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1 什么是统计学
问:一般认为,统计学这个词来源于拉丁语的国情学,原是国家管理人员感兴趣的事情。《大不列颠百科全书》对统计学下的定义是:“统计学是关于收集和分析数据的科学和艺术。”陈希孺院士认为:“统计学是有关收集和分析带有随机性误差的数据的科学和艺术。”
史宁中教授,作为统计学家,您是如何认识统计学的?
史教授:我们先来简单地回顾统计学的历史是有益处的。正如拉丁语所说,统计原本就是收集和分析国家管理中需要的各种数据,比如国民收入、各种税收。为了直观,人们才发明了各种报表、直方图、扇形图,等等。可以看到,这种传统意义上的统计学现在仍然是非常重要的,这也是我们现在小学统计教学中的主要内容之一。后来到了14世纪左右,随着航海业在欧洲兴起,航海保险业开始出现。为了合理地确定保险金与赔偿金,需要了解不同季节、不同路线航海出现事故的可能性大小,需要收集相关的数据,根据数据进行分析和判断,这被称为近代统计学的发端。到了19世纪末20世纪初,人们把数学、特别是概率论的有关知识引入到统计学,构建了统计学的基础。与古典统计学相比,虽然二者都是对数据的收集和分析,但却有本质的不同,因为后者进行分析的基础是“不确定性”,我们称之为“随机”。
到了现代,人们发现,对于大量数据的分析,采用随机的方法不仅方便而且准确。比如,对于国民收入,我们可以动用大量的人力来收集数据,但是谁都知道这样的数据不可能是准确的,远不如我们依据某种原则规划分出地区和人群,然后抽样、加权求和准确。再比如,对于股票市场,一天交易之后,可以得到精确的交易总量,但是人们宁可用部分核心企业的股票交易量来反映股票的变化,这便是“恒生指数”“上证指数”,等等。特别是到了2l世纪,银行、保险、电信,以及材料科学、基因组学等新兴学科的实验中涉及大量数据,其分析更需要借助随机方法了。我想,大概就是因为这些原因,国家才决定在现在中小学数学的教学中加入统计学的内容。
因此,你们谈到的关于统计学的定义都是可以的。但是,要把握统计学的根本思想方法却是非常困难的。
问:那么,您认为统计学的基本思想方法是什么呢?
史教授:这是一个不容易回答的问题。对于统计学的掌握很大程度上依赖于感悟,需要比较长的时间的理解与实践。我们先来回顾一下中小学传统数学的教学内容。这些内容主要是对日常生活中见到的图形和数量的抽象,研究的问题是图形的变化和计算法则,研究的基础是定义和假设,研究的方法主要是归纳、递归、类比和演绎推理。
统计学则不同。如我上面谈到的,统计学是通过数据来进行分析和推断的。因此,统计研究的基础是数据。这些数据的特点是,对于每一个数据而言,都具有不确定性,我们需要抽取一定数量的数据,才能从中获取信息。因此,统计学的研究依赖于对数的感悟,甚至是对一堆看似杂乱无章的数的感悟。通过对数据的归纳整理、分析判断,可以发现其中隐藏的规律。因为可以用各种方法对数据进行归纳整理、分析判断,所以,得到的结论也可能是不同的。而且,我们很难说哪一种方法是对的,哪一种方法是错的,我们只能说,能够更客观地反映实际背景的方法要更好一些。比如,我们希望知道某公司员工的收入情况,可以用平均数也可以用中位数,很难说哪个方法错。事实上,如果收入比较均衡,用平均数要好一些;如果收入比较极端,用中位数要好一些。当然,最好的方法是对收入。情况进行分类,但是分类的方法又有好坏之分。我们可以看到,统计学关心更多的是好与不好,而中小学传统数学关心更多的是对与错。
因此,统计学的基本思路是,根据所关心的问题寻求最好的方法,对数据进行分析和判断,得到必要的信息去解释实际背景。
2 统计学的研究对象
问:我们对于统计学有了一定的了解。从您的谈话中我们感觉到,统计学似乎是包罗―万象的。那么,统计学到底是研究什么呢?
史教授:是这样的,统计学的应用面非常广,凡是涉及数据分析的都可以成为统计学的研究领域。特别是到了近代,人们希望更加精细地了解实际背景,更多地借助数据分析,甚至人文科学也是如此,并且逐渐形成了专业的研究领域,比如计量经济学、计量社会学、计量教育学、计量心理学,等等。这些研究领域分析方法的基础大体是统计学。统计学并不研究某一个领域的具体内容,在本质上只是研究数据分析的方法,这包括创新的方法,也包括分析方法的好坏、分析方法的适用条件。
问:您能否结合中小学统计的内容谈得更具体一些?特别是在统计教学过程中,应当把握的基本原则是什么呢?
史教授:可以在统计研究中首先遇到的问题是如何获取“好”的数据。所谓“好”的数据,是指那些能够更加客观地反映实际背景的数据,而要获取好的数据要依赖于“好”的方法。根据数据的不同,方法主要分两大类,一是通过调查收集数据,二是通过实验制造数据-中小学统计教学中涉及的主要是前者,称为抽样调查(而后者通常被称为实验设计)_抽样调查又包含两个方面,一个是对已经存在的数据的收集,称之为抽样,比如市场的物价、学生的身高、企业的产值,等等;另一个是需要我们了解才能够获取的,称之为调查,比如美国总统的民意支持率、人们日常消费的主要项目、中小学生喜欢的歌手,等等。
根据问题的不同,所要采用的方法也可能不同,但是要建立两个基本原则。第一个基本原则是,采用能够获取好的数据的方法。为了获取好的数据,我们需要尽可能多地利用对于实际背景已有的先验知识。比如,希望知道学生的身高,先验知识是“年龄之间差别很大”。因此,最好是根据年龄段学生数的多少按比例抽取样本,我们称这种方法为分层抽样。可以看到,统计方法的直观想法是很明显的。如果对于实际背景一无所知,那么一定要抽取样本,这便是随机抽样。比如,希望知道学生喜欢的歌手,因为这些学生年龄之间差别可能不大,就可以采取随机抽样。当然也可以用分层抽样,但要麻烦得多。第二个基本原则是,采用简单的方法。能够基于上述两个原则的方法就是一个好方法。我们不要小看第二个原则,一个好的方法往往能够节省很多调查经费。这就是为什么咨询公司非常欢迎统计学家的原因。
问:刚才您提到了样本,许多教师对样本这个概念总是感到费解。
史教授:是的,这个概念很难把握。样本实质上就是数据,但是,统计学中涉及的数据往往是随机性的。还是
回到“学生的身高”这个问题上来。在抽样之前。我们可能并不知道具体数据的大小,这些数据对于我们是随机的。为了讨论出一个好的方法,我们假想能够得到这些数据,并且假想这些数据的出现是依据某种规律的,这种规律就是数据出现的可能性在小,我们称之为概率。比如,高年级学生出现大数据(高个子)的可能性要大于低年级学生,就是说,出现大数据的概率要大。但是,只有当抽样之后我们才能得到真实的数据;才能进行实质的计算与分析。这样,我们所要研究的数据既具有随机性又具有真实性。为了方便起见,我们称这样的数据为样本。
问:根据您的阐述,统计学怎么有一些哲学式的思考呢?
史教授:你们理解到了根本。这是统计学与中小学传统数学的最大区别。传统数学可以根据假设和规定的原则进行计算或者推理,但是统计学往往要问你所采用的方法是不是有道理,是不是还有更为合理的方法。不过,传统数学是统计学不可缺少的工具。
问:是不是因为统计学需要计算呢?
