統計學(xué)教學(xué)中如何利用Excel軟件及其利弊分析論文
現在應用統計學(xué)融入到各行各業(yè)，為了適應各專(zhuān)業(yè)需求，統計學(xué)教學(xué)面臨著(zhù)學(xué)生沒(méi)有學(xué)習積極性，理解程度低，沒(méi)有實(shí)際數據分析能力等諸多問(wèn)題，順應統計學(xué)發(fā)展趨勢，教學(xué)中將軟件Excel與理論教學(xué)相結合，結合實(shí)際章節的具體改進(jìn)，發(fā)現這種教學(xué)方式可以在簡(jiǎn)化教學(xué)過(guò)程的同時(shí)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(huì )認為既然有簡(jiǎn)單的實(shí)用方式，那么就可以不學(xué)習繁瑣的理論部分。
統計學(xué)主要通過(guò)利用概率論建立數學(xué)模型，收集所觀(guān)察系統的數據，進(jìn)行量化分析、總結，做出推斷和預測，為相關(guān)決策提供依據和參考。統計學(xué)專(zhuān)業(yè)不是僅僅像其表面的文字表示，只是統計數字，應用統計學(xué)主要是調查、收集觀(guān)察對象的數據信息，并通過(guò)描述統計等技術(shù)，分析觀(guān)察對象的特征，發(fā)現事物的規律，并進(jìn)行預測、監督，以實(shí)現社會(huì )經(jīng)濟良性運行。
1 目前統計學(xué)教學(xué)面臨的情況
目前該校開(kāi)設應用數理統計課程的專(zhuān)業(yè)只有數學(xué)、經(jīng)濟和醫學(xué)。該校經(jīng)濟類(lèi)開(kāi)設統計學(xué)最初是由數學(xué)系老師擔任教學(xué)工作，但是從結果來(lái)看，效果比較差，數學(xué)系教師習慣上是從理論知識開(kāi)始，但是就二類(lèi)及更低的院校來(lái)說(shuō)，這兩個(gè)專(zhuān)業(yè)學(xué)生數學(xué)的基礎知識部分是比較薄弱的，學(xué)生理解不了統計的基礎知識。在對專(zhuān)業(yè)不了解的情況下，很難對統計學(xué)內容進(jìn)行合理取舍，從這個(gè)角度來(lái)說(shuō)，啟用該專(zhuān)業(yè)老師教授統計學(xué)這門(mén)課程可能更合適，但專(zhuān)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)習統計學(xué)的初衷是希望能夠正確利用這些模型進(jìn)行數據分析，如果不理解模型，一旦脫離課堂學(xué)習，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(mén)課程而言沒(méi)有達到預期的效果。只是單純地講解模型應用或者是軟件應用，或是理論講解都不適合于一般院校統計學(xué)學(xué)習。
實(shí)際上大部分學(xué)生對理論知識都沒(méi)有耐心。這是信息的時(shí)代，學(xué)生自己也知道統計學(xué)的作用，但是當進(jìn)到這門(mén)學(xué)科時(shí)，發(fā)現要學(xué)的還是公式計算，甚至于對于數學(xué)系學(xué)生，學(xué)的還是定理證明，和數學(xué)分析幾乎沒(méi)有差別，同時(shí)基礎課程數學(xué)分析、概率論掌握不熟練，就更加難以理解統計學(xué)原理。對一般的理工科而言，概率統計是一門(mén)課，學(xué)時(shí)決定只能學(xué)習計算部分，更加注重實(shí)用性，但是目前使用的教材一般是專(zhuān)業(yè)統計學(xué)的簡(jiǎn)化，主要學(xué)習公式套用計算，幾乎沒(méi)有涉及到實(shí)際應用，所以，大部分學(xué)生學(xué)習只是為了考試，并不會(huì )靈活運用。大學(xué)提倡的是培養學(xué)生學(xué)習的能力，但現實(shí)是一般大學(xué)側重與知識的實(shí)用性。既然是實(shí)用為主，那么如何增強統計學(xué)的實(shí)用作用就是教學(xué)需要探討的問(wèn)題。
信息專(zhuān)業(yè)是介于數學(xué)和計算機的交叉學(xué)科，該專(zhuān)業(yè)要求學(xué)習數學(xué)系的絕大部分專(zhuān)業(yè)課程。以信息專(zhuān)業(yè)的統計課為實(shí)驗項，是因為該專(zhuān)業(yè)有更好的數學(xué)基礎，又有比數學(xué)專(zhuān)業(yè)更好的.計算機基礎，同時(shí)該專(zhuān)業(yè)統計課程學(xué)時(shí)比較充足。上課時(shí)盡量簡(jiǎn)化理論部分，表現在解釋每個(gè)公式的由來(lái)，弱化定理證明，加入Excel(Excel是最常用的軟件，同時(shí)它也可以滿(mǎn)足經(jīng)典數理統計所有計算需求)的實(shí)際操作，在書(shū)本練習的基礎上從統計網(wǎng)站或年鑒中挑選數據進(jìn)行練習。
