工程教育背景下優(yōu)化概率統(tǒng)計課程慕課教學(xué)方式的探索

黃光能

（云南大學(xué)軟件學(xué)院 云南·昆明 650091）

教育部長陳寶生2018 年6 月21 日在新時代全國高等學(xué)校本科教育工作會議上的講話明確提出：高等教育要回歸大學(xué)培養(yǎng)人的本質(zhì)職能、回歸學(xué)生要刻苦讀書學(xué)習(xí)的常識，回歸教師要潛心教書育人的本分，回歸高等學(xué)校要傾心培養(yǎng)建設(shè)者和接班人的初心。大會全面高揚人才培養(yǎng)主旋律。將我國高等教育的目標(biāo)定位于成為世界主要高等教育中心和創(chuàng)新人才培養(yǎng)高地。[1]

在工程教育領(lǐng)域，近幾年國家教育部主導(dǎo)的以結(jié)果為導(dǎo)向的國際化工程教育專業(yè)認證在工程教育認證協(xié)會的組織和推動下，逐步進入了地方的各類高校，旨在進一步規(guī)范高等教育培養(yǎng)模式，提高大學(xué)畢業(yè)生的綜合素質(zhì)，以滿足經(jīng)濟社會發(fā)展的要求。工程教育認證的根本目的是通過認證提高人才培養(yǎng)的質(zhì)量。[2]認證的內(nèi)容上包括圍繞學(xué)生、培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)要求、持續(xù)改進、課程體系、師資隊伍、支持條件七個方面，其核心內(nèi)涵有以學(xué)生為中心、以產(chǎn)出為導(dǎo)向（OBE）、培養(yǎng)質(zhì)量的持續(xù)改進。

落實到各門課程的教學(xué)中，形成了課程的線上線下相結(jié)合組織教學(xué)的新趨勢。目前我國已建成10 多個慕課共享平臺，上線幕課5000 多門，超過7000 萬人次大學(xué)生和社會學(xué)習(xí)者選學(xué)。慕課建設(shè)規(guī)模擴大的同時，也暴露出各大平臺對于同一門課程重復(fù)建設(shè)，上線的慕課課程良莠不齊的問題。據(jù)同學(xué)反饋，我國現(xiàn)行的慕課課程，學(xué)生修讀過程普遍感覺刷網(wǎng)課無聊，覺得對于課程知識的學(xué)習(xí)和掌握沒有特別明顯的作用。對此，本文以概率論及數(shù)理統(tǒng)計課程為例提出工程教育背景下優(yōu)化概率論及數(shù)理統(tǒng)計課程慕課教學(xué)方式的一些探索。

1 工程教育背景下優(yōu)化概率統(tǒng)計課程慕課教學(xué)方式，需要具備統(tǒng)計軟件操作能力的盡職盡責(zé)的師資隊伍

慕課教學(xué)方式的開展帶來的是更大的工作量以及學(xué)生更多的需求，隨著慕課共享平臺的開放，學(xué)生提問及輔導(dǎo)需求24小時都可以在線上提交。教師不但要有足夠的耐心回答學(xué)生慕課平臺中提出的各種問題，而且有些問題甚至?xí)秸n程教材的范圍。隨著現(xiàn)代計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，以及電腦作為學(xué)生學(xué)習(xí)的標(biāo)配，在概率統(tǒng)計課程的教學(xué)中把大量的實證運算引入統(tǒng)計軟件進行處理，通過學(xué)生利用統(tǒng)計軟件開展實際工作，并從中訓(xùn)練提高自己在實際工作場景下研究工作的能力，這種方式逐漸成為培養(yǎng)學(xué)生能力的有效途徑。任課教師在工程教育過程中結(jié)合應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，在當(dāng)代計算機技術(shù)高度發(fā)展的現(xiàn)實背景下，人工的算式推理演算工作被計算機軟件所取代。要想實現(xiàn)培養(yǎng)適應(yīng)現(xiàn)代社會的工程應(yīng)用型人才，必須加強數(shù)學(xué)統(tǒng)計軟件的學(xué)習(xí)和使用。在講授課程邏輯框架及知識結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，向?qū)W生介紹SAS、SPSS、R、octave、Minitab等統(tǒng)計軟件，以及一些流行的案例搜索軟件，甚至可以介紹一下python等通過系統(tǒng)編程語言來解決工作、生活遇到的統(tǒng)計問題。這樣一來課程就會變得不但理論內(nèi)涵豐富，而且應(yīng)用技能嫻熟，這樣培養(yǎng)出來的人才到了就業(yè)市場注定是會受到企事業(yè)單位廣泛歡迎的。當(dāng)然要實現(xiàn)這樣的培養(yǎng)模式，任課教師首先自己要能夠熟練使用這些軟件。