纵观我国美学思想的发展历程,其中有一个非常突出的特点,即一以贯之的人本主义传统。无论是孔子的“兴观群怨”说、庄子的“大道为美”说,还是钟嵘《诗品》中的“诗唯性情”论、陆机《文赋》中的“诗缘情”,以及后来的“妙悟”说、“意境”说等,都是围绕着人、人的性情、人格精神等方面进行的。其中的“意境”说、“神韵”说、“风骨”说、“妙悟”说等,都属于我国民族传统的美学范畴,体现了我国古典美学中自然主义与人格主义的两大品格。在这种美学思想引导下的文艺创作,充满了对人的情感精神的关注和人之生命价值的肯定。
孔子曰:“诗三百,一言以蔽之,曰‘思无邪”,,诗的作用是“可以兴、可以观、可以群、可以怨。”即可以激发人的情绪,体察民情民意,抒发其怨愤之情。其诗论始终围绕着人的情绪,所以他编定的《诗三百》将人的感情的抒发放在了首位,这种情感也构成了该诗集的精华部分,充分体现了其艺术价值。此外,孔子的“尽善尽美”说、孟子的“冲实之谓美”以及荀子的“美善相乐”说等范畴和命题对中华民族追求美好品德的审美理想和审美情趣具有深远影响,并奠定了中国古代美学思想重视文艺审美教化作用的审美原则。
道家提出了一系列有关审美思维方式和审美本体论方面的范畴和命题,为中国古代文艺美学思想奠定了理论基础。如“天地有大美”、“坐忘”、“物化”、“齐物我”等思想在我国美学思想史上产生了深刻影响。以道家的代表人物庄子为例,他高度重视人的生命价值,以人为本是其思想的核心。庄子论美也是以人为核心,其“重生”、“养生”、“保身”等思想影响下的美学思想呈现出鲜明、突出的人本精神。庄子把“道”视为美的最高境界,提出了“道至美至乐”的美论主张,即美是从“道”的范畴中衍生出来的,因而“道”与美密切相关。在庄子看来“道”是一种绝对的自由,既是“美”的根本所在,也是人所缺乏、并且是人应效仿追求的。“物物而不物于物”、“胜物而不伤”、“不以物挫志”、“不以物害己”,人不要被功名利禄所累,不应为物所奴役,而应成为物的主宰,把物我、生死、贵贱、穷达、祸福、得失等都看成相对的东西,从而追求一种心灵精神的绝对无限自由。只有如此,人才能获得“美”。
在《逍遥游》中庄子为我们描绘了一个“神人”的形象:在形体方面其具有健全之美,精神方面具有高尚的品德之美,有着绝对的自由和广大无边的神力,而这种“神人”其实就是人的本质的一种人格化。同时,在庄子的审美思想中也论及了审美主体的自由心态。在《田方子》中,庄子描绘了一个“真画者”在画图时的独特的自由行动和神态:“宋元君将画图,众史皆至,受揖而立;敌笔和墨,在外者半。有一史后至者,值值然不趋,受揖不立,因之舍。公使之视之,则解衣般礴裸。君日:‘可矣,是真画者也。’”庄子在这里旨在说明真正的画家要按照自然之性去创作,敢于表现自己的真情实感和独特个性。庄子的这种审美态度使其美学思想带有了鲜明的人本精神特征。而且,在他的美学思想中,真与美密切相关,提出了“法天贵真”的审美命题。此“真”乃一种出于主体心灵的纯真之情,是审美主体的一种天然感性的东西.其富有感人的巨大力量,因而具有独特的审美价值和作用。在庄子的“法天贵真”思想中强调人之生命精神的自由,生命自由就是美的根本所在。庄子对人的感情、精神美的充分肯定.不仅体现了其对人之生命的热切关注.具有鲜明的人本主义精神,而且对后世的文学创作及文艺理论产生了深远的影响。
我国第一部诗论专著—六朝钟嵘的《诗品》发展了孔子的“兴观群怨”说,莫定了“诗唯性情”的理论。《诗品》以诗人个人的风格为品评对象,分上、中、下三品.以曹植的诗为一品,“为建安之杰”。在艺术手法上.进一步解释了“兴”为言已尽而意无穷,把审美范畴扩展到诗文以外。用诗的风格立品,是自觉的美学追求的开始。(诗品)所体现出的美学观的核心便是“诗唯性情”,即由于自然和社会现象的影响,使人的性情发生波动,便以诗歌的形式加以表现。正如《诗品·序》所写:“嘉汇寄诗以亲,离群托时以怨—凡斯种种,感荡心灵,非陈诗何以展其义?非长歌何以骋其情?故日’可以群.可以怨’,使穷践易安,幽居靡闷,莫尚于诗矣。诗歌的创作无不与社会人事、人的情感密切相关。
唐代.禅宗兴盛.形成一种新的美学思想。禅宗是从印度佛学发展起来而又能充分表现中华民族思想与性格的佛教流派。其追求超脱人世烦恼、达到心灵绝对自由的境界。但在这一过程中并不否定个体生命价值,不主张完全脱离世俗生活,因而希望通过个体心灵、直觉、顿悟,达到这种绝对自由的人生境界。禅宗重视主体的内心体验.尊重其内心思考的权威.提倡“我心即佛”.排除了外在偶像、教条的束缚.开拓了个性解放的天地。这种思想理论围绕着人、人的生活.让人看到生命的本质.且将主体心灵的体验放在首位.强调人的本性.充分肯定人的心灵的实在性.从人的某种人生境界的体验中去追求美、寻找美,在一种心灵自由的境界中去获得审美满足。这种思想无意中激发了当时的诗人及理论家们的思维方式,促使禅思转化为艺术思维、艺术机趣,禅宗佛理便被直接引人到诗歌美学理论的研究和创作之中。特别是唐朝经过“安史之乱”后社会由盛转衰.严重的社会危机使当时的士大夫们的审美兴趣发生了巨大变化。
在创作理论上.皎然独标性情,引发哲理思考。他在诗论专著《诗式》中说道:“级者尝与诸公论康乐(谢灵运号)为文,真于性情,尚于作用,不顾词彩.而风流自然。”又说:“两重意以上.皆文外之旨。若遇高手.与康乐公,览而察之,但见性情,不睹文字,盖诗道之极也。”可见其仍不脱离性情说。所谓“性情”指人类本性所具有的喜怒哀乐。他强调诗人在构思时要善于引发人性的率直真情,为此需要排斥名言、概念等中介,即不睹文字、不顾词彩,从而达到情真意切、超逸美妙的效果。这种诗学观是道家“得意忘言”和禅宗“离言”的发挥。司空图则综合儒释道三家学说,撰《二十四诗品),论述诗歌的风格美.分为雄浑、冲淡、洗练、劲健、绮丽、自然、含蓄、豪放等二十四目,各用四言韵语形象地描述了每种风格的特征.从而表达了中国人独有的民族审美观,其中“含蓄”一目,要求“不著一字.尽得风流”。的确,不尽之意,见于言外,是独有的一种民族审美风格。他在皎然“文外之旨”的基础上还提出了诗之“韵味”说。这种“韵味美”的营构.不仅需要创作主体的“妙造”,还需通过作品审美主体—鉴赏者的阅读、接受、想象和认同。从这时候的诗歌创作来看,士大夫们以追求自我精神解脱为核心的人生哲学使其审美情趣趋向清幽、平淡、宁静。其中自然适宜、浑然天成乃是士大夫们所追求的最高境界。面对静谧的自然、空寂的宇宙,他们抒发着内心淡淡的情思,领略着人生的哲理.并把这些融化在心灵深处。其中王维的诗歌创作最具代表性。如他的“空山不见人.但闻人语响。 返景人深林,复照青苔上”(《鹿柴》}“人闲桂花落.夜静春山空。月出惊山鸟,时鸣春涧中。”旧(《鸟鸣涧))诗很短,但禅意充盈。王维深得禅意、禅趣,故营造了独特的淡远含蓄、玲珑澄澈之意蕴。他说:“空居法云外,观世得无生”(《登辨觉寺》),这便是其禅悟心态的表现。“木末芙蓉花,山中发红粤。涧户寂无人,纷纷开且落。”(《辛夷坞》)芙蓉花自开自落,物态天趣,自然天成。“安史之乱”使许多士大夫都经历了一段惨痛的生活,对王维的心灵也产生了很大的伤害,从此他在精神上真正投向了“空门”。“独坐悲双翼.空堂欲二更。雨中山果落,灯下草虫鸣。白发终难变,黄金不可成。欲知除老病,惟有学无生。”《(秋夜独坐)》“无生”.在这里指代佛门“真谛”。涅架境界无生无灭,简称“无生”。可见,由于社会的变动以及禅宗思想的影响渗透,使文人们的思想发生了巨大变化。在这种思想影响下的文学创作始终将关注的目光放在审美个体心灵的宁静旷达与超然适意上,使其逐渐悟得在短暂的生命中获得人生意义和价值的途径。
宋代是文字禅的时代。由于时局的动荡.禅与文人的关系更加密切.禅宗那种“一切本空”的世界观、自然适宜的人生态度和超凡脱俗的生活志趣,正好同宋代文人内向封闭的心理需求相吻合,禅的广泛渗透,改变了文人们的价值观和审美心态.促进了文人们思维模式的改变。禅家“心生则种种法生,心灭则种种法灭”的思想.使宋代文人产生了“不以物喜.不以己悲”的平常心态.使宋代词风多以冷清、平淡为美.追求空灵、疏淡的意境。如苏轼的《卜算子·黄州定惠院寓居作·缺月挂疏桐》:“缺月挂疏桐,漏断人静初。谁见幽人独往来,缥缈孤鸿影。惊起却回头.又恨无人省。拣尽寒枝不肯栖,寂寞沙洲冷。”词中鸿、人互见,语语相关,营造了一种幽缈、清冷、安谧的意境。苏轼吸收庄子齐物论的哲学观而形成旷达的人生态度.反映在其文艺创作中是一种通达不执的审美理想。而且,由于苏轼一生中的坎坷经历,使其在创作中,在思维方式上常常融进禅思佛理,形成一种清幽空灵的艺术境界。如他的(前赤壁赋》中,由个体生命的有限之悲上升到宇宙时空的无极之壮,借用自然界的江水、明月、清风等景物,暗含着佛禅思想,抒发遗世独立的旷达之情,阐明事物具有变与不变的两重性,表达了他虽然身处逆境仍然忘怀得失、处之坦然的人生态度,启迪人们要在体悟人与宇宙冥合的境界中获得一种宁静、淡泊的乐趣。其中写道:“且夫天地之间,物各有主,苟非吾之所有,虽一毫而莫取。惟江上之清风,与山间之明月,耳得之而为声,目遇之而成色;取之无禁,用之不竭。是造物者之无尽藏也,而吾与子之所共适。”其中浸透着禅思理趣,暗含着人生哲理、人生的价值意义,融会着人本主义的思想。
