應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計教材改革
時間:2022-08-15 05:41:17
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前教育部長陳至立指出:“研究生教育的改革與發(fā)展,直接關(guān)系到21世紀(jì)我國第三步戰(zhàn)略目標(biāo)的實現(xiàn).”隨著研究生教育改革的推進,對培養(yǎng)高質(zhì)量工科研究生起了重要作用的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)類課程的改革,尚有許多問題需要研究和解決,比如應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計教材改革和建設(shè)問題.應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計作為在應(yīng)用型研究生培養(yǎng)中起到重要作用的應(yīng)用型數(shù)學(xué)課程,目前迫切需要構(gòu)建便于教師教學(xué)、學(xué)生自學(xué)并注重工科應(yīng)用的教材.
1研究生培養(yǎng)模式改革
1.1培養(yǎng)模式改革的回顧回顧研究生培養(yǎng)改革歷程,不難發(fā)現(xiàn),在《中華人民共和國學(xué)位條例》中,就明確提出了研究生要獲得碩士學(xué)位必須具備從事科學(xué)研究工作的初步能力或擔(dān)負(fù)專門技術(shù)工作的初步能力.而實際上,在20世紀(jì)90年代以前,中國一直實行單一的學(xué)術(shù)型人才培養(yǎng)模式,也就是說在研究生培養(yǎng)中對碩士學(xué)位獲得者只要求具備了學(xué)位條例中的從事科學(xué)研究工作的初步能力,而并不培養(yǎng)具有擔(dān)負(fù)專門技術(shù)工作初步能力的碩士研究生[1].隨著經(jīng)濟發(fā)展,各行業(yè)對應(yīng)用型高層次專門人才的需求卻變得愈來愈緊迫.因此,研究生教育改革的重要任務(wù)就是要改變?nèi)瞬排囵B(yǎng)類型單一這一現(xiàn)狀.1986年,國家教委了《關(guān)于改進和加強研究生工作的通知》,改變了研究生培養(yǎng)中培養(yǎng)模式單一化這一現(xiàn)狀,變?yōu)榕囵B(yǎng)學(xué)術(shù)型人才與培養(yǎng)應(yīng)用型人才并重.從1991年起,國務(wù)院學(xué)位委員會針對經(jīng)濟建設(shè)和社會發(fā)展對人才的需要,先后批準(zhǔn)設(shè)置了工商管理碩士(MBA)、法律碩士(J.M)等12個專業(yè)學(xué)位.但是,這一時期全日制專業(yè)學(xué)位研究生的培養(yǎng)工作還沒有大范圍的展開[1].2009年,教育部了《關(guān)于做好全日制碩士專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)工作的若干意見》(以下簡稱《意見》).在《意見》中,教育部提出將碩士研究生教育從以培養(yǎng)學(xué)術(shù)型人才為主,逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橐耘囵B(yǎng)應(yīng)用型人才為主,也即是在研究生培養(yǎng)中以培養(yǎng)全日制專業(yè)學(xué)位人才為主.教育部在《意見》中明確規(guī)定,自2009年起,擴大招收以應(yīng)屆本科畢業(yè)生為主的全日制碩士專業(yè)學(xué)位范圍,從此全面開展全日制碩士專業(yè)學(xué)位研究生教育[2].
