統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)中如何利用Excel軟件及其利弊分析論文
現(xiàn)在應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)融入到各行各業(yè)，為了適應(yīng)各專業(yè)需求，統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)面臨著學(xué)生沒有學(xué)習(xí)積極性，理解程度低，沒有實(shí)際數(shù)據(jù)分析能力等諸多問題，順應(yīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)發(fā)展趨勢，教學(xué)中將軟件Excel與理論教學(xué)相結(jié)合，結(jié)合實(shí)際章節(jié)的具體改進(jìn)，發(fā)現(xiàn)這種教學(xué)方式可以在簡化教學(xué)過程的同時提高學(xué)生的積極性，但是弊端就是在學(xué)生使用了軟件后，就會認(rèn)為既然有簡單的實(shí)用方式，那么就可以不學(xué)習(xí)繁瑣的理論部分。
統(tǒng)計(jì)學(xué)主要通過利用概率論建立數(shù)學(xué)模型，收集所觀察系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，進(jìn)行量化分析、總結(jié)，做出推斷和預(yù)測，為相關(guān)決策提供依據(jù)和參考。統(tǒng)計(jì)學(xué)專業(yè)不是僅僅像其表面的文字表示，只是統(tǒng)計(jì)數(shù)字，應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)主要是調(diào)查、收集觀察對象的數(shù)據(jù)信息，并通過描述統(tǒng)計(jì)等技術(shù)，分析觀察對象的特征，發(fā)現(xiàn)事物的規(guī)律，并進(jìn)行預(yù)測、監(jiān)督，以實(shí)現(xiàn)社會經(jīng)濟(jì)良性運(yùn)行。
1 目前統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)面臨的情況
目前該校開設(shè)應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)課程的專業(yè)只有數(shù)學(xué)、經(jīng)濟(jì)和醫(yī)學(xué)。該校經(jīng)濟(jì)類開設(shè)統(tǒng)計(jì)學(xué)最初是由數(shù)學(xué)系老師擔(dān)任教學(xué)工作，但是從結(jié)果來看，效果比較差，數(shù)學(xué)系教師習(xí)慣上是從理論知識開始，但是就二類及更低的院校來說，這兩個專業(yè)學(xué)生數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)知識部分是比較薄弱的，學(xué)生理解不了統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)知識。在對專業(yè)不了解的情況下，很難對統(tǒng)計(jì)學(xué)內(nèi)容進(jìn)行合理取舍，從這個角度來說，啟用該專業(yè)老師教授統(tǒng)計(jì)學(xué)這門課程可能更合適，但專業(yè)老師一般只講解模型的使用，很少解釋模型的原理。學(xué)習(xí)統(tǒng)計(jì)學(xué)的初衷是希望能夠正確利用這些模型進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，如果不理解模型，一旦脫離課堂學(xué)習(xí)，很難進(jìn)行合理的模型擬合;學(xué)生不能正確地使用模型，就這門課程而言沒有達(dá)到預(yù)期的效果。只是單純地講解模型應(yīng)用或者是軟件應(yīng)用，或是理論講解都不適合于一般院校統(tǒng)計(jì)學(xué)學(xué)習(xí)。
實(shí)際上大部分學(xué)生對理論知識都沒有耐心。這是信息的時代，學(xué)生自己也知道統(tǒng)計(jì)學(xué)的作用，但是當(dāng)進(jìn)到這門學(xué)科時，發(fā)現(xiàn)要學(xué)的還是公式計(jì)算，甚至于對于數(shù)學(xué)系學(xué)生，學(xué)的還是定理證明，和數(shù)學(xué)分析幾乎沒有差別，同時基礎(chǔ)課程數(shù)學(xué)分析、概率論掌握不熟練，就更加難以理解統(tǒng)計(jì)學(xué)原理。對一般的理工科而言，概率統(tǒng)計(jì)是一門課，學(xué)時決定只能學(xué)習(xí)計(jì)算部分，更加注重實(shí)用性，但是目前使用的教材一般是專業(yè)統(tǒng)計(jì)學(xué)的簡化，主要學(xué)習(xí)公式套用計(jì)算，幾乎沒有涉及到實(shí)際應(yīng)用，所以，大部分學(xué)生學(xué)習(xí)只是為了考試，并不會靈活運(yùn)用。大學(xué)提倡的是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的能力，但現(xiàn)實(shí)是一般大學(xué)側(cè)重與知識的實(shí)用性。既然是實(shí)用為主，那么如何增強(qiáng)統(tǒng)計(jì)學(xué)的實(shí)用作用就是教學(xué)需要探討的問題。
信息專業(yè)是介于數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)的交叉學(xué)科，該專業(yè)要求學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)系的絕大部分專業(yè)課程。以信息專業(yè)的統(tǒng)計(jì)課為實(shí)驗(yàn)項(xiàng)，是因?yàn)樵搶I(yè)有更好的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，又有比數(shù)學(xué)專業(yè)更好的.計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)，同時該專業(yè)統(tǒng)計(jì)課程學(xué)時比較充足。上課時盡量簡化理論部分，表現(xiàn)在解釋每個公式的由來，弱化定理證明，加入Excel(Excel是最常用的軟件，同時它也可以滿足經(jīng)典數(shù)理統(tǒng)計(jì)所有計(jì)算需求)的實(shí)際操作，在書本練習(xí)的基礎(chǔ)上從統(tǒng)計(jì)網(wǎng)站或年鑒中挑選數(shù)據(jù)進(jìn)行練習(xí)。
