统计分析”进行混合式教学模式的改革。【关键词】应用多元统计分析；首要教学原理；混合式教学【中图分类号】G642Research on the Reform of the Blended Teaching Mode of Applied MultivariateStatistical Analysis Based on the Primary Teaching PrincipleAbstract:With the development of internet technology,the blended Online and offline teaching mode is increasingly receivingattention from various universities.This article first introduces the construction and existing problems of the Applied Multiple StatisticalAnalysis course at Guangdong University of Finance and Economics.Secondly,this article introduces the connotation of the primaryteaching principle,and on this basis,explores the reform of the mixed teaching mode ofApplied Multiple Statistical Analysis using theprimary teaching principle as the theoretical guidance and rain classroom as the information technology means.Key words:applied multivariate statistical analysis;primary teaching principle;blended teaching引言随着互联网技术的迅速发展，移动式学习环境和智慧教学模式的逐步成熟，使得传统高等教育课程教学中的时间和空间的限制被大幅打破!。当前各大高校越来越重视现代信息化技术对传统的高等教育教学模式进行改革，“互联网+教育”的新型教学模式已成为高等教育改革研究的一个热点问题。“应用多元统计分析”主要讲授多维数据的分析问题，在很多领域都有重要的应用，是统计类专业的核心课程之一。本文将以“应用多元统计分析”课程为例，结合广东财经大学的实际情况，以首要教学原理为理论指导，以“雨课堂”为信息化技术手段，开展统计专业课程线上线下混合式教学模式的改革研究。1课程建设情况与存在的问题1.1课程建设情况“应用多元统计分析”是广东财经大学统计与数学学院【收稿日期】2 0 2 2-0 5-3 0【基金项目】广东省高等教育教学改革建设项目“大数据时代统计专业课程的优化与实践研究一一以应用多元统计分析为例；广东财经大学特色专业项目统计学；广东财经大学教研教改一般项目“大数据背景下应用多元统计分析混合式教学创新与实践研究”。【作者简介】黎中彦（198 6 一），男，广东财经大学统计与数学学院讲师，博士，研究方向为统计信息系统与决策支持。-130-【文献标识码】A【文章编号】10 0 8-115 1(2 0 2 3)0 6-0 13 0-0 4统计学、应用统计学、数据科学与大数据技术三个专业的专业必修课，数学与应用数学专业的专业限选课，也是学校部分金融、经济、管理类专业的专业必修课。本课程总课时为48学时，其中理论课为3 2 学时，实验课16 学时。该课程的授课内容主要包括以下内容：随机向量、多元正态分布、多元正态总体的统计推断、判别分析、聚类分析、主成分分析、因子分析、对应分析和典型相关分析等多元数据分析方法和相关的统计软件编程 2 。1.2课程存在的问题（1）理论知识和实践应用存在脱节。多元统计研究多元数据的分析问题，是一门应用性很强的专业课程，其分析方法涉及高维矩阵的运算。当数据维度超过四维时，一方面，难以通过统计图进行可视化分析；另一方面，矩阵运算变得复杂，推演需要大量时间，不适合课堂教学使用。因此，在课堂教学中，教师一般采用二维或三维数据讲解知识点，采用的数据大多是经过精心设计的数据，导致课堂传授的知识与实际应用中遇到的问题差异较大。由此造成教师的“教”和学生的“学”，教师的“予”与学生的“用”出现脱节 3 。（2）学生之间的能力水平差异大。学生之间的能力水平差异主要体现在两个方面：对前置课程知识的掌握程度和统计软件的编程水平。