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摘要：为满足“新工科”学科建设的总体目标，培养掌握管理技能和工程技术的工程管理专业双技能综合性人才，本文以大学普通本科工程管理相关专业必修课《工程统计学》课程为例，分析与研究了“新工科”人才培养背景下课程的教学内容、教学方法改革创新建设思路，致力于培养学生掌握理论知识和运用统计学方法解决工程实际问题的能力。
关键词：新工科；工程管理；工程统计学；课程建设
本文引用格式：熊晓明.“新工科”人才培养背景下工程管理专业《工程统计学》课程建设探究[J].教育现代化,2020,7(35):131-134.
Research on the Construction of Engineering Statistics Course of Engineering Management Major under the Background of Talent Cultivation in New Engineering
XIONG Xiao-ming
(Guangxi University of Finance and Economic,School of Management Science and Engineering，Nanning Guangxi)
Abstract:In order to meet the overall goal of the“new engineering”discipline construction,and to train the engineering management professional synthetical talents who understand the good management project and engineering technology,this paper takes the university undergraduate engineering management major course“Engineering Statistics”as an example to analyze and research the“new engineering”talents.Cultivate the teaching content,teaching method,reform and innovation of the curriculum under the background,and strive to cultivate students’ability to master theoretical knowledge and use statistical methods to solve practical engineering problems.
Key words:New engineering;Engineering management;Engineering statistics;Course construction
一 引言
随着时代与科学技术的发展，目前大学里开设的各个专业学科特别是工科类专业与其它人文社科专业出现了学科知识交叉融合的趋势。在这样的背景之下中国高等教育界提出了新工科人才培养的方向与目标。为了满足我国现代化产业发展的迫切需要，培养产业发展急需的能够引领未来发展的科学技术人才，新工科的概念应运而生。新工科是由不同工科知识的交叉整合或由工科知识与其他通识学科交叉融合而产生的新工程专业学科[1]。现阶段工程管理专业的定位即融合工程技术、工程经济、管理科学等多个学科知识、培养掌握管理技能和工程技术的综合性人才的一个新工科专业。
新工科的交融性使得新工科较传统的工科而言，内涵更复杂、建设难度更大、需要投入的资源更多[2]。新工科学科的发展更要重视基础学科的掌握。因此本文将以工程管理专业为例探讨新工科人才培养背景下的《工程统计学》这一基础课程教学改革路径。
二课程教学内容的改革研究
统计学是将数学知识特别是概率论和数理统计方面的知识应用到其它领域的一门学问。通过建立相关的统计模型，收集相关领域对象的统计数据，对数据进行各项分析，并最终得出统计学意义的结论，为相关领域的研究提供判断依据和参考。
在目前大数据技术迅猛发展的背景下，大数据技术与各个产业的紧密结合，为经济发展注入了新的动力[3]。工程统计学就是大数据技术与工程领域结合应用的一项有利的数学工具。
普通大学本科的统计学课程主要是在应用数学、金融、经济、管理等人文社科类专业开设，在教材的调查过程中发现并没有特别适合工程管理专业的统计学教材。通过课题组的研究和讨论，最终决定选择上海交通大学苗瑞博士编写的《工程统计学》2018版作为基础教材，并选择徐宁等编制的《建筑统计应用》一书作为参考书。主要教授的内容有：统计数据的基本特征和常用统计分布，统计推断与假设检验，方差分析，回归分析，统计过程控制，正交试验设计，稳健性设计，测量系统分析，可靠性等。其中重点为统计推断与假设检验，方差分析，回归分析，正交试验设计等[4]。在掌握这些理论知识的同时，课题组还广泛收集和编制了与工程管理专业相关的案例，让学生能够将所学理论与实际应用结合起来，最终掌握好统计学在工程各个方面的应用方法。
三 课程教学方法的改革研究
传统的课程教学方法以教师讲授、学生听课为主，同时学生根据教师布置的作业或者习题来巩固所学知识。传统教学方法有其优势即教师专业、学生专心，但也有一定的弊端，即对于不够专注或者不够自律的学生来说学习效果不佳。因此，针对可能出现的问题，课题组进行了细致的研究，基于“以学定教”的思路，结合新工科对教学目标的要求，采取了分三步走的策略。
