大數(shù)據(jù)背景下統(tǒng)計(jì)學(xué)與交叉學(xué)科的融合發(fā)展

◇湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)信息與智能科學(xué)技術(shù)學(xué)院 周 麗

長(zhǎng)沙市北雅中學(xué) 張智順

本文從統(tǒng)計(jì)學(xué)在學(xué)科發(fā)展中的重要性出發(fā)，分析了如何實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)學(xué)與交叉學(xué)科的融合發(fā)展，進(jìn)而剖析了統(tǒng)計(jì)學(xué)在交叉學(xué)科中的典型案例，并給我校統(tǒng)計(jì)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)提出了針對(duì)性的政策建議。

隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái)，人類(lèi)已經(jīng)進(jìn)入了數(shù)據(jù)化時(shí)代。那么，對(duì)數(shù)據(jù)的分析和處理顯得十分重要，而統(tǒng)計(jì)學(xué)就是利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法分析處理數(shù)據(jù)，進(jìn)而挖掘出數(shù)據(jù)里面的信息，為學(xué)科和行業(yè)的發(fā)展提供相應(yīng)的政策和建議。

一、統(tǒng)計(jì)學(xué)在學(xué)科發(fā)展中的重要性

統(tǒng)計(jì)學(xué)是研究如何測(cè)度、收集、整理和分析反映客觀現(xiàn)象有關(guān)信息的數(shù)據(jù)，以幫助人們正確認(rèn)識(shí)客觀世界數(shù)量規(guī)律的方法論科學(xué)。統(tǒng)計(jì)學(xué)是從具有隨機(jī)性的有限數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)有價(jià)值信息的科學(xué)。隨著大數(shù)據(jù)的到來(lái)，當(dāng)今社會(huì)的一個(gè)顯著特征就是統(tǒng)計(jì)學(xué)的應(yīng)用向各個(gè)領(lǐng)域滲透，各行各業(yè)的發(fā)展日益依賴(lài)于數(shù)據(jù)的處理，從數(shù)據(jù)中挖掘出相關(guān)信息。在這樣的時(shí)代背景下，統(tǒng)計(jì)學(xué)人才將成為社會(huì)急需的人才，高校作為人才的培養(yǎng)地，應(yīng)該培養(yǎng)出優(yōu)質(zhì)的、能解決實(shí)際問(wèn)題的創(chuàng)新型人才。因此，在培養(yǎng)統(tǒng)計(jì)學(xué)專(zhuān)業(yè)人才的過(guò)程中，我們應(yīng)該盡量地實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)學(xué)與其他交叉學(xué)科的融合發(fā)展，通過(guò)統(tǒng)計(jì)方法和統(tǒng)計(jì)軟件的應(yīng)用性學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生的內(nèi)在學(xué)習(xí)動(dòng)力和學(xué)習(xí)欲望，為社會(huì)輸送高素質(zhì)的人才。

隨著統(tǒng)計(jì)學(xué)學(xué)科的不斷發(fā)展與革新，統(tǒng)計(jì)學(xué)與其他學(xué)科的結(jié)合將成為其未來(lái)發(fā)展的主要趨勢(shì)[1]。且中國(guó)科學(xué)界的發(fā)展需要統(tǒng)計(jì)學(xué)人才來(lái)推動(dòng)，統(tǒng)計(jì)學(xué)在社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用，始終離不開(kāi)復(fù)合型的統(tǒng)計(jì)學(xué)人才，而統(tǒng)計(jì)學(xué)的復(fù)合人才指的是既有統(tǒng)計(jì)思想和統(tǒng)計(jì)方法，又能熟練掌握統(tǒng)計(jì)軟件，并用其分析和處理相關(guān)數(shù)據(jù)[2]，以適用大數(shù)據(jù)背景的前提下，快速有效地實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)專(zhuān)業(yè)與交叉學(xué)科的融合發(fā)展。

二、如何有效實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)學(xué)與交叉學(xué)科的融合發(fā)展

