对统计学课程的认识篇(1)

一、文科学生数理统计课程态度调查结果

笔者采用整群抽样，抽取北京教育部直属重点院校3个数理统计课程班的文科学生进行态度调查，以匿名、自愿的方式进行，最后收回实际有效问卷共413份。

调查表列出的文科学生选修数理统计课程的理由包括：学校课程安排、喜欢数学科目、看重它很实用、凑学分、参考同学意见以及其他。

如表1所示，文科学生选修数理统计课程的原因主要是“学校课程安排”，属于外部动机，甚至有一小部分学生坦言自己是“凑学分”，而“喜欢数学科目”的学生占不到四分之一的比重。另外，“看重它很实用”的学生人数并不多。总体而言，被动修学这门课程的学生占绝大多数，学生学习这门课程缺乏主动性。

针对学生逃课的原因进行调查，列举的理由有：教师教得不好、对自己没用、与学校其他活动或课程冲突、太难学、本来厌学以及其他。

如表2所示，文科学生逃课主要是认为它“太难学”，有近三分之一的学生是因为数理统计课“对自己没用”，“本来厌学”在学生逃课原因的比例也很高，还有相当多的学生存在选课时间冲突，因为“教师教得不好”而逃课的学生较少。可见，数理统计课自身的难度给文科学生造成很大困扰，在一定程度上降低他们学习的积极性，再加上学生对这门课的功用不了解、存在选课冲突以及厌学情绪，要学生接受这门课程比较困难。

针对学生对作业形式偏好的调查，主要包括：完成教材练习、实际尝试应用、小组讨论作业、专题论文报告、研读教材以及其他。

如表3所示，文科学生认为最适合数理统计课的作业形式是“实际尝试应用”和“完成教材练习”，可见学生既愿意多做练习，又希望进行实际尝试应用，交织着拿学分和学真本事的矛盾心态。

至于学生对这门课程考核方式的态度，本问卷提供的选项有：闭卷考试、开卷考试、撰写报告或论文以及实际操作演练。

如表4所示，文科学生在这门课程的考核方式上态度比较分化，除了选择“闭卷考试”外，希望“开卷考试”和进行“实际操作演练”的学生比例也很高。“实际操作演练”没有成为首选，这有可能是因为学生担心实际操作考试的复杂性和可行性，不排除学生修读这门课程是出于顺利拿到学分的原因。

关于学生对任课教师的期望，本问卷给出如下选项：数学专业的老师、学生所属专业的老师、专职任教这门课的老师以及其他。

如表5所示，文科学生认为数理统计课程的教师最好是“专职任教这门课程的老师”，而不是“数学专业的老师”。可见，对文科学生而言，任课教师的学识水平是次要问题，学生并不关注学得有多深入与系统，不指望任课教师对自己专业有多了解，而更关注教师对教学内容是否熟悉与教授方式是否通俗易懂。

整体而言，学生普遍缺乏对数理统计的科学认识，容易将数理统计作为与专业教育相冲突的概念，学习兴趣不高，觉得这门课程难度大、内容深，往往“谈统计色变”；而且，课程建设也存在课程体系尚未建立、课程资源不足、任课教师队伍不理想等问题。

通识教育实践效果不理想是我国高校普遍存在的现状，对大学通识教育进行反思的学者和专家也不乏其数[4]。反思虽层出不穷，但实践却难有进步。笔者认为，造成这一矛盾出现的根本原因在于对上述问题的零散反思，进而不能有效改变大学通识教育“客串”的角色身份。现今大学通识教育的关键问题和突破口应落在课程配套建设上，只有将行动付诸于课程配套建设上，才有可能在课程教学实践中推进大学通识教育。根据文科学生数理统计课程调查结果，以及笔者给文科学生教授数理统计课程的实际经验，下面具体论述如何做好大学通识教育课程的配套建设工作。

二、通识教育课程配套建设策略

1.通识教育课程“有本有纲”

我国高校实施通识教育主要表现在开设一些通识教育的课程和倡导将通识教育的思想渗透到课程中去，但实际效果却总不尽如人意，其中很大一部分的原因是这些通识教育课程往往不存在一个前期系统开发的过程。就文科学生的数理统计课程而言，学校本着对文科学生进行量化思维训练的理念，安排数学系或数理统计相关专业的教师进行授课，但这些教师在授课时面临的一大问题就是“无本无纲”，缺乏相应的教材，没有既定的教学大纲，更无明确的教学目标。另外，这些教师并非通识教育课程的专职教师，自身并未接受过很好的通识教育，而且对文科学生开设数理统计课程是新内容，他们在实施过程中只能粗糙地挪用数理统计的专业教材或自己准备教学课件，和学生一起“摸着石头过河”。数理统计变成学生眼里“一个又一个冷漠的公式”，无法真正理解这些数理统计知识，还被强化“数理统计没用”的消极信念。

不管是存在“无本无纲”的现象，还是教师无法将数理统计知识和文科学生专业特点相结合，主要的矛头指向前期的课程开发。事实上，任课教师自身的科研压力较大，学生缺乏对通识教育课程的科学认识，在师生教学动机缺乏的情况下，这易于导致师生“敷衍了事、各自交差”的情况，不利于数理统计通识教育的落实。所以，开发通识教育课程显得尤为重要。

我们要做好通识教育课程的开发工作，除了一般的通过需求分析确定课程目标，根据目标选择一个学科或多个学科的教学内容和相关教学活动进行计划、组织、实施、评价、修订，最终达到课程目标的工作过程之外，还应该特别重视解决通识教育跨学科专业的问题。一般来说，通识教育旨在对理科学生进行人文社科知识素养教育，对文科学生进行自然科学知识素养教育，这种跨学科专业的特性决定通识教育课程的开发应注重与学生专业的结合。就文科学生数理统计课程而言，课程开发要多收集文科专业领域运用数理统计知识的具体实例，编入教材，教师在课堂上结合实例讲授知识，不但能激发文科学生的学习动机，而且也能够为他们学以致用奠定基础。

此外，收集文科专业领域运用到的数理统计知识实例也有利于做好通识教育科学理念的宣传工作。通过实例展示的方式，教师对学生进行数理统计“实用性”方面的宣传，可以让学生切身感受数理统计的“实用性”。不管是专门教授数理统计的教师，还是人文社科专业的教师，都应该熟知并挖掘人文社科领域中实际运用数理统计的实例，通过生动的例子给学生作展示，让学生真正认同数理统计的价值，愿意通过课程学习增强自身解决实际问题的能力。

2.通识教育课程“迷你化”

目前，我国的通识教育课程大多以公共必修课或公共选修课的形式开展，而且以大班授课为主，很多甚至是几百号人的“大课”。在这种情况下，通识教育课程容易因“大”而“空”。具体到文科学生的数理统计课程，它作为一门所有文科学生的公共必修课，在一定程度上会忽略不同文科专业背景学生的差异性。此次调查发现，相比历史学和哲学专业，艺术和汉语言文学专业的学生易于认为数理统计课程比较枯燥、难度太大、没用。不管什么原因，这都提醒致力于通识教育的工作者们应该结合不同专业背景学生的实际需要，将通识教育课程“迷你化”，进行模块解构，各个模块之间的内容框架相对独立，难度有梯度划分，形成若干小模块课程，针对不同需求的学生提供有针对性的教学。

“迷你化”后的文科学生数理统计课程由若干小模块课程构成，如“描述统计模块”、“SPSS软件使用模块”等，各个模块根据课时的长短给出相应的学分，学生可以选择修读所有模块，也可以只选择部分模块，完成所选模块的学习目标即可获得相应的学分。例如，社会工作专业的学生可以选择修读所有模块，而艺术专业的学生可以有选择地修读部分模块。以模块的形式对通识教育课程进行“迷你化”，有一定的区分性和针对性，能很好地兼顾学生的专业背景差异，从而真正帮助学生全面提升自身素质。

3.通识教育课程“专业化”

笔者认为，通识教育在课程目标和课程内容上应区别于专业教育，但在管理和实施上应等同于专业教育。只有在管理和实施上实现“专业化”，通识教育课程的战略性定位才算落到实处。这里的“专业化”，主要包含“教师队伍专业化”和“管理机构专业化”两个方面。

之所以要实现“教师队伍专业化”，是因为如今高校“重科研、轻教学”的现象非常普遍，衡量大学教师水平的指标是科研能力、承担的课题、的级别、争取到多少科研经费等，很少看教师上课教学水平如何。在教师评职称时，论文、科研项目是硬指标，教学是软指标。一线教学既不是大学教师工作的动因，更不是他们获取奖励的重心。“轻教学”绩效评价体系限制大学通识教育的生存空间，数理统计课程作为新开展的内容，更是步履维艰。在这样的大背景下，大学应该分离出一部分通识教育的专职教师，全心投入到教学当中，开展教学科研，以一种变化发展的态度对待教学工作，获得自身的成长。本调查指出，绝大部分文科学生认为教授数理统计的教师最好是“专职任教这门课的老师”。这些专职教师应区别于数学系或数理统计相关专业的教师以及文科专业的教师，要同时具备数理统计专业知识和“大文科”的知识背景。只有具备这些素质的专职教师才能在一线教学中实现数理统计和文科专业的融会贯通。

至于要做到“管理机构专业化”，这是因为我国高校少有通识教育的专门机构，导致具体实施过程中协调性较差。目前，通识教育主要由各院系来组织，他们各自独立，缺乏专门的经费支持和保障，使通识教育出现“兴师动众、劳民伤财”的窘境。应该说，设立专门实施通识教育的管理机构，作为一个独立的部门在高校中生存，负责组织和协调工作，架起各个学科之间的沟通桥梁，才有利于实现通识教育的战略性目标。

三、总结

通识教育是连接各个学科之间的桥梁。通过开展通识教育，学科之间的沟壑会渐渐缩小，跨学科的合作和创新会成为可能。促进大学通识教育课程体系的改革具有战略意义。具体到文科学生的数理统计课程，要让他们真正地学好数理统计、提升自身素质，需要做很多工作。因此，各大高校应努力做好通识教育课程的前期系统开发工作，让通识教育课程“迷你化”与“专业化”，完善课程配套建设，真正落实大学通识教育。

本研究得到北京师范大学“教学建设与改革”研究基金的支持（项目编号019-127019）。

参考文献：

[1]董凌波.基于“以学生为本”的高校课程改革探析[J].高等理科教育，2013 （1）：103-107.

