EXCEL在數(shù)理統(tǒng)計(jì)課程案例教學(xué)中的應(yīng)用

劉朝林　鐘波　榮騰中

[摘 要]專業(yè)碩士學(xué)位教育與學(xué)術(shù)型研究生不同，是以職業(yè)需求為目標(biāo)，以實(shí)際應(yīng)用為導(dǎo)向，以綜合素養(yǎng)和應(yīng)用知識(shí)與能力的提高為核心；在教學(xué)內(nèi)容方面要求理論與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，突出案例分析和實(shí)踐研究。本文通過對(duì)EXCEL軟件在數(shù)理統(tǒng)計(jì)課程案例教學(xué)中的靈活應(yīng)用，利用EXCEL統(tǒng)計(jì)軟件及時(shí)對(duì)案例進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，讓學(xué)生較快地掌握統(tǒng)計(jì)方法的應(yīng)用，使課堂教學(xué)生動(dòng)，達(dá)到激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、提高教學(xué)效果的目的，并能滿足專業(yè)碩士學(xué)位教育的要求。

[關(guān)鍵詞]專業(yè)碩士 數(shù)理統(tǒng)計(jì) 教學(xué)案例 EXCEL

[中圖分類號(hào)] G642 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2013）08-0053-02

一、專業(yè)碩士教育在我國研究生教育中的地位和作用

學(xué)術(shù)型碩士教育以培養(yǎng)教學(xué)和科研人才為主，而專業(yè)碩士學(xué)位教育與學(xué)術(shù)型研究生不同，是以職業(yè)需求為目標(biāo)，以實(shí)際應(yīng)用為導(dǎo)向，以綜合素養(yǎng)和應(yīng)用知識(shí)與能力的提高為核心。為盡快培養(yǎng)大批具有創(chuàng)新能力、創(chuàng)業(yè)能力和實(shí)踐能力的高層次專門人才，我國自2009年起擴(kuò)大了招收以應(yīng)屆本科畢業(yè)生為主的全日制碩士專業(yè)學(xué)位范圍，并且在今后一個(gè)時(shí)期專業(yè)學(xué)位研究生教育將是國家大力扶持和積極引導(dǎo)的發(fā)展重點(diǎn)。

二、數(shù)理統(tǒng)計(jì)在專業(yè)碩士教育培養(yǎng)中的特點(diǎn)

數(shù)理統(tǒng)計(jì)作為高校研究生解決工程問題的一種計(jì)算工具，學(xué)會(huì)整理統(tǒng)計(jì)已成為工科學(xué)生必須具備的基本素質(zhì)。數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)在數(shù)據(jù)挖掘、機(jī)器學(xué)習(xí)、經(jīng)濟(jì)管理、可靠性工程、人文社會(huì)、教育與心理學(xué)、人口學(xué)等若干領(lǐng)域中有著廣泛應(yīng)用。然而，傳統(tǒng)的數(shù)理統(tǒng)計(jì)課程教學(xué)重在內(nèi)容的介紹、理論的推導(dǎo)、定理的證明，使得學(xué)生對(duì)該課程產(chǎn)生枯燥、難學(xué)、無用的感覺，最后是厭學(xué)的狀態(tài)。案例教學(xué)是一種理論聯(lián)系實(shí)際、融知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)、素質(zhì)教育于一體的教學(xué)方法。通過案例把學(xué)生引導(dǎo)到實(shí)際問題中，在分析與討論的基礎(chǔ)上，提出解決問題的途徑和基本方法。案例教學(xué)能讓學(xué)生產(chǎn)生解決實(shí)際問題的成就感，大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并讓數(shù)學(xué)課變得好玩、好學(xué)、有用。

