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提倡组合式教学法 全面提高统计专业学生素质
[u]作者:李竹渝 摘自:《四川大学数学学院》[/u]
摘要:本文针对统计专业人才培养的特点,提出了组合式教学法,适应培养学生注重知识的完整性,全面掌握统计技能的学科发展需求,培养具有统计学科专业特色的复合型人才。
关键词:统计;教育教学;人才培养
1997年国家将统计学列为一级学科后,如何改变过去几十年一直在数学学科系统和经济学科系统下的统计学课程设置以及教材建设,我国统计学者一直都在不断努力,已经有相当基础和进展。比较国际统计学发展的大趋势,在普及统计学、提高统计学在国民经济大发展中的重要地位以及统计学专业人才培养方面我们仍需进一步努力。
一、引言
近二十年来,现代统计科学的发展与计算科学、各专业学科,如生物、医学、经济和金融学科的近代发展密不可分,与行为科学和人文社会科学研究的近代发展密不可分,无论在理论分析、方法论发展和数据分析处理等方面都有了质和量的飞跃,这是统计学越来越“火”的奥秘。越来越多的统计分析方法(包括统计计算方法的发展)及其应用依赖于“计算技术”和“数据”。对统计专业以及相关专业,如经济统计、计量经济、金融统计、生物统计和生物信息学等学生的培养应注意朝更广度的交叉学科发展方向努力,特别是要加强在统计分析方法特别是近代统计分析方法的学习、技能训练和分析问题解决问题能力的培养上下功夫,人才培养要有统计学科专业的特色,要向交叉学科复合型、高层次水平跨越,注重知识的完整性和全面掌握统计技能的学科发展需求。
考察国内国外统计专业培养研究生的最大不同点在于:国外统计学专业教学比较注重专业知识的深度、广度和技能的掌握,以及解决实际问题能力的培养,而国内本科注重“灌”,硕士生阶段仍然关注数学理论的论证等,缺乏统计专业知识的广度和深度,更缺乏关于统计“技能”的培养。这里的“技能”归纳为如下几个方面:
1、 对实际问题的分析了解并(指导)建立统计模型的技能(咨询能力);
2、 统计计算方法的掌握(处理数据能力);
3、 统计软件的使用(计算技能);
4、 分析问题,解释模型(统计推断能力);
5、 书写清晰、明了、规范的统计报告(专业写作能力)。
二、统计学专业人才培养的特点
随着统计学学科在国内逐渐形成的相对独立的专业学科地位,已经达成共识的是统计学是与数学不同的一门科学(尽管它的基础相当部分来自数学)。我们可以不去较真地研究统计学应属于社会科学还是自然科学,但统计学的学科特色和统计学的思维基础却是不得不认真弄清楚的。关于统计学的学科特色,按国际知名统计学家劳博士的专著《统计与真理》一书中援引国际知名经济学家、统计学家萨维奇的说法:“统计学基本上是寄生的: 靠研究其它领域内的工作而生存。这不是对统计学表示轻视,这是因为对大多数寄主来说, 如果没有寄生虫就会死。对有的动物来说, 不能消化它们的食物。因而,人类奋斗的很多领域, 如果没有统计学, 虽然不会死, 但一定会变得很弱。” 也许我们可以较真地讨论的是:与人类社会发展的各个领域,有哪一个没有依赖于统计学的发展而发展?地质、物理、生物、经济、医学、法学、文学、教育、心理和天文学等等传统学科,再加上生物信息、遗传工程、金融计量、行为科学等近代学科等都不同程度地运用了统计科学的方法和技术,解决了一些光依靠本专业知识不能完美解决的问题,并且还在解决问题的同时,提出一些具有发展潜力的创新研究课题。依据统计学的方法论发展,派生出一些新型的交叉性学科,如生物统计学等,已经成为新时代科学交叉发展的重要研究领域。统计学本身由解决各专业学科的相关实际问题而得到不断发展,在研究方法和解决实际问题的理论基础上创造出更新更具有研究事物本质的学科基础知识,并且还将随着现代科学的发展而不断更新。
统计学科在信息时代的快速发展早已给统计学的教学和人才培养提出了严峻挑战,尤其是在我们中国。由于长期受计划经济体制的影响,统计学过去在国内不是被化入数学类成为数学的一支,就是被化入经济学类成为单纯经济指标数量统计的简单工具,没有进入统计学利用统计方法和统计技能通过研究数量指标来研究解释社会现象本质的统计规律的实质性领域。现在,针对目前国际国内统计学发展的大好局面,对统计人才需求的高要求,我们需要解决如何能更好地培养统计学专业人才的问题。为了更好地解决这个问题,我认为首先需要回到原点,即弄清统计学关注的对象和统计学学习的逻辑思维。什么是统计学关注的对象,C.R.劳教授2003年在《统计与真理》一书的中文版序中明确指出:“统计学关注的是如何探知由观察数据获取的知识中的不确定性的量度,以及如何明确在最小损失下的最优决策。”统计学学习的逻辑思维应该是形象的归纳推断为主并辅以抽象的演绎推理,是从特殊到一般,再由一般到特殊的双向过程,这是区别与数学学习的抽象思维的根本。如果说不确定性问题的研究是目前的热门话题,那么统计学从上个世纪五十年代以来,就一直在处理不确定性的问题,如质量管理,可靠性分析,实验设计,非线性回归,非参数统计的发展等等,这些都是依靠统计的归纳推断方法在伴随不确定性因素条件下能做出较满意决策的统计学研究领域。下面,就统计学专业高年级教学和研究生的教学提出个人的一点思考。
