淺談計算機輔助數理統計方法教學

李秀昌 孫健

摘要：新世紀以來，世界科學技術得到了迅猛的發展，信息技術得到了空前的進步，人類社會的發展得到比其他任何時期都要快的發展速度。21世紀面臨的是知識經濟的挑戰，知識轉化為經濟，科學技術轉化為生產力的速度不斷加快，對于人才的競爭將日趨激烈。在面臨機遇和挑戰的時刻，也給當前的教育提出了更高的要求，以前落后的教育觀念、內容和形式必須改革，這就需要提供更多、更快、更新、更廣的知識，從而提高教學的質量和效率，在極短的時間內獲取更多的知識，留給學生更多的獨立操作和活動的空間與時間，培養高素質的具有現代意識的人才。

關鍵詞：計算機；數理統計；輔助教學

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）27-0187-02

一、數理統計課程的特點

數理統計方法課程是以概率論為基礎，研究隨機現象及其數量規律的一門學科。其主要內容包括概率論的基礎知識、隨機變量及其概率分布、常見的統計分析方法、常見的試驗設計方法。課程開設的目的是使學生掌握基本的統計分析方法，學會用統計思維的方式去觀察、分析具體問題。試驗設計與統計分析方法廣泛應用于自然科學、社會科學等各方面。隨著醫藥事業的不斷發展，定量研究的不斷深入，它已成為這一領域一種必需的工具。對于提高學生素質、提升學生的分析問題和解決問題的能力起到了關鍵作用，為后續專業課程的學習提供了分析工具。由于各校人才培養方案的調整及信息時代發展的需要，從而使數理統計成為醫藥專業的一門重要基礎課。

二、數理統計課程的教學現狀

1.授課時數越來越少。近年來，我國高等教育的改革正在穩步推進，隨著我國高等教育改革的不斷深入，對大學本科教學起到了關鍵作用。其中一個顯著的特點是：強化學生的自主學習和創新能力，在教師指導下完成學習任務。在這樣的一種思想指導下，各高校在進行人才培養方案修改時，對課程門類及教學內容進行了大幅度的調整，限制課程門類和各門課程的教學時數，其中對各門課程的學時進行了大量的縮減。在新一輪的人才培養方案中，數理統計課程的授課時數很多學校都有所減少，一般由原來的54學時調整為36學時左右。

2.教學內容多。數理統計課程內容包括概率論、統計方法、試驗設計等部分。概率論是基礎，統計方法與試驗設計方法是應用，本課程學習的目的是學習統計方法與試驗設計方法。由于受傳統數學教學理念的影響和教學時數的限制，教學中在概率論部分花費大量時間。概率論的特點是內容多難度大，大量的時間都可以消耗掉，處理不好就會把課程變成純概率論的學習，而統計方法與試驗設計就沒有時間去講授，而醫藥院校開設本課程的目的是使學生能夠掌握常用的統計方法，并能正確地運用統計方法分析解決實際問題。

3.學生學習手段落后于科學技術發展。目前大多數的學校，數理統計課的教學還是以計算器為主，學生使用計算器來進行平時的學習和考試，應用計算器來完成對統計分析方法的計算。而隨著計算和信息技術的快速發展，各種計算軟件的日益豐富，其功能越來越強大，解決統計問題越來越多使用的是計算機。這樣學生學的是用計算器計算，而實際遇到的問題計算器是很難解決的，必須通過計算軟件實現。學和用嚴重背離，導致學生學而無用。

4.考試內容不合理。考試內容偏于基礎知識，大多是考察概率方面的定理、公式，缺少對學生知識、能力和素質方面的綜合考查；考試題型中判斷、選擇等客觀性習題所占比例較大，計算、分析、思考等主觀性習題較少；考查學生記憶性的內容多，而應用知識解決實際問題的內容少。這樣死記硬背限制了學生的思維發展，使學生很難形成綜合、分析、應用的能力，也不利于學生創新精神的培養。

