張春曉 姬永剛 （中國民航大學理學院，天津 300300）

引 言

隨著移動網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)挖掘、人工智能等技術的快速發(fā)展，以及各種在線教育平臺的迅速興起，我國高校采用線下教學與線上教學相融合的混合教學模式已成為常態(tài).“時間序列分析”是中國民航大學理學院統(tǒng)計學專業(yè)開設的核心課程，為滿足“互聯(lián)網(wǎng)+教育”背景下建設共享資源精品課程的需要，課程組從2018 年開始基于在線教學平臺創(chuàng)新教學模式、變革課程資源建設和建立管理機制，這就對教材的立體化建設提出了新的要求和挑戰(zhàn).

立體化教材是現(xiàn)代創(chuàng)新教學模式與網(wǎng)絡技術結合的產物，以經(jīng)典紙質教材為基礎，以課程教學目標為中心，集合多層次、多媒介、多類型及多用途的教學資源和多種教學服務為內容的結構性配套教學出版物.歐美高等學府在二十世紀末已有應用的立體化教材，我國在2002 年6 月召開的“高等學校立體化教材建設研討會”上，為了深入做好國家規(guī)劃教材工作提出了立體化教材的建設思路與實施方法.此后歷經(jīng)了三個階段的發(fā)展：第一階段是教材學習包，第二階段是教材資源庫，最后一個階段是形成立體化教材.一本優(yōu)秀的立體化教材應立足于一體化設計的共享教學平臺，在表現(xiàn)形式上呈現(xiàn)全媒體形態(tài)，可為教師與學生提供多種媒介形式的教材信息，進而為保障課程的線上線下時空轉移教學及其拓展活動創(chuàng)造條件.

本文擬針對“時間序列分析”精品課建設的需要，設計以項目化和案例化為主題的教材藍本，開發(fā)體現(xiàn)線上媒介形式和線下教學模式有效結合的立體化教材，旨在優(yōu)化教學時空設計，激發(fā)學生主動學習興趣，提高教師教學水平，實現(xiàn)統(tǒng)計學專業(yè)偏向訓練學生數(shù)據(jù)分析實踐技能的培養(yǎng)目標.

1 教材現(xiàn)狀

“時間序列分析”課程經(jīng)過多年的教學經(jīng)驗總結，尤其是被建設為校級精品課程后，已成為統(tǒng)計學專業(yè)同類課程中教學過程完善、教學內容豐富、教學手段有特色，且有顯著教學效果的一門課程.但是，現(xiàn)有的“時間序列分析”教材僅側重根據(jù)教學內容構建教材體系，在建設過程中仍存在以下問題：

（1）教材內容完善，但缺乏整體系統(tǒng)設計.該課程現(xiàn)有教材已完善教學內容且表現(xiàn)形式多樣化，包括紙質教材、教學文件（課程大綱、教材介紹、課程介紹、考核標準等）、案例集《時間序列分析民航案例》、習題集《時間序列分析習題指導》、實驗集《時間序列分析上機實驗指導》、電子教案、網(wǎng)絡教學視頻、試題庫等.然而，這些教學材料只是簡單羅列上傳在網(wǎng)絡教學平臺上，缺乏一體化的教學設計，導致各種教材內在關聯(lián)性不強，缺乏網(wǎng)絡信息技術的有效融入，甚至有部分教學材料沒有起到應有的輔助作用.

（2）沒有完全理順“立體化教材”及教學對象的關系，學生體驗性不夠.在課程立體化教材建設過程中，一方面由于教師不熟悉網(wǎng)絡教學平臺，教學材料的編排與呈現(xiàn)形式單一，缺乏層次化；另一方面，教師對立體化教材的需求分析限于教學大綱要求和課堂經(jīng)驗，沒有兼顧學生課堂外的學習需求.同時，教材構成中沒有實現(xiàn)體驗性較強的教材內容（如虛擬實驗和互動交流平臺等），限制了知識的有效應用和實踐能力的培養(yǎng).

