摘 要 基于學生需求導向的教學模式旨在以學生為中心，靈活調整教學內容與教學方法，促進學生深度學習與能力提升，從而將其應用于概率論與數(shù)理統(tǒng)計教學中。通過分析基于學生需求的教學理念和目標，結合概率論與數(shù)理統(tǒng)計教學存在的問題，提出從知識、能力、素質三個目標層面出發(fā)，優(yōu)化課程設置、創(chuàng)新教學方法、豐富實踐活動，實現(xiàn)知識傳授與能力培養(yǎng)的有機融合，以激發(fā)學生學習興趣，提升教學效果，培養(yǎng)符合現(xiàn)代社會需求的高素質人才。

關鍵詞 大學生；需求導向；概率論與數(shù)理統(tǒng)計；教學策略

中圖分類號：G424"""""""""""""""""""""""""""""""""" 文獻標識碼：A""""" DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2024.35.018

Optimization Strategies for Teaching Probability Theory and Mathematical

Statistics under the Guidance of Student Needs

LI Tao， TIAN Guoliang， XU Cong

（Southern University of Science and Technology， Shenzhen， Guangdong 518055）

Abstract The student-centered teaching model aims to put students at the center， flexibly adjust teaching content and methods， promote students' deep learning and ability improvement， and apply it to the teaching of probability theory and mathematical statistics. By analyzing the teaching philosophy and objectives based on student needs， combined with the problems existing in probability theory and mathematical statistics teaching， this paper proposes to optimize curriculum design， innovate teaching methods， and enrich practical activities from the perspectives of knowledge， ability， and quality， in order to achieve the organic integration of knowledge imparting and ability cultivation， stimulate students' interest in learning， improve teaching effectiveness， and cultivate high-quality talents that meet the needs of modern society.

Keywords college student; demand-oriented; probability theory and mathematical statistics; teaching strategy

在當今數(shù)字化時代，海量數(shù)據(jù)的積聚正改變著各個領域的發(fā)展進程。2017年12月，習近平總書記在中共中央政治局第二次集體學習時強調，要推動實施國家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略[1]。大數(shù)據(jù)承載著各種形式的數(shù)字化信息，是影響決策、推動產(chǎn)業(yè)變革和創(chuàng)新的重要因素，無論是大數(shù)據(jù)分析、人工智能算法訓練，還是物聯(lián)網(wǎng)設備的互聯(lián)互通，數(shù)據(jù)都是基礎的構建元素。作為數(shù)據(jù)分析和處理的基礎學科，概率論與數(shù)理統(tǒng)計在如今數(shù)字化時代的重要性愈發(fā)凸顯，其核心理論和方法為理解數(shù)據(jù)的復雜性和隨機性提供了有力工具，并廣泛應用于各個領域[2]。但傳統(tǒng)教學模式過于強調知識灌輸，忽視學生個體差異和多樣化需求，難以激發(fā)學生的學習動力和自主學習能力。因此，要從學生需求出發(fā)，對概率論與數(shù)理統(tǒng)計課程教學進行優(yōu)化，以契合現(xiàn)代社會對創(chuàng)新型、應用型人才的需求。

1" 基于學生需求的教學理念和目標

在現(xiàn)代高等教育體系中，以往“滿堂灌”的教學模式已難以適應當下學生日益多樣化的學習需求和個性化發(fā)展方向[3]。在此背景下，基于學生需求的教學理念強調學生是學習的主體，教師應創(chuàng)新教學課程和方法，引導學生主動參與學習過程，促進其知識建構和能力提升。以學生為中心的教學理念要求教師不再是知識的灌輸者，而是引導者和促進者，幫助學生在理解知識的同時培養(yǎng)獨立思考和解決問題的能力。

在“以學生為中心”教學理念下，教學目標應全面考慮學生在知識、能力和素質等方面的發(fā)展需求。在知識目標層面，要引導學生深入理解學科中的核心概念和理論，并構建完整的知識體系，幫助學生將理論與實踐結合起來。對于概率論與數(shù)理統(tǒng)計這類抽象性較強的課程，教師可以結合實際案例，如金融風險評估、數(shù)據(jù)預測、工業(yè)生產(chǎn)中的質量控制等問題，使學生在實踐中掌握復雜的數(shù)學理論和分析方法。在能力目標層面，現(xiàn)代社會對人才的要求不僅限于知識的掌握，更看重其解決復雜問題的能力和創(chuàng)新意識。因此，教學應注重培養(yǎng)學生的數(shù)學思維、邏輯思維和批判性思維，通過探索和解決科研或現(xiàn)實問題，引導學生以知識發(fā)現(xiàn)者的身份主動參與學習過程。例如，在概率論與數(shù)理統(tǒng)計的教學中，教師可以引入數(shù)據(jù)分析和模型建立等實際問題，鼓勵學生從發(fā)現(xiàn)問題到提出假設，再到設計模型、分析數(shù)據(jù)、優(yōu)化解決方案，培養(yǎng)其解決問題的全流程思維能力。在素質目標層面，要在課程教學中有機融入思政元素，激發(fā)學生的情感共鳴，培養(yǎng)社會責任意識。在概率論與數(shù)理統(tǒng)計課程中，可以介紹學科發(fā)展的歷史背景、著名學者的事跡以及概率統(tǒng)計在國家發(fā)展中的應用，引導學生理解科學研究的社會意義，激勵他們?yōu)樯鐣M步和國家發(fā)展貢獻力量。