統(tǒng)計(jì)學(xué)作為一門(mén)重要的應(yīng)用型學(xué)科，逐漸地呈現(xiàn)出統(tǒng)計(jì)學(xué)與交叉學(xué)科的融合、統(tǒng)計(jì)學(xué)與實(shí)質(zhì)性學(xué)科結(jié)合的發(fā)展趨勢(shì)。統(tǒng)計(jì)學(xué)與交叉學(xué)科的發(fā)展主要體現(xiàn)在統(tǒng)計(jì)學(xué)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、分析及處理，而數(shù)據(jù)的處理關(guān)鍵在于統(tǒng)計(jì)理論基礎(chǔ)及統(tǒng)計(jì)軟件的合理應(yīng)用。統(tǒng)計(jì)學(xué)作為一門(mén)通用方法論的學(xué)科，是一種定量認(rèn)識(shí)問(wèn)題的工具。其中統(tǒng)計(jì)學(xué)的多元統(tǒng)計(jì)方法是處理數(shù)據(jù)的基本方法，再匹配相關(guān)的數(shù)據(jù)處理軟件，如R語(yǔ)言、SPSS、MATLAB、STATA、EVIEWS等軟件的使用，使統(tǒng)計(jì)學(xué)發(fā)揮真正的工具功能，有效實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)學(xué)與交叉學(xué)科的融合發(fā)展。因此，在統(tǒng)計(jì)學(xué)專(zhuān)業(yè)課程的教學(xué)過(guò)程中必須開(kāi)通相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐課程，鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)方法與其他學(xué)科的融合。

農(nóng)業(yè)大學(xué)作為一個(gè)綜合性大學(xué)，開(kāi)設(shè)的專(zhuān)業(yè)出現(xiàn)了多元化，有農(nóng)學(xué)、金融學(xué)、會(huì)計(jì)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)和動(dòng)物醫(yī)學(xué)等等，我校統(tǒng)計(jì)學(xué)專(zhuān)業(yè)在人才培養(yǎng)方案的制定過(guò)程中，充分體現(xiàn)了統(tǒng)計(jì)學(xué)與交叉學(xué)科的融合發(fā)展，開(kāi)設(shè)了數(shù)理統(tǒng)計(jì)、多元統(tǒng)計(jì)分析、回歸分析等基礎(chǔ)理論課程和相關(guān)統(tǒng)計(jì)軟件應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐課程，且實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐課程的學(xué)時(shí)必須占到課程總學(xué)時(shí)的30%以上，以實(shí)現(xiàn)實(shí)踐教學(xué)與理論學(xué)習(xí)的充分結(jié)合，進(jìn)而利用掌握的軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，將數(shù)據(jù)處理能力應(yīng)用在其他相關(guān)領(lǐng)域，整個(gè)教學(xué)過(guò)程充分注重統(tǒng)計(jì)軟件解決實(shí)際問(wèn)題能力的的融合。教學(xué)過(guò)程中我們是如何有效實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)學(xué)與交叉學(xué)科的融合呢？正確地選擇農(nóng)業(yè)研究對(duì)象，有的放矢，但研究對(duì)象往往是數(shù)量巨大，分布特性各異的群體，因此研究農(nóng)業(yè)科學(xué)試驗(yàn)、生產(chǎn)管理、農(nóng)村調(diào)查工作、藥品使用前后顯著性性的比較等問(wèn)題都必須進(jìn)行合理的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，選擇合適的抽樣理論和抽樣方法，根據(jù)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)選擇適宜的數(shù)據(jù)分析方法，這些都需要用到統(tǒng)計(jì)學(xué)的理論基礎(chǔ)。為此，要實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)學(xué)與其他學(xué)科的融合發(fā)展，可以從以下方面展開(kāi)。

一是加大統(tǒng)計(jì)軟件在統(tǒng)計(jì)學(xué)專(zhuān)業(yè)教學(xué)過(guò)程中使用。目前，統(tǒng)計(jì)軟件非常多，我們可以采取百花齊放的方針，在教學(xué)過(guò)程中，不同的課程可以選擇適宜的軟件輔助課程教學(xué)，如《計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)》可以選擇STATA軟件、《時(shí)間序列分析》可以選擇EVIEWS軟件進(jìn)行相應(yīng)數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)、涉及矩陣運(yùn)算時(shí)可以選擇MATLAB軟件進(jìn)行運(yùn)算、做多因素方差分析時(shí)可以選擇SPSS統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行計(jì)算，會(huì)給計(jì)算帶來(lái)很大的方便，讓同學(xué)們每個(gè)軟件都學(xué)會(huì)怎么使用，將來(lái)在繼續(xù)深造或工作過(guò)程中根據(jù)需要再精學(xué)1-2個(gè)數(shù)據(jù)處理的軟件。

