基于免費(fèi)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的多元統(tǒng)計(jì)教學(xué)創(chuàng)新與實(shí)踐
發(fā)布時(shí)間:2019-08-07 來源: 人生感悟 點(diǎn)擊:
摘要:文章針對(duì)多元統(tǒng)計(jì)分析課程理論復(fù)雜、抽象,傳統(tǒng)教學(xué)方法效果不理想的現(xiàn)狀,闡述了以R語(yǔ)言和案例分析為核心的多元統(tǒng)計(jì)教學(xué)實(shí)踐,以團(tuán)隊(duì)協(xié)作平臺(tái)為依托、“可重復(fù)研究”為形式的上機(jī)實(shí)踐,以綜合考慮撰寫課程論文、實(shí)驗(yàn)報(bào)告與平時(shí)表現(xiàn)為考核方式的教學(xué)改革思路。
關(guān)鍵詞:多元統(tǒng)計(jì);可重復(fù)研究;案例教學(xué)
中圖分類號(hào):G642.0文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1002-4107(2014)09-0023-02
基金項(xiàng)目:湖南人文科技學(xué)院教改項(xiàng)目“R語(yǔ)言在多元統(tǒng)計(jì)教學(xué)中的應(yīng)用”(RKJGY1321)
一、多元統(tǒng)計(jì)課程的地位與教學(xué)現(xiàn)狀
多元統(tǒng)計(jì)分析是統(tǒng)計(jì)學(xué)的一個(gè)重要分支,是從經(jīng)典 的統(tǒng)計(jì)學(xué)中發(fā)展起來的一門研究多維數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析方法的學(xué)科。多元統(tǒng)計(jì)方法是一種綜合分析方法,它能在多個(gè)指標(biāo)互相關(guān)聯(lián)的情況下發(fā)現(xiàn)其統(tǒng)計(jì)規(guī)律。多元統(tǒng)計(jì)方法廣泛應(yīng)用于自然科學(xué)、社會(huì)科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)等各行各業(yè),因此,多元統(tǒng)計(jì)分析課程作為傳授多元數(shù)據(jù)處理方法的主要途徑成為各大院校數(shù)學(xué)專業(yè)甚至經(jīng)濟(jì)、管理等非數(shù)學(xué)專業(yè)必修的一門課程[1]。與其廣泛的應(yīng)用形成鮮明對(duì)比的是其嚴(yán)密的數(shù)理基礎(chǔ)和理論推導(dǎo)往往成為學(xué)生學(xué)習(xí)的障礙,傳統(tǒng)教學(xué)注重課堂理論教學(xué),忽視實(shí)踐能力的培養(yǎng)。隨著計(jì)算機(jī)和多媒體技術(shù)的發(fā)展,傳統(tǒng)的教學(xué)模式逐漸被打破,多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)有機(jī)結(jié)合、注重統(tǒng)計(jì)軟件的操作與學(xué)習(xí)、強(qiáng)調(diào)學(xué)以致用成為多元統(tǒng)計(jì)分析教學(xué)改革的趨勢(shì)[2]。筆者基于湖南人文科技學(xué)院培養(yǎng)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)采取以R語(yǔ)言為教輔軟件,以可重復(fù)研究的案例為教學(xué)重點(diǎn),以科研在線文檔庫(kù)為平臺(tái)組織課程,強(qiáng)調(diào)統(tǒng)計(jì)思想的傳遞,弱化理論推導(dǎo),注重應(yīng)用能力培養(yǎng)的教學(xué)模式,取得了較好的教學(xué)效果。
二、加強(qiáng)軟件教學(xué)