在文艺创作理论中,宋代严羽的(沧浪诗话》以禅论诗,其见解更丰富,更有启发性,创立了“妙悟”说、“兴趣”说。他说:“大抵禅道惟在妙悟,诗道也在妙悟。诗有别才,非关书也,诗有别趣,非关理也……盛唐诗人,惟在兴趣,羚羊挂角,无迹可求。故其妙处,透澈玲珑,不可凑泊。如空中之音,象中之色,水中之月,镜中之象,言有尽而意无穷。”揭示了古典诗歌的含蓄之美。
一、统计学的基本内容
统计学的基本内容由描述统计、推断统计和实验设计三部分构成。
(一)描述统计(descriptive statistics)
是对实验或调查所获得的数据加以整理(如制表、绘图),并计算其各种代表量数(如集中量数、差异量数、相关量数等),其基本思想是平均。如在集中量数中将原始数据进行平均,在差异量数中将离均差进行平均,在相关量数中将积差进行平均等。通过描述统计的工作,我们可以把大量零散的、杂乱无章的资料加以简化、概括,从而更加清晰明确地显示出这些数据的分布特征。
(二)推断统计(inferencial statistics)
又称抽样统计(sampling statistics),它是根据对部分个体进行观测所得到的信息,通过概括性的分析、论证,在一定可靠程度上去推测相应的总体。换言之,就是根据已知的情况推测未知的情况。推断统计主要用于两个方面,一是从单一样本得到的统计量去推断较大总体的有关特征,我们称之为统计估计或参数估计。二是比较多个样本或总体的差别情况,评价一项实验的结果,我们称之为假设检验。
描述统计和推断统计均是针对数据进行计算的分析方法,因此,只要有数字我们就可以进行计算和分析。然而,要使这些数据真实、可靠地反映客观现实,首先要保证其本身的可靠性和有效性,因此仅靠分析方法是远远不够的,还需要一种获得准确数据的理论与方法,即实验设计。
(三)实验设计(experimental design)
是研究如何更加合理、有效地获得观测资料,怎样更正确、更经济、更有效地达到实验目的,以揭示实验中各种变量关系的实验计划。实验设计的具体内容包括怎样选择被试,控制那些无关因素,提出什么样的假设,观察哪些实验内容,如何安排实验步骤,采取何种统计方法来处理和分析实验结果等。实验设计时,每一项调查、测量和实验事先都必须进行合理的设计才能实施。有人曾说,假如给我三天的时间做研究,我会用两天的时间进行设计,用一天的时间进行实施,可见实验设计在整个统计学中的地位。
三者之间的关系:统计学的内容之间既互相区别,又互相联系。从统计学发展的历史来看,先有描述统计,后有推断统计,再有实验设计,因此描述统计为前驱,推断统计为核心,实验设计为后衍。但是从实验研究进程来说,则应先进行实验设计,再进行描述统计和推断统计。
二、几种基本的统计思想
统计要认识的对象是一个总体,按统计总体的定义,它必须是许多事物的集合。统计的总体思想使统计始终要站在研究对象的整体角度来看问题,形成了大量观察方法和一系列认识规律。既然统计学是通用的数量认识模式,就需要我们对这些模式进行总结。这既是学科内的必需,也有利于弄清统计学与其他学科的区别。
统计思想包括平均思想、变异思想、估计思想、相关思想、拟合思想、检验思想。平均概念几乎涉及所有统计学理论,是统计学的基本思想,算术平均数是简明而重要的代表。均值思想告诉我们统计认识问题是从其发展的一般规律来看,侧重点不在总规模或个体;所谓变异指的是个别对一般的偏离程度,个体变异在宏观上看就是方差。可以说,算术平均数与方差这两个概念分别起到“隐异显同”和“知同察异”的作用。平均与变异都是对同类事物特征的抽象和宏观度量;估计的本质是类比,把已知的事物特征推广到更大的范围,以样本推测总体,是对同类事物的由此及彼式的认识方法;相关概念表现事物之间的关系,它的度量对象是“关系”,是多维现象,是前述统计思想的重要扩展;拟合是对不同类型事物之间关系之表象的抽象。拟合的成果是模型,反映一般趋势,趋势表达的是“事物和关系”的变化过程在数量上所体现的模式和基于此而预示的可能性;统计方法总是归纳性的,其结论永远带有一定的或然性,基于局部特征和规律所推广出来的判断不可能完全可信,检验过程是保证判断可靠的逻辑要求。
统计学是一门方法论学科,是就如何对数据进行加工、处理及分析方法进行研究的学科。作为一门方法论学科,对它的基本思想的认识,是深化对统计认识的主要手段,也是更好地使用统计方法的要求。在统计教学工作中,如何有效地将统计基本思想贯彻在日常教学中,是提高学生对本门学科的认识、增强兴趣的重要手段。
统计不好学的原因有很多,其中有两个重要的原因:一是在学习中有很多复杂的公式;二是学生对于统计方法的认识还没有完全摆脱中学数学的思维模式和基本思想。其实质就是对统计思想的认识问题。具体说,就是对于统计的学习仅仅从其公式本身去学习,未能深刻体会“为什么”,仅仅着眼于“怎么做”的问题,这就使得学生在学习中难以真正认识到统计的作用而无法运用。
一、统计思想的基本理念
统计思想是指在统计工作和统计理论研究中必须遵循的基本理念和指导思想。它是建立在基本世界观基础上的。统计对世界认识的基本观念主要有:数量观、总体观和推断观。这是统计认识世界的出发点,是统计工作和理论研究的思想指南,也是统计工作和理论研究的基本思维模式。
(1)数量观。任何事物都是质量和数量的统一,数量观要求统计学从事物的定性认识出发,研究事物总体数量方面的特征,达到认识事物的发展趋势及其变化规律。这不仅要求提高对事物数量特征方面的认识,也提出了将数学知识应用于统计中的思想。
(2)总体观。统计要认识的对象是一个总体,必须是许多事物的集合。统计的总体思想使统计始终要站在研究对象的整体角度来看问题,要对总体中各单位普遍存在的事实进行大量观察和综合分析,得出反映现象总体的数量特征。总体现象是相对稳定的,表现出某种共同的倾向,是有规律可循,社会现象的规律通常具有总体的性质。
(3)推断观。统计研究主要基于对现象的规律性的认识,从这个角度讲,规律所寓于的对象是无穷无尽的,所要观察的群体总是有限的,总结出来的规律,对整体现象的判断都是基于推断。推断思想告诉我们认识的世界是无限,如何利用已知的某些信息来推断这无限世界中的一些规律、特征。推断有两种情况:由已发生事物的部分推断整体;由已发生的事物推断未发生的事物。但无论哪种情况,所推断的对象和结论都是客观存在的,只是人们还没有认识而需要去认识而已。有些推断是无法对总体进行全面检验的,前者如验血、破坏性产品试验,后者如城镇居民生活水平、价格变动调查等。推断思想是一种利用现有信息进行的概率推理。抽样推断是统计推断思想的集中体现。
从具体统计分析方法来看,统计的基本思想包括均值的思想、变异的思想、估计的思想、相关的思想、拟合的思想和检验的思想。
二、统计的基本思想
(一)均值的思想
均值的思想涉及统计理论的方方面面,它是统计的基本思想。均值集中体现了统计认识事物的基本过程和基本观点。统计是研究总体的数量特征。在描述总体的数量特征时,我们的重点往往在于总体的一般水平,不是个体水平或总体总量水平。个体的数量特征中往往包含了偶然性因素的影响,总体总量水平往往又受到总体范围大小的影响,不能有效地反映统计总体的一般水平。相对于个体,用一般水平能够较消除偶然性因素的影响,表现出总体内在的特征。这在统计上体现为平均指标,通过均值来反映数据的集中趋势。
(二)变异的思想
没有变异就没有统计。虽然统计的目标在于寻找总体的一般水平,即寻找个体中具有一般性的规律,这种认识过程是从变异出发。变异反映的是事物变化的偶然性,反映变异的基本指标是方差。
(三)估计的思想
用样本推测总体是统计分析的方法。在实际工作中,往往无法或很难得到总体数据,只能利用样本的资料来推断总体,用样本来推断总体,达到对总体的系统性认识。
(四)相关的思想
所谓相关的思想就是体现事物间的关系,也就是哲学是普遍联系的观点在统计中的应用。它既反映了事物之间的联系,又反映了这种联系的不确定性,客观地体现了事物之间的真实关系。
(五)拟合的思想
拟合实质是对事物间不确定关系的一种抽象的反映。这种方法就是对规律或趋势的拟合,其基本出发点是对偶然性的消除,最终反映出偶然背后的必然。拟合的成果是模型,反映一般趋势,趋势表达的是“事物和关系的变化过程在数量上所体现的模式和基于此而预示的可能性”。
(六)检验的思想
统计分析方法是基于归纳的方法,是一种从个体到总体、从局部到全部的过程。其结论由于所选择的个体的不同(即样本的不同)必然具有差异,即必然包括偶然性,在建立模型时,由于偶然性的影响,需要基于一定的假设。其结果的可靠性是需要检验的。所谓检验就是基于样本数据而对总体做出了一定的假设,对这个假设的正确性进行检验。
三、对统计思想的认识
在统计的思想中,最基本的是均值的思想和变异的思想。
(一)从对事物的数量特征的认识来看,统计是从特殊到一般的过程,从个体到总体的过程
一方面我们从个体出发,要找出事物的一般性的、带有本质的特征,这是我们统计方法的最终目标;另一方面个体间的差异是客观存在的,不能对其仅仅是消除了事,必须要对这种差异进行如实的反映。这种差异同时也是对总体一般水平(即均值)所具有的效果的一种评价。均值和变异从相反的角度全面地反映了总体的基本特征,有均值就有变异,二者从两个不同的角度反映了总体的基本特征,缺一不可。
(二)其它的思想中均离不开均值和变异
