數(shù)據(jù)分析教學(xué)流程優(yōu)化設(shè)計研究

時間:2022-04-23 10:34:01

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數(shù)據(jù)分析教學(xué)流程優(yōu)化設(shè)計研究

摘要:文章針對當(dāng)前定量分析類課程教學(xué)存在的問題,提出“追本溯源式學(xué)習(xí)”理念,在教學(xué)過程中將知識點轉(zhuǎn)化為項目,引導(dǎo)學(xué)生參與整個數(shù)據(jù)分析過程,激發(fā)學(xué)生尋根究底、探究公式推導(dǎo)過程的興趣。文章以數(shù)據(jù)分析類課程教學(xué)中最為基本的“一元線性回歸檢驗問題”為例,設(shè)計了新的“追本溯源式”的教學(xué)流程,以期為提高該類課程的教學(xué)質(zhì)量提供借鑒。

關(guān)鍵詞:追求應(yīng)用;追本溯源;溯源式學(xué)習(xí);教學(xué)設(shè)計

1問題的提出

隨著軟件技術(shù)的發(fā)展和各類教學(xué)軟件更新?lián)Q代速度的加快,目前高校的定量分析類課程教學(xué)中,越來越多地傾向于使用各種教學(xué)軟件來輔助。然而,由于課時不足、學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)差等客觀原因,很多課程在使用教學(xué)軟件時,追求軟件教學(xué)的速成效果,不再關(guān)注軟件操作結(jié)果中變量的原始來源,不再進行必要的公式推導(dǎo),逐漸形成“重軟件操作輕公式推導(dǎo)”、推崇“無數(shù)學(xué)基礎(chǔ)也能進行數(shù)據(jù)分析”的教學(xué)和學(xué)習(xí)方式。但教學(xué)實踐中發(fā)現(xiàn),這種“知其然不知其所以然”的教學(xué)思路存在諸多問題。學(xué)生確實在短時間內(nèi)學(xué)會了在分析問題時使用軟件,但對學(xué)生學(xué)習(xí)效果的調(diào)查發(fā)現(xiàn),很多學(xué)生不明白定量分析類課程數(shù)據(jù)分析中各變量之間的關(guān)系,不了解分析方法基于何種邏輯,不懂得各種分析方法之間對于某個問題的分析是相輔相成的還是承前啟后的。這樣的教學(xué)理念存在一個偏離最終培養(yǎng)目標(biāo)的、亟需關(guān)注的誤區(qū),即注重速度和短期效果,卻忽略了知識的延續(xù)性。這樣的教學(xué)模式,短期看是有效的,但長期會發(fā)現(xiàn)存在很大隱患?;A(chǔ)不穩(wěn)將導(dǎo)致各門課程之間相互割裂,前序課程無法對后續(xù)課程產(chǎn)生必然的、持續(xù)性的正向影響。學(xué)生在學(xué)習(xí)后續(xù)課程時極易出現(xiàn)無法關(guān)聯(lián)已有知識、無法構(gòu)建完備知識體系的情況,也就無法提升其自主學(xué)習(xí)能力。目前,不少這類課程的教學(xué)過程,正從最初的“無實踐操作的純理論教學(xué)”這一極端逐漸走向“重操作輕理論”“重實用輕基礎(chǔ)”的另一個極端。到底是放棄公式推導(dǎo)來追求軟件的快速掌握,還是追本溯源、分析變量的原始含義從而深入了解分析內(nèi)容,是教學(xué)實踐中必須要解決的問題。為了更好地達成“學(xué)會學(xué)習(xí)”這一教育的本質(zhì)目標(biāo),這種無法形成持續(xù)性、長久性學(xué)習(xí)效果的教學(xué)思路亟需得到糾正。本文傾向于選擇在教學(xué)過程中夯實基礎(chǔ),對各個變量“追本溯源、回歸本質(zhì)”,并將這種教學(xué)和學(xué)習(xí)方式定義為“溯源式學(xué)習(xí)(source-basedlearning)”?;谶@種教學(xué)理念,本文以定量分析類課程中一元線性回歸教學(xué)過程為例,試圖重新優(yōu)化設(shè)計教學(xué)流程,將部分教學(xué)內(nèi)容延伸至課外的自主學(xué)習(xí)中,以便在有限的課時內(nèi)合理兼顧“實用與理論”“軟件操作與基礎(chǔ)知識”,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,教授科學(xué)的學(xué)習(xí)思路和方法,以期達成持續(xù)性知識傳遞的教學(xué)目標(biāo)。