多元統(tǒng)計(jì)分析的方法往往涉及大量數(shù)據(jù)的處理與運(yùn)算,很多問題必須通過軟件操作完成。因此統(tǒng)計(jì)軟件的選擇和教學(xué)也是多元統(tǒng)計(jì)教學(xué)中必須面對(duì)的問題。在眾多的統(tǒng)計(jì)軟件中SAS因其功能強(qiáng)大而被統(tǒng)計(jì)專業(yè)人員所樂道,但其不菲的價(jià)格和只租不賣的銷售策略阻礙了它在高校中的流行。SPSS以其”易學(xué)、易用”的特點(diǎn)成為許多高校統(tǒng)計(jì)相關(guān)課程的首選教學(xué)軟件,與SPSS相關(guān)的軟件教程也較多,但SPSS不具備擴(kuò)展性,不能編寫新算法,只能使用系統(tǒng)提供的功能,不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。R語(yǔ)言是一個(gè)免費(fèi)的開源軟件,研究人員不僅可以自由地使用系統(tǒng)提供的各種統(tǒng)計(jì)方法,可以方便地查看其源代碼以便深入了解統(tǒng)計(jì)思想的實(shí)現(xiàn)過程,同時(shí)在R語(yǔ)言社區(qū)網(wǎng)站有超過3000個(gè)解決各種問題的工具包可供免費(fèi)下載使用。此外研究人員可以編寫自己的程序來實(shí)現(xiàn)自己的理論和方法,因而R語(yǔ)言成為發(fā)展最快的軟件,深受統(tǒng)計(jì)師生和專業(yè)人員的歡迎[3];谝陨蟽(yōu)點(diǎn),筆者選擇R語(yǔ)言作為教學(xué)輔助軟件。
為了減少R語(yǔ)言軟件學(xué)習(xí)的難度,方便學(xué)生快速上手,筆者利用電腦屏幕錄制軟件,將R語(yǔ)言的語(yǔ)法和操作以視頻的形式分模塊錄制下來并上傳網(wǎng)絡(luò),方便學(xué)生在課后自主學(xué)習(xí),提高軟件操作水平。此外,為提高學(xué)生的軟件操作能力,筆者有意識(shí)地搜集了一些學(xué)生感興趣的問題(如湖南省2013年數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽暨全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模選拔賽試題),用R語(yǔ)言作為工具去分析實(shí)現(xiàn),不僅能讓學(xué)生熟練掌握R語(yǔ)言的語(yǔ)法和相關(guān)函數(shù),同時(shí)讓學(xué)生看到R語(yǔ)言高效的解決實(shí)際問題能力,提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
三、強(qiáng)化基于可重復(fù)研究的案例教學(xué)
。ㄒ唬┛芍貜(fù)研究的內(nèi)涵
所謂可重復(fù)的(reproducible)統(tǒng)計(jì)研究,就是一個(gè)研究結(jié)果既可以在作者手中生成出來,也可以“移植”到他人的平臺(tái)中用同樣的工具重復(fù)生成出來[4],可重復(fù)研究的思想來源于文藝化編程(Literate Programming)[5]。從形式上看,可重復(fù)研究的案例或論文是一個(gè)文字與代碼的混排文檔,這個(gè)混排文檔稱為“源文件”,從源文件可以清晰地看到案例分析的過程和相應(yīng)的代碼。對(duì)源文件進(jìn)行處理之后就可以得到“結(jié)果文件”。通過不同的設(shè)置,這個(gè)“結(jié)果文件”既可以包含代碼,也可以只包含代碼運(yùn)行的結(jié)果,這時(shí)的結(jié)果文件與普通的分析報(bào)告就沒有區(qū)別了。在R語(yǔ)言中,實(shí)現(xiàn)可重復(fù)研究非常簡(jiǎn)單,下載免費(fèi)的R語(yǔ)言集成環(huán)境RStudio(http:///),安裝免費(fèi)的knitr包,就能夠編寫MarkDown格式的文檔(可以方便地轉(zhuǎn)換為網(wǎng)頁(yè)形式),如果電腦上安裝有l(wèi)atex,也可以生成tex文件,并最終得到pdf格式的文檔。
。ǘ┗诳芍貜(fù)研究的教學(xué)實(shí)踐
為配合學(xué)!皯(yīng)用型人才”的培養(yǎng)目標(biāo),強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)踐能力,系內(nèi)多元統(tǒng)計(jì)分析課程的上機(jī)課時(shí)占到了課程學(xué)時(shí)的1/3,使學(xué)生有足夠的時(shí)間上機(jī)練習(xí)。在教學(xué)實(shí)踐中,充分利用課堂時(shí)間,重點(diǎn)講解統(tǒng)計(jì)方法的基本思想和實(shí)現(xiàn)步驟,弱化統(tǒng)計(jì)理論的推導(dǎo)(僅就關(guān)鍵理論進(jìn)行推導(dǎo)),利用多媒體和R語(yǔ)言,結(jié)合課本上的例題演示軟件的操作和結(jié)果提取。讓學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)中達(dá)到理解統(tǒng)計(jì)思想,熟悉分析步驟,掌握重點(diǎn)理論結(jié)果,熟悉相關(guān)函數(shù)的目的。為開拓學(xué)生視野,培養(yǎng)初步的科學(xué)研究能力,教師通過精心選擇優(yōu)秀和便于操作的相關(guān)雜志論文,以典型案例的形式,利用R語(yǔ)言再現(xiàn)其結(jié)果。通過對(duì)論文的深入剖析,讓學(xué)生感受科學(xué)研究的魅力,體會(huì)統(tǒng)計(jì)方法的作用,提高解決實(shí)際問題的能力。