相反，現(xiàn)有慕課教學(xué)模式讓學(xué)生大量通過收看網(wǎng)上視頻學(xué)習(xí)，這樣假使遇到不負責(zé)任的任課教師，將出現(xiàn)教學(xué)過程完全成了放羊式教學(xué)，學(xué)習(xí)過程任課教師不管不問，學(xué)生學(xué)習(xí)的知識空洞，得不到實踐的檢驗，也得不到應(yīng)用技能的磨礪。到了學(xué)期末，不但任課教師無法確保學(xué)生學(xué)到系統(tǒng)的課程知識，就連學(xué)生自己也只能草草復(fù)習(xí)應(yīng)付完課程期末考試了事。

2 工程教育背景下優(yōu)化概率統(tǒng)計課程慕課教學(xué)方式，需要安排一定數(shù)量的見面課

見面課主要安排師生間對于整門課程邏輯的串講拼接，以及具體習(xí)題的演算親授。概率統(tǒng)計課程知識點多，各高校慕課建設(shè)的現(xiàn)狀是各門課程自主建設(shè)，課程組的幾個老師分工負責(zé)各自的章節(jié)，進行視頻化講授。把課程教學(xué)的互動環(huán)節(jié)省去。學(xué)生學(xué)習(xí)10 分鐘左右一個小視頻，本來系統(tǒng)化的課程知識，變成了多個碎片化的知識。再加之大多數(shù)學(xué)生日常學(xué)習(xí)的習(xí)慣沒有形成，更加重了課程系統(tǒng)知識的形成難度。概率統(tǒng)計課程教學(xué)內(nèi)容體系主要包括隨機事件與概率、隨機變量及其分布、多維隨機變量及其分布、隨機變量的數(shù)字特征、大數(shù)定律和中心極限定理、數(shù)理統(tǒng)計的基本概念、參數(shù)估計和假設(shè)檢驗、方差分析與回歸分析八個部分。見面課從大的邏輯上講是按照遇到隨機事件的分析及解決問題的過程邏輯來理順各知識點的先后順序的。通過見面課的串講讓學(xué)生形成整門課其實就是一個系統(tǒng)性的解決隨機過程問題的思路。通過典型習(xí)題的講解在知識的鏈條上，鑲嵌上一個個明亮的珍珠，這樣學(xué)生對于知識的理解將更深刻。

