“比較+案例+實驗”教學方法在應用統(tǒng)計學中的應用

摘 要：在明確應用統(tǒng)計學基礎(chǔ)理論與在交通運輸活動中的應用的基礎(chǔ)上，結(jié)合學生認知規(guī)律，對“比較+案例+實驗”整合模式在交通運輸專業(yè)《應用統(tǒng)計學》教學中的具體應用進行對比研究，探討新型教學方法與教學效果。通過實驗表明，與采用傳統(tǒng)教學方法的對照組相比，采用“比較+案例+實驗”整合模式的實驗組的上機實驗測驗成績和理論課程考試成績均有統(tǒng)計學差異，表明“比較+案例+實驗”整合模式下的新型教學方法能明顯提高教學效果，值得進一步推廣運用與探討。

關(guān)鍵詞：比較法 案例法 實驗 整合模式

中圖分類號：G420 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9795（2014）05（a）-0068-02

隨著交通運輸業(yè)的迅速發(fā)展，對交通運輸大量隨機數(shù)據(jù)的收集、整理與分析，認識其客觀規(guī)律性，已成為研究交通問題和現(xiàn)象必須具備的重要工具和研究手段?！稇媒y(tǒng)計學》作為國家教育部規(guī)定的交通運輸類專業(yè)的核心主干課程之一，開課于本科學習期間的第三學期（大二上半學期），對于其它后續(xù)課程《交通調(diào)查與分析》《交通規(guī)劃》等而言是非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，同時也是交通運輸專業(yè)測量實習的理論基礎(chǔ)。與其它學科一樣，《應用統(tǒng)計學》是一門系統(tǒng)科學，它是基于統(tǒng)計學基本原理，將其擴展應用于各個不同學科而形成的。所以，交通運輸應用統(tǒng)計學的教學必須突出課程在交通運輸領(lǐng)域的應用性，力求使學生不但要掌握統(tǒng)計學基本原理、分析方法和分析工具，更要提高學生應用理論和方法分析和解決實際問題的能力。

1 統(tǒng)計學教學方法中存在的主要問題

1.1 傳統(tǒng)灌輸式教學為主

在多數(shù)的《應用統(tǒng)計學》教學過程中，教師普遍采用單向灌輸式教學，教學的重點放在原理的解釋和計算方法的掌握上，學生會感覺教學內(nèi)容枯燥，公式繁多且復雜。最重要的是，學生們普遍反映在做《交通調(diào)查與分析》《交通規(guī)劃》等課程設(shè)計時，往往不能選擇最合適的統(tǒng)計方法，也出現(xiàn)過統(tǒng)計結(jié)果的分析困難等各問題，這顯然是傳統(tǒng)灌輸式教學產(chǎn)生的理論和應用脫節(jié)造成的。

1.2 缺乏實驗教學

應用統(tǒng)計學是一門綜合性、應用性很強的基礎(chǔ)課程，只有與具體的應用學科相結(jié)合，統(tǒng)計學才能發(fā)揮其真正的作用。目前統(tǒng)計教學通常采用脫離實際的設(shè)例教學模式，沒有采用結(jié)合實際的情境去演繹統(tǒng)計理論的方法與應用，缺乏創(chuàng)新性實驗，學生學習了應用統(tǒng)計學課程仍然不會應用統(tǒng)計方法收集、加工、分析數(shù)據(jù)，不知如何選擇正確的統(tǒng)計分析方法解決問題，更不要說對所研究的問題做出推斷與預測、做出正確的指導意見了。

2 “比較+案例+實驗”教學方法

應用統(tǒng)計學的課程內(nèi)容依據(jù)不同的學科特點，其側(cè)重點有所不同。對于交通運輸專業(yè)來說，必不可少的學習要點包括：統(tǒng)計調(diào)查、統(tǒng)計數(shù)據(jù)整理、統(tǒng)計分布、參數(shù)估計、假設(shè)檢驗、方差分析以及回歸分析。筆者依據(jù)多年的教學經(jīng)驗，依據(jù)不同的課程內(nèi)容和學習要求，將比較法、案例教學法和實驗教學有機結(jié)合，形成創(chuàng)新的“比較+案例+實驗”教學方法。

2.1 比較法

在應用統(tǒng)計學教學實踐中，許多問題的共性和差異都可以通過合適的比較加以區(qū)別，由于教學內(nèi)容本身的復雜性和多樣性，使得比較教學法也多種多樣，針對學生的學科專業(yè)特點和接受能力，實驗中主要采取了以下幾種比較法[1]。