2教學(xué)設(shè)計思路

本文選擇“一元線性回歸中的檢驗問題”這一內(nèi)容來進行教學(xué)設(shè)計,原因有兩個。一是自從弗朗西斯·高爾頓于1875年根據(jù)豌豆尺寸的遺傳規(guī)律提出“回歸效應(yīng)”以來,回歸分析方法被廣泛應(yīng)用于對社會、經(jīng)濟、管理、醫(yī)學(xué)、體育、教育等各種相關(guān)問題的定量研究過程[1]。在這些研究中,一元線性回歸分析又是所有回歸分析的基礎(chǔ),因子分析、方差分析、logit回歸分析、聚類分析、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、蒙特卡洛模擬等諸多方法,都是以此為基石的。二是對這一問題的研究涉及各種檢驗之間的隱藏關(guān)系,新的課程流程設(shè)計旨在引導(dǎo)學(xué)生對這些檢驗之間的關(guān)系進行深入分析,自主發(fā)現(xiàn)問題,尋求答案。首先,課前教師要針對該問題及其所需的基本知識和軟件儲備進行說明;其次,要求學(xué)生進行分組,通過小組“自主—合作學(xué)習(xí)”方式查找所需的、符合本問題研究的案例數(shù)據(jù);然后,在課堂上由教師講解不同軟件(EViews、SPSS等)的使用,讓學(xué)生利用各自查找到的數(shù)據(jù)來進行軟件操作實踐,引導(dǎo)學(xué)生查看軟件操作結(jié)果,發(fā)現(xiàn)問題中隱藏的關(guān)系;最后,引導(dǎo)學(xué)生“追本溯源”,分析隱藏關(guān)系的原因,并通過公式推導(dǎo)來加深對知識點的記憶。這種教學(xué)設(shè)計的創(chuàng)新在于,對每一個知識點都采用項目式學(xué)習(xí)法,使學(xué)生的學(xué)習(xí)從課內(nèi)延伸至課外,從而了解完整的數(shù)據(jù)分析流程,而不只是學(xué)會如何操作軟件[2-7]。具體的課程設(shè)計思路如圖1所示。

3教學(xué)流程設(shè)計

基于上述教學(xué)設(shè)計思路,將“一元線性回歸中的檢驗問題”這一教學(xué)內(nèi)容按照“溯源式學(xué)習(xí)”方法進行流程設(shè)計如下。3.1數(shù)據(jù)搜集以儲備案例數(shù)據(jù)上課前,要求學(xué)生分組搜集課堂軟件操作所需的案例及數(shù)據(jù),為軟件操作做數(shù)據(jù)儲備。表1為教師查找的用于后續(xù)教學(xué)的案例數(shù)據(jù)。在查找案例數(shù)據(jù)時,要求學(xué)生根據(jù)已學(xué)知識關(guān)注數(shù)據(jù)來源、變量量綱等。

3.2EViews軟件教學(xué)

教師使用表1中的數(shù)據(jù),進行EViews9.0軟件應(yīng)用教學(xué)(見圖2),引導(dǎo)學(xué)生各自針對自己查找的案例數(shù)據(jù)進行軟件操作[8-9]。

3.3SPSS軟件教學(xué)

引導(dǎo)學(xué)生使用SPSS20.0分析案例[10],教會學(xué)生使用SPSS軟件畫出圖3、圖4。圖4顯示,所有的標(biāo)準(zhǔn)化殘差都落在–2~2之間,表明隨機誤差項服從正態(tài)分布的假定成立。圖3顯示lnFDI和lnGAS之間的線性關(guān)系明顯,可以進行一元回歸分析。表2—4為回歸分析結(jié)果。本案例教學(xué)后,要求學(xué)生完成各自案例的SPSS軟件操作。

3.4對結(jié)果進行分析,引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)隱藏關(guān)系