切實(shí)掌握統(tǒng)計(jì)方法和軟件操作離不開上機(jī)實(shí)踐。在上機(jī)實(shí)驗(yàn)之前,教師通過規(guī)定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告提綱,總結(jié)實(shí)驗(yàn)方法和R語(yǔ)言相關(guān)函數(shù)與參數(shù),在學(xué)生上機(jī)實(shí)驗(yàn)之前發(fā)給學(xué)生學(xué)習(xí),并要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)完成之后撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。這一做法讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)之前對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容胸有成竹,實(shí)驗(yàn)過程中有章可循,又能充分發(fā)揮所學(xué)撰寫實(shí)驗(yàn)分析報(bào)告,調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,提高了學(xué)習(xí)效率。
四、改革考核方式與內(nèi)容
課程考核是教學(xué)活動(dòng)的重要組成部分,是檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)效果、評(píng)估教學(xué)質(zhì)量的重要手段。傳統(tǒng)的考核方式是期末試卷與平時(shí)成績(jī)綜合得分,但這一評(píng)價(jià)方法與應(yīng)用為導(dǎo)向的教學(xué)并不匹配。筆者采用綜合課程論文、實(shí)驗(yàn)報(bào)告和平時(shí)表現(xiàn)得出最終成績(jī)的評(píng)價(jià)方式,在實(shí)踐中效果較好。將課程的最終成績(jī)與平時(shí)的學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告的完成質(zhì)量結(jié)合起來,改變了以往“一考定終身”的考核方式,最終的成績(jī)以不同的權(quán)重分散于學(xué)習(xí)的各個(gè)階段,有效地破除了部分學(xué)生“平時(shí)不學(xué),考試作弊”的心理,因而更全面、公平地考查了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和學(xué)習(xí)態(tài)度。
五、打造網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)
在信息時(shí)代的背景下,充分利用網(wǎng)絡(luò)資源,加強(qiáng)師生之間的網(wǎng)絡(luò)互動(dòng),既能改變現(xiàn)在大學(xué)師生間缺乏有效溝通這一現(xiàn)狀,又能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)習(xí)效果。筆者在搜索網(wǎng)絡(luò)協(xié)同工具時(shí)無意中了解到科研在線的團(tuán)隊(duì)文檔庫(kù)(http://ddl.escience.cn/),經(jīng)深入了解之后發(fā)現(xiàn),這一免費(fèi)的平臺(tái)能夠基本滿足網(wǎng)絡(luò)教學(xué)這一需要。下面,結(jié)合筆者的教學(xué)實(shí)踐,對(duì)這一個(gè)平臺(tái)做簡(jiǎn)單介紹。
