基于OBE理念的“应用统计学”课程教学改革探索与实践

［摘 要］ 课程教学团队以东莞理工学院工业工程专业“应用统计学”课程为例，从教学目标的制定、教学设计、达成度分析等三方面总结在OBE理念指导下的教学改革探索与实践。在教学目标制定方面，按照OBE逆向思维的方式构建了“人才培养目标—毕业要求—支撑毕业要求指标点—课程教学目标”的完整路径。在教学设计方面，围绕教学目标的实现探索问题导向式教学，提出了具有课程特色的“问题—方法—工具”教学实施方法。最后，达成度分析作为教学改革实践效果的评价基准，给后续深化教学改革指明了方向。

［关键词］ 成果导向式教育；应用统计学；问题导向教学；达成度分析

［基金项目］ 2022年度东莞理工学院校级质量工程项目“‘应用统计学’线下一流课程建设”（教务〔2023〕14号202202034）；2020年度广东省高等教育教学改革立项项目“东莞理工学院先进制造学院（长安）校企合作课程建设改革与实践”（粤教高函〔2020〕20号）；2018年度东莞理工学院博士科研启动项目“基于非监督式深度学习的旋转机械异常检测”（GC300502-46）；2023年度东莞理工学院课程思政示范项目“工业工程课程思政示范专业建设”（教务通〔2024〕33号）

［作者简介］ 张良伟（1987—），男，安徽马鞍山人，工学博士，东莞理工学院工业工程系副教授，硕士生导师（通信作者），主要从事故障检测研究；张智聪（1980—），男，广东东莞人，工学博士，东莞理工学院工业工程系教授，硕士生导师，主要从事运筹优化研究；赵 容（1991—），女，湖南湘潭人，管理学博士，东莞理工学院工业工程系讲师，主要从事工业工程研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2024）19-0113-04 ［收稿日期］ 2022-06-06

成果导向式教育（Outcome-Based Education，简称OBE）又被称作学习产出式教育，是一种“以学生为本”、运用逆向思维方式，从学习成果出发构建课程体系的教育理念［1］。该理念起源于20世纪80年代美国等西方国家的基础教育改革，遵循“以学定教”，与传统的以教科书或教师经验作为动力驱动教育的过程形成了鲜明的对比［2］。OBE理念要求教育者对学生毕业时应达到的能力及水平有清楚的构想，然后寻求设计适宜的课程体系来保证学生达到这些预期目标。

作为教育部第一批“卓越工程师教育培养计划”实施高校（2010年获批）［3］，东莞理工学院始终坚持以OBE工程教育理念为指导、以区域产业需求为导向、以卓越价值观为引领，探索和实践课程教学改革。“应用统计学”是东莞理工学院工业工程专业开设的一门必修课程，也是我国普通高校本科专业类教学质量国家标准中明确列出的工业工程类专业基础课程之一。该课程主要培养学生数据收集、整理与展示、分析与解释，从数据中得出结论并进行有效决策的能力，对工业工程专业学生的后续课程（如“质量控制”与“质量管理”）及社会实践有着强有力的支撑作用。

工业工程是一门对数据科学有较强依存度的专业。着眼于提高学生以数据为载体，运用统计学理论、知识和工具解决工业与服务系统中管理与工程问题的能力，本专业“应用统计学”课程教学团队潜心改变传统的“以教定学”模式，在OBE理念的指导下进行课程教学改革探索和实践。在近几年的教学改革实践过程中，受到了学生的广泛好评（学生评教连续四轮次位列学院前三名）。以下将从本专业“应用统计学”课程教学目标的制定、课程教学设计、达成度分析等三方面进行归纳和总结。