1.2新模式下的培養(yǎng)目標(biāo)和要求全日制碩士專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)的主要目標(biāo)是培養(yǎng)適應(yīng)社會特定職業(yè)或崗位實際工作需要的應(yīng)用型高層次專門人才.在當(dāng)前教育改革和社會發(fā)展情況下,全日制專業(yè)學(xué)位的設(shè)立有著以下兩個作用:(1)很好滿足了愿意從事實踐性職業(yè),而不愿從事研究和教學(xué)的那部分研究生需要;(2)適度的解決了在高等教育走向大眾化過程中不可避免的大學(xué)畢業(yè)生就業(yè)難問題.對于全日制碩士專業(yè)學(xué)位教育的目標(biāo)和要求,教育部在《意見》中明確給出了其培養(yǎng)目標(biāo)主要是培養(yǎng)掌握某一專業(yè)(或職業(yè))領(lǐng)域堅實的基礎(chǔ)理論和寬廣的專業(yè)知識、具有較強解決實際問題的能力,并能夠承擔(dān)專業(yè)技術(shù)或管理工作、具有良好職業(yè)素養(yǎng)的高層次應(yīng)用型專門人才.在培養(yǎng)過程中,對研究生培養(yǎng)提出了以下4個要求:(1)對課程設(shè)置要求以應(yīng)用為導(dǎo)向,以職業(yè)需求為目標(biāo),以綜合素養(yǎng)和應(yīng)用知識與能力的提高為核心;(2)對教學(xué)內(nèi)容要求強調(diào)理論性與應(yīng)用性課程的有機結(jié)合,突出案例分析和實踐研究;(3)在教學(xué)過程中要求重視運用團隊學(xué)習(xí)、案例分析、現(xiàn)場研究、模擬訓(xùn)練等方法;(4)對學(xué)生的能力培養(yǎng)要求注重培養(yǎng)學(xué)生研究實踐問題的意識和能力.
2應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計教材改革的必要性及其理論基礎(chǔ)
2.1大工程觀下的應(yīng)用型碩士研究生培養(yǎng)需要對原有的應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計教材進行改革對研究生培養(yǎng)教育的改革,中外各國都在不停的進行探索,其中最著名的是對中國有著重要影響的“大工程觀”.“大工程觀”是美國在20世紀(jì)90年代以后由前MIT院長提出的.通過對“大工程觀”和中國現(xiàn)在提出的研究生培養(yǎng)模式改革進行對比分析,不難發(fā)現(xiàn),中國的研究生培養(yǎng)模式改革有著“大工程觀”中“回歸工程運動”的烙?。按蠊こ逃^”中的“回歸工程運動”是一個從過分注重“工程科學(xué)”到注重“工程實踐”的轉(zhuǎn)變[3].從培養(yǎng)模式上來看,就是從學(xué)術(shù)型培養(yǎng)模式向應(yīng)用型模式轉(zhuǎn)變.但是這一“回歸”,它是在肯定工程科學(xué)的基礎(chǔ)上重新重視增強工程實踐的內(nèi)容[3].“大工程觀”的本質(zhì)上就是將科學(xué)、技術(shù)、非技術(shù)、工程實踐融為一體的具有實踐性、整合性和創(chuàng)新性的“工程模式”教育理念體系[3].縱觀中國的研究生培養(yǎng)模式改革中對全日制碩士研究生專業(yè)學(xué)位教育的目的和要求,不難發(fā)現(xiàn),這與“大工程觀”中的教育理念有著非常多的重合.因此可以認(rèn)為,在新的研究生教育改革中,作為科學(xué)基礎(chǔ)的數(shù)學(xué)課程要有所改革,尤其是在工程中有著重要應(yīng)用的應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計課程更有著改革的需要.這里有必要在深入理解“大工程觀”的理論上對應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計課程進行改革以使得更加適應(yīng)新模式下研究生培養(yǎng)的需要.另一方面,在研究生培養(yǎng)模式改革下,應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計課程在專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)過程中是必不可少的應(yīng)用類數(shù)學(xué)課程.應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計對應(yīng)用技術(shù)發(fā)展有著重要作用.在新技應(yīng)用和發(fā)展過程中,嘗試性的科學(xué)試驗成為一個重要手段,在一切嘗試科學(xué)試驗的領(lǐng)域都需要描述統(tǒng)計學(xué)和推斷統(tǒng)計學(xué).同時,應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計學(xué)習(xí)有助于提高應(yīng)用型研究生的綜合素養(yǎng)和創(chuàng)新能力.研究生的數(shù)學(xué)水平是其基礎(chǔ)理論水平的重要組成部分,是研究生綜合素養(yǎng)和創(chuàng)新能力的根基,同樣,也是應(yīng)用型研究生能否真正成為一個高層次應(yīng)用人才所應(yīng)具有的理論準(zhǔn)備[4].綜上所述,可以看出,在研究生培養(yǎng)模式改革的背景下,應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計課程在工科研究生培養(yǎng)中有著不可替代的作用.因此有必要在新培養(yǎng)模式下,對應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計教材和教學(xué)模式加以改革,以滿足新的需要.
