人工智能背景下統(tǒng)計(jì)學(xué)課程教學(xué)改革探討

張娟娟 朱芳芳

（廣州華商學(xué)院，廣東 廣州 511300）

一、引言

人工智能作為新一代信息技術(shù)的代表，已廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。特別關(guān)注人工智能時(shí)代，統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)改革具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，人工智能的發(fā)展離不開大數(shù)據(jù)，而人工智能技術(shù)主要靠算法所驅(qū)動(dòng)，它的模型、計(jì)算和分析都依托與統(tǒng)計(jì)學(xué)?？梢钥闯?，數(shù)據(jù)是基礎(chǔ)，算法是核心，因而，如何高效處理數(shù)據(jù)顯得非常重要，統(tǒng)計(jì)學(xué)作為數(shù)據(jù)分析的工具，在數(shù)據(jù)的清洗和整理方面發(fā)揮舉足輕重的作用，緊跟時(shí)代發(fā)展步伐，各高效經(jīng)管類專業(yè)逐步改革傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)學(xué)的課程設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和手段，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力，主要側(cè)重提高大數(shù)據(jù)分析實(shí)踐能力，以應(yīng)對(duì)大數(shù)據(jù)和人工智能對(duì)統(tǒng)計(jì)學(xué)帶來(lái)的沖擊和挑戰(zhàn)。

近幾年來(lái)國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)人工智能時(shí)代的教育改革問(wèn)題，從理論分析的角度做了大量研究，如朱建平等（2014）[1]闡述了大數(shù)據(jù)背景下，傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)學(xué)在一些概念、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、和統(tǒng)計(jì)思維方式等方面發(fā)生的變化，深入剖析了統(tǒng)計(jì)學(xué)在大數(shù)據(jù)時(shí)代面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，大數(shù)據(jù)時(shí)代有助于推動(dòng)統(tǒng)計(jì)學(xué)學(xué)科的向前發(fā)展，統(tǒng)計(jì)學(xué)的發(fā)展有助于提高人們的數(shù)據(jù)分析和問(wèn)題解決能力，這反映了統(tǒng)計(jì)學(xué)課程教學(xué)改革是必要和迫切的。徐宗本（2021）[2]研究了人工智能時(shí)代，國(guó)內(nèi)外學(xué)者重點(diǎn)關(guān)注的幾個(gè)重要的數(shù)理基礎(chǔ)問(wèn)題，人工智能的發(fā)展對(duì)傳統(tǒng)的數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法和思維模式產(chǎn)生了一定的沖擊，解決這些數(shù)理基礎(chǔ)問(wèn)題有助于推動(dòng)人工智能技術(shù)的發(fā)展，人工智能的發(fā)展也有助于促進(jìn)統(tǒng)計(jì)學(xué)科的進(jìn)步和發(fā)展。蒲菊華,熊璋（2021）[3]研究了人工智能與教育的融合在促進(jìn)高等教育的改革方面的作用，從教師、學(xué)生和倫理三方面闡述了人工智能發(fā)展對(duì)高等教育帶來(lái)的沖擊，和人工智能對(duì)高等教育的促進(jìn)作用，該研究也說(shuō)明人工智能時(shí)代，教育改革是大勢(shì)所趨，必須緊跟時(shí)代發(fā)展，才能培養(yǎng)出符合時(shí)代要求的人才，研究認(rèn)為：線下和線上混合教育方式是教育改革的大勢(shì)所趨，這種教育模式可以為學(xué)生提供多元化的學(xué)習(xí)需求，而不是局限于單一的課堂教育，同時(shí)，也能夠豐富學(xué)習(xí)資源。唐小媚,劉第紅（2021）[4]闡述了第十五屆海峽兩岸（粵臺(tái)）高等教育論壇上，關(guān)于人工智能時(shí)代下的高等教育變革與發(fā)展的主要觀點(diǎn)，既包括宏觀層面的人才培養(yǎng)、產(chǎn)教融合和學(xué)科建設(shè)等，也包括微觀層面的教育價(jià)值和教育投資策略等，人工智能是引領(lǐng)科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的重要驅(qū)動(dòng)力，推進(jìn)高等教育改革和高等教育現(xiàn)代化是未來(lái)10 年高等教育發(fā)展的重要議題，加強(qiáng)粵臺(tái)兩岸在高等教育領(lǐng)域的合作，為培養(yǎng)掌握現(xiàn)代信息技術(shù)的專業(yè)人員提供了廣闊的平臺(tái)。馮路（2021）[5]研究中也提到，人工智能、工業(yè)機(jī)器人等現(xiàn)代科技是一把雙刃劍，對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展既有利也有弊，一方面有助于優(yōu)化我國(guó)的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)，也是應(yīng)對(duì)人口老齡化的重要手段；但是人工智能技術(shù)的發(fā)展會(huì)增加失業(yè)和不平等問(wèn)題，因此，要不斷改革現(xiàn)有的教育體系，才能與時(shí)俱進(jìn)，培養(yǎng)出靈活運(yùn)用自動(dòng)化技術(shù)的專業(yè)人員。學(xué)者們對(duì)人工智能背景下的統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)改革做了初步的探討，并提出了教學(xué)改革的意見(jiàn)和建議，在上述學(xué)者研究的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)總結(jié)人工智能發(fā)展對(duì)統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)帶來(lái)的一些重要影響，并結(jié)合當(dāng)前實(shí)際的教學(xué)情況，總結(jié)統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)中存在的一些不足，提出統(tǒng)計(jì)學(xué)課程教學(xué)改革的一些思考和建議。

