EXCEL在統計學教學中的應用

【摘要】多數非統計學專業的學生認為統計學是比較難理解和掌握的一門課程，因此很多高校都在對此課程進行教學改革探索。本文結合統計學課程的特點和Excel的實用性，提倡Excel作為統計學輔助教學軟件，解決統計學課程的教學難點。

【關鍵詞】統計學；Excel；教學改革Application of Excel in the Teaching of Statistics

Liu Xiaofeng Ren Jianguo

【Abstract】Most non-statistical students consider that statistics is a course that is difficult to understand and master， so many universities are teaching reform in the course. In this paper combined with the features of statistics and the practical of Excel， to advocate Excel as auxiliary teaching software of statistics， and to solve the difficulties in the teaching of statistics course.

【Keywords】statistics； Excel； reform in education【中圖分類號】G424 【文獻標識碼】B【文章編號】2095-3089（2012）21-0016-02

“統計是收集和分析數據的科學和藝術”這是英國的《不列顛百科全書》中對統計給出的一個生動的定義。作為社會中的一員，無論你從事何種工作、學習何種學科，在每天的生活中都要接觸大量的數據，如何對這些數據進行處理，從中提取有用的信息，從而為你的工作、學習和生活做出正確的決策提供幫助，這就是統計學所研究的內容。但是由于統計學中大部分原理是通過數學形式表述出來，具有高度的抽象性，并且一部分計算是以數學為基礎的，使得多數學生感覺比較枯燥，缺乏學習的積極性，從而對統計學課程產生“距離感”。因此，如何激發學生的學習興趣與學習動機，并且使得學生在掌握好統計學的基本原理和方法的同時盡可能把所學的統計學知識用到實踐中去就成為統計學教學的重點和難點。在多媒體教學普及的今天，利用統計相關軟件來完成大量統計分析的計算工作是解決這一難題的首選，Excel就是一款非常適合輔助統計學教學的軟件。

1Excel作為輔助統計學教學的軟件具有的優點

1.1統計功能滿足教學需要。Excel軟件是美國微軟公司開發的辦公集成軟件包office家族的一員，它是一款功能齊全，設計精良的辦公軟件。它除了具有常用的辦公功能外，還有一個對數據進行統計分析的工具和統計圖表向導，從而很方便的進行復雜的統計分析或繪制統計圖表。Excel軟件的統計功能主要是通過函數來實現的， Excel函數分內置函數和分析工具庫擴展兩大類，大約80個統計函數。雖然Excel沒有其他專業的統計軟件功能強大，但是能夠滿足教學需要。

1.2安裝、操作簡單。Excel與其他的專業統計軟件如SPSS、SAS、EVIEWS等相比安裝簡單，并且不管是多媒體教室的電腦還是學生宿舍的電腦，一般都配備有現成的Excel軟件，而那些專業統計軟件需要購買，并且價格昂貴。一般大學通常會開設辦公軟件應用課程，多數學生具有一定程度的Excel應用能力，并理解基本的Excel操作界面，從而在學習應用統計方法對數據資料進行分析時會省時省力，而其他專業統計軟件基本都是英文操作界面并且結構復雜，學生操作起來有一定困難[1]。因此相比那些專業統計軟件Excel更受歡迎。

2Excel的統計功能在統計學教學中的應用案例

利用Excel數據分析工具可以進行方差分析、描述統計、兩個樣本的t檢驗等操作，但是對于總體均值、方差和比例的參數估計以及一個總體的均值、方差和比例的假設檢驗，在Excel中是不能直接進行的，但是我們可以通過相關的求解過程編制活動工作簿來進行相應的操作，活動工作簿編制好后要進行保存，可作為解決類似問題的一個分析工具。下面以王德發主編的《統計學》教材上的一道例題為例，利用Excel 2003編制的活動工作簿進行參數估計。

例：設有一批糖果，現從中隨機抽取9袋，稱得重量（單位：克）如下：206、208、199、203、204、210、197、212、214，并假設這批糖果的重量服從正態分布，求總體均值的置信水平為0.95的置信區間[2]。