一、OBE理念下“应用统计学”课程教学目标制定

按照OBE理念的逆向设计思想，课程教学目标的制定应源自并服从于专业人才培养目标。图1展示了基于OBE理念的人才培养目标设定及教学设计、评价体系。充分考虑国家、社会及教育发展需要；行业产业发展及职场需求；学生发展及家长、校友期望；学校定位及发展目标［4］等因素后，东莞理工学院制定了工业工程专业的人才培养目标：能够运用数学、自然科学、管理科学和工程基础知识及工业工程专业知识，分析和解决生产、物流、经营管理领域的复杂问题，成为技术骨干或管理人才；具有人文社会科学素养、社会责任感和职业道德，具有效率、质量、成本意识，在实践中理解并遵守本行业的标准和政策法规；具有交流沟通能力和一定的国际视野，能融入多学科团队并发挥有效作用；具有自主学习和终身学习的能力，能够适应技术进步和社会发展需求。

为实现上述人才培养目标，东莞理工学院为工业工程专业制定了包括工程知识、问题分析、设计/开发、研究、使用现代工具等共12个方面的毕业要求。结合“应用统计学”课程本身的属性，课程团队从以上毕业要求中识别出本课程可以支撑的毕业要求指标点：（1）能将数学、自然科学、工程基础及专业知识用于工程问题的表述；（2）能够对实验结果进行分析和解释，并通过信息综合得到合理有效的结论；（3）能够选择与使用恰当的仪器设备、信息资源、工程工具和专业模拟软件，对复杂工业工程问题进行分析、计算与设计。

对应“应用统计学”课程可以支撑的毕业要求指标点，课程团队进一步制定了以下三个课程目标：（1）理解统计理论能够解决的问题，以及解决问题的思路、方法与工具；能够综合运用统计理论及工程领域知识对实际问题进行分析和表述；了解统计学典型的应用领域和一些应用案例，并可将其应用到其他相关问题中。（2）掌握统计学调查研究基本方法，能够合理运用统计工具开展本学科领域研究；掌握统计学基础知识，理解统计学的基本原理，掌握统计学数据收集、整理、分析及解释分析结果等方法；在阅读调研报告或期刊文章时能够准确把握相应统计分析部分传递的信息，批判性地看待统计分析结果；培养学生具有主动参与、积极进取、崇尚科学、探究科学的学习态度和思想意识。（3）运用Excel工具解决常见的描述性统计和推断性统计问题；养成理论联系实际、科学严谨、认真细致、实事求是的科学态度和职业道德。

二、OBE理念下“应用统计学”课程的教学设计

如上所述，本课程教学目标可简单归纳为问题、方法和工具三方面。据此，课程团队进行了课程教学实施相关的设计。首先，为提高学生对统计学可以解决哪些问题的认知，以及正确描述本专业领域的统计学相关问题，团队采用了问题导向教学模式，锻炼学生自主定义和分析问题的能力［5］，让学生在脑海中逐渐构建“问题—方法—工具”之间的链接。同时，结合本专业研究对象，设计了大量生产实际和服务运作中的案例，提高学生对待解决问题的接纳度，增强学生对专业的认同感。

其次，针对统计学中大量理论知识和方法的教学，团队采用了“传递—接受”式教学模式。该模式以传授系统知识、培养基本技能为目标。在具体实践中，教师通常在课前抛出问题，给予学生足够的时间查阅资料、思考和讨论；经教师适当引导，学生自主探究解决问题的方法，接着在课堂上引出教学内容，逐步展开教学；再辅以练习巩固和复习加深对知识的理解；最后利用统计工具实践对所学知识进行检验。该模式注重学生的独立活动，侧重于对学生思维能力的培养，也可以加深学生对统计方法适用场景的理解。

最后，针对统计工具的选用方面，团队对授课对象进行了周密的学情分析，最终确定选用Excel数据分析包进行教学。利用简单工具进行应用统计学实践优劣兼具，但经过几轮次的课程教学，我们发现其优势显著胜于劣势。具体来讲，选择简单的工具提高了学生的参与度，更易形成“知识”与“技能”的双向协同教育。课程团队利用Excel设计了九个与本专业研究对象相关的课堂演示及课后作业案例，包括：分布数列、描述性统计、概率分布的计算、参数估计、样本容量的确定、单总体均值假设检验、双总体均值差假设检验、方差分析、相关分析与线性回归。经调查，利用Excel简单工具做统计，可快速提高学生的收获感，培养学生的实际动手能力。

