探討統(tǒng)計(jì)軟件與統(tǒng)計(jì)理論教學(xué)的融合

王露+關(guān)英子

【摘要】應(yīng)用型人才的培養(yǎng)需要對傳統(tǒng)教學(xué)模式進(jìn)行改革，其中教學(xué)與實(shí)踐相融合是一條重要途徑。本文基于應(yīng)用型本科院校視角探討在統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)過程中應(yīng)將統(tǒng)計(jì)軟件的應(yīng)用融入其中，這樣不僅能使統(tǒng)計(jì)理論和方法與統(tǒng)計(jì)軟件有機(jī)的結(jié)合，而且還能提高學(xué)生運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)專業(yè)知識解決實(shí)際問題的能力。這種融合是統(tǒng)計(jì)學(xué)專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的必然要求。

【關(guān)鍵字】統(tǒng)計(jì)軟件 統(tǒng)計(jì)理論 融合 應(yīng)用型本科高校

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，在經(jīng)濟(jì)、金融、生物、醫(yī)學(xué)等各行業(yè)數(shù)據(jù)量都在呈爆炸式增長，這就需要使用專業(yè)的統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與分析。而目前統(tǒng)計(jì)學(xué)的教學(xué)主要集中在統(tǒng)計(jì)理論和方法，導(dǎo)致學(xué)生統(tǒng)計(jì)理論扎實(shí)，但應(yīng)用能力不足；因此單純的統(tǒng)計(jì)理論的教學(xué)已經(jīng)不能適應(yīng)當(dāng)前社會發(fā)展的需求，這就需要高校統(tǒng)計(jì)專業(yè)教師在不斷的加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)。對于應(yīng)用型本科高校統(tǒng)計(jì)學(xué)專業(yè)，培養(yǎng)應(yīng)用型人才更需要加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)。要加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)，那統(tǒng)計(jì)軟件和統(tǒng)計(jì)理論教學(xué)融合就成為一種必然的趨勢。統(tǒng)計(jì)學(xué)專業(yè)的學(xué)生若能熟練運(yùn)用統(tǒng)計(jì)軟件，無異于“站在統(tǒng)計(jì)家的肩膀上，又借助了計(jì)算機(jī)專家的智慧”。

1、統(tǒng)計(jì)理論教學(xué)中統(tǒng)計(jì)軟件使用的現(xiàn)狀

目前國外統(tǒng)計(jì)學(xué)的教學(xué)重點(diǎn)已經(jīng)逐步從統(tǒng)計(jì)理論和方法介紹轉(zhuǎn)為介紹統(tǒng)計(jì)分析方法、研究設(shè)計(jì)和統(tǒng)計(jì)軟件的應(yīng)用。國內(nèi)大多數(shù)高校統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)的重點(diǎn)還主要側(cè)重于統(tǒng)計(jì)理論和方法的介紹，通過題海戰(zhàn)術(shù)，訓(xùn)練學(xué)生的邏輯推理能力，最后再以紙質(zhì)試卷的形式考察學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。這種教學(xué)模式雖然能有效促進(jìn)學(xué)生對理論知識的掌握，但在培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用理論解決實(shí)際問題等方面存在一些不足之處?；仡欉@一教學(xué)過程，不難發(fā)現(xiàn)在教學(xué)過程中不能很好的將統(tǒng)計(jì)軟件作為一種輔助的教學(xué)手段，導(dǎo)致學(xué)生理論扎實(shí)，但不能有效地運(yùn)用于實(shí)踐。目前一些應(yīng)用型本科高校統(tǒng)計(jì)學(xué)專業(yè)已經(jīng)意識到統(tǒng)計(jì)軟件在統(tǒng)計(jì)學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)的重要性，逐步增加實(shí)踐教學(xué)課時，但是還沒有做到專業(yè)課程教學(xué)與統(tǒng)計(jì)軟件使用的融合。

2、統(tǒng)計(jì)理論教學(xué)中存在的問題

統(tǒng)計(jì)學(xué)是關(guān)于數(shù)據(jù)的學(xué)問，是從數(shù)據(jù)中提取信息、知識的一門科學(xué)，它通過收集、整理、分析、解釋數(shù)據(jù)以達(dá)到推斷和預(yù)測的目的。統(tǒng)計(jì)學(xué)理論是以數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)，導(dǎo)致統(tǒng)計(jì)學(xué)在一定程度具有較強(qiáng)的理論性；在教學(xué)模式上，一定程度上沿用了數(shù)學(xué)的教學(xué)模式，出現(xiàn)了現(xiàn)代的統(tǒng)計(jì)教學(xué)主要側(cè)重于統(tǒng)計(jì)原理和方法的講解。統(tǒng)計(jì)軟件僅僅作為一門課，在其他一些統(tǒng)計(jì)專業(yè)課程教學(xué)中看不到統(tǒng)計(jì)軟件的影子。統(tǒng)計(jì)學(xué)研究的對象是數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的處理和分析若離開了統(tǒng)計(jì)軟件和計(jì)算機(jī)，就無法從龐大的數(shù)據(jù)中提取到有價值的信息，這樣統(tǒng)計(jì)學(xué)就失去其本身推斷對象本質(zhì)的價值。現(xiàn)階段統(tǒng)計(jì)理論教學(xué)與統(tǒng)計(jì)軟件脫節(jié)，不但使理論不能更好的應(yīng)用于實(shí)踐，而且阻礙了統(tǒng)計(jì)理論進(jìn)一步學(xué)習(xí)。