2 針對課程章節的具體實(shí)施方法
該校信息專(zhuān)業(yè)使用的統計學(xué)教材是魏宗舒主編的《概率論與數理統計》后半部分，統計學(xué)部分從第六章開(kāi)始。
第一部分是統計學(xué)基礎;第二部分點(diǎn)估計，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(gè)公式的使用，描述定理的使用，弱化定理的證明。第三部分假設檢驗;參數假設檢驗，需要學(xué)生記憶的公式比較多，在第一遍學(xué)習的時(shí)候，主要是套用公式，Excel本身?yè)碛袇禉z驗的函數，但是在初次學(xué)習中，不能知識單純的使用函數，可以利用Excel將過(guò)程完整的計算一遍，軟件的作用只是簡(jiǎn)化計算，這樣可以減少計算量，同時(shí)也可以在一步步的計算中，不斷地回顧整個(gè)檢驗過(guò)程和步驟。再就是非參數假設檢驗，書(shū)中主要有兩種方法，卡方檢驗還有科爾莫哥諾夫檢驗，這兩部分可以運用在很多的實(shí)際數據上面，但是計算量較大，不同于參數假設檢驗Excel并沒(méi)有直接使用的函數，所以，學(xué)生在使用過(guò)程中只能利用Excel簡(jiǎn)化計算，但是每一個(gè)過(guò)程必須自己掌握。第四部分方差分析和線(xiàn)性回歸，這部分的計算量比較大，而且公式理解相對較麻煩，實(shí)際上這部分和參數假設檢驗一樣，Excel有直接的函數可以調用，數據輸入后，只要調用正確的函數就可以直接得到結果，但是課堂上還是選擇利用Excel簡(jiǎn)化計算過(guò)程，這樣有助于學(xué)生理解記憶建模過(guò)程和分析結果。在方差分析上完后，根據統計年鑒找到襄陽(yáng)市的行業(yè)人口統計數，要求學(xué)生利用方差分析進(jìn)行數據分析，要求有完整的模型過(guò)程，根據自己計算出的結果給出結論。從作業(yè)反饋回來(lái)的結果看，學(xué)生對這種比較實(shí)際又沒(méi)有對研究結果限定方向的數據更感興趣。線(xiàn)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，在基礎課里加入簡(jiǎn)單軟件應用是合適的，它簡(jiǎn)化計算過(guò)程，可以加強理論記憶;完成練習時(shí)很多同學(xué)自己會(huì )根據最后一章的函數，或者是在網(wǎng)上搜索結果來(lái)簡(jiǎn)化甚至是不需要過(guò)程就可以直接得到結果;從統計學(xué)課程學(xué)習的角度，應該要求學(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(jiǎn)單函數解決問(wèn)題后，例如：做線(xiàn)性回歸，只需要簡(jiǎn)單的項目選擇就可以得到對應的線(xiàn)性函數，不需要其中冗長(cháng)的計算過(guò)程，那么學(xué)生會(huì )覺(jué)得既然這樣就可以解決問(wèn)題，為什么還需要花時(shí)間去學(xué)習沒(méi)有實(shí)用性的理論知識。
最后就是綜合應用的問(wèn)題，該門(mén)課程涉及的統計模型很少，在最后所有課程完成后，發(fā)給學(xué)生一些數據，需要利用所學(xué)的模型對數據進(jìn)行分析，要求說(shuō)明選擇這種模型的理由，給出數據分析的結果。對于這類(lèi)的題目，其實(shí)過(guò)程就不是那么重要了，這是對模型的理解。從結果來(lái)看，大概1/4的同學(xué)可以很明確的說(shuō)明選擇模型的理由，并且對結果給出實(shí)際的分析說(shuō)明，并且可以利用不同的模型進(jìn)行數據分析，對于自己的分析結果也能給出很好的說(shuō)明。結合最后的筆試成績(jì)說(shuō)明有部分同學(xué)理論知識記憶不錯，公式套用達到考試要求，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(shuō)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)習統計學(xué)的積極性，但是該校學(xué)生基礎薄弱卻是統計學(xué)學(xué)習最大障礙，如果只是課后練習的軟件應用，大部分學(xué)生都可以很好的完成，但是一旦涉及到?jīng)]有任何限制的數據，在數據分析方面，學(xué)生就會(huì )覺(jué)得無(wú)處下手，實(shí)際上這也就是說(shuō)明了統計學(xué)基礎知識的欠缺，所以，如何提高理論知識的學(xué)習效率是以后在統計學(xué)教學(xué)需要考慮的主要問(wèn)題。
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