（1）動態(tài)比較法。教學過程中，結(jié)合事物發(fā)展的過程特點，將“今”與“昔”進行對比，就可以找出事物發(fā)展的規(guī)律和趨勢。比如，王殿海、曲大義所構(gòu)造的動態(tài)交通流預測模型，就是通過對交通調(diào)查得到的實測數(shù)據(jù)進行分析，然后依據(jù)指數(shù)平滑預測原理經(jīng)一定的修正得到的[2]。姜桂艷所提出的自適應權(quán)重指數(shù)平滑法可以實現(xiàn)良好的短時預測一些常用的基本交通參數(shù)，其思想就是利用若干年交通數(shù)據(jù)預測誤差的動態(tài)變化來確定指數(shù)平滑方法中的加權(quán)系數(shù)[3]。

（2）靜態(tài)比較法。是指將相互獨立的兩個或多個對象并列起來進行比較，以找出對象之間的共同點和差異之處。例如在介紹統(tǒng)計調(diào)查方式時，可將普查、重點調(diào)查、典型調(diào)查、抽樣調(diào)查、統(tǒng)計報表制度等不同調(diào)查方式并列起來同時介紹，使學生更全面地認識和了解各種統(tǒng)計調(diào)查方式的不同特性和適用條件；在非參數(shù)檢驗教學中，將χ2檢驗、二項分布檢驗、K-S檢驗、獨立樣本檢驗等綜合起來進行比較式的講解和展示。

（3）類比法。是指在講授某一問題時引用學生已經(jīng)學過的同類問題進行比較，闡明問題。例如：在學生已經(jīng)掌握單個正態(tài)總體的區(qū)間估計的思想和估計區(qū)間的求解過程后，介紹兩個正態(tài)總體的區(qū)間估計；在雙側(cè)置信區(qū)間求解的基礎(chǔ)上，學習單側(cè)置信區(qū)間的求解方法；在單因素方差分析的基礎(chǔ)上，學習多因素的方差分析；在相關(guān)分析的基礎(chǔ)上，研究回歸分析均屬此類。

（4）綜合比較法。在有些情況下，單一要素對比是不夠的，需要對多個要素進行相互對比，這就是綜合比較法，它要求對比對象間的多種對比要素分別進行對比。在小節(jié)復習和總復習過程中，同時列出各種分析指標與分析內(nèi)容、統(tǒng)計分析方法的使用條件、分析依據(jù)的基本理論或公式、分析的基本過程與程序等等，以求使復雜問題簡單化、條理化，使問題的解決具有較強的可操作性，實現(xiàn)學生更全面、系統(tǒng)地了解教學內(nèi)容。

2.2 案例教學法

“比較+案例+實驗”教學方法中的案例選取需遵守一定的原則：一是案例選取要具有典型性和針對性，融入統(tǒng)計學知識點，并結(jié)合交通工程和管理實踐；二是統(tǒng)計學教學案例陳述若是在上課剛剛開始，即知識點講解之前引入，則在知識點講解結(jié)束后，教師需引導學生回到之前的案例上，陳述自己的解題思路和看法，然后教師對此進行評價和總結(jié)，并進一步采取逐次遞進深入的方式，引導學生能更深層次地思考問題。

根據(jù)統(tǒng)計學的相關(guān)內(nèi)容，在應用案例教學法進行教學時，我們整理出幾個特別適用案例教學的模塊，以及各知識模塊在交通工程及管理中的一些典型案例，以此組織案例教學，具體如下：

（1）回歸分析模塊?；貧w分析重點考察變量之間的數(shù)量伴隨關(guān)系，并通過適當?shù)臄?shù)學模型將變量間的關(guān)系表達出來，進而通過一個或幾個變量（自變量）的取值來預測某一特定變量（因變量）的取值?；貧w分析在交通運輸領(lǐng)域應用廣泛，比如，影響居民出行生成量和貨物運輸量的因素很多，包括：小區(qū)用地面積、建筑面積、就業(yè)崗位數(shù)、機動車擁有量、人口數(shù)等。我國絕大多數(shù)城市需要定期進行居民出行和貨流的交通調(diào)查，通過對所得到的調(diào)查數(shù)據(jù)進行整理，就可以自變量（影響居民出行生成量和貨物運輸量的因素）和因變量（居民出行生成量和貨物運輸量）的一組或多組觀測數(shù)據(jù)，根據(jù)趨勢線，尋找能描述其關(guān)系的函數(shù)，從而實現(xiàn)根據(jù)現(xiàn)有交通調(diào)查數(shù)據(jù)預測未來交通生成量。