（3）教材編制標準不統(tǒng)一，尚未確立多元化的評價體系.本課程教材建設團隊在整體教學設計風格上協(xié)調性不夠，并且對網(wǎng)絡技術和媒介形式掌握程度不一，導致教材內容編排格式不統(tǒng)一，在針對性、系統(tǒng)性和實用性等方面做得不夠好，影響了立體化教材的運用效果.另外，由于該課程線上線下教學模式正處于探索發(fā)展中，缺乏規(guī)范化、程序化和操作性強的教材編制標準和評價標準，因而立體化教材建設尚有較大的不確定性和成長空間.

（4）實驗教材結構與理論內容關聯(lián)密切性不夠.“時間序列分析”是應用性很強的一門統(tǒng)計學專業(yè)課程，要求學生掌握扎實的基礎理論和實踐操作能力.然而在實際教學中，普遍存在著理論與實踐脫節(jié)的現(xiàn)象，不少學生修完了課程，考試拿到了高分，但在實際應用中不能學以致用.原因之一是現(xiàn)存教材在理論和實踐上缺乏整體的架構，只能提供局部的解決方案，比如僅針對理論教學的教材及參考書，僅針對實踐教學的實驗指導和習題指導等.因此，該課程實驗教材章節(jié)結構要和所學的理論教材知識體系相配套，實現(xiàn)理論和實踐教學并重.

2 “立體化教材”建設思路

針對以上不足，提出以下立體化教材設計思路：

（1）瞄準專業(yè)發(fā)展定位，完成立體化教材建設整體設計.我校統(tǒng)計學專業(yè)致力于培養(yǎng)基礎扎實、知識面寬、作風嚴實，具有實踐精神和創(chuàng)新能力的社會和民航統(tǒng)計領域高素質應用型人才，因此要按照“嚴、實、能、用”的人才培養(yǎng)思路，開展立體化教材體系結構框架整體導向設計.一是緊盯人才的培養(yǎng)需求，注重教學材料的系統(tǒng)架構，將培養(yǎng)目標、課程內容、教學方法、線上線下資源有機融合.二是遵從知識的遞進原理，將教材內容梳理為“原理+模型+應用”三個層級，確保知識體系由易到難、由單一到綜合、由基礎到創(chuàng)新，層層遞進，步步提升.三是采取模塊化、專題化設計，將教材體系的研究內容細化為“時間序列基礎理論、平穩(wěn)與非平穩(wěn)模型構建、預測與決策、民航案例”四類模塊，形成教學方向明確、應用界面清晰、模塊銜接合理的立體化教材架構.

（2）把握課程教學的特點與規(guī)律，優(yōu)化組合教材體系的內容.以時間序列預測問題為研究對象，對模型設計、構建、檢驗、應用等全過程的特點和規(guī)律進行研究，堅持“以案例為牽引、原理與技術并重”的理念，優(yōu)化立體化教材內容，做到“三個融合”.一是理論與實踐融合.理論部分系統(tǒng)闡述時間序列分析的基本概念、原理和方法，實踐部分注重結合民航統(tǒng)計工作精選典型案例充實完善實踐環(huán)節(jié).二是一般與特殊融合.既系統(tǒng)闡述各類時間序列項目的基本特征、基本規(guī)律，又緊密結合民航統(tǒng)計預測與決策的特點.三是經(jīng)典與創(chuàng)新融合.一方面繼承基礎理論模型，充分借鑒和吸收已有的研究成果，另一方面針對當前海量數(shù)據(jù)和信息海洋的時代，引入新的時序分析模型和預測技術，豐富和發(fā)展立體化教材的內容.