2.2以建構(gòu)主義理論指導(dǎo)教材改革在教育學(xué)理論中,通常認(rèn)為教師、學(xué)生和教材是教學(xué)結(jié)構(gòu)的3個基本要素.而教學(xué)模式與教學(xué)結(jié)構(gòu)有著密切關(guān)系[5].建構(gòu)主義認(rèn)為,知識是學(xué)習(xí)者在一定的情境下,借助他人(教師、學(xué)習(xí)同伴等)的幫助,利用必要的學(xué)習(xí)材料,通過意義建構(gòu)的方式而獲得[6].因此,學(xué)習(xí)資料的好壞將很大程度上決定了學(xué)習(xí)者對知識的掌握.盡管應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計有著很強的應(yīng)用背景,但是其中主要的思想主要還是數(shù)學(xué)思想.鑒于數(shù)學(xué)的對象主要是抽象的形式化的思想材料,數(shù)學(xué)的活動也主要是思辨的活動,因此數(shù)學(xué)新知識的學(xué)習(xí)就是典型的建構(gòu)主義活動[7].由此可見,應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計的教材改革,可依據(jù)教育心理學(xué)理論——建構(gòu)主義理論來進行.?dāng)?shù)學(xué)建構(gòu)主義學(xué)習(xí)的實質(zhì)是主體通過對客體的思維構(gòu)造,在心理上建構(gòu)客體的意義.所謂“思維構(gòu)造”,即是指主體在多方位地把新知識與多方面的各種因素建立聯(lián)系的過程中,獲得新知識意義[7].?dāng)?shù)學(xué)建構(gòu)主義學(xué)習(xí)的實質(zhì),是主體在以客體作為對象的自主活動中,由于自身的智力參與而產(chǎn)生出個人體驗的過程.客體的意義正是在這樣的過程中建立起來的,離開了“自主活動”、“智力參與”和“個人體驗”就很難真正在心理上獲得客體的意義.因此,“自主活動”、“智力參與”、“個人體驗”,就是數(shù)學(xué)建構(gòu)主義學(xué)習(xí)的主要特征[7].根據(jù)數(shù)學(xué)建構(gòu)主義學(xué)習(xí)的實質(zhì)和3個學(xué)習(xí)特征,可以對應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計教材進行改革,以適應(yīng)在新教學(xué)理論和教學(xué)模式中應(yīng)用,并實現(xiàn)應(yīng)用型研究生培養(yǎng)中“回歸工程運動”的目標(biāo).
3新模式下教材改革的一些思考和教材的體系構(gòu)想課程的設(shè)置和教材內(nèi)容對教學(xué)質(zhì)量有著重要的影響[5],教學(xué)的好壞,與教材有著重要關(guān)系,好教材應(yīng)該可以使得新教學(xué)模式可以很好實現(xiàn).中國研究生教育中,雖然培養(yǎng)模式已經(jīng)由學(xué)術(shù)型為主轉(zhuǎn)化到應(yīng)用型為主,但是教材卻很少因此而改變,因此有必要對教材加以改革,研究者在教學(xué)過程中,根據(jù)應(yīng)用型研究生的培養(yǎng)要求,對教材改革進行了思考并提出一些建議.