[2]纪宝成.加强通识教育 追求卓越的本科教学[J].北京教育・高教版， 2007（7）：9-12.

[3]康全礼.我国大学通识教育的反思[J].江苏高教， 2009（2）：78-81.

对统计学课程的认识篇(2)

【关键词】 卫生统计学； 学习态度； 学习现状； 学习难点

中图分类号 R195.1 文献标识码 A 文章编号 1674-6805（2014）10-0009-03

Investigation and Analysis of Learning Status on Health Statistics in Medical Students/FENG Ping，WANG Hai-ping，ZHANG Wei，et al.//Chinese and Foreign Medical Research，2014，12（10）：9-11

【Abstract】 Objective：To assess students’ attitude，current study situation，difficult point on Health Statistics in Sichuan University and to make some advices for improving teaching methods.Method：300 students of Sichuan University health statistics in the 2013 spring semester were surveyed by the self-designed questionnaire.The statistical analysis was conducted with SAS 9.2 statistical software.Result：A total of 300 questionnaires were distributed.297 questionnaires were returned，the return rate was 99.00%， and 293 students were valid，the effective rate was 98.65%.89.42% students believed that better understanding of health statistics would be beneficial and 94.20% respondents agreed that health statistics knowledge was useful.81.79% participants could understand more than half of contents on the course.The chapters which were difficult to understand were chi-square test（29.62%），rank sum test（26.83%），analysis of variance（23.69%） and t test（21.25%）.Conclusion：More and more students realized the importance of health statistics on medical and health research.

【Key words】 Health statistics； Learning attitude； Study status； Difficult point

First-author’s address：The First Hospital Affiliated to Chongqing Medical College，Chongqing 400016，China

卫生统计学是运用统计学的基本原理和方法来研究医学问题的一门学科，它包括了研究设计、数据收集、整理、分析以及分析结果的正确解释和表达[1]。过去，因为统计知识的匮乏，导致统计步骤中某一环节的缺陷或错误，致使诸多先进的甚至非常前沿的医学研究以失败告终。现在，越来越多的学者已认识生物医学实验、临床试验、流行病学调查和公共卫生事业管理项目等的进展过程中都离不开统计学知识，将来从事这些工作的研究者都需具备一定的统计学基础，从而奠定了卫生统计学在整个医学和公共卫生科学研究中的地位和作用。《卫生统计学》作为诸多医学专业学生必修课之一，因其概念抽象、逻辑推理强、计算公式繁琐、运算量大，学生普遍反映该课程较难学。对教师来说，给医学生讲解卫生统计学也成为一项具有挑战性且效果甚微的任务[2]。为了解目前笔者所在学校学生对《卫生统计学》的学习态度、学习现状及学习难点，以便改进教学方案，提高教学效果，笔者对四川大学2013卫生统计学春季班300名学生进行问卷调查。

1 资料与方法

1.1 一般资料

以四川大学华西医学院2013卫生统计学春季班300名学生为调查对象。

1.2 调查方法

设置调查表，其中包括学生的一般情况、学习态度、学习现状和学习难点及对教学的评价。调查中以班级为单位，由调查员发放并讲解调查目的与要求，然后每位学生以匿名方式填写问卷，调查结束时调查员认真核查验收调查问卷。

1.3 统计学处理

用Epidata 3.1软件录入数据，采用SAS 9.2软件进行统计分析。

2 结果

2.1 基本情况

本次调查共发放问卷300份，回收297份（99.00%），293份有效（98.65%）。其中男104名（34.39%），女189名（64.51%）；平均年龄（21.12±1.72）岁，年龄最大26岁，最小18岁。

2.2 医学生对卫生统计学的学习态度调查

本研究中对于学习态度的调查主要针对课程开设的必要性、该课程的有用性及学习动机等方面，89.42%的学生赞成现在的卫生统计学学习是为将来的工作做准备，94.20%的学生认为卫生统计学知识有用，详细调查结果见表1。

2.3 医学生学习卫生统计学的现状调查及对成绩的期望

卫生统计学课上81.79%的学生能理解一半及以上的内容；69.18%的学生认为该课程课时安排基本合理；认为此课程的理论课和实习课的课程比例基本合理的占70.79%。学习卫生统计学时，目前遇到的最大困难：18.41%的学生对老师授课的内容提不起兴趣，不知老师所云，16.97%的学生觉得数学基础差，公式难以理解，24.55%的上课学懂了，但做作业时不知所措，40.07%的学生想花时间学习，但因课程多，没时间预习复习及上机。

学生认为该课程比较难学的章节依次为卡方检验（29.62%）、秩和检验（26.83%）、方差分析（23.69%）、t检验（21.25%）、直线回归与相关（17.42%）、定量资料的统计描述（7.32%）、总体均数的估计（6.62%）、定性资料的统计分析（6.62%）。

73.04%的学生希望期末考试成绩>85分，18.43%的学生希望成绩在70～85分，4.44%的认为及格就行，剩下4.10%的学生顺其自然。

表1 293名医学生对卫生统计学的学习态度调查 名（%）

条目 选项 人数

你认为统计课的开设

是否有必要？ 没有必要 15（5.12）

有必要 162（55.29）

非常必要 116（39.59）

你认为现在的统计学

学习是为将来的工作

做准备？ 完全不赞成 10（3.41）

不太赞成 21（7.17）

一般 54（18.43）

比较赞成 122（41.64）

非常赞成 86（29.35）

你觉得学习统计学

知识有用处吗？ 完全没用 4（1.37）

不太有用 13（4.44）

一般 46（15.70）

比较有用 133（45.39）

非常有用 97（33.11）

你喜欢上统计课吗？ 不喜欢 39（13.31）

一般 185（63.14）

喜欢 69（23.55）

你学习统计知识的

动机是？ 教学要求 141（48.12）

自己感兴趣 23（7.85）

满足工作需求 129（44.03）

2.4 医学生学习卫生统计学的学习方式研究

75.09%的学生选择“老师指点方法，学生先学后教，讲练结合”的授课方式；73.79%的学生觉得课上内容应该理论联系实际来学习；40.07%的学生觉得课堂讨论时间可有可无，该有1/4讨论时间的占36.64%。

52.43%的学生上课能紧跟老师的思路学习，66.32%的学生认为“先预习―再上课―然后课后复习”能更有助于他们的学习，仅27.83%的学生会提前预习下节课内容，90.72%的学生会在课后复习，仅38.06%的学生会在课后总结归纳所学的统计方法。

学习遇到难题时，30.55%选择利用网络，54.55%选择会请教老师和同学，5.45%会选择利用图书馆的资料查找，3.27%的同学想不出来就算了，放着以后处理的占6.18%。

2.5 医学生对卫生统计学教学的评价

学生对卫生统计学教学总体内容的满意度调查：10.31%的学生很满意，56.36%的学生满意，27.84的学生认为一般，5.15%的学生不满意，0.34%的学生很不满意。

学生对卫生统计学教学内容的评价：丰富且新颖（25.09%）、平淡且重复多（21.65%）、陈旧且乏味（12.71%）、没什么看法（40.55%）。

3 讨论

统计学在医学研究中扮演的作用是举足轻重的，这种作用在短期内不会发生改变[3]，因此，对于现在的医学生即将来的临床医生及医学研究者来说，学好卫生统计学是尤为重要的。

诸多研究发现医学工作者对统计学的知识了解的甚少，Best等[4]2009年对美国口腔颌面外科的住院医生进行调查，调查结果显示仅49%的住院医生曾修过生物统计课，能够正确的解读无临床意义和差异无统计学意义结果的占46%，另外，现已发表的文献也存在大量的统计问题[5-9]。故有必要了解医学生对《卫生统计学》的态度、学习现状以及学习难点，查看教学效果，以便改进教学方案，提高教学质量。本文针对此次调查结果，提出以下相对应的措施。