从估计思想来看,在估计过程中不能离开均值。在用样本估计总体时,只能用样本的一般水平来估计总体的一般水平,不可能用样本的总规模来估计总体的总规模,即对总体数量特征的估计往往体现为对总体均值的估计,对估计结果的检验却离不开变异,几乎所有的假设检验都是基于离差。虽然假设检验无论从指标上来看,还是从目标上来看或是从基本出发点来看,都表现出了很大的差异,但究其本质来看,都是建立在对离差大小的评价基础上。
(1)相关的思想。统计中的相关包含两个要点:一是变量间具有联系;二是这种联系的不确定性。而通过均值来反映变量间的联系(即变量间消除了偶然性因素后的联系),用变异反映联系的不确定性。
(2)拟合的思想。在拟合对事物不确定性关系的反映中,首先是反映事物的一般关系,即消除了偶然性因素影响的关系。在拟合模型的过程中,不同的方法具有不同的模型,但同样,各种模型的拟合过程中,其消除偶然性因素的方法均基于均值的思想。
(三)其它各思想之间的关系
相关思想是拟合思想的基础,估计的思想是检验思想的前提,四个之间存在相互依赖的关系。在实践中,需要对相关关系进行反映和描述,并据此来认识事物发展的本质规律;认识相关关系的方法就是拟合模型;在拟合模型时,往往是利用样本资料来估计总体模型;由于样本中存在的偶然性,使得我们必须对样本模型进行假设检验。
对于统计学思想的认识是掌握和应用统计方法的重要基础,也是提高统计应用水平的重要前提。
参考文献
[1]李金昌.关于统计思想若干问题的探讨[J].统计研究.2006(3)
《生物统计学》是数理统计的原理和方法在生物科学研究中的应用,它不仅给我们提供了如何正确地设计科学试验和收集数据的方法,而且提供了如何正确地整理、分析数据,得出客观、科学结论的方法。它是生物科学等专业重要的专业基础课,该课程体系建设对生物科学、植物生产类专业、动物生产类专业十分重要,是从事生物生产、育种试验研究的工具性课程。通过该门课程的学习,学生不仅可以了解有关生物统计的基本概念以及参数的意义,掌握基本的试验设计和生物试验数据的统计分析方法,提高综合素质,同时还可以培养发现问题、分析问题的能力,建立和巩固专业思想。
在专业发展、大学生素质教育与创新教育等教学改革方面,《生物统计学》课程是一门十分重要的课程,具体体现在:(1)可提高学生从必然性推理到或然性推理的归纳推理能力;(2)可提高学生的科研能力,使学生明白试验研究前、中和后的主要目的和任务,以及怎样提高试验的精度,为毕业论文以及今后参加科学研究奠定良好的基础;(3)可提高学生的动手能力。为此,我们对《生物统计学》课程的教学内容、方法和手段进行了几项改革探索。
1 .教学内容的改革与探索
《生物统计学》主要讲述五个方面的内容:(1)介绍科学研究基本过程、试验方案制定和试验误差及其控制,讲述生物试验的误差来源和控制误差的技术、试验设计、实施规则;(2)介绍研究对象总体的理论分布、统计数的抽样分布及统计数的理论概率;(3)讲述统计推断的基本方法、平均数比较的u测验和t测验、F测验和x2测验及其应用,包括计量数据的方差分析和计数数据的统计分析;(4)方差分析的应用,介绍单因素、多因素试验结果的统计分析;(5)二变量直线回归和相关分析。该课程的知识和分析问题的方法是科研工作者必须掌握和熟练运用的。因此在教学实践中,描述性统计学的知识即资料的整理和描述应重点讲授连续性资料的整理方法;推断性统计学的知识即理论分布、t检验、x2检验、F检验,重点讲授正态分布的概率计算方法和对各种资料的检验方法,特别是资料的类型与相应统计分析方法的联系,使学生能掌握根据不同资料正确选择使用统计分析方法的能力,并且能够根据所掌握的知识和技能分析具体的实验数据和材料,得出较为客观和准确的结果;对于回归、相关分析则主要介绍一元回归、相关分析的基本思想和分析方法,计算方法、过程留给学生自学,多元分析则要求学生在熟练掌握的基础上进行自学;试验设计重点讲清试验设计的基本原则,并结合实际讲清不同的试验设计的基本思想和设计方法,对试验所得资料的分析方法则要求学生自学。
2. 教学方法、手段的改革与探索
《生物统计学》的理论性相对较强,内容相对枯燥和抽象,教学方法单一必然会导致学生学习兴趣低下,不利于培养学生分析问题和解决问题的能力,要想真正建立起先进、科学的创新教学模式,只有通过系统优化教学设计,针对教学内容,借助于现代化媒体技术,采取各种有效的教学方法。因此在教学中就要求由以教师为主体转变为以学生为主体、教师为主导的思路上来,突出以学为主,坚持以启发诱导为核心,激发学生学习的兴趣,引导学生积极主动开展思维活动,紧紧围绕学的需要组织教学。课内以课堂理论讲授为主,重点让学生弄懂基本原理;习题讨论主要运用实例进行分析,重点让学生掌握具体计算方法和分析;教学中可适当安排一些讨论课,让学生将所学知识与生产实际结合起来,充分调动学生学习的主动性、积极性,让学生学会学习。
2.1计算机辅助教学
《生物统计学》概念多、公式多,统计计算过程烦琐乏味,如果在课堂上用板书的形式进行演算,既浪费课堂教学时间,又容易导致学生注意力涣散,产生视觉、听觉和思维疲劳。多媒体课件具有图文并茂的特点,在《生物统计学》教学中若能应用好多媒体,既能提高学生的学习兴趣,又可加深学生的理解和记忆,促进教学内容的进一步深入,明显提高教学效果。
多媒体教学的效果与课件的设计和制作水平关系密切,课件应在重视教学基本原理的基础上,处理好内容与形式的关系,达到为教学服务的目的,切忌完全复制教材上的内容,而是必须突出重点、难点,这就需要教师对所要讲解的内容理解透彻,具备熟练的多媒体创作和使用技巧,引导学生学会统计分析方法,提高学习的积极性,同时要经常注意来自学生的信息反馈,不断地进行课件的更新。多媒体教学对教师提出了更高的要求,要求教师花费更多的时间和精力准备每一堂课的教学内容,同时不断地更新知识,为教学积累素材。
2.2 统计分析软件的应用
目前广泛应用的统计软件主要有SAS、SPSS,国产的优秀统计软件有DPS,此外Excel软件提供了较强的数据分析功能和统计绘图功能,易学易用,笔者在教学过程中穿插介绍Excel的一些统计功能,如Excel的一些常用统计函数及统计方法的应用,以及常用统计图表的绘制,并要求学生能够掌握并熟练运用,取得了较好的教学效果。对具体资料的统计分析,一些常用的统计分析方法如t检验、x2检验、方差分析、相关回归分析、多元相关回归分析等均有相应的计算机分析软件,教学中只需给学生介绍基本思想和基本原理,要求学生尽量考虑用计算机来完成,把学生从大量的计算中解脱出来使之集中精力去学习《生物统计学》的基本思想、方法及其实际应用。
2.3 理论联系实际
生物统计学的教学并不是为了让学生掌握一些知识点而进行教学,树立统计的观念、应用统计方法分析和解决生物学研究的问题才是这门课程的最终目标。因此,在教学中,特别要注意将纯理论的统计学知识与科学研究中的实际问题联系在一起,必须与专业实际联系在一起进行教学,只有这样才不会使本课程的教学显得空洞,才不会脱离生产实际,才能在实践中培养学生的综合能力。
3. 考核方式的改革与探索
考核是教学活动的一个重要组成部分,是促进学生复习、巩固所学知识,并对教学效果进行检查的重要方法,恰当的考核对学生的理论学习和实践训练具有引导、激励和促进的作用。传统的笔试中学生要把大量的时间花在数学计算上,而不能全面考查学生对各种统计分析方法的掌握和应用情况。为了对教学质量进行科学地评价与管理,也为了客观准确地评定学生的成绩和能力,进行考试改革是必要的。
为了更好地发挥考试的功能,我们在教学过程中针对过去把书面考试作为评价学生学习效果的主要手段这一应试教育现象,实行考知识与考方法相结合,考理论与考应用相结合,建立了从学习过程、作业练习、期中考试到期末考试,定性评价与定量评价相结合的过程性评价体系,确保对影响学生应用能力形成的关键知识点进行全面测试,从重“知识”逐步走向重“能力”,培养学生脚踏实地的学习态度和严谨作风,促进教学质量不断改进和提高。
通过以上三个方面的改革尝试和探索,从各届学生的学习效果的比较分析看,已收到了一定的成效,使学生体会到了该课程的重要实用价值,初步树立了统计理念,培养了学生应用概率统计方法解决实际问题的能力。但《生物统计学》作为生命科学学科中重要而特殊的一门工具课程,要教好这门课,还有很多问题需要进一步的探究,在以后的教学中,还需要继续钻研统计理论,探索教学规律,优化教学过程,完善教学体系,从而全面提高该课程的教学质量。
参考文献:
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中图分类号:G4
文献标识码:A
doi:10.19311/ki.16723198.2016.25.078
1专业基础课教学现状分析
专业基础课是高等院校设置的为专业课程学习奠定必要基础的一类课程,它往往在一个专业的课程设置中起到承前启后作用,是学生掌握专业知识和专业技能必须的重要课程,专业不同,将设置不同的专业基础课。同一门课程也可能成为多个专业的专业基础课。以统计学为例,它是一门关于数据的收集、整理、显示和分析、解释数据的方法论学科。对经济管理类专业学生来说,在校学习和毕业后的工作中,都会涉及到很多社会经济方面的数据,也会涉及到一些大数据分析。因此,统计学一直是经济管理类本科专业的核心课程和必修的专业基础课之一。通过统计课程的学习与培养,希望学生能掌握统计学科的基本思想,并将其用于不同学科背景下的数据分析,形成数据统计分析的思维方式,提高解决实际问题的综合能力。