“应用多元统计分析”的前置课程包括数学分析、高等代数、概率论、数理统计四门学科基础课。一方面如果学生在大一、大二没有好好掌握这四门课程的专业知识，就会在多元课堂上倍感吃力，难以理解各种统计方法的公式推导和相关的矩阵计算，久而久之，这部分学生容易产生畏难情绪，学习的积极性和主动性也慢慢减退。另一方面，本学院一直鼓励学生参加各种学术竞赛和科研项目，部分学生通过竞赛和项目，已经具备了一定专业知识和统计软件编程能力，在课堂上往往不满足于当前的教学内容，希望掌握一些前沿问题的解决办法及相关的编程实现。如何在课堂上满足不同类型学生的学习需求，是长期困扰多元统计一线教师的难点问题。（3）课堂教学方法单一，学生参与度较低。传统的多元统计教学模式一般采用讲授法、启发式进行教学，比较注重公式的推导和定理的证明。鉴于“应用多元统计分析”的理论课时只有3 2 个学时，而多元统计的讲授内容又较多，为了按时完成教学任务，课堂教学普遍侧重于教师的教，基本上是教师讲解概念、公式、定理，以及基础的计算应用，而学生只需要听，做课堂笔记，整个过程中学生处于被动接受知识的位置，缺乏学生探究和主动参与，缺少相互间的沟通与交流。教师难以了解学生对知识的掌握程度和调动学生的学习积极性。2首要教学原理介绍首要教学原理是由国际著名教育心理学家梅里尔于2 0 0 1年提出 4，该理论的中心思想可概括为：在“聚焦解决问题”的教学宗旨下，教学应该由“激活旧知”“示例新知”“尝试应用”和“融会贯通”四个阶段循环组成；在具体实施中，再配合“指引方向”“协同合作”“动机激发”和“多向互动”四个教学环境因素。具体结构如图1所示。融会贯通激活旧知（学以致用）(引导入门）聚焦解决协同合作问题尝试应用示例新知（辅导锻炼）（教会理解）指引方向图1首要教学原理示意图首要教学原理各核心概念的解释如下 5.6 。（1）聚焦解决问题：强调知识学习应学以致用，在教学过程中通过引入实际的案例问题，让学生利用学习的理论知识尝试解决实际问题，在解决问题的过程中逐渐掌握知识。（2）激活旧知：重视新旧知识点之间的联系，在学习新知识的时候，教师可以将相关的旧知识进行归纳整理，引导学生理解新旧知识点之间的内在关系，实现温故而知新。“应用多元统计分析”作为三年级的专业课，以数学分析、高等代数、概率论和数理统计作为其前置课程。在实际教学中，本课程的激活旧知识点体现在三个方面：回顾概率论与数理统计的知识点。概率论与数理统计主要讨论低维随机现象的性质及相关的统计问题，多元统计则是讨论高维随机现象的相关问题。由于低维随机现象可视为高维随机现象的的特殊例子，在多元统计课程教学中，回顾相关的概率论与数理统计知识，有助于学生更好地理解高维随机现象的特点。回顾高等代数中向量、矩阵的相关性质与计算。在多元统计中，高维随机现象通过随机向量和随机矩阵来表示，因此在多元统计知识点的证明和计算中，经常需要向量和矩阵的知识，对高等代数知识的复习，能使学生更好地掌握多元统计知识的证明和计算。梳理本课程前后章节知识点的关联。在“应用多元统计分析”中，各章的知识点具有很强的前后关联性，在讲授新知识点之前先回顾前面的相关知识点有助于学生更好地理解。（3）示例新知：在知识点的传授过程中，教师除通过数学推导使学生理解知识点外，还应辅以相关的实际应用案例，这样才能使学生对于新知识点的理解更加深入。由于多元统计的知识点推导涉及数学分析、高等代数、概率论与数理统计等课程知识，如果在课堂教学中，教师只重视数学理论推导，学生将感到十分枯燥难懂。因此在教学中辅以一些多元统计分析的实际例子，一方面能让学生了解到多元统计知识的实用性，另一方面也使学生更好地理解该方法的数学运算。（4）应用新知：在授课之后，教师通过布置知识点的实际应用练习，指导学生运用新学习的知识点解决实际的问题，这样能使学生对于所学知识点掌握得更加牢固。一方面，多动机激发元统计分析技术是在解决现实的多变量统计分析问题的过程中产生的，课程本身具有很强的实践性。另一方面，在多元统计分析中，由于涉及大量的变量和数据，通过手算实现多元分析算法并不现实。因此，在“应用多元统计分析”课程中，学生不仅要学习多元统计分析方法的理论知识，还要掌握这些方法的计算机实现。在实际教学中，通过布置相关知多向互动识点的案例习题，要求学生通过计算机编程实现分析过程，既能使学生在编程的过程中理解多元分析算法的计算逻辑，也能让学生明白该知识点在实际中的应用场合，从而更好地掌握知识。（5）融会贯通：通过充分的知识点实际应用练习，使学生真正地理解知识点，做到学以致用。由于教材中的案例使用的都是处理好的数据，学生并未经历数据预处理、变量选择等过程。