3.1 加强学生对医学统计学的了解和认识，提高学生的学习兴趣

此次调查结果发现94.88%的学生认为有必要开设卫生统计学，89.42%的学生赞成现在的统计学学习是为将来的工作做准备，94.20%的学生认为统计学知识有用，这与West等[10]于2005年的一次对医学生、内科医师及内科医师教师的调查结果相近，调查得出87.3%（262/300）的人认为学好生物统计将有益于他们将来的事业，这说明越来越多的医学生及医务工作者已认识到卫生统计学在科学研究及临床工作中的作用，已经越来越重视卫生统计学的学习。

提高学生的学习兴趣和帮助学生意识到将来工作中对统计知识的需求依然是卫生统计学教学过程中的重要问题。本次调查仅有7.85%的学生学习《卫生统计学》是自己对其感兴趣，44.03%的学生是为了满足工作需求，教师授课时可以举些实际例子，可以帮助学生初步认识卫生统计学在实际研究中的用途，提起学生对课堂内容的兴趣。

3.2 淡化公式推导，加强统计思维及应用能力的培养

相对于医学知识的形象化，卫生统计学知识较为抽象，本次调查结果显示部分学生觉得数学基础差，公式难以理解，对老师授课的内容提不起兴趣。其实，学习《卫生统计学》的目的是理解基本概念，掌握常用的统计方法以及它们在临床医学和公共卫生领域中的应用[11]，学习的重点不在理论公式的推导和学习，而是在于统计知识的应用。因此，建议教师淡化公式的推导、记忆与计算，而强调各种资料应如何分析以及结果的阅读，提高实际应用能力。但是不同专业教学要求也不尽相同，如预防医学本科生和卫生统计学研究生，《卫生统计学》是基础课程，老师可适当引入数理统计、线性代数的内容帮助学生对公式的理解和推导。

3.3 根据学习难点和章节重点针对性地讲解

医学生基础课程较多，课业繁重，用来学习本课程的时间较少，本次调查显示40.07%的学生想花时间学习，但因课程多，没时间预习复习及上机。如果整本书全面讲解的话，可能效果不太好，建议教师应根据章节难点和章节重点针对性地讲解，统计描述、假设检验等均是基础，应要求学生必须掌握，为后面统计方法的学习奠定基础。t检验、方差分析、卡方检验、秩和检验、相关与回归等内容实际应用较多，教师应重点介绍。

3.4 加强学生之间的互动，提高学生的积极性

此次调查75.09%的学生选择了“老师指点方法，学生先学后教，讲练结合”的授课方式，但是由于课时较少、学生较多、上课内容较抽象，这种教学方式的开展可能会受限，但是教师可对逻辑推理不太强的章节将学生分组试讲，让学生积极参与到教学过程中。

接近一半的学生觉得上课应有1/4及以上的讨论时间，建议老师在讲理论知识时，可准备相应的案例分析，让同学在课堂上讨论，通过讨论让学生自己解决问题，将课堂上的知识融会贯通，变被动学习为积极主动的参与和探索。

实际研究中遇到的许多问题仅用上课的知识是不能完全解决的，有调查显示仅有17.6%（53/301）的人觉得他们在统计课上学到的知识能够满足工作的需要[10]，因此，教学中可给学生指明进一步学习的相关参考文献与资源等。

教学过程中，在强调以教师为主导的同时，还要注重学生的主体地位。大学教育重在培养学生的自主学习能力，所以医学生要培养良好学习习惯，课前预习提出疑问，课堂上有的放矢的听讲，课后总结归纳及时复习，将课堂所学知识应用到实际科研课题中，这样才能从根本上提高《卫生统计学》的教学质量。

参考文献

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对统计学课程的认识篇(3)

一课程设计的基本问题

课程设计有两种截然不同的含义：一是指课程论中有关“教材”编制一类的活动；一是指与一门课程紧密相关的后续“实践”活动。从教学论角度来看，课程设计是在教学实践活动当中引入的一种相对独立的特殊环节。其目的原本只有两个：一是巩固学生所学知识，二是培养学生动手能力。这一环节包含的学时可长可短，形式也多种多样。包含的目标不同，发挥的作用也不相同。但是无论何种课程设计，都应包括以下五项基本内涵：一是课程设计的目标，二是课程设计的内容，三是课程设计的方法，四是课程设计的评价，五是课程设计实施的条件。虽然不同的传统课程设计针对上述内涵都有明确的规定，但它们却有一个共同的缺点，那就是它们都不是专门针对素质教育的。这就是传统课程设计所存在的基本问题。因此，如何改革传统的课程设计，使其满足当前精品课程建设的基本要求，以及素质教育的基本要求，并以此来指导具体的课程设计实践，就显得非常必要和很有意义。自动控制原理课程是哈尔滨工业大学控制科学与工程学科的一门学科基础课程，为黑龙江省精品课程。自动控制原理课程设计是其附加的一门重要的实践课程。鉴于有关课程设计改革方面的文献非常少见，所以本文以哈尔滨工业大学自动控制原理课程设计的改革为例，在“做什么”和“如何做”两个方面，谈一谈我们的心得体会，以供大家参考借鉴。

二课程设计的目标

课程设计是为课程目标服务的。有什么样的课程目标，就会有什么样的课程设计。确定课程设计目标的基本原则是继承性。课程设计目标的内涵决定着课程设计其他问题的内涵，是解决课程设计其他问题的主要依据。课程设计目标的继承性表现在大部分情况下它只是课程目标的一个子集，反映着课程目标的一个或若干个方面。在这里，为了更好地理解和把握课程设计目标的内涵，我们给出素质教育理念下课程设计目标的一般性描述：有助于增加科学与人文知识、有助于理解科学与人文思想、有助于掌握科学与人文方法、有助于遵循科学与人文精神，或在以上几个方面有助于形成一种趋于统一的综合品质。这是基于建构主义教育理论给出的一种定义，如果从发展观角度来看，课程设计目标可表述为学生通过课程设计活动在上述几个方面所能获得的有效发展程度。这一课程设计目标在操作上可分解为知识结构、能力结构和素质结构三大模块。对每一模块内容的具体规定性可依据课程性质而有所侧重。例如，我们在自动控制原理课程设计目标中，对这三大模块所做的规定分别是：在知识结构方面我们要求学生在广度和深度上能够进一步扩大和掌握两种知识，一是自动控制原理的课程知识，二是高于课程知识的相关方法论知识，在这一方面，同自动控制原理课程理论教学与实践教学部分一样，我们仍然全面贯彻“授之以鱼”与“授之以渔”统一原则；在能力结构方面我们要求学生在知识运用上能够进一步熟练地使用自动控制的基本原理与相关技术方法来分析与设计控制系统，有意识地将学生能力发展的矛盾运动引向发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的能力架构之中，在这一方面，我们仍然全面贯彻理论教学和实践教学中的“理论”与“实际”统一原则，即理论联系实际的原则；在素质结构方面我们要求学生进一步了解和认识二个方面的内容，一是哈尔滨工业大学自动控制原理课程发展史及其在各个不同历史时期的地位与作用，以增强学生的荣誉感和使命感，二是自动控制理论的发展史以及发展历程中各项重大成果的科学价值与人文价值，以及取得这些重大成果的科学方法与人文方法，以激发学生的学习热情和追求科学的伟大精神，在这一方面，我们在全面贯彻“科学精神”与“人文精神”统一原则的同时，还突出强调了历史语境下问题意识与合作意识的重要性。当代科学史表明，缺少这两种意识的人，在科学的道路上无论如何都是走不远的。以上是对课程设计“做什么”的讨论。当课程设计目标确定后，剩下的问题就是“如何做”了。这涉及以下四个方面的内容：课程设计的内容、课程设计的方法、课程设计的评价以及课程设计实施的条件。在“如何做”这一方面，我们也是仍然全面贯彻理论教学和实践教学中所采取的“合目的性”与“合规律性”统一原则，即“合教育的目的性”与“合教育的规律性”统一原则，这种坚持科学理性、自觉遵循客观规律的态度与做法能够为我们带来两个明显的好处：一是可以有效增强素质教育的针对性，二是做好此事的代价最小。