（2）方差分析模塊。方差分析是檢驗多個總體均值是否相等的統(tǒng)計方法，可應用于解決交通管理中的許多問題。利用單因素方差分析，研究哪些因素對交通需求產(chǎn)生顯著影響。對上述數(shù)據(jù)稍加改造還可以進行不同影響因素下有無交互作用的方差分析，以發(fā)現(xiàn)影響交通需求的主要因素等。

（3）時間序列分析模塊：時間序列是按時間順序排列的一組數(shù)據(jù)。時間序列分析就是利用這組數(shù)列，應用數(shù)理統(tǒng)計方法加以處理，以預測未來事物的發(fā)展。其基本原理：一是承認事物發(fā)展的延續(xù)性；二是考慮到事物發(fā)展的隨機性。以交通規(guī)劃和管理理論為基礎(chǔ)，通過運用時間序列預測法，對既有交通方案進行評價，也為改造方案的決策提供科學的參考依據(jù)。

2.3 實驗法

現(xiàn)代交通領(lǐng)域涉及大量數(shù)據(jù)的處理，從數(shù)據(jù)的采集、初步整理、分析乃至數(shù)據(jù)存儲、建立數(shù)據(jù)庫都不能脫離計算機的使用。目前功能強大的兩大專業(yè)統(tǒng)計分析軟件是SAS和SPSS，對于交通運輸類專業(yè)的本科生而言，加工處理數(shù)據(jù)的最基本的且容易掌握的軟件就是Excel。

實驗方法把參加者置于模擬的現(xiàn)實工作環(huán)境中，對學生提出具體的交通運輸統(tǒng)計問題，要求借助于Excel軟件，完成包括：描述統(tǒng)計（平均值、標準誤、中值、眾數(shù)、標準偏差、方差、峰度系數(shù)、偏度系數(shù)、極差、置信度）、圖表制作和分析、方差分析、相關(guān)系數(shù)分析、回歸分析、假設(shè)檢驗等在內(nèi)的基本數(shù)據(jù)分析過程，提高學生對實際問題背景的判斷以及統(tǒng)計方法的選擇與運用能力。實驗可與所授理論課結(jié)合在一起開設(shè)，也可在全部理論課程講授完畢后，統(tǒng)一開設(shè)。本文在教學方法應用中采用的是第二種形式。

3 “比較+案例+模擬實驗”教學方法的應用

以連續(xù)兩屆交通運輸專業(yè)（2010，2011）學生為研究對象，2010屆學生作為對照組，采用傳統(tǒng)方法教學；2011屆學生作為實驗組，采用“比較+案例+模擬實驗”教學方法。在課程講授完畢后，分別從2010和2011屆學生成績進行統(tǒng)計學分析，檢驗創(chuàng)新教學方法的效果[4]。

統(tǒng)計結(jié)果表明：實驗組測驗理論考試課成績得分為（89.0±3.5）分，實驗考試得分為（85.0±5.5）分；對照組理論考試課成績得分為（70.0±6.9）分，實驗考試得分為（72.0±7.5）。采用“比較+案例+實驗”整合教學模式的實驗組的理論課得分和實驗課程成績與采用傳統(tǒng)教學方法的對照組所得的成績有統(tǒng)計學差異（p<0.01）。

教學實驗結(jié)果表明：“比較+案例+實驗”教學方法不僅可以克服任何單一方法的缺陷，而且可獲得1+1+1大于3的效果。

參考文獻

[1]陳樹良，尹秀梅.比較教學法在應用統(tǒng)計學教學中的應用[J].遼寧工學院學報，2005，7（5）：117-118.

[2]王殿海，曲大義.一種實時動態(tài)交通量的預測方法研究[J].中國公路學報，1998（11）：102-107.

[3]姜桂艷.道路交通狀態(tài)判別技術(shù)與應用[M].人民交通出版社，2004.

[4]黃彥.“項目驅(qū)動+情景模式+真實案例”整合模式在本科生骨科教學中的應用[J].現(xiàn)代醫(yī)院，2011，11（2）：124-126.