由EViews和SPSS回歸結(jié)果,引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)其中隱藏的三組等價關(guān)系。(1)相關(guān)系數(shù)的平方=判定系數(shù):由圖2、表3可以看出,22Rr=0.735=0.8582。雖然EViews結(jié)果中未出現(xiàn)相關(guān)系數(shù)的值,但可使用CORREL函數(shù)計算出來。(2)回歸系數(shù)顯著性檢驗中的檢驗統(tǒng)計量=相關(guān)系數(shù)顯著性檢驗中的檢驗統(tǒng)計量:由圖2、表4可知,回歸系數(shù)的檢驗統(tǒng)計量等于7.819947(7.820),而根據(jù)相關(guān)系數(shù)的檢驗統(tǒng)計量公式的計算結(jié)果也是7.820(詳見后文)。相關(guān)系數(shù)顯著性檢驗中的檢驗統(tǒng)計量在顯著性水平為0.05情況下,/20.025t(nk1)t(22)2.07,通過顯著性檢驗?;貧w系數(shù)顯著性檢驗中的檢驗統(tǒng)計量為7.820,同樣檢驗通過。兩者結(jié)論一致。(3)回歸系數(shù)顯著性檢驗的檢驗統(tǒng)計量t的平方=總體線性關(guān)系顯著性檢驗的檢驗統(tǒng)計量F:由圖2和表3可以看出,回歸系數(shù)顯著性檢驗的檢驗統(tǒng)計量t的平方為61.15158,總體線性關(guān)系顯著性檢驗的檢驗統(tǒng)計量F為61.15158(61.151),上述等式得到驗證。因此,回歸系數(shù)檢驗通過,必然使得總體線性關(guān)系檢驗通過,兩者檢驗結(jié)果一致。

3.5通過公式推導(dǎo)理順?biāo)悸?/p>

在引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)以上隱藏關(guān)系后,再引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)教科書中的公式,并基于這些公式進行數(shù)學(xué)推導(dǎo),激發(fā)學(xué)生追本溯源的興趣。本部分的講授思路是,先單獨進行三種檢驗,再基于三種檢驗的檢驗統(tǒng)計量推導(dǎo)其公式之間的關(guān)系。3.5.1三種單獨顯著性檢驗1)相關(guān)關(guān)系的顯著性檢驗。回歸分析之前一般先研究兩個變量總體上是否存在相關(guān)關(guān)系,即進行相關(guān)關(guān)系檢驗。該相關(guān)系數(shù)顯著性檢驗中的檢驗統(tǒng)計量見式(1),使用置信區(qū)間或者P值進行檢驗即可:3.5.2三組顯著性檢驗的等價性推導(dǎo)在上述軟件操作結(jié)果中發(fā)現(xiàn)存在三組等價關(guān)系之后,引導(dǎo)學(xué)生整合本知識點涉及到的公式,探究上述軟件操作中發(fā)現(xiàn)的隱藏關(guān)系。1)相關(guān)系數(shù)的平方=判定系數(shù)。基于EViews和SPSS的回歸結(jié)果,引導(dǎo)學(xué)生按照如下過程推導(dǎo)判定系數(shù)與相關(guān)系數(shù)平方間的等價關(guān)系,教材中的兩種數(shù)據(jù)之間雖然存在這一關(guān)系,但未進行公式推導(dǎo),因此需引導(dǎo)學(xué)生由已知的不同公式進行如下推導(dǎo)。

3.6溯源式學(xué)習(xí)以獲得持續(xù)性知識

從本案例教學(xué)流程可以看出,將課程內(nèi)容分為若干知識模塊并重新設(shè)計教學(xué)流程能夠在有限的課時內(nèi)達到“既重軟件操作又重公式推導(dǎo)”的教學(xué)效果。先教授軟件操作,再由軟件操作結(jié)果引導(dǎo)學(xué)生探究數(shù)據(jù)來源,從而對數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)產(chǎn)生興趣。這種“溯源式學(xué)習(xí)”的流程設(shè)計既能有效結(jié)合工具應(yīng)用和公式推導(dǎo),又能引導(dǎo)學(xué)生后續(xù)形成自主學(xué)習(xí)和獨立研究的能力。

4結(jié)語

本文基于數(shù)據(jù)分析教學(xué)中一元線性回歸檢驗問題,詳細(xì)設(shè)計了各個教學(xué)環(huán)節(jié),并介紹了各環(huán)節(jié)的具體操作過程,目的是全方位展示“溯源式學(xué)習(xí)”模式,激發(fā)學(xué)生“尋根究底”的興趣。教師只有在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生追求持續(xù)性的學(xué)習(xí)效果,才能使高校教育成為學(xué)生未來終身學(xué)習(xí)的開端。本文所闡述的教學(xué)理念及教學(xué)設(shè)計,試圖為軟件操作類課程教學(xué)提供一種思路上的借鑒,以達到培養(yǎng)會學(xué)習(xí)的人的目的。

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作者:陳修蘭 單位:上海立信會計金融學(xué)院