三课程设计的内容

课程设计目标决定课程设计内容。确定课程设计内容的基本原则是一致性。课程设计的内容是课程设计目标的外在体现，由课程特有知识以及课程设计特有知识构成，直接为课程目标提供服务。课程设计内容的一致性有两层含义：一是课程设计内容与课程内容的一致性，两者不能偏离太远；二是课程设计内容与课程设计本身其它内容的一致性。这种内在一致性要求确定课程设计内容时，应以科学的理论为指导。因为面对同一课程设计目标，不同的指导老师，由于其自身教育理论水平以及学科专业水平的不同，确定出来的课程设计内容往往会有很大差别，从而使得课程设计内容在为课程设计目标服务方面，会呈现出很大的不同。课程设计内容的确定是一种集合约束下的内容选择问题，自上而下的约束来自课程设计目标，自下而上的约束来自课程设计方法、课程设计评价以及课程设计实施的条件，它们之间的关系本质上属于网状支持与限定关系，如经简化，可看成是层级支持与限定关系，但无论是哪一种支持与限定关系，都必须是一种内在的逻辑相互证立关系，因此需要统筹安排，尽力将各种相互冲突的不利因素协调处理好。在课程设计内容与课程内容一致性方面，应尽量采用课程内容当中提供的各种知识主线、技术方法主线。例如，我们在自动控制原理课程设计内容中所确定的知识主线、技术方法主线与课程内容所包含的各种主线是完全一样的。首先，从一个待设计的控制系统出发，将其分析与设计问题还原为三大知识主线：稳定性问题、快速性问题和准确性问题，外加三个知识对应关系：系统结构参数与稳定性问题的对应关系、系统结构参数与快速性问题的对应关系、系统结构参数（外加输入）与准确性问题的对应关系。技术方法主线有两个：频率特性法和根轨迹法。通过对这两种技术方法主线的选择与使用来改变上述三个知识对应关系，进而达到对上述三大知识主线问题的解决。最后，通过模拟实现或物理实现上述三个知识对应关系，就可以获得一个理论上或实际上可用的控制系统。但应注意的与课程设计内容有所不同的是，在课程内容中还包含一些为三大知识主线、三个知识对应关系以及技术方法主线服务的知识碎片。这些碎片对厘清上述各种主线，既有积极认识作用又有消极屏蔽作用。当上述主线、关系以及技术方法主线客观地位不可动摇时，对知识碎片的否定则是知识创新可能的切入点。需要指出，上述做法虽然保证了课程设计与课程在内容上的一致性，但是我们在自动控制原理课程设计实践中所使用的题目却全部来自于各级各类实际科研课题，其设计参数与设计要求均有实际应用背景。这些设计参数与设计要求一般要经过适当地简化或有目的的补充，有的甚至还需要进行脱密处理，才能形成最终的可供学生们选择使用的课程设计题目。

四课程设计的方法

课程设计方法有两层含义，一是指教师用于指导学生进行课程设计的方法，二是指学生用于完成课程设计任务所使用的方法。确定课程设计方法的基本原则是可行性。这种可行性表现在理论上是能行的，实践上是能用的。从教学论上来看，指导课程设计的方法有三种可供选择的形态：行为主义、认知主义与建构主义。由于建构主义教育教学理论具有主体性、合作性和情境性等特征，因而更适合作为指导课程设计的首选方法。这种方法可以变教师的主导指导方式为主体指导方式，并以服务者的角色出现在课程设计活动之中。同时，这种方法也可以变学生们的被动设计为主动设计，变主导研究为主体研究、合作研究。主体研究有利于让学生们学会独立思考、独立处理问题，合作研究有利于培养学生们的合作意识。显然，这两种研究方式均有助于学生科学与人文素质的形成。其实，选择建构主义教育教学理论作为首选的指导方法也是做好课程设计在做法上必须要满足合目的性与合规律性统一原则的必然要求。而对于学生用于完成课程设计所使用的方法来说，则涉及到方法论素质教育问题。在这里，学生所使用的方法基本上属于专业方法，处于方法论体系的最低层。到底有没有必要将这些具体的方法提升到更高的哲学方法层次上来进行认识，以便给学生呈现出一幅清晰而完整的方法论图像，并作为长效知识储备在学生的知识体系中，就值得大家研究和讨论。我们的观点是：作为一名有发展潜力的未来科学工作者，其认识不可能永远停留在经验或者事实的层次上，总是要借助哲学方法甚至是哲学的反思、批判与预见功能，使其认识上升到更高的层次上去，以形成更加普遍的认识，只有这样，才有可能形成新的科学概念或体系结构，从而有助于科学的发展。因此，将这种方法论素质教育元素引入课程设计之中显然是非常必要的。我们的具体做法是：将这幅图像在自动控制原理理论教学、实验教学和课程设计这三个环节中重复呈现给学生，以强化这种认识。这幅完整的方法论图像是自动控制原理在方法论上涉及的四大理论方法：模型论，用于系统本质的抽象描述；系统论，用于系统内部关系、结构与功能的描述；信息论，用于系统内外部信息计量、传递、变换和储存的描述；控制论，用于系统内外部行为的描述。在认识论方法论上又涉及另外两大理论方法：还原论，用“切分”的方法从系统内部认识系统本质；整体论，仅从系统的外部特征来认识系统本质。这幅图像若按方法论的任务层次划分又有：第一，自动控制原理赖以产生和发展的基本方法，包括：模型论，系统论，信息论，控制论。第二，建立自动控制原理理论分支体系的基本方法，包括：反馈法，模拟法，类比法。第三，处理自动控制原理常见问题的基本方法，包括：功能模拟方法，黑箱-灰箱-白箱方法，形式化、数量化、最优化方法等。自动控制原理最为关心的哲学范畴共有三对：一是作用与反作用，例如，可解释反馈原理。二是原因与结果，例如，可解释系统行为的齐一性。三是可能性与现实性，例如，可解释控制系统的能控性与能观测性。如有必要，还可以为来自不同学科进行交叉培养的学生提供其他相关课程的方法论图像，以扩大学生的方法论视野。例如，对于来自数学学科交叉培养的学生来说，可以为其提供以下数学方法论的基本内容，以资其比较学习。第一，数学赖以产生和发展的基本方法，有两大类：（1）归纳法、演绎法、类比法；（2）分析法、综合法、抽象法（以分析为基础产生）。第二，建立数学体系的基本方法，有三大类：（1）极限法，可他用，如解决具体问题；（2）公理法，仅用于建立数学体系或理论；（3）模型法。第三，处理数学常见问题的基本方法，有两类：（1）映射法；（2）数学实验法：思想实验（如概率论中的随机实验）和计算机实验。

对统计学课程的认识篇(4)

摘要：信号检测与估计课程作为研究随机现象规律的课程之一，对学生统计观念的培养是十分重要的。本文探讨了统计观念的内涵，分析了信号检测与估计课程对统计观念培养的作用。结合教学实践，从课程内容、教学方法和实验教学等方面讨论了信号检测与估计课程教学中统计观念的培养。

关键词：信号检测与估计；随机现象；统计观念

中图分类号：G642.3 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）21-0207-03

信号检测与估计是随机信号统计处理的理论和方法。它与概率论、数理统计及随机过程并驾齐驱地支撑着随机现象规律的研究，它们共同构成了科技工作者研究随机现象的完整知识结构。它是“信息与通信工程”学科的重要基础课，是电子信息工程、通信工程、电子信息科学与技术及电子科学与技术等专业的专业基础选修课。

一、关于统计观念的内涵

观念是人们在生活和生产实践中形成的对事物总体的综合认识和觉悟，是人们支配行为的主观意识。它一方面反映了客观事物的不同属性，同时又加上了主观理解的色彩。观念的产生与人们所处的客观环境关系密切，正确的观念就是人的大脑对客观环境的正确反映。人们的行为是受观念支配的，观念正确与否直接影响到行为的结果，正确的观念有利于做正确的事情。由于人们自身认识的历史性和阶段局限性，就决定了人们的观念会因时间的变迁而出现变化与更新。因此，观念具有主观性、实践性、历史性和发展性等特点。

教育部于2001年颁布的《全日制义务教育数学课程标准》（实验稿），将统计观念作为义务教育阶段数学课程的重要目标而提出，并将统计观念界定为：能从统计的角度思考与数据信息有关的问题；能通过收集数据、描述数据、分析数据的过程作出合理的决策，认识到统计对决策的作用；能对数据的来源、处理数据的方法，以及由此得到的结果进行合理的质疑。由于看待统计观念的角度不同，对其理解也就不尽相同。目前人们对统计观念的理解还存在着一定的差异。参考其他学者对统计观念的论述，笔者认为：统计观念是人们在生活和生产实践中形成的对随机现象或不确定性现象总体的综合认识，应用统计方法解决实际问题的主观意识和自觉性。简单地说，统计观念是人应用统计方法处理随机现象的自觉性和习惯。或者是说，人们能以一种自觉的方式知道何时何地如何去做某个需要应用统计方法处理的工作，而又意识不到这种状态。对于自然界和现实生活中的现象或事件，通常有两大类对待和处理的方式：如果现象受随机因素（或不确定性因素）影响小，而可以将随机因素影响忽略时，将现象作为确定性现象；反之，将现象作为随机现象或不确定性现象。相应的，人们分析和研究客观世界的方法也就有确定方法和统计方法。人们的知识结构也就有两大部分组成：一部分是对确定性现象认知和反映确定性现象规律的知识，另一部分是对随机现象认知和反映随机现象规律的知识。因此，建立统计观念对人才的培养是非常重要的。

统计观念有四个要素：针对随机现象、对随机现象的认识（分析其特性并描述它们）、统计处理方法、应用前三个要素的自觉性。在这四个要素中，针对随机现象是首要的要素，是形成统计观念的前提条件，是统计观念这一条件反射的条件。对随机现象的认识和统计处理方法是基本要素，是概率与数理统计的知识和能力，是统计观念的重要表现。对随机现象的认识是概率论方面的知识和能力要素，是描述随机现象并分析其统计特性的知识和能力。统计处理方法是数理统计方面的知识和能力要素，是对随机现象收集数据、统计处理及作出合理决策的知识和能力。自觉性是统计观念的核心要素，是利用对随机现象的认识和统计处理方法解决随机现象问题的一种条件反射，是一个不断深化、巩固、螺旋上升的过程，需要特别的强调、引导和培养。