5.實驗實訓學時少。數理統計的理論性、邏輯性很強，一般的較傳統的教學方式是基本理論講授和習題課的形式。重點是概率論的基礎、知識的理論體系。而醫藥高等學校藥學專業開設這門課程的目的是知識的應用、統計方法的正確應用與統計結論的結果分析。要實現這一目的，必須有大量的課時作為保障。現在大多的院校只進行理論的教學，忽視了實踐教學。因此必須增加實驗實訓的學時數，讓學生通過訓練來實現開設本課程的目的。

三、如何利用計算機進行數理統計的輔助教學

1.引入多媒體教學。多媒體技術的發展給教學帶來了革命性的變化，通過這種技術可以在較少的時間內提供大量的信息，由于其可視較果好，特別適用于版書較難完成的課程。數理統計課程經過數次調整，課程內容多而授課時間少。引入多媒體教學后，教師可以充分利用其能節約傳統的板書時間、開闊知識面、增加信息量的優點，從而提高學習效率。數理課程中有許多的案例、圖形和表格需要在教學中顯示，而傳統的板書很難完成。引入多媒體后，則可以很方便地顯示多個案例，可以很容易地制作表格和圖形，從而使得教學變得形象、直觀。

2.引入統計分析軟件。數理統計課程中有大量的統計方法，每種統計方法都得通過計算才能得到統計結論，而用傳統的教學工具計算器計算既費時又費力。在教學中，教師可以根據學生的實際情況和自己對統計軟件的掌握情況，分別介紹不同風格的統計軟件。例如SPSS統計分析軟件、SAS統計分析軟件、Statistica統計軟件、R軟件等等，這些都是公認的國際通用統計分析軟件。這些軟件都有很強的統計功能，都能滿足本課程中的統計需要，有些軟件也很容易學會。通過統計軟件的引入，使得學生解決實際問題變得更容易，可以使學生獨立地進行數據的統計分析，加強對所學內容的理解和掌握，提高學生分析問題和解決問題的能力。現代化的統計計算和分析與傳統的教學手段相融合，從而可以全面提高學生的學習興趣，提高學生的學習效果。

3.構建統計方法分析題庫。數理統計課程中介紹了多種統計方法，各種統計方法所解決的問題各不相同，有時同一實際問題，可以用不同的統計方法計算，也可以得出不同的統計結論。因此區分各統計方法是一個重要的問題，而各種統計方法間有時很難區分。從以往的教學情況來看，許多學生有時這個問題學得并不到位，方法區分起來有一點困難。我們利用現有的考試系統，對每種統計方法建立一個庫，每個庫中都是同一個方法的試題，每個試題一般有多種提問，提問一般包括：解決這個問題用哪種統計方法，這種統計方法的原假設和備擇假設是什么，解決這個問題用到的統計量公式是什么等。采用選擇題的形式，考試系統隨機組成試卷，學生利用實驗室開放時間來練習這個題庫。通過這種形式的練習，使學生能夠對不同的問題，找到解決問題的最優統計方法，大大地提高了學生辨析統計方法的能力。

4.構建統計軟件學習系統。學生通過統計軟件的學習，主要的目的是使學生能夠掌握所學習的統計軟件。但在學習過程中如何掌握學生的學習情況是一個技術問題。可以根據學生每次上機要學習的統計方法，給出具體的問題，通過完成試題的形式考核學生的學習情況。對于每個問題設置相應的知識點（統計量、概率值、統計結論等），學習用統計軟件完成問題后，用相應的統計計算結果來回答知識點中提出的問題，學生完成各題后從所得到的分數就能考查出學生對于統計軟件的學習情況，學生還可能重復多次地進行試題的操作，反復地學習，加深了學習的效果。這種用量化的方法上機學習統計軟件，起到了學生學習有目標，教師考核有根據的效果，是一種很好的學習統計軟件的方法。

運用計算機輔助數理統計方法教學是教學改革的發展方向，是大勢所趨，它能解決許多教學中存在的問題。但它只是一種教學手段的利用，教學的主體還是教師。教師如何更好地、更巧地利用是一個技術性問題。我們通過多年的教學實踐，深深地體會到更好地利用計算機來輔助數理統計教學的重要性。它對于提高教學效果是很有必要的。

參考文獻：

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