（3）突出線上教學模式的需要，系統(tǒng)化、多樣化呈現(xiàn)教材資源.依托網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)挖掘、多媒體等信息技術，從教師與學生雙向角度出發(fā)，提供一整套最大限度滿足教與學需要的系統(tǒng)化立體教材，主要目的是適應線上線下混合教學模式需要，提高課程教學質量和效果.突出線上教學的特點與規(guī)律，有效利用IT 技術，開發(fā)互聯(lián)網(wǎng)教學平臺支持下的立體化教材，使之具有網(wǎng)絡化、多媒體化與便捷化的特點.教材內容既包括紙質文檔、數(shù)據(jù)庫與案例集等靜態(tài)信息形式，也包括視頻、網(wǎng)絡流媒體、超級鏈接等動態(tài)形式，將諸如電子課本、PPT、網(wǎng)絡教學視頻、題庫、互動交流平臺、學術論壇、統(tǒng)計網(wǎng)站等多樣化呈現(xiàn)，形成具有該課程特色的“立體化教材”，使教與學的自由度、靈活性、創(chuàng)新性和適用性大幅提升.

3 適應線上線下混合教學模式的“立體化教材”構建

“時間序列分析”課程的立體化教材在統(tǒng)計學專業(yè)培養(yǎng)方案指導下，依托互聯(lián)網(wǎng)技術，融合課程教學包、教學資源庫和網(wǎng)絡教學平臺三個模塊信息，構建具有系統(tǒng)化設計思路的課程教學資源集約平臺，其建設流程如圖所示.

立體化教材建設流程圖

教材內容包括紙質主教材和數(shù)字教材、教學參考書，學習指導書和電子圖書、電子教案和PPT、網(wǎng)絡教學視頻、實驗教學文檔、數(shù)據(jù)庫、工具軟件、題庫，民航案例庫、統(tǒng)計網(wǎng)站、超鏈接等模塊，其中六個主要模塊介紹如下：

（1）電子版教材.課程選用國家級規(guī)劃教材《應用時間序列分析》（中國統(tǒng)計出版社出版），是根據(jù)教育部統(tǒng)計學教學指導委員會所設計的課程體系和教學內容編寫的，有非常特殊的、自成體系的一套分析方法，借助計算機的存儲和分析功能來模擬時序分析方法的深奧數(shù)學理論和復雜運算，從而使讀者可輕松掌握和運用時間序列分析方法.全書共十一章，系統(tǒng)地介紹了時間序列分析的基本理論、基本思想、基本方法及其應用，各章均附有思考與練習，書后還附有例題用的數(shù)據(jù)，便于教師組織教學和學生進行學習.

（2）電子教案和PPT.根據(jù)線上線下混合教學模式的需求及時更新教學資源，對教學內容、方法等進行重新設計，注重理論聯(lián)系實際，制作電子教案和PPT，體現(xiàn)經(jīng)典和主流的時間序列模型和方法，并嵌入時間序列分析軟件，進行民航案例教學，突出民航特色，將知識傳授、能力培養(yǎng)、素質教育相融合.

（3）線上教學視頻.借助網(wǎng)絡教學平臺，對線上教學內容進行有效提煉和組織，由專業(yè)教師進行系統(tǒng)講解，并按章節(jié)剪輯成與線下課程同步的教學視頻，供使用者觀摩和學習.本課程中的教學視頻，主要通過自制視頻、同步音頻、手寫白板及軟件演示等方式，將重點知識切入案例中進行精細講解，從而達到立體化的傳播效果，實現(xiàn)對傳統(tǒng)學習方式的改革，形成“課前學習、課中釋疑、課后實踐”相結合的自主學習模式.學生可以按照教學視頻一步步操作時間序列模型，還可以根據(jù)Excel 源數(shù)據(jù)文件進行SPSS 或EVIEWS軟件的操作練習，從而更容易掌握時間序列分析的預測與決策功能.

（4）實驗教學.課程組編寫《時間序列分析上機實驗指導》，將其引入實踐教學，培養(yǎng)學生從數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)問題、用時間序列分析方法分析問題和熟練運用SPSS 和EVIEWS 軟件解決問題的能力.將實際時間序列預測或決策問題作為實驗對象，將實驗過程錄成視頻，放在云平臺，實現(xiàn)從線下課堂到線上平臺的轉變，讓學生在仿真實驗室環(huán)境中進行5 次共10 個課時的實驗.通過軟件操作使學生熟練地建立模型和應用模型，提升學生分析問題、解決問題的能力，為社會培養(yǎng)高素質、高層次的統(tǒng)計人才提供重要途徑.