因此在教学中，教师可以提供一些数据未经过处理的案例，让学生完整地体验多元数据分析的流程，实现真正的学以致用。-131-3乡线上线下混合式教学设计3.1混合式教学模式的改革在“应用多元统计分析”的实际教学中，可根据首要教学原理，设计线上线下混合式教学模式，采用“雨课堂”进行在线教学，以教学周为单位，按照“课前课中课后”形式开展教学活动（图2）。图2 分为课前、课中和课后三个阶段，三个阶段中的“双向箭头”表示师生之间通过“雨课堂”互动。教师课前雨课堂学生复习与巩固预习与课前练习了解与思考知识梳理、案例分析理论课思考与讨论教师课中雨课堂学生实验课教师课后习题推送案例参考代码答疑解惑前沿方向推送课后雨课堂学生课后练习案例分析报告提出疑间拓展知识面图2 混合式教学的具体流程（1）课前阶段。教师提前一周将前置课程知识、授课内容以及相应的课堂案例制作成预习课件，其中有部分复杂的知识点则通过录制短视频的方式制作预习资源，利用“雨课堂”将预习资源推送给学生。学生收到推送后，在一周内观看预习课件和相关视频完成预习。对于数学基础较弱的学生，则可以进一步观看前置课程知识点的复习课件，梳理原有的知识点，加深记忆。“雨课堂”可以记录下学生观看各个课件的相关信息，将学生的预习情况反馈给教师。除了课件，教师在课前阶段将提供一个与多元统计知识点相关的应用案例，将案例背景、数据、要解决的问题发给学生，学生可以在自习的阶段思考知识点在本案例中如何应用，难度在哪里，对案例和知识点有了初步的了解。通过课前自习，学生将会对下周要学习的多元统计知识点和该知识点在实际中的应用方向有了初步的了解，学生可以利用“雨课堂”标记出预习时遇到的问题，也可以利用“讨论区”的功能与教师或其他同学进行讨论。通过预习，学生将带着问题进入课堂，由此可以激发学生的求知欲和学习热情。对于教师而言，“雨课堂”软件可以自动记录并量化学生的预习情况，督促学生重视课前预习，从而保证了课前自习的质量。教师可以根据“雨课堂”的反馈信息，了解学生在预习中遇到的问题，从而调整课堂的教学安排，使理论教学更有针对性。（2）课中阶段。“应用多元统计分析”的课堂分为理论-132-课与实验课。在理论课堂上，学生通过课前阶段的自习，对教学内容及相关的前置知识已经有所了解，因此教师在课堂上减少理论推导的时间，针对学生在课前自习遇到的共性问题，以及知识的重、难点内容进行解惑释疑，着重于帮助学生梳理知识框架，建立系统的理论知识结构，同时利用案例展示知识点的实际应用。在课堂教学过程中，可以利用“雨课堂”的随机点名、习题推送、课件标记、弹幕等功能实现师生间的课堂互动，增加学生的课堂积极性。在实验课上，教师先给出一个基础案例以及它的程序代码，并针对编程时常见的问题进行说明，在此基础上，教师再给出一个实验案例，师生之间对案例中数据的特点、预处理时的注意事项、前置课程知识预习课件与视频重难点习题推送课堂练习基础代码练习专业案例分析理解与实现思考与提高课堂案例其他可行的数据分析方法、不同统计方法间有效性对比等问题进行讨论，引导学生编写程序代码，解决具体的数据分析问题。在此过程中，学生逐步掌握统计分析的思想，并具备相关的编程能力，真正做到“学以致用”。（3）课后阶段。教师在“雨课堂”中布置作业（计算题、证明题、案例分析题），推送课程知识点的相关前沿方向资料。学生在“雨课堂”中观看课件进行复习，同时在“雨课堂”上完成作业。在此过程中，学生如果有疑问想和教师或者其他同学交流讨论，可以利用“雨课堂”的讨论区功能，通过在讨论区留言，就可以实现师生之间、学生之间的课后交流。教师在“雨课堂”上批改课后作业，利用“雨课堂”的学习预警功能，可以了解每一个学生的学习情况。教师在空闲的时候可以在讨论区进行答疑解惑，或者让学生相互之间回答问题，根据相关的提问和回答记录计算学生的平时成绩。此外，针对部分对课程学习行有余力的学生，可利用“雨课堂”推送知识点的相关前沿案例以及程序代码作为课程的拓展资料，学生可以根据自身的情况阅读案例，并进行数据分析，教师根据其解答情况给予额外加分。3.2误课程考核评价方式改革在传统的应用多元统计分析教学中，课程考核由平时成绩和期末考试成绩两部分组成。其中，平时成绩占3 0%，期末考试成绩占7 0%。平时成绩由课堂考勤（2 0%）、课堂提问（2 0%）、课后作业（3 0%）和实验作业（3 0%）组成。随着“雨课堂”的引入，学生所有的在线学习行为都可以通过程序进行量化。教师对于学生的日常学习情况有着更为详细的掌握，平时成绩的评定也更有依据，因此在课程考核方式中，可以将平时成绩的比重提高到40%。平时成绩的构成也可以根据课前、课中、课后三个阶段进行规划。