二、信号检测与估计课程对统计观念培养的作用

统计观念与思维能力、知识积累及实践经验等因素有关，不是一蹴而就的，而是需要从小学就开始，经历初中和高中，直至大学和硕士研究生阶段逐步培养的，是一个长期深化和完善的过程，而且在不同的阶段有不同的认知。概率论、数理统计、随机过程及信号检测与估计等课程对统计观念所赋予的内涵有一定的差异，既有共性又有个性。与概率论、数理统计及随机过程等关于随机现象的课程相比，信号检测与估计课程不是建立学生的统计观念，而是对学生统计观念的发展和完善，对学生以往的统计观念赋予新内涵。信号检测与估计课程对统计观念的深化和完善主要体现在：统计观念针对的随机现象是随机过程或随机信号。对随机过程统计特性的描述要用多维的联合概率密度或连续函数的概率密度，随机过程的数字特征是函数；统计处理方法是应用数理统计中贝叶斯统计的贝叶斯统计决策的理论和方法处理随机信号的统计问题。

数理统计分为经典统计和贝叶斯统计。经典统计是指由皮尔逊、费歇及奈曼等学者创立的解决统计问题的理论和方法。贝叶斯统计是指基于贝叶斯定理的系统阐述和解决统计问题的理论和方法。贝叶斯统计主要包括贝叶斯统计推断和贝叶斯统计决策两个方面的内容。贝叶斯统计推断是根据贝叶斯定理，将关于未知参数的先验信息与样本信息综合，得出后验信息，然后根据后验信息作统计推断。贝叶斯统计决策是综合样本信息与损失函数得出风险函数，再由风险函数与先验信息得出贝叶斯风险，最后根据贝叶斯风险作统计决策。经典统计推断利用总体信息和样本信息；贝叶斯统计推断除了利用总体信息和样本信息外，还利用先验信息；贝叶斯统计决策除了利用总体信息、样本信息和先验信息外，还利用损失函数。但是，贝叶斯统计决策针对的对象是随机变量，而不是随机信号。信号检测与估计的统计处理方法就是将贝叶斯统计决策与随机信号结合，应用贝叶斯统计决策理论和方法解决随机信号的统计处理问题，或者说，将贝叶斯统计决策理论和方法拓展到对随机信号的统计处理中。

三、信号检测与估计教学中对统计观念的培养

1.通过计算机模拟实验引导学生经历统计处理过程。统计观念绝非等同于计算、画图等简单技能，而是一种需要在亲身经历的过程中培养出来的感觉，它的要义是能自觉地想到运用统计处理的方法解决有关的问题。要使学生深化和完善统计观念，最有效的方法是让他们真正投入到信号检测与估计的统计处理过程中去。信号检测与估计课程实验就是让学生经历统计处理过程，是统计观念培养的必要环节。实际上，我们日常生活中经历的信号检测与估计的统计处理过程是非常多的。例如，用手机通话、听收音机、看电视及做心电图等活动，都是在经历信号检测与估计的统计处理过程，由于厂家将信号检测与估计的统计处理固化到这些器材中了，人们在使用这些器材时感觉不到信号检测与估计的统计处理过程。使用一些成型的器材让学生经历信号检测与估计的统计处理过程，难以达到直观有效的效果。采用计算机模拟实验，可以避免用实物器材做实验的局限性。计算机模拟实验作为一种实验手段，具有不受器材和环境条件限制，不受时间、地点限制，不需要增加投资，也不需要维护和修理器材等特点，而受到人们的重视。在信号检测与估计课程的计算机模拟实验中，让学生通过独立编程经历信号检测与估计的统计处理过程，以培养学生应用统计处理方法解决实际问题的能力和自觉性；通过模拟信号和噪声，学生可以充分认识随机信号及其统计特性，使学生的思维由确定性数学模式进入到随机性数学的模式；通过模拟信号检测与估计的统计处理过程，学生可以更深入地掌握随机信号的数据收集与表达、对数据做统计处理、根据处理结果作出统计推断的知识，提高独立分析和解决实际问题的统计处理能力。信号检测与估计课程的计算机模拟实验不仅可以使抽象内容形象化，统计处理过程直观可视化，便于数据修改，易于动态控制，还可以激发学生学习兴趣和主动性，加深学生对信号检测与估计知识的掌握和理解，提高统计观念培养的质量和效果。

2.强调对所学内容物理意义的理解。信号检测与估计作为随机信号统计处理的理论，数学符号多，数学表示式多，数学分析多，往往让学生感到内容抽象，概念难接受，定理难理解，公式难记忆，内容繁杂，无所适从，致使学生感受不到所学知识的实用性。这就需要在一定数学分析的基础上，从物理意义上加深理解。数学符号及数学表示式作为一种语言，它们只是一定物理概念、物理现象、客观规律及系统模型的物理意义的表达方法，是可以用语言叙述出来或用文字写下来内容的一种简洁表示方式。为了克服数学符号多、数学表示式多及数学分析多所形成的客观困难，使学生一定要注意数学符号及数学表示式所代表的物理意义，从物理的意义上而不仅限于数学表示式上加以理解，最好能够将数学符号及数学表示式所代表的物理意义用语言叙述出来，避免将内在的涵义淹没在公式推导的海洋中，将所学知识和相关的实际应用联系起来，有助于提高分析、解决随机现象问题的能力，培养学生的统计观念。

3.引导学生梳理课程内容的逻辑脉络关系。大多数课程内容的阐述一般有两条主线：一条是所采用的分析处理方法，另一条是被分析处理的对象。如果将分析处理方法看作横向的纬线，将被分析处理的对象看作纵向的经线，就可以将课程内容按照经纬栅格分类，使课程内容的逻辑关系十分清晰，脉络划分一目了然，对学生理解所学内容，掌握统计处理方法，促进统计观念的培养，是十分重要的。对于信号检测与估计课程内容来说，被分析处理的对象是依照信号的统计特性、多少和信号是确知信号还是随机参量信号这三个因素进行分类。尤其是信号的统计特性决定了对信号的收集或抽样方式。例如对于一般随机信号采用卡亨南-洛维展开方式收集整理信号，对于具有高斯白噪声统计特性的信号采用时间抽样方式收集整理信号。分析处理方法是依照不同的最佳准则进行分类。例如输出信噪比最大准则、贝叶斯准则、最大似然准则、均方误差最小准则及最小二乘估计准则等。尽管信号检测与估计中导出统计处理方法的核心问题是最优化问题，但最佳准则不同，求解最优化问题的目标函数和方法也就不同，致使统计处理方法也就不同。因此，将信号检测与估计课程内容按照经纬脉络梳理清楚，不但有利于加深对课程内容物理意义的理解，加强对课程内容的全面把握和融会贯通，有利于提高正确解决问题的能力，更有利于更高层次的统计观念的发展。

4.突出从统计知识到能力到观念的三个层次。统计观念是一种理性的思维活动，它的形成贯穿于知识的传授和能力培训的整个过程之中，是理论与实践相结合的产物。检验学生是否具有统计观念，不能只看其具备了多少深奥的理论知识，关键是看其通过学习形成的能力大小，核心是看其能否运用所学知识正确地分析问题和解决问题。根据这一标准，信号检测与估计的学习可分成三个层次：知识的学习、能力的培训和观念的培养。这三个层次是递进的变化过程，只有掌握了信号检测与估计的知识，才有可能具有相关的统计处理能力；只有具备了相关的统计处理能力，才有可能形成统计观念。

知识的学习是一个基础的层次，是形成统计观念的开端。通过讲授基础知识，使学生掌握基本概念、基本理论和基本方法；通过做一定量的思考题和基础性的习题，使学生深刻理解所学知识的物理意义，加深对所学知识的掌握。学生掌握了统计知识，也就仅知道了所学的内容是什么，干什么用，但是还没有用于实际问题，何时用和如何用的问题还没有得到实际解决，也就是还未转化为能力。完成知识到能力的培训，需要精心设计习题课和学生完成一定量的综合性习题，使学生对所学知识有深入的理解和广泛的见识，从而培养学生运用所学知识处理实际问题的能力。统计观念的培养必须投入到运用统计知识和能力解决实际问题的活动中。通过设置合理的计算机模拟实验和课程设计，这种方式让学生独立模拟信号检测与估计的实际问题及过程，并利用掌握的知R和统计处理方法解决模拟的实际问题；计算机模拟实验的灵活性和方便性可以使学生逐步积累经验，并最终将经验转化为观念。有意识地突出从统计知识到能力到观念的三个层次，合理设计教学内容，使这三个层次有机结合，提高统计观念的培养效果。

总之，信号检测与估计课程教学中统计观念的培养一定要通过模拟实验，使学生投入到运用统计处理方法解决实际问题的活动中；一定要注重物理意义的理解，避免陷入概念、定理、符号和公式的海洋中，认不清所学知识的来龙去脉；一定要将课程内容的逻辑脉络关系梳理清楚，以利于从全局的观点和意识的层面理解和把握课程内容；通过合理设计知识学习、能力培训和观念培养三个层次的教学内容，使统计观念培养成为有意识的具体的循序渐进的过程。加强统计观念培养，不仅有助于学生对信号检测与估计这门课程的学习，提高教学质量，更有助于促进学生素质的培养，提高解决实际问题的能力和创新能力。

参考文献：

[1]教育部.全日制义务教育数学课程标准（实验稿）[M].北京：北京师范大学出版社，2001.