科研在線是中國(guó)科技網(wǎng)面向科研學(xué)者的科研應(yīng)用服務(wù)門戶,中國(guó)科技網(wǎng)是中國(guó)科學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)下的學(xué)術(shù)性、非營(yíng)利的科研計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(http:///)。而團(tuán)隊(duì)文檔庫(kù)則是科研在線提供的面向團(tuán)隊(duì)的文檔協(xié)作與管理工具。教師通過注冊(cè)一個(gè)賬號(hào),創(chuàng)建一個(gè)團(tuán)隊(duì),同時(shí)邀請(qǐng)所有的學(xué)生加入該團(tuán)隊(duì),一個(gè)由學(xué)生和教師組成的教學(xué)系統(tǒng)就具有了初步的輪廓。在教學(xué)過程中,教師首先將課件、參考論文、實(shí)驗(yàn)要求、典型案例、軟件操作方法視頻等相關(guān)資料上傳到文檔庫(kù)的公共資源部分,所有學(xué)生都可以自由地下載和學(xué)習(xí)。其次,在文檔庫(kù)中為每一個(gè)學(xué)生建立相應(yīng)文件夾,學(xué)生平時(shí)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告和課程論文都以word形式上傳至自己的文件夾下,由于文檔庫(kù)具有版本控制的功能,學(xué)生每次都可以在同一個(gè)文件中輸入相關(guān)內(nèi)容,系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)記錄不同版本之間的區(qū)別,待課程結(jié)束,只需將最終版本下載下來,就可以得到屬于學(xué)生自己的實(shí)驗(yàn)報(bào)告手冊(cè)。最后,系統(tǒng)中的文件都記錄了版本,具有評(píng)價(jià)、分享等功能,因此教師可以對(duì)學(xué)生的報(bào)告、論文進(jìn)行修改指導(dǎo),對(duì)優(yōu)秀的實(shí)驗(yàn)報(bào)告、論文可以分享給所有人學(xué)習(xí)、模仿。使用文檔庫(kù)的另一個(gè)重要意義在于隨著教授學(xué)生人數(shù)的增長(zhǎng),文檔庫(kù)中的相關(guān)資料也會(huì)越來越多,教師通過整理選出優(yōu)秀的學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告和論文,不僅可以充實(shí)課程的教學(xué)資料,也可以成為課程的“知識(shí)庫(kù)”,使后來的學(xué)生可以站在“前人的肩膀上”,獲得更好的學(xué)習(xí)效果。
多元統(tǒng)計(jì)分析課程是一門應(yīng)用性很強(qiáng)的統(tǒng)計(jì)課程,由于其應(yīng)用的廣泛性,各大高校越來越重視該課程的教學(xué)改革。筆者基于教學(xué)實(shí)踐,介紹了以可重復(fù)研究為核心的案例教學(xué)和相應(yīng)的考核方式,重點(diǎn)介紹了以科研在線文檔庫(kù)為平臺(tái)打造的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式。隨著計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,未來的課程教學(xué)和組織中網(wǎng)絡(luò)的成分必然會(huì)越來越大。
參考文獻(xiàn):
[1]葛虹,朱洪文,王淑杰.高級(jí)統(tǒng)計(jì)學(xué)的教學(xué)實(shí)踐與思考[J].大學(xué)數(shù)學(xué),2010,(1).
[2]朱輝.“應(yīng)用多元統(tǒng)計(jì)分析”課程教學(xué)改革實(shí)踐探索——立足于“學(xué)以致用”視角[J].統(tǒng)計(jì)與咨詢,2012,(3).
[3]馮雪楠,崔玉杰.實(shí)用統(tǒng)計(jì)軟件比較分析[J].北方工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2008,(1).
[4]謝益輝.Sweave:打造一個(gè)可重復(fù)的統(tǒng)計(jì)研究流程[EB/OL].http://cos.name/2010/11/reproducible-research-in-statistics/.
[5]Knuth D E.Literate programming[J].The Computer Journal,1984,27(2):97-111.
相關(guān)熱詞搜索:實(shí)踐 統(tǒng)計(jì) 創(chuàng)新 教學(xué) 平臺(tái)
熱點(diǎn)文章閱讀