二、人工智能對(duì)統(tǒng)計(jì)學(xué)帶來(lái)的影響

（一）統(tǒng)計(jì)思想的變化

在大數(shù)據(jù)、人工智能時(shí)代背景下，傳統(tǒng)的“以小見(jiàn)大”的統(tǒng)計(jì)思想將被取代，而主要是從“大數(shù)據(jù)”中去挖掘經(jīng)濟(jì)社會(huì)的規(guī)律和特點(diǎn)。傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)學(xué)解決實(shí)際問(wèn)題的基本環(huán)節(jié)是：（1）根據(jù)所要研究問(wèn)題的性質(zhì)，在有關(guān)學(xué)科理論指導(dǎo)下，制定統(tǒng)計(jì)指標(biāo)、指標(biāo)體系和統(tǒng)計(jì)分類；（2）通過(guò)抽樣調(diào)查獲取數(shù)據(jù)，即數(shù)據(jù)收集；（3）對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行登記、審核、整理、歸類，利用一定方法根據(jù)樣本數(shù)據(jù)去估計(jì)或檢驗(yàn)總體的數(shù)量特征；（4）結(jié)合相關(guān)實(shí)質(zhì)性學(xué)科的理論知識(shí)去進(jìn)行分析和利用。遵循先“問(wèn)題”，后“數(shù)據(jù)”的模式；而在大數(shù)據(jù)時(shí)代，卻變成了先“數(shù)據(jù)”，后“問(wèn)題”的模式，研究思維的改變，也使傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)學(xué)研究方法、研究對(duì)象和相關(guān)概念產(chǎn)生了改變。

數(shù)據(jù)是統(tǒng)計(jì)學(xué)的研究對(duì)象，但是總體數(shù)據(jù)很難獲取，因此通過(guò)抽樣，利用樣本信息來(lái)推斷總體的特征，在統(tǒng)計(jì)學(xué)教材中，“樣本”是指按照一定的概率從總體中抽取的部分單位的集合。而在大數(shù)據(jù)時(shí)代，我們有時(shí)候得到的數(shù)據(jù)不再是樣本數(shù)據(jù)，而是總體數(shù)據(jù)，這顯然有助于解決樣本統(tǒng)計(jì)帶來(lái)的誤差大的缺點(diǎn)；另外，如果我們要獲取的數(shù)據(jù)是隨著時(shí)間而變化的，對(duì)于這樣的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)而言，總體就是過(guò)去、當(dāng)前和未來(lái)很長(zhǎng)時(shí)間段中所有的數(shù)據(jù)，樣本可以是過(guò)去、當(dāng)前時(shí)間可以獲取得到的數(shù)據(jù)，此時(shí)，樣本并不是隨機(jī)抽取的，這就和傳統(tǒng)意義上的“樣本”概念有一定的區(qū)別，如何分析大數(shù)據(jù)時(shí)代樣本的代表性問(wèn)題？將是統(tǒng)計(jì)學(xué)專業(yè)教學(xué)過(guò)程中面臨的新問(wèn)題。