2" 概率論與數(shù)理統(tǒng)計教學存在的問題

2.1" 學生自主學習積極性不高

由于概率論與數(shù)理統(tǒng)計課程內容較為抽象，涉及大量復雜的數(shù)學概念和公式，學生在課堂中難以在短時間內深入理解這些理論，部分學生容易產(chǎn)生畏難情緒，降低了自主學習的主動性和積極性[4]。此外，一些教師在課堂教學中仍以自身為中心，側重于知識灌輸，忽視學生的學習主體地位。無論是課堂互動，還是單獨輔導都少之又少，師生之間存在一定隔閡，導致學生在課堂內外缺乏探索和深化知識的動力。尤其對于一些數(shù)學基礎較為薄弱的學生而言，在面對大量公式推導、概率模型構建等任務時，沒有得到及時的引導和鼓勵，難以激活內心的學習積極性，反而會感到困惑和挫敗。

2.2" 線上線下混合式教學模式有待完善

近年來，線上線下混合式教學逐漸成為高等教育改革的重要方向，尤其是在概率論與數(shù)理統(tǒng)計等理論性強、應用廣泛的課程中，一些高校開始引入線上學習平臺，如SPOC（即小規(guī)模限制性在線課程）和MOOC（即大規(guī)模開放在線課程），結合線下課堂教學來提升學生的學習效果，但實際效果卻不盡如人意。其原因在于線上學習資源與線下教學內容的銜接不足，課程設計缺乏系統(tǒng)性和連貫性，線上教學內容多碎片化問題嚴重，學生難以在學習過程中形成系統(tǒng)的知識體系，導致線上學習成為獨立于課堂之外的“附加任務”，學生無法在統(tǒng)一的框架內將所學知識整合，學習效果不佳[5]。

2.3" 實踐教學與專業(yè)技能培養(yǎng)銜接不暢

概率論與數(shù)理統(tǒng)計課程應用場景廣泛，尤其是在涉及大數(shù)據(jù)、人工智能、金融分析等領域時，學生除了要掌握基礎的概率論與統(tǒng)計方法外，還要具備較強的建模能力、數(shù)據(jù)分析能力以及跨學科整合能力，而這些技能的培養(yǎng)在實踐教學中尚未得到充分體現(xiàn)。雖然一些高校在教學中引入了SPSS、MATLAB等計算機工具進行數(shù)據(jù)分析，但仍停留在基礎操作層面，未能引導學生深入理解如何將數(shù)據(jù)分析與專業(yè)問題緊密結合。此外，教師在實踐教學中多以課本知識內容講授為主，在跨學科的融合與應用方面不足，學生在理論與實踐之間存在斷層，不利于提升其解決實際問題能力和職業(yè)競爭力。

3" 學生需求導向下概率論與數(shù)理統(tǒng)計教學策略

3.1" 知識層面：以個性化學習為基礎，優(yōu)化課程設置

在概率論與數(shù)理統(tǒng)計的教學中，要以學生為中心，考慮不同學生的學習能力、知識儲備以及認知水平，合理優(yōu)化課程設置。在此過程中，要重點考慮兩類學生群體：一是學習能力較強的學生，他們需要更多的拓展與挑戰(zhàn)以推動其進一步發(fā)展；二是學習基礎相對薄弱的學生，他們需要更多的支持與幫助來克服學習困難。因此，教師應基于學生的需求和能力，針對不同水平的學生提供定制化的學習內容。課程可分為基礎層、進階層和擴展層，每一層次的目標和要求各不相同?；A層的重點在于概率論與數(shù)理統(tǒng)計的基本概念和計算技巧，通過扎實的基礎知識培養(yǎng)，為學習能力較弱的學生提供足夠的支持，其教學內容應注重知識的系統(tǒng)化和結構化，幫助學生從基本概念入手，逐步建立對學科的全面認識。進階層要進一步提升學生的思維能力，培養(yǎng)其數(shù)學推理和邏輯思維，注重數(shù)學模型的構建與復雜理論的理解，通過更高難度的案例分析與理論推導，幫助學生加深對概念的理解并培養(yǎng)他們獨立解決問題的能力。擴展層是在學生掌握基礎知識后，鼓勵他們在復雜的現(xiàn)實場景中進行自主研究，并結合實際問題與大數(shù)據(jù)、人工智能等跨學科領域的知識，提升其在實際應用中的創(chuàng)新能力和獨立思考能力。通過以上分層教學，教師可以針對不同層次的學生采取不同的教學策略，讓每個學生都能夠在自己適應的學習節(jié)奏中獲得進步。在此過程中，尤其要幫助基礎能力較差的學生，加強師生互動，不斷提升其自主學習能力，引導他們在學習中充分利用自己的學習風格和節(jié)奏，結合個性化的任務設置與資源調配，掌握并運用概率論與數(shù)理統(tǒng)計中的核心知識。