（5）習題庫.首先，本教材編寫組編寫了《時間序列分析習題指導》，與課后習題相對應，使用者可以檢驗自己做題的過程與參考答案是否一致，并找出練習過程中的失誤點，提高學習質量.其次，提供了時間序列分析主要理論知識點的試題集，幫助學生進行復習鞏固.與傳統(tǒng)的題庫相比，立體化教材題庫的目標更明確，內容更豐富，形式更多樣.

（6）民航案例集.課程組構建了體現(xiàn)理科統(tǒng)計學和民航特色的《應用回歸分析民航案例》，滲透民航經(jīng)濟、管理、維修、安全等領域.以基本型、提高型、創(chuàng)新型三個能力層次和應用統(tǒng)計學方法的實踐能力訓練為主線，建立了具有行業(yè)特色的統(tǒng)計學專業(yè)案例素材庫，實現(xiàn)了案例結構模塊化，案例內容層次化和案例教學科研一體化.借助計算機軟件輔助實驗、網(wǎng)絡平臺交流與民航案例教學相結合，實現(xiàn)案例教學方法多樣化，教學手段現(xiàn)代化.在案例設計中嘗試營造科學探究的情境，使學生自主、獨立地發(fā)現(xiàn)生產科研實際問題，進行調查、搜集、整理與分析信息，保證學生既具有堅實的數(shù)理統(tǒng)計學理論與方法，又具有豐富的民航知識，還具有熟練的計算機應用技能，滿足民航部門對統(tǒng)計人才質量的要求.

此外，在網(wǎng)絡教學平臺上傳了SPSS 軟件和EVIEWS 軟件，以及一些數(shù)據(jù)集.同時，在云平臺上傳了統(tǒng)計軟件的網(wǎng)絡教學視頻，學生可利用軟件進行各類時間序列分析.另外，在BB 平臺上提供了一些有用的網(wǎng)站鏈接，可以找到更多的統(tǒng)計資源，如中國統(tǒng)計年鑒、民航統(tǒng)計數(shù)據(jù)等.這些網(wǎng)絡資源有效補充了本課程的教學需要，在線上線下教學中發(fā)揮了作用.

4 結 論

在網(wǎng)絡集約化教學平臺上構建“時間序列分析”立體化教材，突破了傳統(tǒng)教材表現(xiàn)形式單一、知識結構滯后、教學手段落后等問題，補充了各類時序模型不同媒介形式的教學材料，強調對實踐能力的培養(yǎng).“時間序列分析”立體化教材的構建以網(wǎng)絡教學平臺SPOC 為依托，適應線上線下混合教學模式的需要.這種新形態(tài)的“立體化教材”，一方面重構教學內容，使教學從封閉式變?yōu)殚_放式，從被動單向式變?yōu)榛邮?；另一方面?yōu)化教學資源，將教學材料從紙質媒介轉變?yōu)槎嗝浇榛踊パa的集約平臺，從而實施“以案例為牽引、原理與技術并重”為核心的線上線下混合教學.

“立體化教材”實現(xiàn)了網(wǎng)上學習民航案例集的創(chuàng)新教學模式，可使學生以時間序列分析方法解決有關統(tǒng)計預測與決策的問題，并能正確使用多種預測方法和統(tǒng)計軟件，從而使學生能運用時序分析方法去描述問題、分析問題、解決問題，為后續(xù)專業(yè)課程及統(tǒng)計實踐課程打下堅實的基礎，為學生未來在民航相關部門及其他社會經(jīng)濟部門從事數(shù)據(jù)分析、市場研究、經(jīng)濟預測與決策等工作提供科學的理論和方法.