3.1已有教材的一些問題現(xiàn)有研究生用數(shù)理統(tǒng)計教材主要針對學(xué)術(shù)型研究生培養(yǎng),因此在新培養(yǎng)模式下教材存在如下問題:(1)注重統(tǒng)計思想的講解和推導(dǎo)而應(yīng)用內(nèi)容偏少,將數(shù)理統(tǒng)計歸為數(shù)學(xué)學(xué)科下的一個分支,內(nèi)容是估計和假設(shè)檢驗為主的統(tǒng)計推斷理論;(2)側(cè)重點在公式的理解、定理的推導(dǎo)和證明上;(3)大多沒有對工科研究生非常有用的統(tǒng)計軟件應(yīng)用和統(tǒng)計實踐的教學(xué)要求[8].
3.2教材改革的一些思考通過對新的研究生培養(yǎng)模式探討以及對現(xiàn)有教材存在問題的研究,研究者對新研究生培養(yǎng)模式下教材改革進行了思考并對教材建設(shè)有了一些構(gòu)思.
3.2.1教材應(yīng)由以理論為主轉(zhuǎn)為以應(yīng)用為主從課程理念上看應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計應(yīng)該是一門側(cè)重于應(yīng)用的學(xué)科.統(tǒng)計從某種意義上說是與數(shù)據(jù)打交道的實用科學(xué).但現(xiàn)有教材過于重視統(tǒng)計思想,往往將加強統(tǒng)計思維方式培養(yǎng)作為教材的重要內(nèi)容和主要任務(wù).新培養(yǎng)模式下的教材,應(yīng)該適當(dāng)保留這些內(nèi)容,但不應(yīng)將其作為教材主要部分,應(yīng)以統(tǒng)計應(yīng)用訓(xùn)練和統(tǒng)計技能培養(yǎng)作為教材主要內(nèi)容和重要任務(wù).同時要注意使得教材能在使用中充分調(diào)動和發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性.無論是從“大工程觀”的教育理念、數(shù)學(xué)建構(gòu)主義學(xué)習(xí)觀、還是從數(shù)理統(tǒng)計教學(xué)效果實現(xiàn)來看,教材應(yīng)該加大統(tǒng)計應(yīng)用內(nèi)容.在應(yīng)用型研究生培養(yǎng)中,如果教材中主要是對統(tǒng)計思想的理論敘述,而沒有實際數(shù)據(jù)分析訓(xùn)練,學(xué)生們也就無法對統(tǒng)計的廣泛應(yīng)用性及重要性有深刻體會,同時也不利于對統(tǒng)計思維理解和應(yīng)用.以應(yīng)用為主,但不能偏廢理論.隨著時展,科技應(yīng)用中數(shù)據(jù)越來越多也越來越復(fù)雜,很多經(jīng)典統(tǒng)計方法在新型數(shù)據(jù)面前有時會變得無能為力,就要求具體工作者在實際問題中提出新的統(tǒng)計思想和方法,而這需要工作者對已有統(tǒng)計思想有著深刻理解.