3.2" 能力層面：以實際問題為切入點，創(chuàng)新教學模式

要提升學生解決問題的能力，必須結合實際案例開展教學，并將其有機融入線上線下混合式教學模式中，提升教學效果。以城市交通流量分析為例，在線上教學和課前小作業(yè)部分，教師可以通過SPOC或MOOC平臺，為學生提供與交通流量預測相關的基礎理論視頻講解，涵蓋泊松過程、指數(shù)分布等概率論與數(shù)理統(tǒng)計的核心概念[6]。在此過程中，學生可以使用R或Python等數(shù)據(jù)分析工具，對歷史交通流量數(shù)據(jù)進行初步處理和建模。例如，學生可以選擇一個城市中的特定路段，收集該路段在不同時間段的交通流量數(shù)據(jù)，自主學習使用泊松過程進行流量建模和預測，并在R或Python環(huán)境中嘗試編寫代碼，對收集到的數(shù)據(jù)進行分析，生成預測模型，并通過歷史數(shù)據(jù)檢驗模型的有效性。在線下教學部分，教師可組織學生進行進一步的案例分析與討論。以交通流量預測為例，教師可以引導學生討論如何在不確定性條件下優(yōu)化交通流量預測模型，或如何結合其他數(shù)據(jù)（如天氣、節(jié)假日等）對模型進行修正。與此同時，教師還可以設置更為復雜的任務，如將交通流量預測與城市交通管理策略結合，探討如何利用概率模型和統(tǒng)計方法優(yōu)化交通信號燈的設置，減少城市交通擁堵的發(fā)生。采用線上線下相結合的教學模式，讓學生親身經(jīng)歷解決實際問題的過程，不斷提升其數(shù)據(jù)分析能力和數(shù)學建模能力。

3.3" 素質層面：以社會主義核心價值觀為引領，豐富實踐活動

社會主義核心價值觀不僅是學生人格發(fā)展的基石，更是他們在未來職業(yè)和社會生活中做出正確決策的重要依據(jù)。在教學過程中，教師應主動將社會主義核心價值觀融入實踐活動中，設計與社會實際緊密相關的案例，引導學生在解決實際問題的過程中體會和踐行這些價值觀。例如，教師可以通過公共衛(wèi)生數(shù)據(jù)的分析與建模，讓學生認識到數(shù)據(jù)分析在社會治理中的重要性，從而增強其社會責任感；還可以通過自然災害風險評估的實踐項目，引導學生理解科學研究的社會意義，并在實戰(zhàn)中培養(yǎng)團隊合作精神和社會責任意識。

在實際操作層面，高校要積極開展實踐活動，并在學生專業(yè)技能培訓中融入社會主義核心價值觀教育。例如，在統(tǒng)計學中的抽樣調查項目中，教師可以設計涉及社會公平、公正的案例，要求學生從概率的角度分析不同群體的權益分配問題，從而引導他們思考社會公平的實現(xiàn)路徑。在講解貝葉斯定理時，可以解讀經(jīng)典故事，讓學生體會誠信的重要性，并將這一價值觀融入數(shù)據(jù)分析與推理過程中。此外，教師還可以通過跨學科的合作項目，如結合環(huán)保問題的統(tǒng)計分析或公共政策的效果評估，幫助學生在解決實際問題中感受到社會主義核心價值觀的具體體現(xiàn)。為此，教師可設立校內外聯(lián)合項目，與企業(yè)合作開展實訓項目，或組織學生參加數(shù)據(jù)分析競賽或科研項目，鼓勵他們在競爭與合作中展現(xiàn)自己的學術能力和創(chuàng)新思維。在這些實踐活動中，讓學生學習如何應用概率與統(tǒng)計理論解決復雜問題，并在潛移默化中接受社會主義核心價值觀的熏陶，逐步形成良好的社會責任感和職業(yè)道德，不僅能使其在未來的職業(yè)生涯中具備卓越的專業(yè)能力，還能以正確的價值觀指導他們的行為，為社會進步與發(fā)展貢獻力量。

4" 結語

在新時代，社會各界對高素質、具備數(shù)據(jù)分析與實踐能力的復合型人才需求急劇增加，對于概率論與數(shù)理統(tǒng)計教學而言，迫切需要調整教學策略，以適應社會發(fā)展需求和滿足學生學習需求。在具體實施過程中，要優(yōu)化課程體系，并結合線上線下混合式教學、引入實際問題、設計多元化的實踐活動等方式，使學生在學習過程中更加自主、積極，能有效應對復雜的現(xiàn)實問題。

*通信作者：徐匆

基金項目：2021年南方科技大學教學質量與教學改革工程（高等教育教學改革）項目“從實際應用驅動探索概率論與數(shù)理統(tǒng)計課程的教學改革”（XJZLGC202119）；2021年南方科技大學教學質量與教學改革工程（專項人才培養(yǎng)計劃）項目“大數(shù)據(jù)時代的拔尖創(chuàng)新型統(tǒng)計學人才培養(yǎng)：南統(tǒng)菁英計劃”（XJZLGC202157）。

參考文獻

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