通过上述教学设计，可以锻炼学生自主定义和分析问题的能力，更易于学生掌握统计学的理论和知识，提高其利用简单工具解决统计相关问题的能力。我们尊重“遗忘是人类社会的自然规律”这一规律，但本课程的教学设计理念是让学生在今后遇到类似问题时，可以通过查阅练习题快速“捡起”遗忘的知识，快速选择合适的方法和简单工具解决问题，有助于前述基于OBE理念下制定的课程教学目标的达成。

三、“应用统计学”课程教学评价——达成度分析

为衡量“应用统计学”课程教学目标的达成情况，课程教学团队制定了课程目标与评价依据相关联的课程考核方式，如表1所示。该课程主要通过作业、考试两种手段对课程目标的达成情况进行评价［6］。课后作业即上节所述针对不同章节设计的利用Excel完成的课后实践作业，每次作业均按照与课程目标的关联程度进行一定比例的划分。考试以闭卷卷面成绩为依据，各题分数也与不同的课程目标按照一定的比例进行了划分。为了减少期末考试的比重，增加过程性考核，课程团队按照40%、60%的比例分别设置了课后作业和期末考试在整体达成度分析中的占比。

以东莞理工学院2021—2022学年第一学期“应用统计学”课程为例，介绍其在上述课程考核方式下的达成度分析情况。该课程共有67名学生，其中65名为初修，2名为重修。根据OBE理念定义的三个课程目标达成度分析呈现如图2。课程目标1、2、3的达成度均值分别为0.81、0.69、0.87，如图中实线所示。图中虚线代表系统默认的0.65及格线。图3展示了总成绩（均值为76.63）及其直方图，以及课程目标的平均达成度。

从图2和图3可以看出，本轮次课程预设的三个课程目标均已达到系统自定义的达成度最低要求。其中，课程目标3（运用工具解决问题的能力）取得了最高的达成度，这与课程团队最初的教学设计相符，即更加侧重于学生使用简单工具完成统计的能力培养。课程目标1（定义和分析问题的能力）的整体达成度尚可，个别学生在此项上的得分与及格线有着显著偏离，可为其提供有针对性的个性化指导。课程目标2（掌握统计学理论和方法）的达成度并不理想，这也给我们进一步深化课程教学改革提供了方向。在OBE教育理念指导下，达成度分析给出了评价预设目标完成情况的基准。同时，为我们构建持续改进的教学改革探索与实践提供了方向。

参考文献

［1］张男星，张炼，王新凤，等.理解OBE：起源、核心与实践边界：兼议专业教育的范式转变［J］.高等工程教育研究，2020（3）：109-115.

［2］周显鹏，俞佳君，黄翠萍.成果导向教育的理论渊源与发展应用［J］.高教发展与评估，2021（3）：83-90+113.

［3］教育部.关于批准第一批“卓越工程师教育培养计划”高校的通知：教高函〔2010〕7号［A/OL］.（2010-06-30）［2022-04-13］.http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A08/moe_742/s3860/201006/t20100630_109630.html.

［4］孙爱晶，陈怡君，石晓娟.基于OBE的本科人才培养目标评价体系探究［J］.高教学刊，2017（9）：33-34.

［5］王卫杰，张娣，陈新民.问题导向式学习和项目导向式学习的比较分析［J］.黑龙江高教研究，2018（9）：149-151.

［6］张晓青，王君.大学课程目标达成度的组合评价方法研究［J］.现代教育管理，2019（11）：62-68.

Exploration and Practice of Teaching Reform of Applied Statistics Course Based on the OBE Concept

ZHANG Liang-wei， ZHANG Zhi-cong， ZHAO Rong

（Department of Industrial Engineering， Dongguan University of Technology， Dongguan， Guangdong 523808， China）