（1）课前阶段：占比3 0%，主要根据课前PPT的预习情况给分；（2）课中阶段：占比40%，考核依据为每一节课的课堂二维码签到（3 0%）、课堂随机提问（3 0%）和课堂练习（40%）；（3）课后阶段：占比3 0%，主要由各次课后作业、实验分析报告的平均成绩（8 0%）和课后互动（2 0%）组成。以上的分数考核都可以在“雨课堂”中进行量化，教师只需要在程序中设置好相应的比例后，就可以自动生成分数。通过“雨课堂”的使用，构建了“应用多元统计分析”课程的线上线下混合式教学模式，在新的教学模式下，教师能够更为清楚地掌握学生的学习情况，对学生的学习过程可以进行量化打分，从而使平时成绩更为科学。4结束语本文以首要教学原理为理论指导，以“雨课堂”为信息化技术手段，讨论了“应用多元统计分析”的线上线下混合式教学模式改革。在“互联网+”时代，随着移动式学习环境和智慧教学模式的逐步成熟，传统的高校课堂教学越来越难以满足大学生的学习需求，线上线下混合式教学模式的改革，使现代化信息技术更加深入地应用到大学课堂之中。对于学生而言，混合式教学模式的改革能够更有效地利用碎片化时间进行学习，增强学生的学习主动性，促进学生独立思考。与此同时，利用“雨课堂”推送功能，可以给学生提供更多的拓展知识的机会和实际案例，提高学生对专业知识的实际应用能力。此外，“雨课堂”的使用，大大增加了学生与教师之间、学生与学生之间的交流时间，有助于学生解决学习上的疑惑。对于教师而言，混合式教学模式的改革要求教师对课程的要求有清晰的理解，能够根据混合式教学模式的特点对教学内容、教学计划进行优化和调整，设计线上线下一体化教学过程。在此过程中，教学视频的制作、讨论问题和作业的选取、讲授的精讲和留白、面对面课堂研讨时间的合理掌握等，都需要教师精心设计。教师在教学实践中必须不断学习和思考，对存在的问题及时改正，不断尝试和总结经验，实现教学相长。【参考文献】1韩中“互联网+时代线上线下混合式教学模式的设计与应用：以统计学国家精品在线课程为例 .广西教育学院学报，2 0 2 0(6):16 9-17 2.2 王学民应用多元统计分析：第6 版 M上海：上海财经大学出版社，2 0 2 1.3 张国帅，韩爱华。应用多元统计分析课程教学范式改革研究 .才智，2 0 13(3 0)：18 1-18 2.4 魏戈五星教学四十年：追求效率、效果与魅力之路 .开放教育研究，2 0 12，18(6):6 1-6 9.5 李翠红：基于首要教学原理的项目课程教学研究 D.太原：山西师范大学，2 0 17.6盛群力五星教学模式对课程教学改革的启示 .教育发展研究，2 0 0 7(2 4):3 3-3 5.（上接第146 页）学生所在高校方面，优化学院教育实习课程建设，完善相关4.2.4职教师范生自身：端正教育实习理念，提高知识和实配套制度；在学生所在实习学校方面，完善“双导师制”，优践技能化改善实习环境；在职教师范生自身方面，端正教育实习理首先，职教师范生自身应该将加强对教育实习的重视，念，提高知识和实践技能。端正对教育实习的正确理念，明确教育实习工作的真实意义和责任，在教育实践中上认同职业教师的职业，坚定终身从教的理想信念。其次，职教师范生自身应该不断提高自己的知识和实践技能水平。一方面，学习高校安排的理论知识课程和技能训练课程，加强自身理论与技能的内容储备；另一方面，参加多样的职业教育教学实践活动，锻炼自身的心理素质与基本能力。最后，职教师范生自身应该加强与指导教师、其他实习生的沟通交流，保持良好的人际关系，增强对教育实习的适应程度。5 结束语本文通过对广西师范大学职教师范生教育实习的参与意愿及影响因素的调查，发现职教师范生在教育实习实践的过程中面临诸多挑战，受到多种因素和维度的影响，其参与意愿总体偏低。但是挑战即机遇，问题即思路。直面挑战，提出问题解决思路是关键。因此，在国家和社会方面，应该稳步推进“普职一体化”，构建良好的教育实习的社会氛围；在【参考文献】1 杨必武，尚继武，朱凯师范生教育研习的问题与改进策略 J湖北工程学院学报，2 0 18，3 8(1):8 2-8 5.2 陶艺，胡小桃，林歆怡，等职教农村公费定向师范生从教意愿及影响因素研究 .大视野，2 0 2 2(2):3 9-48.3 何晓芹.职教师范生的教师职业认同研究 D.金华：浙江师范大学，2 0 19.4 孟涵.职前体育教师教育实习效果结构探索与量表编制研究 D.上海：华东师范大学，2 0 2 2.5 段旭尧内蒙古高校体育教育专业本科学生教育实习现状及影响因素研究 D.呼和浩特：内蒙古师范大学，2022.6加强师范生教育实践着力培养“四有”好教师：教育部教师工作司负责人就加强师范生教育实践答记者问 .中国大学生就业，2 0 16(11)：4-5.-133-