现有教学模式基本解决了专业基础课将理论课教师与实验课教师分离的问题,这也在一定程度上解决了理论教学和实验教学的分离问题。但这还未能实现理论教学与实验教学的完整统一。以经济管理类专业基础课《统计学》为例,主要表现在:目前的统计学理论教学材料与实验教学材料仍然相对独立,缺乏统一的知识体系。然而,作为一门工具性和应用性极强的学科,统计理论与统计实验二者本应该是属于同一知识体系下的两个不同教学环节,但因为历史原因,统计理论的发展相对比较成熟,而统计实验却相对滞后,因此形成二者独立存在。一个突出的特点是,理论课学习的知识和方法不能恰当地在实验课中得以实施和训练,实验课的训练未能与理论课同步进行。要想从根本上解决专业基础课理论教学与实验教学相统一的问题,还必须有能将理论课和实验课统一一体的教学材料。因此本文探讨专业基础课理论教学与实验教学材料融合模式的问题显得尤为重要,并以统计学为例,提出总体的融合方案、融合模式,为其它专业基础课教学改革提供参考。
2统计学理论教学与实验教学材料融合方案设计
2.1整合统计学理论教学和实验教学目标
统计学是处理数据的一门科学,通过收集数据、处理数据、分析数据、解释数据并从数据中得出结论的科学。统计研究的是来自各个领域的数据,统计方法是适用于所有学科领域的通用数据分析方法,只要有数据的地方就会用到统计方法,比如政府部门、学术研究、日常生活、企业生产经营管理等。而今,人类已步入大数据时代,知识总量急剧增长。大数据给企业运营、政府管理和科学研究等都带来了革命性变革。大数据对统计学教学也提出了更高的要求,为顺应时展,统计学教学改革势在必行。而在统计学教学改革中,首先要解决的就是现有教学目标的调整。在以往的教学中,通常把理论教学与实验教学孤立开来,其教学目标也不统一。大数据时代使得统计学理论教学与实验教学密不可分,因此,需要整合统计学理论教学和实验教学的教学目标:通过统计学理论课和实验课的教学,培养学生扎实的定量分析能力和理论联系实际的能力,使学生掌握统计学的基本思想、基本理论、基本方法以及运用统计软件处理数据的能力,为后续课程的学习准备必要的统计知识和统计技能。基本内容要求:描述统计重点培养学生统计资料收集、整理、综合能力;推断统计重点培养学生进行统计抽样、运用样本信息对总体进行参数估计、假设检验、方差分析以及统计回归等能力。同时,强化学生的动手能力,掌握一至二种统计分析软件,培养学生运用统计软件处理数据、分析解决实际问题的能力。
2.2构建统计学理论教学与实验教学知识体系融合架构
1、统计学p值大于0.05表示无差异,小于0.05表示有差异。大于0.05表明与正态分布无差异,故符合正态分布。
2、由于“小概率事件”和假设检验的基本思想 “小概率事件”通常指发生的概率小于5%的事件,认为在一次试验中该事件是几乎不可能发生的。
3、由此可见X落在(μ-3σ,μ+3σ)以外的概率小于千分之三,在实际问题中常认为相应的事件是不会发生的,基本上可以把区间(μ-3σ,μ+3σ)看作是随机变量X实际可能的取值区间,这称之为正态分布的“3σ”原则。
4、统计学p值>0.05的意义它是进行检验决策的另一个依据。
(来源:文章屋网 )
正常情况来看,统计学是对各种统计对象的数据资料进行搜集、整理、研究和分析,以表现其总体的特征和规律性的学科。 统计学的分析对象是客观事物的数量特征和数据资料,它主要培养学生搜集、整理、研究和分析等统计本领。学生要通过对所分析对象的总体数量关系和数据资料去伪存真、去粗取精,从而找出分析对象的特征、变化趋势和规律等。因此,初中数学课堂教学中的统计学实际上便是统计学课程,它是本文由收集整理根据生活中的各种具体现象,联系学生实际,并让学生收集、整理和研究统计数据的科学。其目的是让学生探索数据的内在规律性,以达到对客观事物的科学认识。
二、统计学与初中数学的关系
1. 数学是统计学的基础
数学是统计学的形成基础,统计学中诸多的基本理论都是以数学的演绎推理为支撑,而统计学又是数学书本知识在生活领域的具体应用和延伸。
2. 统计学是数学的一个分支学科
数学逐渐发展成为具有多个分支学科的大家族,统计学就是其中一个分支。这些年以来,随着社会的不断发展进步,统计学与人们的实际生活越来越密切,统计学也变得越来越重要。初中统计知识教学中,要经过分析大量的案例,使学生体会统计知识与生活生产和科技领域的密切关系,体会数学来源于生活,又用于生活,从而增强统计意识。因此,在授教课程时,教师应该放手让学生经历数据的收集、整理、描述、研究的整个过程,掌握统计的一般方法,建立统计的思想体系,从而提升学生研究难题、解决难题的本领。
三、初中统计教学应突出的重点
1. 带领学生摆脱经验的束缚,树立统计观念
在统计的入门教学中,通过简单的实例体会统计知识在实际生活中的应用,认识数学与实际生活是密不可分的,经历方差、研究数据、描述信息、进行判断的整个过程,树立统计观念,使学生获得一种新的解决难题的本领和方法,即把基本理论知识转化为一种解决实际难题的本领。
2. 强化学生统计意识
统计主要是分析人们实际生活中的一些数据,研究某些规律和特征,并以此帮助学生处理生活中的具体难题。 用样本估计总体是统计的基本思想,统计中常常采用从总体中抽出样本,经过研究样本数据来估计和推测总体的情况。教学中,教师要带领学生体会统计这种归纳的数学思想,并针对不一样的抽样大概得到不一样的结果,即对结论的“不确定性”有所感悟,使学生认识到统计知识是联系实际的枢纽。
3. 重视实际难题随机抽样
一、大规模的统计学普及教育势在必行
从世界发达国家的情况来看,都比较重视统计学和统计学教育。2006年6月,中国人民大学举办了“2006统计学国际论坛”,笔者参加了这一论坛,并专门就统计学普及教育问题向美国依利诺依大学何旭明教授了解了美国统计学教育的有关情况。何教授讲:“美国的高等院校几乎都开设《统计方法》选修课,而且学生中选《统计方法》课程的人数要多于选修《微积分》课程的人数,因为他们觉得统计更有用。”另外,从最近的英国、美国、日本以及港、台地区的中学教材来看,统计学与概率都是教学内容的重要组成部分,多数教材每个年级都有统计内容。
在国内,统计学也越来越受到重视。1993年12月,贺铿、袁卫两位教授提出的“大统计”的理念,在统计学界从认识上正趋于统一。1998年9月,教育部在将504个本科专业调整为249个的情况下,统计学从原来的二级学科反而被调整为理学类一级学科。这些都为统计学的发展和统计教育的大规模普及奠定了重要基础。
尽管如此,我国统计学教育与发达国家相比还是存在着很大的差距。我国所有的普通高等学校中,具有统计学专业或开设统计学课程的只有100多所,这与美国有成百上千所学校在提供统计教育的状况相比比例是较低的。从我国中学教材来看,统计的内容约占4%。相对上述国家的教科书来说比例也是较低的。
一个国家应用统计学知识的多少,反映一个国家的发达程度。随着我国社会主义市场经济和各项社会事业的快速发展,随着建设创新型国家战略目标的实施,随着高等教育的大众化进程,统计学提高教育和大规模的普及教育无疑都会得到长足发展。统计学教育也会在普及基础上进一步提高,在提高指导下进一步普及。因此笔者认为,较大规模的统计学普及教育已经势在必行。
二、高等院校是统计学普及教育的突破口
实际上,近年来我国的统计学教育已经开始突破统计学专业教育的界限,在一些理工农医以及社会学等大部分学科和专业中,开设了统计课程;统计知识还列入了中小学教学内容。这是可喜的,但笔者认为统计学普及教育还仅仅是初露端倪,大规模的统计学普及教育还未开始,还有许多工作要做。
目前,我国在一些财经类院校开设的基本是社会统计学,在理工类院校开设的基本是数理统计学,都还与“大统计”的理念和作为理学类一级学科的统计学存在着很大距离。中小学虽然在数学教材中加入了一些统计学的基本内容,但一方面比例较少,另一方面,据笔者了解,由于受应试教育和基层学校师资条件的制约,教育质量也还存在不少的问题。很多理科教师在大学仅学过数理统计课程,对抽样和描述统计的内容较生疏,因而感觉新教材内容体系较乱,内容不如老教材讲起来“顺溜”。于是知识可以传授给学生,也可以指导学生完成很多的练习题,但蕴涵在知识背后的统计思想能否也讲出来可能就要打很大的折扣了。
另外,国民的统计意识还不强,对统计学的认识也还不够,据笔者了解,一谈到统计,很多人就联想到统计局,联想到大量的统计数据和统计报表等。这些都说明,统计学的普及教育还任重道远。
大规模普及统计教育是一项浩大的系统工程,需要以强大的人力、物力、财力资源为基础。以人力资源为例,尽管我国有一支素质较高的统计学专家队伍,但由于他们承担着国家政府部门或科学研究机构的重要工作,因此显然不可能有过多的时间和精力从事大规模的普及教育工作。同样,国家目前也还不可能投入大量的物力和财力资源开展统计学的普及教育工作。那么,怎样解决人力、物力、财力的问题,开展大规模的统计学普及教育呢?