[2]李金玉，陈兴同，周圣武，等.统计意识在概率统计课程教学中的作用[J].教育教学论坛，2014，（33）：280-281.

[3]黄江林.关于高中生统计观念状况的调查研究[D].长春：东北师范大学，2012.

[4]戚德臣.高等院校非统计专业学生统计观念培养刍议[J].内蒙古统计，2006，（3）：46-47.

[5]曲长文，，李炳荣，等.信号检测与估计[M].北京：电子工业出版社，2016.

对统计学课程的认识篇(5)

关键词:嵌入式操作系统;教学模式;教学方法;课外实践

目前,嵌入式系统已经被广泛应用到信息家电、工控设备、娱乐设施等众多领域,伴随嵌入式系统市场的快速增长,嵌入式人才缺口将急剧增大[1],嵌入式软硬件工程师将成为未来几年最为热门的职业之一[2]。因此,近几年许多高校开始开设嵌入式系统相关课程,并研究如何形成规范的课程系统[3]。在这些相关课程中,嵌入式操作系统完成嵌入式应用的任务调度、控制等核心功能,是一门重要课程。

为适应市场对嵌入式人才的需求,计算机系的软件相关专业也设置了嵌入式操作系统课程。本文针对软件相关专业的需求,分析嵌入式操作系统课程的特点,探索课程教学模式。

1课程特点

嵌入式操作系统主要有如下特点[4]:

1) 知识覆盖面广。它涉及很多方面的内容,既包括经典的计算机专业基础理论知识,又包括特定的嵌入式系统领域知识,如嵌入式硬件基础、开发工具、C或汇编程序设计语言、操作系统等。

2) 理论与实践结合紧密。目前,嵌入式系统的主流应用是基于嵌入式操作系统的嵌入式计算机系

统[5],而不同的嵌入式计算机系统有不同的硬件平台支持,要使嵌入式操作系统真正发挥它的作用,不仅要掌握其工作原理,还要能够将其移植、下载到不同硬件平台,以确保嵌入式操作系统正确运行,为嵌入式系统应用提供一个稳定的软件平台支持。

2教学模式

该教学模式将嵌入式操作系统课程的教学活动分成3个环节:课堂理论知识讲授,课内实验,课外实践。

2.1课堂理论知识讲授

嵌入式操作系统课程的教学目的是使学生掌握嵌入式操作系统的定制、移植、下载和调试[6]。嵌入式操作的定制与移植需要依赖具体的硬件平台。考虑到软件相关专业的学生掌握的硬件基础知识不多,所以,将教学的重点放在嵌入式操作系统软件平台的构建和GUI应用的开发上。为了直观形象,采用多媒体手段讲授。

2.1.1讲授内容安排

课堂理论知识讲授内容安排如表1所示。

2.1.2教学方法设计

从哲学角度看,人们把握事物的规律需要经历3个阶段:从感性认识到理性认识,用理性认识指导实践,在实践中丰富理性认识。遵循这个规律,本环节教学过程采用相应的教学方法引导学生从感性认识上升到理性认识。如在教授Bootloader与驱动程序设计概念时,教师先将PC机与ARM9开发板通过串口连接起来,然后启动开发板的Bootloader程序和嵌入式操作系统,让学生观察PC机屏幕上的启动信息。最后,由教师向学生讲解Bootloader启动过程初始化开发板硬件设备的方法。学生在感知认识的基础上掌握了理性知识,学习兴趣有很大提高。

2.2课内实验

在进行完课堂相关理论知识讲授后,可以进入课内实验教学环节。该环节是对上一环节的完善和补充,更是检验和考核理论知识的重要步骤[7]。考虑到实验课程的学时以及学生的知识基础,本环节的教学实验主要设计为两种类型,即验证性和设计性两类。

2.2.1课内实验教学内容安排

具体教学内容安排见表2。

2.2.2教学方法设计

不同的实验采用不同的教学方法。验证性实验要求学生对理论课堂上讲授的知识进行验证,难度不高,相关理论知识讲授完即可进行,相关实验学生也可以独立完成。设计性实验要求学生理解并能综合应用所学知识,有一定难度。教师在实验前,需要为学生准备相关资料和设计相应的情景,学生在实验的过程中需要教师参与辅导。

2.3课外实践

经过前两个教学实践环节,学生具备了一定的理论基础知识及实践动手操作能力,但对嵌入式操作系统的深入应用还有待加强。因此,以前两个教学环节为基础,实施一些课外教学实践环节就显得十分必要了。该教学环节持续1～2周,不包含在课堂教学的总学时内。教学内容主要包括两部分,必选内容和可选内容。必选内容是学生在教学环节中必须完成的内容,而可选内容则是学生根据自身兴趣选做的内容。具体内容安排见表3。

本教学环节的实践内容不仅要求学生掌握综合的理论知识,还要求有一定的分析和解决问题的能力,难度较高,因此,需要教师提前布置教学实践内容,指出相关知识点,学生应提前预习。

3个教学环节相辅相成。课堂理论讲授是基础,使学生掌握课程的基本原理;课内实验与课外实践则是对所学理论知识的简单应用和综合应用,有助于学生理解所学课堂理论知识,有利于锻炼学生的实践动手操作能力和解决实际问题的能力。

3考核方式

课程的教学活动分为3个环节。相应的考核内容也分为3部分。理论知识占60%,课内实验占20%,课外实践占20%。理论知识的考核采用卷面笔试的形式。课内实验和课外实践在实验室完成,所以考核方式为每个实验完成时,由教师检查运行结果时给出的成绩。具体分数的给出可参考下面的原则:完成一个验证性实验最多给5分,完成一个设计性实验最多7.5分,完成必选的实践内容最多给8分,能完成可选的实践内容最多加4分。每个实验或实践内容完成后,教师会给出每个学生的成绩,这有利于激发学生的学习兴趣,调动他们的学习热情。

4结语

本文探索并提出了一种嵌入式操作系统的教学

模式,与仅注重理论学习的传统教学模式相比,该教学模式从分析市场对嵌入式人才的需求入手,结合软件专业特点,将理论与实践以及市场需求紧密结合,强化培养学生的动手操作能力,充分发挥了学生的学习潜能,改善了课程的教学效果,提高了教学质量。

参考文献:

[1] 王平. 嵌入式系统教学及实验研究[J]. 高等教育研究,2008,25(3):39-40.

[2] 李耀波,杜丽敬,徐洋. 高校嵌入式系统课程群规划的探讨[J]. 科学教研,2007(19):59-60.

[3] 曲学楼,王富昕,黄蔚. 嵌入式系统实验教学基地的建设与探索[J]. 实验室研究与探索,2006,25(12):1571-1573.

[4] 潘懋元,周群影. 从高校分类的视角看应用型本科课程建设[J]. 中国大学教学,2009(3):4-7.

[5] 王彦芳,刘永军,井海明. 嵌入式系统系列课程建设的教学研究[J]. 石家庄铁道学院学报:社会科学版,2009,3(3):82-84.

[6] 王苏峰,肖侬. 嵌入式系统的多样性教学探讨[J]. 计算机教育,2008(14):12-14.

[7] 魏巍,宋海玉,王玲芬. 嵌入式系统课群的教学实践:以软件工程专业为例[J]. 大连民族学院学报,2009,11(3):282-285.