3、統(tǒng)計(jì)理論與統(tǒng)計(jì)軟件融合的必要性

（1）統(tǒng)計(jì)軟件離不開統(tǒng)計(jì)理論。毫無疑問，統(tǒng)計(jì)軟件的開發(fā)需要開發(fā)人員具有深厚的統(tǒng)計(jì)學(xué)理論功底。對于軟件使用人員來講，理解統(tǒng)計(jì)軟件中這種分析方法運(yùn)行的理論基礎(chǔ)，不僅能對該方法適用的對象更明確，而且對軟件得出結(jié)果分析的更準(zhǔn)確。

案例1

主成分分析是一種多元分析中最常見的降維和賦權(quán)方法。然而，在實(shí)際的應(yīng)用中，許多人在沒有搞清楚方法的原理時就盲目的使用，只是片面的追求方法的應(yīng)用，導(dǎo)致對結(jié)果的錯誤理解。

例全國10個沿海省市經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的主成分分析，使用SAS的princomp過程得到如下信息：

根據(jù)上述的結(jié)果，不少人會得出如下主成分的得分公式：

Prin1=0.40*x1+0.03*x2+0.41*x3+0.41*x4+0.41*x5+0.40*x6+0.40*x7

Prin2=-0.17*x1+0.97*x2+0.04*x3-0.003*x4+0.14*x5+0.03*x6-0.12*x7

這個主成分的得分公式是錯誤的，為什么？由主成分的定義知 ,主成分的原理是通過對原來指標(biāo)的線性組合的形成新的綜合指標(biāo)，并且使得盡可能少的綜合指標(biāo)包含盡可能多的原指標(biāo)的信息。在主成分分析方法中,由于指標(biāo)量綱和數(shù)量級上有差異,為了消除這種差異,就需要對收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化,用標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)計(jì)算協(xié)方差矩陣（即相關(guān)系數(shù)矩陣）。通過計(jì)算相關(guān)系數(shù)矩陣的特征根和特征向量,根據(jù)特征值判斷貢獻(xiàn)率，進(jìn)而得到主成分。回顧這一過程，可以發(fā)現(xiàn)這時主成分得分公式中的指標(biāo)x1不再是原始指標(biāo)了,而是標(biāo)準(zhǔn)化后的指標(biāo)。 所以,在計(jì)算主成分得分時,直接把原指標(biāo)數(shù)據(jù)代入主成分表達(dá)式是錯誤的 ,而把標(biāo)準(zhǔn)化后原指標(biāo)數(shù)據(jù)代入計(jì)算才是正確的。

（2）統(tǒng)計(jì)軟件促進(jìn)統(tǒng)計(jì)理論學(xué)習(xí)。理論教學(xué)過程使用統(tǒng)計(jì)軟件能使統(tǒng)計(jì)理論、方法直觀的展現(xiàn)出來，能顯現(xiàn)出其實(shí)際應(yīng)用價值，能使學(xué)生對統(tǒng)計(jì)理論的精髓有更深入的理解，并且能提升學(xué)生學(xué)習(xí)統(tǒng)計(jì)的興趣。

案例2

某學(xué)院500名學(xué)生“大學(xué)英語”的課程考試成績中，隨機(jī)抽取60名學(xué)生的考試成績?nèi)缦拢?/p>

63 75 83 91 50 81 93 30 72 80 82 83 76 79 65 84 72 58 83 64

90 63 75 99 74 76 92 88 83 61 82 53 85 56 88 72 66 94 68 78

80 71 92 85 80 79 96 86 82 87 85 50 70 82 87 79 78 65 92 76

求：（1）計(jì)算均值、標(biāo)準(zhǔn)差、偏度、峰度；

（2）計(jì)算平均成績的置信水平為0.95的置信區(qū)間。

這類問題是在數(shù)理統(tǒng)計(jì)課程中描述性統(tǒng)計(jì)這一節(jié)最常見的問題。若上例中這一問題不借助一些軟件，手工處理起來會相當(dāng)復(fù)雜。借助于統(tǒng)計(jì)軟件可以快速的得出相關(guān)的結(jié)果（見下圖1），并且精度很高。通過在統(tǒng)計(jì)理論教學(xué)過程中使用統(tǒng)計(jì)軟件作為輔助教學(xué)手段的教學(xué)模式，在掌握理論知識的基礎(chǔ)上，還能使得理論應(yīng)用展現(xiàn)的更直觀；這不但能讓學(xué)生體會到理論知識的實(shí)際應(yīng)用價值，而且能培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)統(tǒng)計(jì)學(xué)其他課程的興趣。

4、結(jié)束語

培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，是應(yīng)用型人才培養(yǎng)的重要手段。對于統(tǒng)計(jì)學(xué)專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生熟練掌握統(tǒng)計(jì)軟件的使用是一條重要途徑。統(tǒng)計(jì)學(xué)是一門理論性很強(qiáng)、應(yīng)用性很廣的學(xué)科，在各專業(yè)課程教學(xué)過程中，應(yīng)將統(tǒng)計(jì)軟件作為輔助教學(xué)手段。這樣不僅加深了學(xué)生對統(tǒng)計(jì)思想和方法的理解，而且激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)一步提高了學(xué)生運(yùn)用各種統(tǒng)計(jì)分析方法解決實(shí)際問題能力。讓學(xué)生將實(shí)際問題和統(tǒng)計(jì)分析技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來，鍛煉挖掘信息的能力?？傊?，統(tǒng)計(jì)軟件與統(tǒng)計(jì)理論教學(xué)的融合是統(tǒng)計(jì)學(xué)專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的必然趨勢。

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基金項(xiàng)目：黃淮學(xué)院教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目（2014XJGLX0107）。

作者簡介：王露（1988-），男，河南信陽人，助教，碩士，主要研究方向：應(yīng)用統(tǒng)計(jì)。關(guān)英子（1988-），女，河南駐馬店人，助教，碩士，主要研究方向：應(yīng)用數(shù)學(xué)。