笔者认为,要进行全社会的统计学普及教育,首先应该在各类高等院校中普及统计学教育,即把高等院校作为统计学普及教育的突破口,而后推向全社会。各类高校现有专业教师可以承担统计学普及教育的教学工作,在学校教务部门的统一安排下,着力通过开设跨专业选修课的形式开展统计学普及教育。各类高等院校接受过统计学基础教育的成千上万名大学生会走向社会的众多工作岗位,他们会带着统计学的基本思想方法在各个岗位开花结果,同时也为他们进一步提高和继续进行全社会的统计学普及教育打下了基础。因此,把高等院校作为统计学普及教育的突破口是解决人力、物力、财力资源问题的最好方略和最佳途径。当然,由中国统计教育学会、重点大学和一流专家牵头,以讲座班的形式开展对一般高等院校的师资培训工作,以研讨会的形式定期沟通和交流各高校统计学普及教育的情况和经验也是非常必要和重要的。
高等院校作为统计学普及教育的这个突破口一旦打开,全社会普及统计学教育的蓬勃局面也就很快到来了。笔者甚至认为,高等院校统计学普及教育的局面可能会很壮观,会受到学生的欢迎。
三、在高等院校进行统计学普及教育的一些思考
在各类高等院校中进行统计学普及教育实际上是相对现有教育体制来说的一项教育教学改革,是高等院校教学内容创新的一种尝试,需要领导的重视,教务部门的协调等基本条件作为保证。在这里,就有关教学指导思想和实施方法粗略地谈一下基本想法,以求抛砖引玉。
1、基本思想:将抽样技术、描述统计、概率初步、推断统计、非参数统计、Excel在统计分析中的应用结合在一起,并溶入案例教学,向学生较系统地介绍入门阶段最基本的统计思想和方法。
2、基本途径:通过在普通高等院校各专业开设《应用统计方法》选修课,解决统计意识的培养和统计方法普及教育问题,选修课一般为54~72学时为宜。
3、基本目标:各专业的学生通过《应用统计方法》的学习,初步树立统计意识,能够用基本的统计方法,借助于最普及的Excel统计分析软件解决工作中和生活中的实际问题。
4、教材选用:可以选用中国人民大学统计学院贾俊平等编著的《统计学》作为教材,也可以根据教学时间和其它具体情况,自编教材。
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2014)01-0141-02
统计学是收集、处理、分析、解释数据并从数据中得出结论的科学。[1]1998年我国教育部高等学校经济学学科教学指导委员会第一次会议上,将统计学列为高等学校经济学门类各专业的8门共同核心课程之一;2002年教育部高教司又将统计学列为工商管理类各专业的9门核心课程之一。统计学在经济管理类专业具有重要的地位,研究统计学课程的教学势在必行。
一、统计学课程的重要性
随着科学技术的不断发展,统计学的重要性开始逐渐被人们广泛认识并接受。正如统计学家C.R.Rao所说“统计学已经发展成为一种媒介科学”。目前,几乎所有的研究领域都用到统计方法;在人们的日常生活中,也会经常接触到统计数据或一些统计研究成果。著名统计学家H.G.Wells认为,统计思维总有一天会像读与写一样成为一个有效率公民的必备能力。
统计学是一门综合性和应用性很强的课程,对于高校经济管理类非统计学专业的本科生来讲,统计学主要侧重于培养学生的实践操作能力和综合分析能力。首先,它有利于培养学生的定量分析能力。统计学是研究数据分析的方法论学科,包括很多具体的统计分析方法,对于培养学生的数据处理能力、定量分析能力、推理能力和定量思维等具有重要的作用。其次,它可以提高学生解决实际问题的能力。统计学是基于现实问题的需要,根据实际观测到的数据,运用各种统计分析方法,对现实生活中存在的问题进行分析和解释,统计已经成为人们认识客观世界不可或缺的重要工具。[1]
二、“三本”经济管理类专业统计学课程教学中存在的问题
笔者发现所在地区“三本”经济管理类专业《统计学》课程的教学中存在以下问题。
(一)缺乏与学生相适应的教材
三本院校的目的是培养应用型人才,目前由于缺少专门针对三本院校的教材,很多三本院校选择使用一本或二本院校的教材,从而出现要求过高而与实际相脱节的现象或有些教师删减内容过多而不能保证基本要求的问题。由于学生的素质与教材要求不符,这样给学生带来学习的困难。另外,目前国内统计学教材大多侧重基础理论介绍和公式推导,从应用层面上讲,是一种本末倒置,大大降低了统计学的实用性,对学生了解统计的基本思想和方法非常不利。
(二)教学方式单一
目前运用较多的方式是多媒体教学,该方法能增大教学信息量,提高学生学习的积极性,使教学更具灵活性和生动性,但因其存在教学节奏快,屏幕阅读易引起视觉疲劳等问题,[2]影响学生对课堂内容的消化吸收,从而影响教学效果。
(三)教学中重理论轻应用
三本院校培养的是应用型人才,统计学又是一门应用性较强的课程,但在实际教学中相当一部分学校只重视理论教学而不重视各种方法的实际应用,结果是学生学了不少统计方法,却不知道该怎么用,不熟悉数据如何处理,不理解计算的结果,学生不能运用所学知识解决实际问题,造成学生理论与实践相脱离。
(四)课程考核方式死板
统计学课程考核中存在的问题,主要是考试未能体现出课程性质。长期以来统计学考试一直采取笔试成绩占总成绩70%的考核方式。这种方式对于教与学起到了一定的促进作用,在一定程度上保证了基础理论部分教学质量,但这种方法只注重学生理论知识的考核,不能体现统计学应用性强的特点,而且在全面测试学生分析、解决问题的能力上存在着缺陷,在教学过程中对学生兴趣的激发,特别是学生的思维方式及创造能力的培养上缺乏动力。
此外,随着招生规模扩大,一些学校基于办学成本考虑,设置教学班级容量过大,影响教学过程的互动效果,从而影响教学效果。
三、教学改革的初步思考
(一)选择适合学生的教材
虽然统计学课程的教材众多,但目前直接针对“三本”院校开发和编写的统计学教学大纲和教材基本上没有。现有统计学教材大致可以分为两大类:一类侧重于统计学的基本原理,即详细介绍统计学基本原理知识、统计分析方法,以数学推导和手工计算为主;另一类则侧重于应用统计学,即简单介绍统计学的基本原理,重点介绍各种统计分析方法的基本思想、适用条件和分析结果的解释,涉及计算的部分借助excel/spss统计分析软件完成。由于三本学生本身数学知识基础比较薄弱,如果大量地介绍理论知识和统计公式,会使学生感到十分困难,往往导致他们产生厌学情绪,甚至完全放弃。鉴于此,笔者根据所在学校三本学生统计学课程的教学目标,结合学生特点,选用中国人民大学贾俊平教授编著的《统计学》(第四版)作为教材。该教材以数据的收集、处理、分析、解释的基本理论和基本方法为主线,以数据分析为核心,内容涵盖数据的收集、处理、分析、解释的一般原理和方法,强调利用excel/spss实现数据的计算和统计分析。
(二)理论教学和实践教学相结合
统计学是一门应用性非常强的学科,通过开设相应的实践项目可以加强学生对相关概念、统计思想及方法的理解和掌握,从而提高学生的实践能力和综合分析问题的能力。比如,在介绍统计数据的来源时,可以让学生自己采取各种数据收集方法收集数据,体验各种数据收集方法等。比如,在课程内容进行到假设检验时,可以针对现阶段所学内容开展综合实践。比如,让学生自选主题进行一项调查,要求学生对调查数据进行适当的整理和展示,具体包括生成频数分布表、交叉频数分布表、饼图、条形图等;还可以要求学生对总体参数进行推断,具体包括总体参数的点估计、区间估计和假设检验等。这样不仅可以培养学生的综合分析能力和解决实际问题的能力,还可以提高学生的学习兴趣,增加学生的学习积极性。
(三)理论教学和实验教学相结合
统计学课程中涉及大量的计算,如果让学生进行手工计算,会让学生感觉到枯燥,进而产生厌学情绪,并且手工计算也脱离了现代统计方法的实际应用。因此,在教学中应采取理论教学和实验教学相结合的方式。理论教学侧重于从实际问题出发,引出相关统计学概念,介绍统计方法的基本原理、思路、使用前提和主要用途,并通过案例分析讲明如何对分析结果进行解释,而具体的计算部分则由excel/spss软件完成。比如相关与回归分析的手工计算量非常大,如果没有计算机软件的支撑,是很难对实际问题进行分析的。在课堂教学中,我们只介绍相关与回归分析的使用前提、基本原理、思想、用途及如何解释软件输出结果,大量的计算工作则由计算机完成。这样不仅使统计数据的计算和显示变得简单、准确,而且还可以激发学生的学习兴趣。
(四)考核方式多样化
统计学是理论与实践相结合的应用性学科。单一的笔试考试只重视书面考查,而忽视了学生动手能力的考查,且不利于激发学生的学习热情和钻研问题的兴趣。因此,统计学考核方式应多样化。笔者将其分为3个部分:(1)平时成绩部分,占总成绩的20%。根据学生的出勤情况、平时学习态度和作业完成情况进行综合评价。(2)实验成绩部分,占总成绩的20%。根据学生的上机操作和案例分析评定成绩,侧重于考核学生的实际动手能力、分析能力和综合统计能力。(3)笔试成绩部分,占总成绩的60%。基础理论知识的考核采取笔试的形式考核,侧重于考核学生对理论知识的理解程度。
四、结语
随着经济社会形势发展,对统计学的需要也在发生着变化,国内各高校对经济管理类非统计专业《统计学》课程的教学改革一直没有停息过,随着三本院校的出现,三本经济管理类非统计专业《统计学》课程的教学问题也越来越受到人们的重视。
进入21世纪,随着我国市场化步伐的加快,社会对新知识的需求日益增加, 无论是国民经济管理,还是公司企业乃至个人的经营、投资决策,都越来越依赖于数量分析,依赖于统计方法,统计方法已成为管理、经贸、金融等许多学科领域科学研究的重要方法。教育部也将《统计学》课程列为财经类专业本、专科专业的核心必修课程之一。力图通过《统计学》的学习,使学生掌握探索各学科内在的数量规律性,并用这种规律性的解释来研究各学科内在的规律。同时,由于统计学所倡导的尊重客观实事,通过调查研究用实事说话,这也有利于培养学生的实事求是的学习、工作和科学研究精神。