二是加大實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐課程教學(xué)的比重。學(xué)生在課堂上學(xué)了理論知識(shí)后，必須能夠?qū)⑵溥\(yùn)用于實(shí)際生活中，在課程教學(xué)過(guò)程中教師教會(huì)學(xué)生將統(tǒng)計(jì)學(xué)應(yīng)用于其他學(xué)科，在實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中，可以從問(wèn)卷設(shè)計(jì)出發(fā)，教會(huì)學(xué)生如何進(jìn)行數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)分析與處理，最后得以解決一個(gè)實(shí)際問(wèn)題。也可以將學(xué)生送至實(shí)踐教學(xué)基地，校外教師可以從工作的具體性質(zhì)出發(fā)，要求學(xué)生用所學(xué)理論知識(shí)解決工作中所遇到的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)校企合作協(xié)同育人的目的。

三是要求學(xué)生參加相關(guān)的學(xué)科競(jìng)賽。學(xué)科競(jìng)賽有助于大學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的提升。統(tǒng)計(jì)專(zhuān)業(yè)的學(xué)科競(jìng)賽主要包括市場(chǎng)調(diào)查與分析大賽、統(tǒng)計(jì)建模競(jìng)賽、數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽和數(shù)學(xué)競(jìng)賽，其中市場(chǎng)調(diào)查大賽分知識(shí)賽和實(shí)踐賽兩個(gè)競(jìng)賽環(huán)節(jié)。學(xué)科競(jìng)賽能充分地鍛煉學(xué)生的探索性、創(chuàng)造性和協(xié)作精神，學(xué)生通過(guò)學(xué)科競(jìng)賽可以提高學(xué)生的科研能力，因在競(jìng)賽過(guò)程中，學(xué)生必然要進(jìn)行文獻(xiàn)的搜索、資料的查閱，實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析等一系列的工作，學(xué)生的實(shí)踐能力會(huì)得到極大的提高，統(tǒng)計(jì)建模競(jìng)賽和數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽都是團(tuán)體賽，能充分地體現(xiàn)學(xué)生的協(xié)作精神，同學(xué)們通過(guò)相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理，解決生活中的某一實(shí)際問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)學(xué)與其他學(xué)科的融合發(fā)展。

三、統(tǒng)計(jì)學(xué)與交叉學(xué)科融合發(fā)展案例分析

統(tǒng)計(jì)學(xué)的應(yīng)用已經(jīng)滲透到各個(gè)領(lǐng)域，與多個(gè)學(xué)科都有交叉，下面以農(nóng)學(xué)、金融學(xué)、稅收和醫(yī)學(xué)為例介紹統(tǒng)計(jì)學(xué)與這些方面的融合。

一是統(tǒng)計(jì)學(xué)與農(nóng)學(xué)方面的融合：在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，以水稻為例，我們可以利用顯著性差異分析水培養(yǎng)。稻種子的發(fā)芽率，利用多元回歸分析的方法分析水稻產(chǎn)量的影響因素，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、利用時(shí)間序列分析分析方法預(yù)測(cè)農(nóng)作物（動(dòng)物）的生長(zhǎng)發(fā)育進(jìn)度、農(nóng)作物的產(chǎn)量和病蟲(chóng)害的發(fā)生時(shí)期與數(shù)量，這些對(duì)于確保農(nóng)業(yè)生物的穩(wěn)產(chǎn)發(fā)展和高產(chǎn)極為重要[3]；在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)調(diào)研之前，必須進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，選擇多因素分析方法分析每塊土地在不同生長(zhǎng)條件下（肥力、陽(yáng)光、水份等）對(duì)水稻產(chǎn)量的影響，從而得到哪些因素對(duì)水稻產(chǎn)量的影響更大，在后續(xù)的生產(chǎn)過(guò)程中加大對(duì)應(yīng)的投入，增加產(chǎn)量，卻保國(guó)家的糧食安全。