Probing into the Teaching Model of Embedded Operating System

WANG Hai-zhen1, LIAN Zuo-zheng2, TENG Yan-ping1, LI Yao-cheng2 , LI Li-li1

(1.College of Computer and Control Engineering, Qiqihar University, Qiqihar 161006, China; puter Center,

Qiqihar University, Qiqihar 161006, China)

对统计学课程的认识篇(6)

【关键词】工程认证背景；软件工程；实践课程平台

一、国内工程认证背景下软件工程专业实践课程的发展概述

在新工科背景下，实践教学作为实践性、创造性较强的教学工作，需要在传统工科实践教学模式的基础上进行深入探索和创新，打造符合新工科模式的实践教学平台。国内各大高校学者在工程认证背景下提出了若干工程教育认证与教育教学理念和研究方法。武汉大学计算机学院学者从软件工程专业实验教学定位分析，结合“以学生为中心、以‘创造、创新、创业’为导向”的教育理念，建设基于云的实验教学平台，培养"新工科"学生的核心能力[1]。东北大学软件学院学者结合新工科教育理念提出了软件工程专业理论与实践相结合的计算机网络课程建设与改革方案。湖南工程学院计算机与通信学院学者提出了软件工程课程教学改革整体框架，该框架构建四位一体的教学模式，以学生为中心，从学习资源库、教学团队、角色课堂和评价体系四个方面，全方面提高学生的项目开发实践能力。肇庆学院计算机科学与软件学院学者提出针对学生实际动手能力不足、团队协作意识薄弱的问题，构建了一种基于校企合作的软件工程专业实践教学模式[2]。郑州升达经贸管理学院信息工程学院学者提出了民办高校软件工程专业进行工程教育改革的措施，以培养学生运用所学专业知识解决实际负责工程问题的能力，提高学生走入社会的竞争力。

二、工程认证背景下软件工程专业实践课程的体系构建

结合我院特色，在软件工程传统实践教学模式的基础上进行探索和创新，研究与建设符合新工科模式的实践教学平台。我院软件工程专业设置了大量的实践课程，2018级、2019级、2020级软件工程培养方案中的实践课程分为51学分、54学分、52.5学分，占总学分的比例为31.76%、33.53%、26.38%。在工程认证背景下，专业课程的设置了大量的上机、课程设计、实验、实训、毕业设计等注重学生实践动手能力的教学环节。现阶段专业教师在进行实践课程授课的过程中仍然采用QQ发放作业、收取作业，亟需建立一个满足日常授课、配套的学生练习和成绩考核以及提高学生实践动手能力和创新能力的平台。现阶段软件工程专业实践课程体系包括上机、课程设计、实训、毕业设计4个教学环节。

2.1上机课程

上机课程占比为1/4~1/2课时，为学生巩固所学知识点而开设，其主要内容强调演示证明某个一个算法、设计某一个模块的实验结果。涉及的课程主要为专业课：计算机程序设计基础、数据结构、面向对象程序设计（Java）、数据库原理与应用、网页制作、软件工程导论、可视化建模与UML、JavaWeb编程等课程。覆盖的工程认证毕业要求1工程知识、2问题分析、3设计解决方案、5使用现代工具等[3]。

2.2课程设计

课程设计是在理论课结束后，新开设的实践课程，能够将对应理论课程的内容进行综合的练习而进行课程设计，是实践课程体系中最重要的组成部分。课程设计强调对课程知识点综合应用，实践案例来自企业真实的项目或者国内知名竞赛的题目。涉及的课程有：网页设计课程设计、软件工程课程设计、Java语言课程设计、JavaWeb课程设计、Web前端开发课程设计等。覆盖的工程认证毕业要求3设计解决方案、5使用现代工具、6工程与社会等。

2.3项目实训

项目实训主要开设在第7学期，综合运用多门课程的知识点完成软件工程的项目实训。让学生参与软件的需求分析、设计、实训、测试、维护等软件工程的生命周期，培养学的团队协作、职业规划、沟通、项目管理、终身学习等能力。软件工程专业现阶段的专业方向课程分为web方向课程和移动端开发方向课程，web方向的课程项目实训涉及课程为Java架构课程设计和Java微服务架构课程设计，题目选取了校企合作的企业级应用项目的部分功能，综合了专业基础课网页设计、Java、JavaWeb编程、数据库原理与应用、Web前端开发技术等多门课程。移动端方向设置的Android高级编程课程设计和微信程序开发课程设计综合了H5移动应用开发、Android应用开发、数据库原理与应用、网页设计、移动后端开发等多门课程的知识。其覆盖的工程认证指标点除了课程设计的要求以为，还覆盖了毕业要求8职业规范、9职业规范个人和团队、10沟通等。

2.4毕业设计

毕业设计是软件工程实践教学体系中的最后一个综合性、创造性的实践性教学环节。毕业设计题目从企业中的实践项目中进行选取，采用指导教师和企业导师联合指导的方式进行。毕业设计的整个过程包括选题、开题、中期检查、毕业论文编写、毕业设计项目演示、项目答辩等过程。最后系部邀请企业导师和校内导师联合推选优秀毕业设计，举办毕业设计展等活动。其课程所覆盖工程认证毕业设计要求的指标点除了上机、课设、项目实训的等课程的指标点以外，还加入了毕业要求11项目管理和毕业要求12终身学习。

三、工程认证背景下软件工程专业实践课程的实践平台建设

我院软件工程实践教学平台坚持“以学生为中心、提高实践能力、增强学习能力”为建设目标，采用项目式教学方法来构建学生的知识体系和动手实践能力。该实践教学平台承担上机、课程设计、实训、毕业设计等多个功能，并体现“工程认证”背景中提出的“以学生为中心”的原则。实践教学平台主要包括实践课资源共享系统、实践课在线培训系统、实践课在线练习系统、学生能力分析系统等4个部分。

3.1实践课资源共享系统

软件工程专业实践课各类资源共享系统，对教师、学生开放。主要包括课程介绍、教学大纲周历、教案、演示文稿PPT、、参考资料、课程录音录像等有助于教学提升的资源。该子系统主要包括平台首页、学习资源、翻转课堂和我的审核等模块。在平台首页、学习资源区均能看到课程的相关资源信息，同时支持同学们对某些重难点知识点按照自己的理解录制讲义视频等，通过教师审核后到平台，供其他同学学习。

3.2实践课在线培训系统

实践课在线培训系统与资源共享子系统搭配，通过学生学习的路径设置相应的算法进行评分设置、学分排名等。学生可以通过学习资源信息、完成作业、参与点赞和信息等行为，实时查看班级的排名信息，该分数可以作为教师过程性考核的依据。

3.3实践课在线练习系统

实践课在线练习系统与培训系统搭配，可根据课程内容或知识点进行考试练习。涵盖出题、组卷、考试、导入考生信息、监考、自动评卷/人工评卷等完整流程。可任意指定参与考试班级，指定考试试卷，规定每场考试时间。并可以限定每名考生的重考次数。

3.4学生能力分析系统

学生能力分析系统与在线培训系统搭配，提供督学监控功能，能正确反馈学生的进度、时间，监控每个学员、每门课程的进度等信息。与在线练习系统搭配，为整个班级、每个学生、每次考试进行分析，分析学员的错题情况，对症下药。

四、工程认证背景下软件工程专业实践课程平台的应用效果

该平台应用于软件工程17级、18级、19级等Java语言程序设计1、Java高级编程、JavaWeb开发等3门课程的上机、课程设计等教学过程中。教学过程中取得了相应的教学数据，同时对系统的进一步优化也提供了数据支撑。

4.1教师端和学生端翻转课堂模块

传统的教学模式中，以教师讲解为主。结合课上课下的讲解案例，教师可以将某一门课程的学习资源包括PPT和视频上传到功能区。同时在该模块中允许学生根据自己的理解对该知识点进行重新讲解，通过教师审核通过后该视频资源，使得教学变成双向过程，师生互动更加流畅。同时也将传统的老师讲-学生听的授课模式更改为学生讲-学生听的翻转课堂模式。

4.2积分模块设计

积分模块主要为激励学生学习兴趣设计，在学习过程中进行嘉奖，也能促进学生之间形成良好的竞争，同时为教师课程打分提供一定的参考。积分系统包含了积分获取、学习排行两个功能。积分获取提供两种获取方式，通过学吧论坛点赞互动以及每日签到。学习排行则提供了班级、年级排行等信息。在学生端首页提供了所在班级的学生排行信息，在教师端提供了所教授班级学生的排行信息。

4.3学生练习-测试模块老师可以申请考试教室，等待管理员进行审批，可以查看自己的申请状态，用来查询是否通过审核。申请教室时支持考试试卷上传，学生考试完毕后，将试卷上传到服务器，老师能够查看并批改上传的试卷。本模块支持多个参数查询、成绩报告生成、历史试卷回阅等功能。

4.4学生实践课程练习分析模块

在不断的教学过程中学生能力不断提升，以往采用期中考试、期末考试为学生能力的评估方式，缺乏中间过程有条理、有证据的分析支撑。无法准确获知学生在哪个阶段出现问题，也难以从源头解决。采用学生能力全过程的分析手段，有助于及时发现异常并调整，高效提升学生的综合素质和能力。以上机练习的选择题为例，将错误的选项进行统计形成分析报告，可以帮助教师分析集中的错误知识点，便于教师有目的讲解错误习题。

五、结束语

针对新工科建设和工程教育认证对软件工程特色专业建设和人才培养的要求，以本校软件工程专业实践课程为突破点，针对学生实践能力较低、动手能力不足、团队协作意识薄弱等问题，践行“新工科”工程教育理念、探索培养模式，助力学院向应用技术型高校转型，构建软件工程专业实践课程教学平台，一方面满足软件工程实践课程的日常教学需求，另一方面完善软件工程实践课程的教学体系，加深课程与课程之间的衔接关系，为其他应用型高校软件工程专业提供较好的借鉴和参考模式。

参考文献

[1]熊念,周珊,刘小丽,陆尧胜.基于云计算的跨校区计算机通识课程实验教学研究[J].实验科学与技术,2020,18(03):114-117.

[2]廖卓凡,王静,熊兵.新工科背景下“软件工程”课程教学与实践改革研究[J].计算机时代,2021,{4}(05):81-83+87.

