R統計軟件在區間估計教學中的應用

鄧麗

摘 要： R是一款統計軟件，功能強大、運算快且資源公開。通過實例展示R軟件如何應用到區間估計的教學中，有助于學生進一步掌握區間估計的計算，激發學生學習統計學的興趣。

關鍵詞： R軟件 區間估計 教學應用

一、引言

數理統計學是全國高等院校統計系非常重要的一門專業基礎課，且許多非統計專業的學生需要以這門課程為基礎[1]。參數估計是數理統計課程講解的主要問題之一，它的思想是通過分析樣本來估計總體參數的取值（點估計）或估計總體參數落在什么范圍（區間估計），點估計得不足是未能給出估計值的誤差范圍和可靠程度，而區間估計是運用統計量構成的區間來估計未知參數的取值范圍，并指明此區間可以覆蓋住未知參數的置信度[2]。因此，區間估計不但彌補了點估計的不足，而且在某些情形下可用來計算假設檢驗問題。

二、R軟件的介紹及特點

區間估計傳統的教學方式注重講解概念、公式推導，再進行人工計算。隨著社會的發展，為了更省時、準確分析處理數據，人們研究出了各種統計軟件：Excel、R、SPSS、MATLAB、SAS、Statistics、S-plus、Eviews等[4]，每種軟件都有獨特的優點，并且很多統計軟件備受廣大學者的推崇。R軟件是伴隨著統計學的發展而逐步興起的一種統計計算語言，由于具有免費、永遠正版、資源公開、程序方便簡潔等特點，自1990年誕生以來得到了越來越多的統計學者和專業人員的使用。R軟件在網站“https：//www.r-project.org/”上可以免費下載，也有支持多種平臺的預編譯版本，目前最新的版本是2016年6月發布的3.3.1。

R是一門簡單且高效的編程語言，擁有大量統計程序包，以及一些基層的統計工具和各種統計計算函數[2]，在數據管理、數值計算及繪圖、統計分析等方面功能強大，許多傳統的及現代的統計方法和技術（回歸分析、參數估計、假設檢驗、方差分析、應用多元統計等）都可以在R中得以運算，學生只需根據統計模型，編寫和調用相應的函數，便可靈活地進行數據分析、統計計算等，甚至創造出符合需要的新的統計計算方法，幫助更好地進行決策[2]。因此，不妨將R軟件引入區間估計教學中，利用R軟件的學習可以進一步掌握置信區間和置信度的含義，也可以解決課本上煩瑣、復雜的例題和習題，能較好地強化教學效果，為學生以后運用R軟件統計建模、工作等提供一定的幫助。

四、結語

由第3節看出，R軟件非常高效簡潔地運算了區間估計的例題。雖然運用R軟件需要編寫程序，但這些語言是非常簡單易懂的，并且這些程序可以應用于類似的統計問題，也可以配合不同功能的擴展包應用于更廣闊的統計分析問題上。將R統計軟件應用到區間估計的教學中，不僅有利于教師的知識講解、貫徹融入，而且可以減少學生大量的煩瑣、重復的人工計算，提高計算的精準度，更為學生以后利用R軟件處理其他統計問題奠定基礎。在現今的大數據時代，處處離不開數據統計與分析，掌握統計學基礎課程和一門統計分析軟件十分必要，特別是對計劃畢業后在數據分析行業工作的學生來說，大學期間多積累統計軟件分析的知識和經驗為以后的工作提供知識保障。

參考文獻：

[1]茆詩松，程依明，濮曉龍.概率論與數理統計教程（第二版）[M].北京：高等教育出版社，2015：339-353.

[2]薛毅，陳立萍.統計建模與R軟件[M].北京：清華大學出版社，2007.

[3]莊嚴.Matlab數學軟件在區間估計教學中的實驗設計[J].考試周刊，2011（6）：150-151.

[4]關彥輝.R軟件在《概率統計》教學中的應用[J].現代計算機，2009：87-90.