三、EXCEL在數(shù)理統(tǒng)計(jì)教學(xué)中的作用

由于當(dāng)代社會(huì)正處于“信息爆炸”的時(shí)代，承載信息的數(shù)據(jù)動(dòng)輒成千上萬，因此，面對(duì)一個(gè)實(shí)際問題，即使有豐富的數(shù)理統(tǒng)計(jì)知識(shí)，如果沒有計(jì)算能力，也無法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。幸運(yùn)的是，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，大多數(shù)的統(tǒng)計(jì)計(jì)算都能通過統(tǒng)計(jì)分析軟件加以完成。數(shù)理統(tǒng)計(jì)課程案例教學(xué)在教學(xué)形式上靈活多樣，能充分利用統(tǒng)計(jì)軟件、教學(xué)軟件等多媒體教學(xué)工具，以增強(qiáng)學(xué)生的興趣和愛好，提高學(xué)習(xí)積極性。

在現(xiàn)有的統(tǒng)計(jì)軟件中，EXCEL軟件被廣大的統(tǒng)計(jì)工作者和非統(tǒng)計(jì)工作者使用，由于其具有的普遍性、操作方便、易學(xué)、易用的特點(diǎn)成為眾多非統(tǒng)計(jì)專業(yè)學(xué)生進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析的首選。[4，5]它提供了從函數(shù)、分析工具庫、加載宏到數(shù)據(jù)透視表和數(shù)據(jù)透視圖的多種數(shù)據(jù)分析方法。Excel為用戶提供了一組數(shù)據(jù)分析工具，如方差分析、描述統(tǒng)計(jì)、直方圖、回歸、抽樣、假設(shè)檢驗(yàn)等，能較快完成表的制作、統(tǒng)計(jì)、分析以及數(shù)據(jù)的處理，具有較強(qiáng)的分析能力。在使用時(shí)只需為每一個(gè)分析工具提供必要的數(shù)據(jù)和參數(shù)，該工具便會(huì)使用相應(yīng)的函數(shù)，計(jì)算并顯示相應(yīng)的結(jié)果。在設(shè)計(jì)數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)內(nèi)容時(shí)，依據(jù)Excel的各種數(shù)據(jù)分析功能可方便地將相應(yīng)的Excel軟件具體操作步驟設(shè)計(jì)到各章節(jié)的教學(xué)內(nèi)容中。

四、EXCEL在專業(yè)碩士數(shù)理統(tǒng)計(jì)課程案例教學(xué)中的應(yīng)用

案例教學(xué)法主要采用對(duì)話式、討論式和啟發(fā)式的方法進(jìn)行教學(xué)，是在教師指導(dǎo)下，組織案例，把學(xué)生引導(dǎo)到實(shí)際問題中去，進(jìn)行學(xué)習(xí)、研究、通過分析、討論找到解決問題的方法。案例是一個(gè)實(shí)際情況的描述，它一般要涉及一個(gè)決策問題。教學(xué)案例是適應(yīng)教學(xué)目標(biāo)的需要，圍繞一個(gè)或幾個(gè)問題，在對(duì)實(shí)際調(diào)查后所作的客觀書面的描述，用以提高學(xué)生思考問題、分析問題和解決問題的能力。在教學(xué)中使用案例教學(xué)法來闡述基本概念、基本理論，講解統(tǒng)計(jì)方法，將理論教學(xué)與實(shí)際案例結(jié)合起來，使課堂講解生動(dòng)，能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)效果。

在數(shù)理統(tǒng)計(jì)案例教學(xué)過程中，通過作圖散點(diǎn)圖對(duì)數(shù)據(jù)產(chǎn)生基本認(rèn)識(shí)，使學(xué)生掌握對(duì)數(shù)據(jù)特征的初步判斷，通過描述性統(tǒng)計(jì)分析讓學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行基本的統(tǒng)計(jì)分析，通過回歸分析實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)和控制，是教師進(jìn)行案例教學(xué)的幾個(gè)關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)。下面我們以具體例子來演示在專業(yè)碩士數(shù)理統(tǒng)計(jì)課程案例教學(xué)中如何使用EXCEL。