首先，根据新工科对课程教学目标的要求，即培养掌握交叉学科知识的复合型人才的目标，必须了解学生对本课程前序课程掌握的具体情况。《工程统计学》的前序课程是概率论和数理统计。在正式的教学开始前，课题组设计了一系列的调查问卷和摸底，通过调查问卷了解学生对本课程需要提前储备知识的掌握情况，并做好了数据分析。
其次，针对工程管理的专业特点，必须了解学生对本课程相关专业课程熟悉的具体情况。工程管理专业的相关课程包含各门专业基础课比如结构力学、施工技术、施工材料、房屋建筑学等等。通过与这些课程授课老师的交流和讨论，初步掌握了学生在学习这些课程后具备的初步水平。
第三步，分析目前广泛应用的各种新兴教学方法，比如目标工作坊学习法、案例教学法、情景教学法、互动教学法、OBE教学法等等。多元化教学方法的应用[5]能够更好地激发学生的学习兴趣。结合工程管理专业偏土建类的特点，最终课题组决定采取案例教学法作为理论知识学习的有力补充。通过实际案例的教学，加深学生对基本原理和方法论的理解与应用，使得课堂教学中不仅要保持统计学知识的纯粹性，而且要融入行业背景拓展课程知识，充分体现“新工科”的“新”的内涵[6]。
案例教学法就是教师利用案例形象地说明理论知识，使学生通过对案例的分析，进一步加深对理论知识的理解[7]。案例教学法的主要特点是启发性、参与性和民主性，前提是针对不同知识点设计出典型的案例。
下面以两个案例说明案例教学法的具体应用：案例1：以方差分析在某大型工程公司分支机构员工素质对比中的应用为例对案例教学法的应用进行说明。
案例背景介绍：研究某大型工程公司在A、B、C地设置的分支机构的员工素质有无显著差异，总公司已邀请专业的人力资源评测机构对每一分支机构的员工进行了素质评测，评测结果以百分制的分数给出，每一机构抽取五位员工的结果如下表1。
案例分析过程：给出假设
因素是方差分析研究的对象，在这个例子里，两个变量分别是分支机构位置和员工素质测评分数，这里分支机构的位置就是一个因素，因素中的可选内容就称为水平。该因素中有三个水平，即机构的不同位置。学过假设检验后，可以给出下面的假设：
H0：μ1=μ2=μ3 H1：总体均值不全相等可以列出如下方差分析表2。
对本案例，计算得F=组间方差/组内方差=124.9/44.8=2.79；查F分布表得到α=0.05时临界值F0.05(2,12)=3.89F<F0.05，所以不能拒绝零假设，即认为三个分支机构员工素质大体一致，不存在显著差异。
案例2：以正交试验设计在混凝土配合比试验中的应用为例对案例教学法的应用进行说明。
案例背景介绍：对于一般试验而言，需要控制和处理的因素较少，通常为1~2个。这种情况下试验的设计和操作都较为容易。但当控制因素达到三个及以上的时候，试验就会变得非常繁琐，操作起来也会随着因素的增加变得越发困难。正交试验设计(Orthogonal experimental design)是统计学中研究多个因素多个水平的一种设计方法。它是处理三个因素及以上的一种可以帮助简化试验次数的实验设计方法。在实际的授课过程中发现学生对正交试验设计的思路不是太好理解，但是通过实际的案例分析和讲解发现学生能够更好地理解和掌握。
案例分析过程：具体步骤如下：
1.预应力混凝土配合比试验，目的是通过试验确认不同的水泥用量、砂率、水灰比和减水剂对混凝土强度影响的规律，从而选择最优的比例。考核指标是抗压强度。
2.挑选因素，确定水平
3.选正交表，进行表头设计
（1）水平数。本案例中每个因素的水平数为3。
（2）因素数。本案例中因素有4个，分别是水泥用量、水灰比、砂率、减水剂。
（3）试验次数。正交表的试验次数与试验要求精度、试验周期有关。一般情况下选试验次数少的表。
表头设计如下。
4.明确试验方案，进行试验，得到结果，见表4。
四 结语
对于工程管理专业而言，如何抓住“新工科”建设的机遇，应对“新工科”建设的挑战，是工程管理专业建设者需要积极研究和探索的课题。工程统计学作为工程管理专业的必修课，应该按照“新工科”建设的方向与目标做好课程建设的改革研究。工程管理专业教师需要改变传统教学方法和教学内容，增加工科学科特色内容、教学内容体现工科专业特色[8]，采取多种教学方法帮助学生掌握知识，培养符合“新工科”培养目标的综合性工程人才。
参考文献
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[3]张晨,等.大数据背景下统计学专业创新型人才教学实践探究[J].教育现代化,2018,5(36):102-104.
[4]张守宝,王炳文,谢生荣,等.工业工程专业的《应用统计学》课程建设研究[J].教育教学论坛,2012,35:195-196.
[5]张从,等.多元化教学方法及教学手段在《工程监理》教学中的应用[J].教育现代化,2018,5(32):257-258.
[6]石世英,张建设.面向新工科的工程管理课程教学改革探索——以应用统计学为例[J].教育现代化,2018,5(22):50-51.
[7]曹泽.工程管理专业“应用统计学”课程案例教学研究[J].科教文汇下旬刊,2010,4:120-121.
[8]范明,等.工科类专业应用统计学教学内容和方法的改革[J].教育现代化,2018,5(40):71-73.
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