分析：因為此例中的樣本容量小于30，并且總體服從正態分布且總體方差未知，所以在給定置信水平為1-α=0.95的條件下，需要查t分布表，求出tα=t0.025的值，接著根據已知條件中的數據分別計算出樣本均值和樣本方差的值，最后根據總體均值的置信上、下限的計算公式x+tα2·Sn和x-tα2·Sn計算出結果。

若用書面形式計算此例題時，具體計算過程如下：

解：X為袋裝糖果的重量，則X～N（μ，σ2）

由給出的數據知 x=205.89，S=5.73，n=9，給定α=0.05，查t分布表，臨界值t0.025=2.306。于是，估計該批糖果平均重量的置信區間為：

即μ以95%的把握落入[201.48，210.30]區間內。

下面是使用Excel建立活動工作簿并進行估計的具體操作步驟：

第一步：建立活動工作簿，即進入Excel運行狀態后，根據上述區間估計的計算步驟在新工作表的A列和B列有關單元格上輸入變量名和相應的計算公式，其中COUNT表示“數據的個數”；AVERAGE表示“數據的均值”；STDEV表示“數據的標準差”；SQRT表示“數值的平方根”；TINV表示“t臨界值”，如圖1所示：

圖1 總體均值區間估計的活動工作簿

第二步：建立了以上活動工作簿后，只要在有關的數據輸入單元格中輸入條件變量，并為樣本數據指定名稱：選定D列單元格，選擇“插入”菜單的“名稱”的“指定”選項，用鼠標點擊“首行”選項，然后點擊“確定”按鈕，就能在顯示區域內顯示區間估計的結果。結果如圖2所示，這批糖果置信水平為0.95的置信區間為[201.48，210.30]。

圖2 區間估計的結果

由上可知Excel顯示的結果和書面計算的結果一致。此活動工作簿的建立后，只要替換D列的樣本數據就可解決類似區間估計的問題，同理，還可以利用這種方法編制一個總體不同參數的假設檢驗的活動工作簿，從而使得解決此類問題變得方便快捷。并且建立活動工作簿的過程也是回顧相關統計學的理論知識的過程。所以把Excel 應用到統計學教學中去，就會把抽象、復雜的問題變得簡單易答，同時教師在課堂上實時操作、演示，不僅可以節省大量的板書時間，而且可以增強趣味性，活躍課堂氣氛，還可以激發學生動手操作的興趣。若能把上機操作也作為考核學生是否掌握本課程的一項內容，就可以在考察學生對理論知識的理解的同時，增強學生的實踐操作能力，為將來把統計學知識更好地應用到工作實踐中打下基礎[3]。

3Excel在統計學教學中應注意的問題

3.1必須注意的是Excel作為統計學教學的輔助工具，而不是開設Excel軟件課程，在教學過程中不可取代Excel統計內容。如果本末倒置，則將偏離教學目標。

3.2Excel僅能滿足簡單的數據統計分析與處理工作，Excel 在統計學教學中，側重計算一些統計指標，以及各種統計分布和簡單統計量的求得，對于解決多元統計中的一些如主成分分析和因子分析的問題，就需要專業的統計軟件如 SPSS，即對于較復雜的統計問題還要依靠專業軟件來解決。

4結語

在統計學的教學中應該注重激發學生的興趣，要適當引導、鼓勵學生應用統計的原則和方法結合Excel解決實際問題。這樣有助學生加深理解課本上的知識，并且增強學生解決實際問題的能力。

參考文獻

[1] 孫菲.李友俊. Excel 在《統計學原理》教學中的應用[J]. 遼寧工程技術大學學報（社會科學版），2011（3）：216-218.

[2] 王德發.《統計學》[M].上海財經大學出版社，2012年10月.

[3]林茜. Excel 在統計學實踐教學中的應用[J].科技之窗，2011年第11期下，115-113.