3 工程教育背景下優(yōu)化概率統(tǒng)計課程慕課教學(xué)方式，需要系統(tǒng)規(guī)劃線上線下慕課教學(xué)流程圖

慕課教學(xué)方式現(xiàn)有MOOC 以及SPOC 兩種具體教學(xué)模式?，F(xiàn)在任何教學(xué)平臺的運作都少不了資本的力量，在吸引學(xué)生方面平臺做得很好，但往往資本搭建的華美的慕課外觀下，卻難免會有實際效果達不到預(yù)期的情況。MOOC 及SPOC 教學(xué)方式作為一種新誕生的課程模式，其產(chǎn)生過程是為了適合大規(guī)模開放課程教學(xué)的需要，因此在開放性、規(guī)模性考慮成熟的同時，在教學(xué)互動，教學(xué)深度上必然存在短板。缺少師生面對面思想與言語互動對話的教學(xué)模式是無法完全規(guī)避開放平臺教學(xué)模式存在的固有缺陷的。然而MOOC 和SPOC 兩種教學(xué)模式的優(yōu)點在于它可以實現(xiàn)大規(guī)模、無差別的知識內(nèi)容的普及性教學(xué)、以及全天侯教學(xué)，適合于縮小發(fā)達地區(qū)與不發(fā)達地區(qū)教學(xué)資源分布不均的現(xiàn)實差距。要讓MOOC 及SPOC 教學(xué)方式的優(yōu)點充分發(fā)揮的同時進行操作技術(shù)方面的補充完善。使這一新生的教學(xué)模式很好地落地，在各大學(xué)的教學(xué)建設(shè)中發(fā)揮好提升人才培養(yǎng)質(zhì)量的功效。正因為如此，工程教育背景下優(yōu)化概率統(tǒng)計課程慕課教學(xué)方式，需要系統(tǒng)規(guī)劃線上線下慕課教學(xué)流程，以確實實現(xiàn)課程培養(yǎng)目標(biāo)的要求。具體教學(xué)流程圖如圖1：

圖1

通過四位一體，各有內(nèi)容，相互補充，共同完成有機的教學(xué)活動過程。

4 工程教育背景下優(yōu)化概率統(tǒng)計課程慕課教學(xué)方式，需要配套安排以實驗課程為載體的實踐教學(xué)

根據(jù)調(diào)查顯示大多數(shù)學(xué)生認為概率統(tǒng)計課程的學(xué)習(xí)難度較高，并且與自己所學(xué)課程聯(lián)系不夠明確，不能以學(xué)過的知識解決實際的問題。[3]不僅限于這門課，其他課程大學(xué)生也普遍存在解決實際工程問題動手難，無實操經(jīng)驗。并且以往課程成績沒有體現(xiàn)實際解決工程問題能力的分值。通過配套安排以實驗課程為載體的實踐教學(xué)，并在考核成績的組成上體現(xiàn)實踐能力的分數(shù)占比。具體實施中結(jié)合實際工程問題，利用數(shù)據(jù)處理軟件進行實際數(shù)據(jù)整理，數(shù)據(jù)特征分析，工程問題解決，假設(shè)檢驗，參數(shù)估計，甚至可以做決策預(yù)測分析等等。學(xué)生通過知識的運用，會覺得課程的知識內(nèi)容有用，有趣，學(xué)習(xí)過程有獲得感。逐步具備通過課程知識運用解決生產(chǎn)、生活中的實際問題的能力。

5 工程教育背景下優(yōu)化概率統(tǒng)計課程慕課教學(xué)方式，需要配備課程輔講教師做好學(xué)生學(xué)習(xí)小組協(xié)同學(xué)習(xí)組織的運行維護

教育的本質(zhì)是心靈與心靈的對話，為彌補現(xiàn)行慕課教學(xué)模式的人機學(xué)習(xí)缺乏溫度的缺點，讓人與人的溝通，老師與小組同學(xué)的溝通順暢進行。學(xué)習(xí)的過程其實是師生、學(xué)生與學(xué)生之間相互激發(fā)，相互成就的過程。通過小組活動的開展，學(xué)生在團隊成長中實現(xiàn)自我成長。具體實施上，可以采用3 人一個學(xué)習(xí)小組的方式，加強小組間討論時發(fā)言的機會與頻次。這樣學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和深度將得到雙提升。

在日趨激烈的世界高等教育競爭中實現(xiàn)跨越式發(fā)展是當(dāng)代中國高等教育的歷史使命。在以做大做強慕課教學(xué)為抓手的高等教育教學(xué)改革中，優(yōu)化基礎(chǔ)課程慕課教學(xué)流程，建設(shè)中國特色的慕課人才培養(yǎng)模式是當(dāng)務(wù)之急。唯有真正意義上構(gòu)建起以學(xué)生為中心的生動立體的依托信息化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化平臺。在平臺便利的同時，發(fā)揮好任課教師面對面的見面課及實踐環(huán)節(jié)、實驗環(huán)節(jié)的輔導(dǎo)拉、幫、帶作用。同時激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)小組探討新知、鞏固所學(xué)的內(nèi)生動力。有中國特色的慕課課程建設(shè)之路才能行穩(wěn)致遠。