（二）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的變化

統(tǒng)計(jì)學(xué)上我們根據(jù)所研究的問(wèn)題收集的數(shù)據(jù)都是結(jié)構(gòu)型的數(shù)據(jù)，對(duì)于結(jié)構(gòu)型的數(shù)據(jù)已有一套完善的數(shù)據(jù)處理標(biāo)準(zhǔn)和流程，通過(guò)統(tǒng)計(jì)圖表可以顯示數(shù)據(jù)，通過(guò)構(gòu)建基本的描述性統(tǒng)計(jì)指標(biāo)可以研究數(shù)據(jù)的集中趨勢(shì)、離散程度和數(shù)據(jù)的分布形態(tài)。

大數(shù)據(jù)時(shí)代，隨著人工智能技術(shù)的快速發(fā)展，我們得到的數(shù)據(jù)大多數(shù)是非結(jié)構(gòu)型的數(shù)據(jù)、半結(jié)構(gòu)型數(shù)據(jù)和異構(gòu)數(shù)據(jù)，諸如圖像和聲音等復(fù)雜的數(shù)據(jù)，對(duì)于這種非結(jié)構(gòu)型的數(shù)據(jù)很難使用傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)圖表、統(tǒng)計(jì)指標(biāo)來(lái)顯示。這些變化對(duì)各高校統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)也帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)，如何處理非結(jié)構(gòu)型數(shù)據(jù)？是一個(gè)重要的研究話題。

（三）數(shù)據(jù)收集思路的變化

傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)學(xué)課本中，數(shù)據(jù)收集的基本思路是：先確定研究目的，然后確定要收集的數(shù)據(jù)，最后根據(jù)要收集的數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)調(diào)查方案。這種思維模式的優(yōu)勢(shì)是：帶著問(wèn)題進(jìn)行數(shù)據(jù)收集的，具有很強(qiáng)的針對(duì)性，另外，數(shù)據(jù)的出處比較明確，在后續(xù)數(shù)據(jù)處理過(guò)程中，也方便檢查；傳統(tǒng)思維模式的缺點(diǎn)也很明確，一方面，耗時(shí)耗力，另一方面，得到的數(shù)據(jù)量有限。

在大數(shù)據(jù)時(shí)代，人工智能技術(shù)的快速發(fā)展使得數(shù)據(jù)收集變得相對(duì)容易了，數(shù)據(jù)收集的整個(gè)流程為：識(shí)別——整理——提煉——汲取——分配和存儲(chǔ)。大數(shù)據(jù)時(shí)代，數(shù)據(jù)的獲取相對(duì)容易，但是也為教學(xué)研究帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)，我們得到的數(shù)據(jù)通常來(lái)源于一些特定的網(wǎng)站和數(shù)據(jù)庫(kù)，這些數(shù)據(jù)通常不是為了我們研究特定的問(wèn)題產(chǎn)生的，而是一切可記錄的數(shù)據(jù)，我們?nèi)绾握鐒e、提煉、分析和利用？如何核驗(yàn)數(shù)據(jù)的有效性？這些都將是統(tǒng)計(jì)學(xué)專業(yè)教學(xué)過(guò)程中面臨的新的問(wèn)題。

通過(guò)以上分析可以看出，人工智能技術(shù)主要從統(tǒng)計(jì)研究過(guò)程、方法、目的和思想幾個(gè)方面對(duì)統(tǒng)計(jì)研究和統(tǒng)計(jì)工作帶來(lái)了轉(zhuǎn)變。目前，高校統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)存在著與現(xiàn)實(shí)脫離的問(wèn)題，不能與時(shí)俱進(jìn)，人工智能時(shí)代，誕生了海量的數(shù)據(jù)，如何提升學(xué)生對(duì)海量數(shù)據(jù)的處理和分析能力，同時(shí)，為學(xué)生提供鍛煉的機(jī)會(huì)和平臺(tái)，這些都是統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)過(guò)程中需要思考和改革的問(wèn)題。

三、人工智能時(shí)代統(tǒng)計(jì)學(xué)課程教學(xué)改革的幾點(diǎn)思考

（一）教學(xué)內(nèi)容改革

人工智能的發(fā)展對(duì)統(tǒng)計(jì)學(xué)的影響還是很大的，因此改革統(tǒng)計(jì)學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容是迫在眉睫的，統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)要與時(shí)俱進(jìn)。