某大型牙膏制造企業(yè)為了更好地拓展產(chǎn)品市場、有效地管理生產(chǎn)數(shù)量，公司董事會(huì)要求銷售部門根據(jù)市場調(diào)查，找出公司生產(chǎn)的牙膏銷售量與廣告投入之間的關(guān)系，從而預(yù)測(cè)出在不同廣告費(fèi)用下的銷售量。為此，銷售部門的研究人員收集了過去30個(gè)銷售周期（每個(gè)銷售周期為4周）公司生產(chǎn)的牙膏的銷售量和廣告投入費(fèi)用，數(shù)據(jù)如下表所示：

（一）用EXCEL作散點(diǎn)圖

散點(diǎn)圖的畫法：將廣告費(fèi)用和銷售量輸入到OFFICE 2007版本的EXCEL數(shù)據(jù)框中，選中所有數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)名稱，點(diǎn)擊“插入-圖表-散點(diǎn)圖-僅帶數(shù)據(jù)標(biāo)記的散點(diǎn)圖”，進(jìn)行適當(dāng)格式調(diào)整，即可生成散點(diǎn)圖1：

（二）用EXCEL進(jìn)行描述性統(tǒng)計(jì)分析

對(duì)EXCEL2007軟件，通過加載宏，啟用公式分析工具箱。在EXCEL2007中選中所有銷售量數(shù)據(jù)，點(diǎn)擊：“數(shù)據(jù)-數(shù)據(jù)分析-描述統(tǒng)計(jì)”，在描述統(tǒng)計(jì)框的輸入?yún)^(qū)域確定分析數(shù)據(jù)的范圍，選中“匯總統(tǒng)計(jì)”復(fù)選按鈕，然后確定，即可得描述性統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析結(jié)果，如：平均值：8.383，標(biāo)準(zhǔn)差：0.124，中位數(shù)：8.390，眾數(shù)：8.750，標(biāo)準(zhǔn)差：0.681，方差：0.464等。

（三）用EXCEL進(jìn)行回歸分析

為了預(yù)測(cè)在不同廣告投入下牙膏的銷售量，可以對(duì)銷售量進(jìn)行回歸分析。其中，選擇廣告投入為自變量，銷售量為因變量。

在EXCEL中，將廣告投入數(shù)據(jù)放入第一列，牙膏銷售量放入第二列，點(diǎn)擊“數(shù)據(jù)-數(shù)據(jù)分析-回歸”，在“Y值輸入?yún)^(qū)域”輸入“$B$1：$B$30”，在“X值輸入?yún)^(qū)域”輸入“$A$1：$A$30”，選中“殘差圖”復(fù)選按鈕，點(diǎn)“確定”進(jìn)行回歸分析，可得回歸統(tǒng)計(jì)結(jié)果，回歸模型的方差分析，回歸系數(shù)的估計(jì)，殘差圖等。結(jié)果如圖2所示：

五、結(jié)論

本文通過EXCEL軟件在數(shù)理統(tǒng)計(jì)課程案例教學(xué)中的靈活應(yīng)用，能夠讓教師形象、直觀地向?qū)W生演示如何進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，把分析問題、建模和求解問題融為一體，使學(xué)生掌握對(duì)統(tǒng)計(jì)理論的學(xué)習(xí)，統(tǒng)計(jì)方法的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)學(xué)以致用的目的。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1] 教育部教研[2009]1號(hào)：關(guān)于做好全日制碩士專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)工作的若干意見[C].

[2] 張志紅，潘紫微.產(chǎn)學(xué)研合作培養(yǎng)模式的探索[J].高等工程教育研究，2011，（4）：132-136.

[3] 畢淑娟，張俊超.《概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)》課程案例教學(xué)法探析[J].繼續(xù)教育研究，2012，（2）：154-156.

[4] BruceJoyce，MarshaWeil，EmilyCalhoum著，荊建華，宋富鋼，花清亮譯.教學(xué)模式[M].北京：中國輕工業(yè)出版社，2009.

[5] 黨瑋.巧用Excel軟件解決數(shù)理統(tǒng)計(jì)問題[J].統(tǒng)計(jì)與決策，2007，（1）：132-133.

[責(zé)任編輯：左 蕓]