3.2.2知識編排模塊化根據(jù)理論發(fā)展和應(yīng)用需要,將知識分層次,再根據(jù)層次進行模塊化,使學(xué)生和教師根據(jù)需要自主選擇.在模塊化過程中,一定要將整個數(shù)理統(tǒng)計的理論知識和應(yīng)用型知識理清楚,根據(jù)理論發(fā)展和應(yīng)用需要,將知識分層次,然后根據(jù)相應(yīng)層次對知識進行模塊化.內(nèi)容編排上應(yīng)注意科學(xué)易懂,使學(xué)生可以根據(jù)需要進行自學(xué),同時也使教師授課時可根據(jù)需要進行選擇性的調(diào)整教學(xué),也就使得教材能夠很好發(fā)揮建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論中的學(xué)習(xí)資源作用,并能很好發(fā)揮教師的引導(dǎo)作用和學(xué)生的主動性作用.教材知識安排上,應(yīng)打破已有為學(xué)術(shù)型研究生培養(yǎng)為主的知識模塊,增加為應(yīng)用服務(wù)的內(nèi)容.在教材編排上,對數(shù)理統(tǒng)計知識進行模塊化編排:以經(jīng)典數(shù)理統(tǒng)計如估計理論、假設(shè)檢驗、方差分析和線性回歸等為基礎(chǔ)模塊,這一模塊中教材應(yīng)編的通俗易懂,便于學(xué)生自學(xué),同時給出應(yīng)用中的主要結(jié)論,便于學(xué)生在統(tǒng)計分析時候可以直接查用;以多因素方差分析、多元線性回歸分析、聚類分析、因子分析、相關(guān)分析為重點應(yīng)用模塊,這一模塊中主要側(cè)重理論的應(yīng)用,尤其是數(shù)據(jù)分析實例和結(jié)果分析,同時應(yīng)有相應(yīng)統(tǒng)計軟件應(yīng)用和實踐;以非線性回歸分析、時間序列分析、數(shù)據(jù)挖掘和統(tǒng)計決策為發(fā)展模塊,發(fā)展模塊主要是給有這方面需求的學(xué)生自學(xué)用,這一部分應(yīng)以統(tǒng)計軟件應(yīng)用和統(tǒng)計實踐為主,而相關(guān)理論只做簡單介紹,使得學(xué)生能夠了解統(tǒng)計實踐中的結(jié)果就行[9~15].
3.2.3增加統(tǒng)計思想歷史介紹對數(shù)理統(tǒng)計理論發(fā)展歷史的了解,有助于學(xué)生對統(tǒng)計分析應(yīng)用的理解,同時也能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識.對經(jīng)典的數(shù)理統(tǒng)計理論發(fā)展的了解,不僅為學(xué)生對后續(xù)多元分析等應(yīng)用統(tǒng)計分析的理論和應(yīng)用有著更深入的了解,同時也會對應(yīng)用統(tǒng)計分析得到結(jié)果有著更深刻理解.對于應(yīng)用型研究生,仍需要有很強創(chuàng)造性,而數(shù)學(xué)思維的學(xué)習(xí)能很好的鍛煉人的創(chuàng)造能力.?dāng)?shù)理統(tǒng)計理論發(fā)展歷史的了解,可以使學(xué)生了解統(tǒng)計由問題到數(shù)學(xué)理論的過程,鍛煉了學(xué)生的數(shù)學(xué)思維能力,尤其是隨機性數(shù)學(xué)思維能力,從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力和意識.
3.2.4加大統(tǒng)計軟件的學(xué)習(xí)和應(yīng)用統(tǒng)計軟件的學(xué)習(xí)和應(yīng)用可以使學(xué)生熟練處理數(shù)據(jù).加大統(tǒng)計軟件應(yīng)用的相關(guān)內(nèi)容,使得學(xué)生能針對所學(xué)內(nèi)容很好利用統(tǒng)計軟件對專業(yè)中所得的數(shù)據(jù)進行處理,并能對所得結(jié)果進行分析,得到相應(yīng)的結(jié)論.統(tǒng)計軟件的應(yīng)用學(xué)習(xí),可以使學(xué)生充分了解統(tǒng)計方法對解決實際問題的需要,感受學(xué)習(xí)和運用知識的重要性,同時也是數(shù)學(xué)建構(gòu)學(xué)習(xí)中的自主活動和個人體驗.
3.3新模式下應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計教材的體系構(gòu)想基于以上討論和分析,研究者認(rèn)為作為新培養(yǎng)模式下的應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計課程教材可按照以下幾個板塊展開.