对统计学课程的认识篇(7)

《电力系统分析》是电力系统自动化方向的主要专业课，在课程体系中发挥着“承前启后”的作用，有着兼具理论性和工程性的特点。在以培养目标为导向、以学生为中心的教育理念驱动下，本文从理论教学和实践教学两方面入手，讨论《电力系统分析》课程基于工程教育认证标准的教学改革。

关键词：

电力系统分析；培养目标；工程教育认证

一、前言

工程教育认证作为高等教育认证的重要组成部分，属于专业认证，是由专业性认证机构（协会）组织工程技术专业领域的教育界学术专家和相关行业的技术专家，以该行业工程技术从业人员应具备的职业资格为要求，对工程技术领域的相关专业的工程教育质量进行评价、认可并提出改进意见的过程[1]。我校的电气工程及其自动化专业的综合改革是以工程教育认证工作来引领的，旨在培养能够从事与电气工程有关的装备制造、系统运行、自动控制、信息处理、试验分析、电力电子等技术开发以及计算机应用等领域工作的宽口径复合型工程技术与管理人才。通过模块化课程体系有效地推进培养目标和毕业要求的实现。《电力系统分析》是电力系统自动化模块的主要专业课，占据整个模块课总学分的1/3。该课程作为《电路基础》、《电磁场》和《电机学》等先导课程的延续以及《电力系统继电保护原理》、《发电厂电气部分》、《电力系统调度》和《高电压技术》等后续课程的基础，发挥着“承前启后”的作用，有着兼具理论性和工程性的特点。该课程的目标定位为：要求学生掌握电力系统的基本内容和基本概念；熟悉电力系统的基本运行方式和调节方法；熟练掌握电力系统的基本分析和计算方法；掌握电力系统各种故障及其分析方法；了解电力系统的稳定性分析，为培养高素质的电力工程技术人才奠定坚实的基础。在以培养目标为导向、以学生为中心的教育理念驱动下，本文从理论教学和实践教学两方面入手，讨论《电力系统分析》课程基于工程教育认证标准的教学改革。

二、教学内容、方式和方法的探索

（一）教学内容的合理配置

《电力系统分析》主要包括电力系统的稳态分析和暂态分析两部分。重点讲述电力系统的三大常规计算，即潮流计算、短路计算和稳定性计算，这也是本门课程的重点难点所在。其中，稳态分析部分的电网等值电路、电压降落和功率损耗是潮流计算的基础，电力系统正常运行方式的调整与控制是潮流计算的应用。暂态分析部分的同步电机的数学模型是基础，其电磁暂态过程主要针对故障分析时的短路计算，机电暂态过程主要针对稳定性计算[2]。在教学过程中，三大计算自然要重点讲述，但是其中的计算机算法部分可以适当压缩学时，因为相应的课程实验、课程设计和毕业设计部分会有针对三大计算的具体上机操作。而相应的基础知识部分则需要仔细讲解，尤其是部分同学《电路基础》和《电机学》掌握的比较薄弱，基础知识部分如果进度过快，会导致后边的三大计算根本无法理解和掌握。《电力系统分析》除了具有较强的理论性，还有一定的工程性。根据已就业同学的信息反馈，在教学过程中，应适当地引入个别工程实例以及目前的电力系统新技术专题，让学生能将所学的理论知识和实际的工程联系起来，激发学习的兴趣和动力。

（二）教学方式的多元化

该门课程的理论性较强，教学方式仍以多媒体和板书结合的教师讲解为主。然而课程中涉及到大量的计算，需要习题（作业、课堂讨论和课堂测验）来支撑。由于作业是在课下完成的，不可避免地出现部分同学互相抄袭的现象，导致不能通过作业来准确地反映出学生对知识的掌握情况。课堂讨论和测验的方式，一来可以方便教师准确地观察学生的真实水平，二来通过学生到讲台上讲解习题，提高学生课堂的参与度，便于学生自己找出彼此间的差距，活跃课堂气氛，激发学习兴趣。除了上述传统的课堂教学之外，还可以通过网络课程的形式，将课程相关的电子资源分享给学生，并通过网络论坛的形式，开展课程内容的相关讨论。

（三）教学方法的灵活性

《电力系统分析》中有一些比较难以理解的章节，需要采用较为灵活的教学方法来授课。比如，同步电机突然三相短路分析这一节，涉及的内容较多，既有电机方程，又有短路电流计算，看起来十分复杂，尤其对一部分数学基础不好的同学，看到这些复杂的公式会直接望而却步。因此，教学过程中不应该侧重具体的公式推导，而应该先从基本思路着手，和之前学过的较为基础的电路知识进行类比讲解。比如：把“短路前”和“短路后”看成电路中动态电路的“换路前”和“换路后”；短路电流的计算方法和“三要素”法相类比，即分别求出起始值、稳态值和直流、交流分量的衰减时间常数，带入“三要素”法的表达式中，得出短路电流的计算公式。这样，学生先从整体思路上有一个清晰的框架，然后，再针对每一部分进行具体的数学计算，就不会产生思路不清的困扰。

三、实践教学的探索

如前所述，该门课程具有一定的工程性，需要相应的课程实验、课程设计、毕业设计和实习等实践教学环节，这样才能使本专业的毕业生达到相应的培养目标和毕业要求。

（一）基于PSASP的课程实验[3]

课程实验设置的主要目标是通过实验，培养学生的基本实验技能，加深对电力系统的理解，学生利用仿真平成电力系统参数的录入、潮流计算、短路计算、功率特性和功率极限等实验，初步掌握电力系统的基本分析方法，加强对电力系统分析知识的掌握能力。上述目标通过让学生使用PSASP（电力系统分析综合程序）软件，在本专业的电力系统仿真实验室完成电力系统潮流计算仿真、电力系统的短路计算仿真、单机—无穷大系统稳态运行方式和电力系统功率特性和功率极限等实验。学生通过上机实验，能够基本掌握电力系统的分析方法，甚至个别同学还在使用PSASP的同时，使用MATLAB软件实现相关的潮流和短路计算[4]，并对两种结果进行比较分析。

（二）课程设计和毕业设计

该门课程的课程设计是用单独的一周时间来完成的，具体分配了3个设计题目，由学生自由分组和选题。主要是希望学生通过开展课程设计锻炼解决实际工程问题的基本能力（查阅资料、工程问题的数学计算和分析、报告的撰写及团队合作）。课程设计题目的选取来源于相关的科研项目，以潮流计算和短路计算为核心的相关工程性问题。主要考察对手算潮流和短路计算基本方法以及计算机潮流和短路计算的掌握情况。具体分组为2人一组，组员过多，会导致个别组员实际承担的工作过少；一人独立完成，时间不够充裕。因此，2人一组可以较好地分配工作和保证课程设计的顺利完成。课程设计的验收工作以现场答辩的方式来完成，答辩成绩占总成绩的40%。指导老师会针对每组提交的设计报告，提出2～3个问题，同时要求现场演示计算机仿真过程，并根据具体情况，提出1～2个问题，如果超出3个问题回答不正确，则视为课程设计不通过。答辩过程中，选择同一题目的小组之间可以互相提问和评价，该环节占答辩成绩的20%。这样有利于学生加深对设计题目的理解和认识，同时找出设计过程中的不足以及同他人之间的差距。毕业设计安排在大四的下学期，除了《电力系统分析》，其他相关的专业课程学生都已经选修完毕，具有一定的综合运用电力系统相关知识的能力。设计题目来源于科研项目中的小项目，以锻炼学生开展项目研究的能力。毕业设计比之课程设计，题目要复杂得多，是对整个大学期间所学相关专业知识的整体验收。《电力系统分析》所学相关知识作为毕业设计题目的核心内容，是对该课程教学效果的另一种验收形式。相比考试而言，能更加有效地检验毕业生是否具备了培养目标和毕业要求中罗列的基本能力。

（三）实习环节

课程相关的认识实习和生产实习由于电力行业的特殊性，使得学生只能在变电站和发电厂进行参观，而不能进行具体地操作。这个过程中就需要带队的教师能够在参观前和参观过程中对所学知识的具体应用进行讲解，以提高实习的效果。通过学生对实习的反馈情况来看，大家对实习单位的兴趣比较大，在具体参观过程中，对电力设备和电力系统接线和运行方式的认识得到了加深，使原来仅停留在原理图和结构图上的电力系统形象化。同时，学生对毕业后所能从事的工作有了一定的了解，更能激发相关专业课程的学习兴趣。

四、结语

通过以上教学内容、方式和方法的探索，使学生能更易于理解和掌握本门课程的理论知识，而实践教学的具体开展，则通过课程实验、课程设计、毕业设计和实习环节来确保学生将所学的理论知识用以分析和解决具体的工程性问题，更好地达到本课程的培养目标，从而自下而上地支撑本专业学生的毕业要求，使培养出的学生成为电气工程相关领域的复合型工程技术与管理人才。

作者：柳晶晶 单位：广州大学机械与电气工程学院

参考文献：

[1]林健.工程教育认证与工程教育改革和发展[J].高等工程教育研究，2015，（02）：15-19.

[2]夏道止.电力系统分析[M].第二版.北京：中国电力出版社，2015.