一、《统计学》课程教学面临的挑战
1、内容日益丰富。长期以来,在我国存在两门相互独立的统计学——数理统计学和社会经济统计学,分别隶属于数学学科和经济学学科。20世纪 80 年代以来,建立包括数理统计学和社会经济统计学在内的大统计学,逐步成为我国统计学界的共识 。1992年11月,国家技术监督局正式批准统计学上升为一级学科。国家颁布的学科分类标准已将统计学单列为一级学科。随着大统计学思想的建立和统计学在实质学科中的应用的需要,大多数学校和老师在财经类专业的本、专科专业《统计学》教学过程中,除了保留社会经济统计学原理中仍有现实意义的内容,如统计学的研究对象方法、统计的基本概念、统计数据的搜集整理、平均及变异指标、总量指标、相对指标、抽样调查、时间序列、统计指数等;同时也系统的充实了统计推断的内容,如:统计数据的分布特征、假设检验、方差分析、相关与回归分析、统计决策等。这一变化使得《统计学》的内容更适合相关实质学科的发展需要。
2、学生的学习难度加大。首先、结合《统计学》的课程特点——概念多而且概念之间的关系十分复杂、公式多且计算有一定难度等。如果学生不做必要的课外阅读、练习和实践活动,是很难理解和掌握的。对于财经类专业的本、专科专业的学生来说,本身的专业课学习负担已不轻。其次、对于财经类专业的本、专科专业的学生来说,由于其本专业的课程体系要求,使得学生的数学或者数理统计的基础不是特别好,对于专科学生来说更不用说,推断统计将是他们学习的困难。再说,《统计学》作为专业基础课,一般安排在一年级或二年级第一学期,在这个学习时段也是大多数专科生和本科生忙于计算机课程和英语课程的考证时段。如果以牺牲授课内容和降低要求来减轻学生的学习负担,显然有悖于《统计学》课程的教学和相关专业的发展要求。所有这一切对于学生学好这一课程面临的困难可想而知。
3、教师的教学难度加大。授课内容越来越丰富;课程难度太大可能导致学生兴趣下降;在倡导学生自主性学习的背景下,授课时数大为减少(一般安排一个学期共17~19教学周,每周2~3课时);高等教育扩招后,由于师资力量一时没有跟上,大多数学校,授课班级学生人数越来越多,一个教师跨越不同专业授课不再新鲜。这要求授课教师必须深刻领会授课内容的核心和相互关系,学会控制和驾驭课堂教学,学会激发学生的兴趣,注重统计学在不同专业领域的具体应用等等。作为这门学科的授课教师特别需要认真考虑该怎么办?
二、《统计学》教学的发展趋势分析
1、统计学从数学技巧转向数据分析的训练。在计算机及计算机网络非常普及的今天,统计计算技术不再是统计学教学的重点了。统计思想、统计应用才应该是重点。现代统计方法的实际应用离不开现代信息处理技术。统计软件的使用,不仅使统计数据的计算和显示变得简单、准确,而且使统计教学由繁琐抽象变得简单轻松、由枯燥乏味变得趣味盎然。所以,在统计教学过程中,大量的内容只需要给学生讲清楚统计基本思想、计算的原理和正确应用的条件、正确解读计算的结果,而对大量复杂具体的计算可以交给计算机去完成。
比如方差分析,手工计算量非常大,没有计算机软件的支撑,是很难教学实际问题分析的。现在我们只要讲清楚方差分析要做什么,为什么方差分析要解决的中心问题是判断有无条件误差,而原假设又是k种不同水平下总体的理论均值是否相等,检验结果表示什么等就可以了,大计算量的工作让计算机去完成。
2、通过统计实践学习统计。也就是以学生为中心,通过课堂现场教学、引导学生先读后写再议、模拟实验、利用课余时间完成项目、利用假期时间,通过参加学校组织的某些团队、小组或自己组织去开展一些与专业有关的活动,如社会调查、专题研究、提供咨询、参与企业管理等方法。全方位地激发学生的学习兴趣、培养学生的专业能力、方法能力和社会能力。
比如依同学们在设计调查问卷和调查方案的基础上,让他们组成若干调查小组(如以寝室为单位),在校园内真正进行一次统计调查活动,从具体调查对象和单位的确定,样本的抽取(不一定要很大),问卷的发放、回收与审核,数据输入与资料整理,估计与分析,一直到调查报告的编写,调查总结或体会的形成,全部由同学自己来完成。这样,同学们就亲身参与了统计调查、统计整理和统计分析(含统计推断)的整个过程,效果很好。
三、基于excel的《统计学》教学设想
如何从烦琐的数理统计技巧转向数据处理的训练,同时还要使学生容易掌握并有机会辅之于实践。教师的导向是第一位的,要求必须选择容易获得而且普及性比较强的统计分析软件,并在课堂教学和引导学生实践中广泛采用。
(一)微软公司开发的excel软件无疑是我们最好的选择
专业的统计分析软件spss、sas、bmdp、systat其功能固然强大,统计分析的专业性、权威性不可否认,但是对于没有开设统计学专业的院校这些软件并不常用,如果学生要进行自主性学习也比较难以找到相应的工具,此外专业统计分析软件的英文操作界面,也让
(二)基于excel的《统计学》教学设想
1、在教学内容上,依据excel的函数功能、电子表格功能、数据分析功能,结合统计学原理的基本理论和方法,整合教学内容。比如传统的统计学原理教学过程中,对统计数据的搜集主要强调统计报表制度,在excel环境应该更注重抽样推断,excel提供的随机抽样工具使得抽样调查不再是十分复杂的技术,统计图也可以被广泛运用于对数据的描述;再比如现有统计学教材很多都讲根据整理的数据计算平均数时,都用加权平均的方法,当用组距式变量数列计算平均数时,用组中值作为各组的代表值进行计算。我们知道,组中值作为各组的代表值是假定各组变量值在组内是均匀分布的,如果实际数据与这一假定相吻合,计算结果比较准确,否则误差比较大。事实上实际数据往往就不是均匀分布的,因此用组中值计算的平均数都是近似的,而且相同资料编制的不同变量数列计算的平均数还不相等。其实为了编制变量数列,我们必须输入原始数据,excel的有关程序可以得到准确平均数,哪里还有必要按加权算术平均的方法计算近似的平均数呢?那么有没有必要编制变量数列、特别是组距式变量数列呢?有没有必要按加权的方法计算平均数呢?我们认为有必要,但是组距式变量数列的主要功能不再是提供计算资料了,而是用于表现资料的分布状况和进行分析用;加权平均方法主要是介绍和要求学生掌握加权平均的思想,用于综合评价分析中。
2、案例教学成为《统计学》课程的重要内容。案例教学法不仅可以将理论与实际紧密联系起来,使学生在课堂上就能接触到大量的实际问题,而且对提高学生综合分析和解决实际问题的能力大有帮助。结合学生所学专业精选案例教学,比如对于金融专业的学生可以设计用几何平均数计算投资的平均收益率、运用标志变异指标考察投资组合的风险大小等。对于经管专业的学生,精选抽样推断、假设检验、方差分析对于控制产品质量,经营决策等方面的案例,深入浅出地介绍这些方法的基本思想、并用excel进行分析。既激发了学生的兴趣、扩大了学生的视野,也使统计学的课堂不再是教师一块黑板、一支粉笔、一本教材、一张嘴巴就能将一门专业课程从头讲到尾。
3、改革考试方式和内容,合理评定学生成绩。考试是教学过程中的一个重要环节,是检验学生学习情况,评估教学质量的手段。对于《统计学原理》的考试,多年以来一直沿用闭卷笔试的方式。这种考试方式对于保证教学质量,维持正常的教学秩序起到了一定的作用,但也存在着缺陷,离考试内容和方式应更加适应素质教育,特别是应有利于学生的创造能力的培养之目的相差较远。在过去的《统计学》教学中,基本运算能力被认为是首要的培养目标,教科书中的各种例题主要是向学生展示如何运用公式进行计算,各类辅导书中充斥着五花八门的计算技巧。从而导致了学生在学习《统计学》课程的过程中,为应付考试搞题海战术,把精力过多的花在了概念、公式的死记硬背上。这与财经类专业培养新世纪高素质的经济管理人才是格格不入的。为此,需要对《统计学》考试进行了改革,主要包括两个方面:一是考试内容与要求不仅体现出《统计学》的基本知识和基本运算以及推理能力,还注重了学生各种能力的考查,尤其是创新能力。二是考试模式不具一格,除了普遍采用的闭卷考试外,还在教学中用讨论、答辩和小论文的方式进行考核,采取灵活多样的考试组织形式。学生成绩的测评根据学生参与教学活动的程度、学习过程中提交的读书报告、上机操作和卷面考试成绩等综合评定。这样,可以引导学生在学好基础知识的基础上,注重技能训练与能力培养。
2、学生的学习难度加大。首先、结合《统计学》的课程特点——概念多而且概念之间的关系十分复杂、公式多且计算有一定难度等。如果学生不做必要的课外阅读、练习和实践活动,是很难理解和掌握的。对于财经类专业的本、专科专业的学生来说,本身的专业课学习负担已不轻。其次、对于财经类专业的本、专科专业的学生来说,由于其本专业的课程体系要求,使得学生的数学或者数理统计的基础不是特别好,对于专科学生来说更不用说,推断统计将是他们学习的困难。再说,《统计学》作为专业基础课,一般安排在一年级或二年级第一学期,在这个学习时段也是大多数专科生和本科生忙于计算机课程和英语课程的考证时段。如果以牺牲授课内容和降低要求来减轻学生的学习负担,显然有悖于《统计学》课程的教学和相关专业的发展要求。所有这一切对于学生学好这一课程面临的困难可想而知。
3、教师的教学难度加大。授课内容越来越丰富;课程难度太大可能导致学生兴趣下降;在倡导学生自主性学习的背景下,授课时数大为减少(一般安排一个学期共17~19教学周,每周2~3课时);高等教育扩招后,由于师资力量一时没有跟上,大多数学校,授课班级学生人数越来越多,一个教师跨越不同专业授课不再新鲜。这要求授课教师必须深刻领会授课内容的核心和相互关系,学会控制和驾驭课堂教学,学会激发学生的兴趣,注重统计学在不同专业领域的具体应用等等。作为这门学科的授课教师特别需要认真考虑该怎么办?