二是統(tǒng)計(jì)學(xué)與金融方面的融合：數(shù)理統(tǒng)計(jì)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)融合在一起，能進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)學(xué)在金融學(xué)方面的應(yīng)用，為此我們開(kāi)設(shè)了《抽樣技術(shù)》、《多元統(tǒng)計(jì)分析》、《統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)和決策》、《實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)》和《證券分析與投資》，這些課程的學(xué)習(xí)是進(jìn)行投資和管理結(jié)算的基礎(chǔ)工作，同時(shí)統(tǒng)計(jì)學(xué)在金融領(lǐng)域研究金融規(guī)律、支持金融決策、金融風(fēng)險(xiǎn)分析和優(yōu)化金融產(chǎn)品等方面都有重要的作用，利用統(tǒng)計(jì)工具對(duì)各種證券金融數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，能夠比較全面地分析各種因素的影響強(qiáng)度，從而做出合理的決策。

三是統(tǒng)計(jì)學(xué)與稅收方面的融合：在稅收專(zhuān)業(yè)的教學(xué)過(guò)程中，我們提出了“統(tǒng)計(jì)學(xué)”與專(zhuān)業(yè)相融合的教學(xué)方法，如利用統(tǒng)計(jì)工具分析稅收收入的內(nèi)在增長(zhǎng)趨勢(shì)、稅收收入運(yùn)行的季節(jié)性分析、稅收隨GDP增長(zhǎng)的彈性、應(yīng)用稅收數(shù)據(jù)分析區(qū)域數(shù)據(jù)的集中和離散情況及其相關(guān)指標(biāo)的計(jì)算，應(yīng)用稅收經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)完成回歸和時(shí)間序列分析[5]等，通過(guò)統(tǒng)計(jì)軟件處理相關(guān)的稅收數(shù)據(jù)，讓同學(xué)們學(xué)以致用，用理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，不僅可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又可以培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力。

四是統(tǒng)計(jì)學(xué)與醫(yī)學(xué)方面的融合：醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)的定位是將統(tǒng)計(jì)原理、統(tǒng)計(jì)方法和醫(yī)藥專(zhuān)業(yè)知識(shí)相結(jié)合的一門(mén)應(yīng)用學(xué)科，是醫(yī)藥專(zhuān)業(yè)學(xué)生必須掌握的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，兩者相輔相成，在融合的過(guò)程中發(fā)展現(xiàn)代統(tǒng)計(jì)理論，新的統(tǒng)計(jì)方法被提出[4]。統(tǒng)計(jì)方法在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用非常廣，如配對(duì)T檢驗(yàn)數(shù)據(jù)分析方法，對(duì)研究出來(lái)的藥物的藥性分析顯得至關(guān)重要。例如降血壓藥是一種最常見(jiàn)的藥物，對(duì)高血壓患者非常重要，在藥物研究出來(lái)以后，必須對(duì)藥物的藥性進(jìn)行臨床實(shí)驗(yàn)，這時(shí)需要對(duì)高血壓患者在服藥前后的血壓進(jìn)行測(cè)量，并對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，若這種降血壓藥有明顯的降壓作用，此時(shí)該藥品就可以對(duì)患者進(jìn)行服用，達(dá)到降壓的目的。此外，學(xué)生必須熟悉醫(yī)藥中科研資料收集、整理、分析的基本方法與技能，熟悉統(tǒng)計(jì)軟件操作方法，為將其運(yùn)用到醫(yī)學(xué)實(shí)踐，進(jìn)行科學(xué)研究打下必要的統(tǒng)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)[6]。

統(tǒng)計(jì)學(xué)與交叉學(xué)科融合的案例比較多，有上面介紹的統(tǒng)計(jì)學(xué)用于農(nóng)學(xué)領(lǐng)域、金融領(lǐng)域、稅收領(lǐng)域和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的案例，當(dāng)然也不乏有統(tǒng)計(jì)學(xué)用于社會(huì)科學(xué)相關(guān)領(lǐng)域的案例，如統(tǒng)計(jì)學(xué)應(yīng)用于文學(xué)、體育、音樂(lè)的相關(guān)案例。

