探讨统计软件与统计理论教学的融合

【摘要】应用型人才的培养需要对传统教学模式进行改革，其中教学与实践相融合是一条重要途径。本文基于应用型本科院校视角探讨在统计学教学过程中应将统计软件的应用融入其中，这样不仅能使统计理论和方法与统计软件有机的结合，而且还能提高学生运用统计学专业知识解决实际问题的能力。这种融合是统计学专业应用型人才培养的必然要求。

【关键字】统计软件 统计理论 融合 应用型本科高校

随着计算机技术的飞速发展，在经济、金融、生物、医学等各行业数据量都在呈爆炸式增长，这就需要使用专业的统计软件进行数据处理与分析。而目前统计学的教学主要集中在统计理论和方法，导致学生统计理论扎实，但应用能力不足；因此单纯的统计理论的教学已经不能适应当前社会发展的需求，这就需要高校统计专业教师在不断的加强实践环节的教学。对于应用型本科高校统计学专业，培养应用型人才更需要加强实践环节的教学。要加强实践教学，那统计软件和统计理论教学融合就成为一种必然的趋势。统计学专业的学生若能熟练运用统计软件，无异于“站在统计家的肩膀上，又借助了计算机专家的智慧”。

1、y计理论教学中统计软件使用的现状

目前国外统计学的教学重点已经逐步从统计理论和方法介绍转为介绍统计分析方法、研究设计和统计软件的应用。国内大多数高校统计学教学的重点还主要侧重于统计理论和方法的介绍，通过题海战术，训练学生的逻辑推理能力，最后再以纸质试卷的形式考察学生的学习情况。这种教学模式虽然能有效促进学生对理论知识的掌握，但在培养学生运用理论解决实际问题等方面存在一些不足之处。回顾这一教学过程，不难发现在教学过程中不能很好的将统计软件作为一种辅助的教学手段，导致学生理论扎实，但不能有效地运用于实践。目前一些应用型本科高校统计学专业已经意识到统计软件在统计学专业人才培养的重要性，逐步增加实践教学课时，但是还没有做到专业课程教学与统计软件使用的融合。

2、统计理论教学中存在的问题

统计学是关于数据的学问，是从数据中提取信息、知识的一门科学，它通过收集、整理、分析、解释数据以达到推断和预测的目的。统计学理论是以数学为基础，导致统计学在一定程度具有较强的理论性；在教学模式上，一定程度上沿用了数学的教学模式，出现了现代的统计教学主要侧重于统计原理和方法的讲解。统计软件仅仅作为一门课，在其他一些统计专业课程教学中看不到统计软件的影子。统计学研究的对象是数据，数据的处理和分析若离开了统计软件和计算机，就无法从庞大的数据中提取到有价值的信息，这样统计学就失去其本身推断对象本质的价值。现阶段统计理论教学与统计软件脱节，不但使理论不能更好的应用于实践，而且阻碍了统计理论进一步学习。

3、统计理论与统计软件融合的必要性

（1）统计软件离不开统计理论。毫无疑问，统计软件的开发需要开发人员具有深厚的统计学理论功底。对于软件使用人员来讲，理解统计软件中这种分析方法运行的理论基础，不仅能对该方法适用的对象更明确，而且对软件得出结果分析的更准确。

案例1

主成分分析是一种多元分析中最常见的降维和赋权方法。然而，在实际的应用中，许多人在没有搞清楚方法的原理时就盲目的使用，只是片面的追求方法的应用，导致对结果的错误理解。

例全国10个沿海省市经济指标的主成分分析，使用SAS的princomp过程得到如下信息：

根据上述的结果，不少人会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

这个主成分的得分公式是错误的，为什么？由主成分的定义知 ,主成分的原理是通过对原来指标的线性组合的形成新的综合指标，并且使得尽可能少的综合指标包含尽可能多的原指标的信息。在主成分分析方法中,由于指标量纲和数量级上有差异,为了消除这种差异,就需要对收集到的数据进行标准化,用标准化后的数据计算协方差矩阵（即相关系数矩阵）。通过计算相关系数矩阵的特征根和特征向量,根据特征值判断贡献率，进而得到主成分。回顾这一过程，可以发现这时主成分得分公式中的指标x1不再是原始指标了,而是标准化后的指标。 所以,在计算主成分得分时,直接把原指标数据代入主成分表达式是错误的 ,而把标准化后原指标数据代入计算才是正确的。

（2）统计软件促进统计理论学习。理论教学过程使用统计软件能使统计理论、方法直观的展现出来，能显现出其实际应用价值，能使学生对统计理论的精髓有更深入的理解，并且能提升学生学习统计的兴趣。

案例2

某学院500名学生“大学英语”的课程考试成绩中，随机抽取60名学生的考试成绩如下：

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）计算均值、标准差、偏度、峰度；

（2）计算平均成绩的置信水平为0.95的置信区间。

这类问题是在数理统计课程中描述性统计这一节最常见的问题。若上例中这一问题不借助一些软件，手工处理起来会相当复杂。借助于统计软件可以快速的得出相关的结果（见下图1），并且精度很高。通过在统计理论教学过程中使用统计软件作为辅助教学手段的教学模式，在掌握理论知识的基础上，还能使得理论应用展现的更直观；这不但能让学生体会到理论知识的实际应用价值，而且能培养学生学习统计学其他课程的兴趣。

4、结束语

培养学生的实践能力，是应用型人才培养的重要手段。对于统计学专业应用型人才培养，培养学生熟练掌握统计软件的使用是一条重要途径。统计学是一门理论性很强、应用性很广的学科，在各专业课程教学过程中，应将统计软件作为辅助教学手段。这样不仅加深了学生对统计思想和方法的理解，而且激发了学生的学习兴趣，进一步提高了学生运用各种统计分析方法解决实际问题能力。让学生将实际问题和统计分析技术有机结合起来，锻炼挖掘信息的能力。总之，统计软件与统计理论教学的融合是统计学专业应用型人才培养的必然趋势。

参考文献：

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[3]华欢欢,吴杨.统计学专业应用型人才培养教学改革[J] 铜陵学院学报 2015,4:111-114

基金项目：黄淮学院教育教学改革研究项目（2014XJGLX0107）。

作者简介：王露（1988-），男，河南信阳人，助教，硕士，主要研究方向：应用统计。关英子（1988-），女，河南驻马店人，助教，硕士，主要研究方向：应用数学。