2 針對課程章節(jié)的具體實(shí)施方法
該校信息專業(yè)使用的統(tǒng)計(jì)學(xué)教材是魏宗舒主編的《概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)》后半部分，統(tǒng)計(jì)學(xué)部分從第六章開始。
第一部分是統(tǒng)計(jì)學(xué)基礎(chǔ);第二部分點(diǎn)估計(jì)，前面兩章能用到軟件教學(xué)的部分很少，所以，課堂上用例題解釋每個公式的使用，描述定理的使用，弱化定理的證明。第三部分假設(shè)檢驗(yàn);參數(shù)假設(shè)檢驗(yàn)，需要學(xué)生記憶的公式比較多，在第一遍學(xué)習(xí)的時候，主要是套用公式，Excel本身擁有參數(shù)檢驗(yàn)的函數(shù)，但是在初次學(xué)習(xí)中，不能知識單純的使用函數(shù)，可以利用Excel將過程完整的計(jì)算一遍，軟件的作用只是簡化計(jì)算，這樣可以減少計(jì)算量，同時也可以在一步步的計(jì)算中，不斷地回顧整個檢驗(yàn)過程和步驟。再就是非參數(shù)假設(shè)檢驗(yàn)，書中主要有兩種方法，卡方檢驗(yàn)還有科爾莫哥諾夫檢驗(yàn)，這兩部分可以運(yùn)用在很多的實(shí)際數(shù)據(jù)上面，但是計(jì)算量較大，不同于參數(shù)假設(shè)檢驗(yàn)Excel并沒有直接使用的函數(shù)，所以，學(xué)生在使用過程中只能利用Excel簡化計(jì)算，但是每一個過程必須自己掌握。第四部分方差分析和線性回歸，這部分的計(jì)算量比較大，而且公式理解相對較麻煩，實(shí)際上這部分和參數(shù)假設(shè)檢驗(yàn)一樣，Excel有直接的函數(shù)可以調(diào)用，數(shù)據(jù)輸入后，只要調(diào)用正確的函數(shù)就可以直接得到結(jié)果，但是課堂上還是選擇利用Excel簡化計(jì)算過程，這樣有助于學(xué)生理解記憶建模過程和分析結(jié)果。在方差分析上完后，根據(jù)統(tǒng)計(jì)年鑒找到襄陽市的行業(yè)人口統(tǒng)計(jì)數(shù)，要求學(xué)生利用方差分析進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，要求有完整的模型過程，根據(jù)自己計(jì)算出的結(jié)果給出結(jié)論。從作業(yè)反饋回來的結(jié)果看，學(xué)生對這種比較實(shí)際又沒有對研究結(jié)果限定方向的數(shù)據(jù)更感興趣。線性回歸可以按照相同的方法進(jìn)行教學(xué)。
3 教學(xué)方法實(shí)施效果
就上課的成效而言，在基礎(chǔ)課里加入簡單軟件應(yīng)用是合適的，它簡化計(jì)算過程，可以加強(qiáng)理論記憶;完成練習(xí)時很多同學(xué)自己會根據(jù)最后一章的函數(shù)，或者是在網(wǎng)上搜索結(jié)果來簡化甚至是不需要過程就可以直接得到結(jié)果;從統(tǒng)計(jì)學(xué)課程學(xué)習(xí)的角度，應(yīng)該要求學(xué)生按照步驟完成題目才可以算是完成了該課程的要求，所以，利用軟件最大的弊端就是學(xué)生在利用簡單函數(shù)解決問題后，例如：做線性回歸，只需要簡單的項(xiàng)目選擇就可以得到對應(yīng)的線性函數(shù)，不需要其中冗長的計(jì)算過程，那么學(xué)生會覺得既然這樣就可以解決問題，為什么還需要花時間去學(xué)習(xí)沒有實(shí)用性的理論知識。
最后就是綜合應(yīng)用的問題，該門課程涉及的統(tǒng)計(jì)模型很少，在最后所有課程完成后，發(fā)給學(xué)生一些數(shù)據(jù)，需要利用所學(xué)的模型對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，要求說明選擇這種模型的理由，給出數(shù)據(jù)分析的結(jié)果。對于這類的題目，其實(shí)過程就不是那么重要了，這是對模型的理解。從結(jié)果來看，大概1/4的同學(xué)可以很明確的說明選擇模型的理由，并且對結(jié)果給出實(shí)際的分析說明，并且可以利用不同的模型進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，對于自己的分析結(jié)果也能給出很好的說明。結(jié)合最后的筆試成績說明有部分同學(xué)理論知識記憶不錯，公式套用達(dá)到考試要求，而另一部分同學(xué)雖然理論記憶相對較弱，但是在有課本參考的情況下卻可以合理使用這些模型，說明還是理解了這些模型。
教學(xué)方法的改進(jìn)可明顯提高學(xué)生學(xué)習(xí)統(tǒng)計(jì)學(xué)的積極性，但是該校學(xué)生基礎(chǔ)薄弱卻是統(tǒng)計(jì)學(xué)學(xué)習(xí)最大障礙，如果只是課后練習(xí)的軟件應(yīng)用，大部分學(xué)生都可以很好的完成，但是一旦涉及到?jīng)]有任何限制的數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)分析方面，學(xué)生就會覺得無處下手，實(shí)際上這也就是說明了統(tǒng)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)知識的欠缺，所以，如何提高理論知識的學(xué)習(xí)效率是以后在統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)需要考慮的主要問題。
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