二、《统计学》教学的发展趋势分析
1、统计学从数学技巧转向数据分析的训练。在计算机及计算机网络非常普及的今天,统计计算技术不再是统计学教学的重点了。统计思想、统计应用才应该是重点。现代统计方法的实际应用离不开现代信息处理技术。统计软件的使用,不仅使统计数据的计算和显示变得简单、准确,而且使统计教学由繁琐抽象变得简单轻松、由枯燥乏味变得趣味盎然。所以,在统计教学过程中,大量的内容只需要给学生讲清楚统计基本思想、计算的原理和正确应用的条件、正确解读计算的结果,而对大量复杂具体的计算可以交给计算机去完成。
比如方差分析,手工计算量非常大,没有计算机软件的支撑,是很难教学实际问题分析的。现在我们只要讲清楚方差分析要做什么,为什么方差分析要解决的中心问题是判断有无条件误差,而原假设又是K种不同水平下总体的理论均值是否相等,检验结果表示什么等就可以了,大计算量的工作让计算机去完成。
2、通过统计实践学习统计。也就是以学生为中心,通过课堂现场教学、引导学生先读后写再议、模拟实验、利用课余时间完成项目、利用假期时间,通过参加学校组织的某些团队、小组或自己组织去开展一些与专业有关的活动,如社会调查、专题研究、提供咨询、参与企业管理等方法。全方位地激发学生的学习兴趣、培养学生的专业能力、方法能力和社会能力。
比如依同学们在设计调查问卷和调查方案的基础上,让他们组成若干调查小组(如以寝室为单位),在校园内真正进行一次统计调查活动,从具体调查对象和单位的确定,样本的抽取(不一定要很大),问卷的发放、回收与审核,数据输入与资料整理,估计与分析,一直到调查报告的编写,调查总结或体会的形成,全部由同学自己来完成。这样,同学们就亲身参与了统计调查、统计整理和统计分析(含统计推断)的整个过程,效果很好。
三、基于EXCEL的《统计学》教学设想
如何从烦琐的数理统计技巧转向数据处理的训练,同时还要使学生容易掌握并有机会辅之于实践。教师的导向是第一位的,要求必须选择容易获得而且普及性比较强的统计分析软件,并在课堂教学和引导学生实践中广泛采用。
(一)微软公司开发的EXCEL软件无疑是我们最好的选择
专业的统计分析软件SPSS、SAS、BMDP、SYSTAT其功能固然强大,统计分析的专业性、权威性不可否认,但是对于没有开设统计学专业的院校这些软件并不常用,如果学生要进行自主性学习也比较难以找到相应的工具,此外专业统计分析软件的英文操作界面,也让中国人用起来不是很顺手。微软公司开发的EXCEL软件作为一款优秀的表格软件,其提供的统计分析功能虽然比不上专业统计软件,但它比专业统计软件易学易用,便于掌握。在Windows操作系统极为流行的今天,EXCEL也是随处可见。对于《统计学》这门课程而言,利用EXCEL提供的统计函数和分析工具,结合电子表格技术,已能满足统计方面的要求。
(二)基于EXCEL的《统计学》教学设想
1、在教学内容上,依据EXCEL的函数功能、电子表格功能、数据分析功能,结合统计学原理的基本理论和方法,整合教学内容。比如传统的统计学原理教学过程中,对统计数据的搜集主要强调统计报表制度,在EXCEL环境应该更注重抽样推断,EXCEL提供的随机抽样工具使得抽样调查不再是十分复杂的技术,统计图也可以被广泛运用于对数据的描述;再比如现有统计学教材很多都讲根据整理的数据计算平均数时,都用加权平均的方法,当用组距式变量数列计算平均数时,用组中值作为各组的代表值进行计算。我们知道,组中值作为各组的代表值是假定各组变量值在组内是均匀分布的,如果实际数据与这一假定相吻合,计算结果比较准确,否则误差比较大。事实上实际数据往往就不是均匀分布的,因此用组中值计算的平均数都是近似的,而且相同资料编制的不同变量数列计算的平均数还不相等。其实为了编制变量数列,我们必须输入原始数据,EXCEL的有关程序可以得到准确平均数,哪里还有必要按加权算术平均的方法计算近似的平均数呢?那么有没有必要编制变量数列、特别是组距式变量数列呢?有没有必要按加权的方法计算平均数呢?我们认为有必要,但是组距式变量数列的主要功能不再是提供计算资料了,而是用于表现资料的分布状况和进行分析用;加权平均方法主要是介绍和要求学生掌握加权平均的思想,用于综合评价分析中。
2、案例教学成为《统计学》课程的重要内容。案例教学法不仅可以将理论与实际紧密联系起来,使学生在课堂上就能接触到大量的实际问题,而且对提高学生综合分析和解决实际问题的能力大有帮助。结合学生所学专业精选案例教学,比如对于金融专业的学生可以设计用几何平均数计算投资的平均收益率、运用标志变异指标考察投资组合的风险大小等。对于经管专业的学生,精选抽样推断、假设检验、方差分析对于控制产品质量,经营决策等方面的案例,深入浅出地介绍这些方法的基本思想、并用EXCEL进行分析。既激发了学生的兴趣、扩大了学生的视野,也使统计学的课堂不再是教师一块黑板、一支粉笔、一本教材、一张嘴巴就能将一门专业课程从头讲到尾。
3、改革考试方式和内容,合理评定学生成绩。考试是教学过程中的一个重要环节,是检验学生学习情况,评估教学质量的手段。对于《统计学原理》的考试,多年以来一直沿用闭卷笔试的方式。这种考试方式对于保证教学质量,维持正常的教学秩序起到了一定的作用,但也存在着缺陷,离考试内容和方式应更加适应素质教育,特别是应有利于学生的创造能力的培养之目的相差较远。在过去的《统计学》教学中,基本运算能力被认为是首要的培养目标,教科书中的各种例题主要是向学生展示如何运用公式进行计算,各类辅导书中充斥着五花八门的计算技巧。从而导致了学生在学习《统计学》课程的过程中,为应付考试搞题海战术,把精力过多的花在了概念、公式的死记硬背上。这与财经类专业培养新世纪高素质的经济管理人才是格格不入的。为此,需要对《统计学》考试进行了改革,主要包括两个方面:一是考试内容与要求不仅体现出《统计学》的基本知识和基本运算以及推理能力,还注重了学生各种能力的考查,尤其是创新能力。二是考试模式不具一格,除了普遍采用的闭卷考试外,还在教学中用讨论、答辩和小论文的方式进行考核,采取灵活多样的考试组织形式。学生成绩的测评根据学生参与教学活动的程度、学习过程中提交的读书报告、上机操作和卷面考试成绩等综合评定。这样,可以引导学生在学好基础知识的基础上,注重技能训练与能力培养。
参考文献:
[1]谢安邦.高等教育学[M].北京:高等教育出版社,1999.
[2]贾俊平.统计学[M].北京:中国人民大学出版社,2000.
[3]王怀伟.统计学教程[M].北京:清华大学出版社,2004.