三、组合式统计专业教学法
考察国外统计学相关专业的本科高年级和研究生的课程,大多是讲授、练习、文献选读发表和课题研究(LHPP)同时进行的,是师生教学互动的较好模式。LHPP框架下的教材不仅仅是一本教科书能解决的,还要求教师给出大量的相关知识参考,比如相关专业的其他教材以及该方向相关的有代表性的文献资料等等。学生在完成该课程时,需要投入大量的主动学习时间,除了翻阅一定的参考书外,还要阅读文献资料、运用一定的统计计算技能,进行实际问题的统计分析、撰写统计学术报告和口头发表等等。基本可以按照我们前面提到的多个技能知识的掌握来培养学生,提高学生学习的主动性,同时使学生认识统计科学学习的特殊性。以讲授《应用多元统计分析》为例,教师采用一本主教材,并同时介绍多本参考书的相关内容,如涉及“因子分析”的内容,可以让学生选读有关“心理统计”或“教育统计”或“计量经济”的文献或参考书,辅以一定的统计计算软件知识的介绍,再给出多篇文献要求学生阅读,并对文献内容进行课堂发表,最后还可以给出实际问题背景以及相关的多维数据要求学生做课题设计并运用统计知识进行系统的分析,然后运用统计软件来处理数据,分析模型,讨论结果,写出规范报告。我们曾以我国“高校教师精神压力的统计分析”的案例在本科段实行组合式教学,将学生分为三人一组进行实际数据的分析、讨论,写出统计报告并进行口头发表。学生们利用所学知识,运用统计软件,进行分析的过程中还能发现书本知识与实际现象所反映出来的问题的差异,得到多种技能的锻炼,受到学生好评。组合式教学能较全面的培养学生独立思考的能力、阅读能力、理解能力、计算能力和口头表达能力。更重要地是,通过LHPP的过程,启发学生的创新思维,自己动手解决实际问题并能挖掘新问题。
另外一些有交叉学科背景的统计学课程,以及专业性较强的统计课程,更可以类似进行,特别是对研究生的教学。以《遗传学的统计方法》为例,教师可以采用一本主教材,同时介绍多本涉及遗传学、统计学、统计计算等多方面内容的参考书;讲授到一定程度后,可以给出国内外一些相关的文献要求学生阅读,并就阅读文献的内容进行集体报告,最后还可以结合一定的实际问题要求学生做课题设计,建立模型,进行统计分析并讨论结果,写出规范报告。其它与《金融统计研究》课程,配套的教材可以是《金融学》、《时间序列分析》、《金融计量学》和《金融经济学》等等,并要求学生能熟练掌握至少1-2个统计软件,如SPSS,SAS,MATLAB,E-VIEWS,R,S-PLUS,能够对实际金融数据进行处理和分析。
总之,统计专业毕业的学生除在高校外,市场需求一般要求要有一定的相关专业背景,如涉及金融、经济、生物、医学、教育、心理和其它学科等等,要求要有相当的统计技能基础,比较其它学科的毕业生,它更具有交叉学科的特色。组合式教学法能提高学生对统计专业综合发展的认识,特别是加强交叉性学科基础知识的学习和掌握。除了经济、管理等学科外,其它人文社科专业的研究生,如教育、心理、新闻和法律专业,都要有统计学的基本知识、统计分析方法和统计技能的培养训练,提倡组合式教学法是十分有利并有效的。但按照现行的本科教学大纲,所规定的教学学时有的不能满足组合式教学法的需要。本科高年级统计专业课程的组合式教学的“文献选读并发表报告(presentation)和课题研究(project)”两段可以考虑采取一定的课题小组形式、结合后期指导本科毕业论文同时进行,特别是对相当一部分继续要读研究生的同学,更要在本科高年级时就奠定一定基础。组合式教学法对从事统计专业教学的教师提出了更高的要求,特别是那些在数学学院框架下的统计专业,不仅要求要有相当的交叉专业知识,还要要求教师熟悉目前国际国内通行的计算软件以及相关的统计计算技术,还要有一定的科研基础。但比较中国统计学发展的大目标来说,作为队伍中的一员,这些已经是必要而且必须的了。中国的统计学发展还需要我们从事统计学教学研究的人们更加努力,还需要我们在提高一般公众对统计学的正确认识上更加努力。统计学在国外、特别是在北美如此兴旺发达,固然与数字信息时代的社会发展密不可分,但统计学的教学与人才培养能紧密结合时代的发展应当说也功不可没。