首先，在教材教學(xué)內(nèi)容講解安排上，應(yīng)該結(jié)合學(xué)生特點(diǎn)安排，不同高校、不同專業(yè)的學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、已儲(chǔ)備的知識(shí)量不同，如果學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)統(tǒng)一比較差，就應(yīng)該多注重培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力，對(duì)于理論知識(shí)的論證推導(dǎo)可以弱化，讓學(xué)生掌握基本的原理、方法即可；其次，教師要緊跟時(shí)代發(fā)展的需要，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，增加實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)內(nèi)容，可以增加一些案例，向?qū)W生展示在大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下，數(shù)據(jù)分析和挖掘的方式方法，也能夠引起學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力；再次，教學(xué)過(guò)程要引入一些統(tǒng)計(jì)分析軟件的應(yīng)用，目前統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)中，大部分時(shí)間都安排的理論知識(shí)的講解，這就不利于培養(yǎng)學(xué)生的軟件應(yīng)用能力。最后，增加大數(shù)據(jù)的教學(xué)內(nèi)容，人工智能的快速發(fā)展，對(duì)統(tǒng)計(jì)學(xué)課程的要求也快速提升，特別重視大數(shù)據(jù)的分析與挖掘能力，對(duì)學(xué)生的軟件應(yīng)用和解決問(wèn)題的能力也在提高，教師在講課過(guò)程中可以將大數(shù)據(jù)理論、方法和應(yīng)用穿插在各章節(jié)的講解中，增加統(tǒng)計(jì)分析軟件的應(yīng)用，在教學(xué)過(guò)程中，增加統(tǒng)計(jì)分析軟件的應(yīng)用是不可缺少的環(huán)節(jié)，如SPSS、SAS、Python 等；通過(guò)具體的經(jīng)濟(jì)社會(huì)中的案例講解來(lái)學(xué)習(xí)這些軟件的應(yīng)用，讓學(xué)生自己去利用這些軟件來(lái)解決經(jīng)濟(jì)社會(huì)中的實(shí)際問(wèn)題，可以調(diào)動(dòng)學(xué)生的參與度和積極性，拓展學(xué)生的知識(shí)面。

（二）教學(xué)方法改革

隨著人工智能的快速發(fā)展，對(duì)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、軟件應(yīng)用能力提出了更高的要求，但是，目前，大部分教師覺(jué)得統(tǒng)計(jì)學(xué)中的很多理論知識(shí)對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)是比較難理解的，在教學(xué)過(guò)程中習(xí)慣采用單一的講授法，為學(xué)生逐一剖析和講解知識(shí)點(diǎn)，但是這種教學(xué)方法對(duì)學(xué)生而言，學(xué)生會(huì)覺(jué)得上課沒(méi)有任何壓力，輕松自在，課后不再去關(guān)注這門課程的學(xué)習(xí)，甚至有的學(xué)生失去學(xué)習(xí)的興趣和主動(dòng)性，不積極參與到教學(xué)過(guò)程中。

因此，要改革傳統(tǒng)的單一的教學(xué)方式，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力，要是教師的教學(xué)方法靈活多樣，教學(xué)內(nèi)容也勢(shì)必是豐富多樣的，人工智能時(shí)代，興起的線上線下混合式教學(xué)模式，是學(xué)校重點(diǎn)提倡的，由于這種教學(xué)模型優(yōu)點(diǎn)凸出，既能克服傳統(tǒng)教學(xué)方法的不足，又能充分利用互聯(lián)網(wǎng)信息，實(shí)現(xiàn)有效教學(xué)。如以超星學(xué)習(xí)通為平臺(tái)，建設(shè)統(tǒng)計(jì)學(xué)課程的相關(guān)學(xué)習(xí)資源，按照教學(xué)大綱要求，建設(shè)線上教學(xué)資源，包括各章節(jié)的教學(xué)視頻、PPT 課件、章節(jié)練習(xí)題、思考題、課前預(yù)習(xí)任務(wù)等內(nèi)容。通過(guò)這種線上線下教學(xué)改革，學(xué)生在上課之前就可以在學(xué)習(xí)通平臺(tái)進(jìn)行預(yù)習(xí)，觀看視頻，總結(jié)學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的難點(diǎn)，教師在課堂上，重點(diǎn)講解學(xué)生遇到的重難點(diǎn)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)“以學(xué)為中心”的教學(xué)模式轉(zhuǎn)變，提升學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)，也鍛煉了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的實(shí)際能力。