統(tǒng)計(jì)學(xué)在文學(xué)中的一個(gè)經(jīng)典應(yīng)用是對(duì)世界名著《靜靜的頓河》作者真?zhèn)伪鎰e的研究。他的作者是1965年諾貝爾文學(xué)獎(jiǎng)的獲得者肖洛霍夫。但有人說(shuō)該書(shū)是從克留柯夫那兒抄襲來(lái)的，肖洛霍夫是不是剽竊了他人的成果？這個(gè)疑問(wèn)曾經(jīng)引起了全世界的關(guān)注。最后，統(tǒng)計(jì)學(xué)家用統(tǒng)計(jì)分析的方法對(duì)其句長(zhǎng)、詞類(lèi)和句子結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行了分析，證實(shí)《靜靜的頓河》確實(shí)為肖洛霍夫的作品。統(tǒng)計(jì)學(xué)在文學(xué)中的另一個(gè)經(jīng)典應(yīng)用是關(guān)于大作家莎士比亞著作的例子。1985年，莎士比亞作品的研究者在英國(guó)Bodelian圖書(shū)館發(fā)現(xiàn)了一首僅有429字的詩(shī)，但詩(shī)中并沒(méi)有記載誰(shuí)是作者？統(tǒng)計(jì)學(xué)者Thisted和Efron在1987年采用統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法，在幾乎同樣長(zhǎng)度的作品中，對(duì)莎士比亞風(fēng)格與其他作者風(fēng)格所含不同單詞的頻率分布做了精細(xì)研究，發(fā)現(xiàn)詩(shī)的作者確實(shí)是莎士比亞；統(tǒng)計(jì)學(xué)專(zhuān)業(yè)與體育專(zhuān)業(yè)的融合體現(xiàn)在教學(xué)過(guò)程中，體育研究者會(huì)采用多元回歸分析、因子分析等方法對(duì)體育選材進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。如在確定青少年籃球運(yùn)動(dòng)員選材標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，首先需要全面調(diào)查運(yùn)動(dòng)員的形態(tài)、身體機(jī)能及各項(xiàng)身體素質(zhì)等相關(guān)因素，從中篩選相應(yīng)的測(cè)試指標(biāo)，對(duì)參加的運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行跟蹤測(cè)試，在這一過(guò)程中采用相關(guān)分析和逐步多元回歸分析的方法，選擇出優(yōu)秀的籃球運(yùn)動(dòng)員[7]。我國(guó)的體育統(tǒng)計(jì)工作者采用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法對(duì)青少年身體發(fā)育狀況進(jìn)行分析與評(píng)價(jià)，從而根據(jù)分析和評(píng)價(jià)的結(jié)果制定了我國(guó)青少年兒童生長(zhǎng)發(fā)育與身體素質(zhì)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)；統(tǒng)計(jì)學(xué)與音樂(lè)的融合體現(xiàn)在蔡際洲以南北曲音樂(lè)的淵源為研究對(duì)象，利用統(tǒng)計(jì)方法對(duì)南北曲和蒙古族民歌進(jìn)行定量分析和比較研究，認(rèn)為這種異地文化相似的現(xiàn)象，當(dāng)屬跨文化傳播的結(jié)果[8]。

通過(guò)以上統(tǒng)計(jì)學(xué)與其他學(xué)科融合發(fā)展的案例可以發(fā)現(xiàn)，統(tǒng)計(jì)學(xué)對(duì)農(nóng)學(xué)、醫(yī)學(xué)和社會(huì)科學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展起到了舉足輕重的作用。為此，高校作為培養(yǎng)統(tǒng)計(jì)學(xué)人才的基地，在人才培養(yǎng)的過(guò)程中，必須讓學(xué)生精通一至兩個(gè)數(shù)據(jù)處理的統(tǒng)計(jì)軟件，充分利用統(tǒng)計(jì)學(xué)的理論知識(shí)、統(tǒng)計(jì)學(xué)思想和統(tǒng)計(jì)工具解決其他學(xué)科中的實(shí)際問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)學(xué)與交叉學(xué)科更好地融合發(fā)展。