3.3.1統(tǒng)計理論與統(tǒng)計思想的介紹此板塊主要介紹統(tǒng)計學(xué)中的基本思想和基本理論,使學(xué)生通過學(xué)習(xí)能夠較好的掌握隨機性思維方法,同時也能理解統(tǒng)計作為一種數(shù)據(jù)分析工具,有著其內(nèi)在的理論含義.在這個板塊中應(yīng)做到:理論闡述通俗易懂,公式推導(dǎo)和理論分析盡可能不用太過抽象的數(shù)學(xué)理論,同時又要使得學(xué)生認(rèn)識到數(shù)學(xué)知識和數(shù)學(xué)素養(yǎng)在統(tǒng)計分析中的重要性.此板塊中的主要內(nèi)容在教材中的體現(xiàn),主要為基礎(chǔ)模塊的絕大部分,重點應(yīng)用部分模塊中的理論介紹部分和發(fā)展模塊中的少部分(相關(guān)理論的簡單介紹).
3.3.2統(tǒng)計理論的應(yīng)用以及統(tǒng)計軟件應(yīng)用此板塊主要包括兩個部分.第一部分為教材中的統(tǒng)計模型相應(yīng)例題,為了更好的理解統(tǒng)計思想和理論,同時也是為了更好的掌握數(shù)理統(tǒng)計中的統(tǒng)計技術(shù),適量的統(tǒng)計例題是非常重要的.統(tǒng)計例題應(yīng)該數(shù)量適當(dāng),同時要能和工科的實際有著緊密的聯(lián)系.而且復(fù)雜的例題應(yīng)有著應(yīng)用統(tǒng)計軟件分析得到的結(jié)果.這一部分的內(nèi)容在教材中,主要為基礎(chǔ)模塊中統(tǒng)計思想和統(tǒng)計理論介紹中部分例題,以及重點應(yīng)用模塊中絕大部分例題.同時此部分應(yīng)注意統(tǒng)計建模過程訓(xùn)練.第二部分為統(tǒng)計軟件學(xué)習(xí)和應(yīng)用統(tǒng)計軟件解決較簡單的實際問題,此部分主要為統(tǒng)計軟件學(xué)習(xí)和應(yīng)用,由于現(xiàn)有統(tǒng)計軟件有多種,這里研究者將以一種統(tǒng)計軟件為主.此部分主要目的是使學(xué)生能夠熟練一種統(tǒng)計軟件,并能應(yīng)用這一軟件進行實踐.這一部分內(nèi)容主要在重點應(yīng)用模塊和發(fā)展模塊中.內(nèi)容安排上,應(yīng)在重點應(yīng)用模塊中適當(dāng)位置先插入一章介紹統(tǒng)計軟件簡單操作,其他軟件應(yīng)用將與相應(yīng)統(tǒng)計知識和統(tǒng)計例題結(jié)合在一起.
3.3.3統(tǒng)計實踐此板塊主要包括利用已學(xué)習(xí)的統(tǒng)計知識和統(tǒng)計軟件根據(jù)自己專業(yè)要求,在專業(yè)范圍內(nèi)針對所得數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計建模并能對所計算結(jié)果進行分析得到相應(yīng)結(jié)論.這一板塊中主要內(nèi)容為重點應(yīng)用部分模塊的一部分和發(fā)展模塊的大部分.同時這一板塊的編排也是我們教材編排的難點部分,需要對數(shù)理統(tǒng)計知識在工科中應(yīng)用有著非常充分的理解.正因為如此,將在教材中只提出指導(dǎo)性意見,而具體的統(tǒng)計實踐將由學(xué)生自己去努力完成,并對學(xué)生統(tǒng)計實踐完成的內(nèi)容逐年添加到教材中,完善教材.
4結(jié)束語
當(dāng)然,要真正提高應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計的教學(xué)效果,使得數(shù)理統(tǒng)計這門課程在應(yīng)用型研究生培養(yǎng)中發(fā)揮更重要作用,從而使高校能提供更多滿足社會需要的高層次應(yīng)用人才,只進行教材改革是肯定不夠的,還應(yīng)該從教學(xué)模式等方面進行改革,使得學(xué)生能夠更好的從教師教學(xué)與自身的主動學(xué)習(xí)中獲得更多的知識并提升自身能力.