（三）實(shí)踐教學(xué)改革

傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)過(guò)程中，部分老師只給學(xué)生講解理論知識(shí)和方法，忽略的軟件操作，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中注意力不集中，覺(jué)得統(tǒng)計(jì)學(xué)課程枯燥乏味，失去學(xué)習(xí)的興趣。人工智能的發(fā)展，更強(qiáng)調(diào)學(xué)生的數(shù)據(jù)分析和處理能力，因此，統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)過(guò)程中要注重培養(yǎng)學(xué)生的統(tǒng)計(jì)軟件應(yīng)用能力。在講解軟件應(yīng)用和操作時(shí)，可結(jié)合教材上的例題，教師先給學(xué)生演練一遍，然后學(xué)生自己動(dòng)手練習(xí)，如在講解數(shù)據(jù)收集這一章節(jié)時(shí)，要給學(xué)生演練問(wèn)卷數(shù)據(jù)如何錄入SPSS 等軟件；在講解數(shù)據(jù)的整理和顯示這一章節(jié)時(shí)候，應(yīng)該結(jié)合目前實(shí)用性較強(qiáng)的大數(shù)據(jù)分析軟件（SPSS、SAS、Python）講解數(shù)據(jù)預(yù)處理、定性數(shù)據(jù)、定量數(shù)據(jù)的整理和顯示；在講解相關(guān)與回歸分析時(shí)，結(jié)合實(shí)際經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展數(shù)據(jù)上機(jī)演練，然后讓學(xué)生上機(jī)演練。課后布置相關(guān)的練習(xí)題，題目可以稍加調(diào)整難度，要能夠引發(fā)思考，這樣有助于提升學(xué)習(xí)效率，真正提升利用統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析問(wèn)題的能力。

（四）課程考核方式改革

各高校要逐步改革統(tǒng)計(jì)學(xué)課程的考核方式，目前，大多數(shù)高校統(tǒng)計(jì)學(xué)課程是采用期末閉卷筆試的考核方式，主要考察統(tǒng)計(jì)學(xué)中的一些概念、理論、公式，這樣的考核方式，會(huì)導(dǎo)致學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)出現(xiàn)“考什么，學(xué)什么”的現(xiàn)象。在人工智能時(shí)代，社會(huì)更需要的是具有數(shù)據(jù)分析思維和解決實(shí)際問(wèn)題能力的人才。因此，統(tǒng)計(jì)學(xué)課程考核應(yīng)該注重理論和應(yīng)用的結(jié)合，突出課程的應(yīng)用性，改善學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中出現(xiàn)的“不考的知識(shí)不聽(tīng)不學(xué)”現(xiàn)象，考核成績(jī)應(yīng)該多元化，包括課堂提問(wèn)、課后作業(yè)、上機(jī)練習(xí)、期中和期末考等環(huán)節(jié)，在期中和期末考試中，不能以單一的筆試為主，而要增加上機(jī)操作題型，如在學(xué)完了問(wèn)卷設(shè)計(jì)知識(shí)點(diǎn)后，可以讓學(xué)生設(shè)計(jì)問(wèn)卷，收集數(shù)據(jù)，利用統(tǒng)計(jì)分析軟件錄入數(shù)據(jù)，并進(jìn)一步作數(shù)據(jù)的清晰和數(shù)據(jù)整理工作，描述性統(tǒng)計(jì)分析和推斷性統(tǒng)計(jì)分析等。我們都知道，統(tǒng)計(jì)學(xué)是一門應(yīng)用性很強(qiáng)的學(xué)科，如果只是掌握了理論知識(shí)，而不懂得軟件操作，就不能在實(shí)際工作中有效應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題，因此，增加軟件應(yīng)用能力的考核是必要的，理論和實(shí)踐能力的雙重考核制度更能夠全面、科學(xué)的反映出學(xué)生對(duì)統(tǒng)計(jì)學(xué)專業(yè)知識(shí)的掌握程度，引導(dǎo)學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)過(guò)程中要注重理論和實(shí)踐的結(jié)合。

四、結(jié)語(yǔ)

在當(dāng)前人工智能快速發(fā)展的時(shí)代背景下，人工智能時(shí)代，社會(huì)各界對(duì)學(xué)生的數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析能力要求是越來(lái)越高，隨著海量數(shù)據(jù)的產(chǎn)生，傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)分析思維、數(shù)據(jù)收集思路要做調(diào)整，在教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)該引入具有大數(shù)據(jù)處理能力的軟件，如SAS、Python 等，從而有助于培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析能力。