應用統計學類課程學習：有“理”才“行”

曹洪玉 唐乾 唐川 馮寶民

摘 要：高校各專業重視應用類統計學課程實踐教學，但在實際教學過程中會產生系列問題，如學生不理解統計公式、濫用統計方法和軟件進行統計分析等。文章根據教學過程中易產生的諸多問題，分析相關原因，并針對性地提出應用統計學教學需遵循有“理”才“行”的原則，提出應用統計學類課程理論教學與實踐整體解決建議，指出教師教學課程設置順序、學生各環節學習要求等，旨在提高此類課程教學質量，提高學生在科研或工作中應用本課程知識分析數據的利用率和準確率，培養學生統計素養。

關鍵詞：應用統計學；有“理”才“行”；理論知識學習；實踐教學

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：2096-000X（2018）23-0056-03

Abstract： The practice teaching of application statistics is valued in each specialized undergraduate student teaching schedule. However， series problems will be found in the actual act of practice teaching， such as abuse of statistical approaches and statistical software. To solve these problems， the principle practice with theoretical knowledge is proposed in the process of application statistics teaching. The integrated solutions of statistics teaching and practice are presented， including teaching arrangement and study requirement. Based on the solutions， the quality of statistics teaching can be improved， while the statistics utilization rate and accuracy rate can be increased in researches.

Keywords： application statistics； practice with theoretical knowledge； theoretical knowledge study； practice teaching

前言

統計學是運用數理統計的原理和方法來分析解釋各種現象或試驗調查資料的一門科學，其應用范圍幾乎覆蓋了社會科學和自然科學的各個領域，是一門應用性很強的方法論學科[1]。應用類統計學課程目的是根據統計學原理，科學地設計試驗，并對所得試驗數據進行分析，達到節約試驗成本、減少試驗次數、縮短試驗周期、迅速找到優化試驗方案或數學模型[2]。美國國立衛生研究院（National Institutes of Health）的基金申請明確要求生物醫學科研項目基金合作者有統計人員參與，并在立項中有統計學方面內容[3]。總之，統計學思維和方法學已經滲透到化學化工、生物學、生物醫學藥學及其他相關學科的研究和決策之中。

但是實際工作中，很多化學化工、生物醫學及藥物生產實踐的工作者對統計學的作用重視不夠，突出表現在忽視運用合理方法進行實驗設計，統計分析時盲目套用統計分析方法，對統計分析結果解釋輕描淡寫，把統計學當作簡單的修飾工具，嚴重影響了科研工作與實際應用的科學性和嚴謹性[4]。實踐教學缺失致使許多研究人員在統計學內容實際使用過程中錯誤較多，據統計，在醫學期刊發表的論文中，統計描述指標缺陷率為21%，統計推斷應用缺陷率為62%[5]。隨著計算機硬件和統計學軟件的發展，各高校相關專業教師目前均十分重視培養學生的統計學素養，積極探討統計學課程的教學方法、教學手段及考核方法等，并在統計學教學過程中注重實施軟件模擬教學，為不斷提高教學水平而提出各種改革方案[6-8]，以期通過課程改革和教學方法優化，提高學生統計素養，為學生以后從事相關領域的科研或工作打下良好基礎，但在實踐教學過程中出現許多新問題令教師們感到棘手，在此，本文將從多角度尋找統計學方法學習和使用過程易出現的多種問題，分析相關原因，對學習應用統計學類課程提出一些新的思考，以供商榷。

一、統計學實踐過程易出現的問題

（一）統計學類術語不明

掌握好統計學概念和術語，對相關理論理解才能透徹，對公式應用才能明晰，才能掌握統計學理論。根據考試試卷分析結果，專業術語題目做的較好的同學，往往對后續計算的題目完成質量較高。學生對統計學課程過程中，會認為這些專業術語和概念晦澀難懂且不實用，如棄真錯誤和納偽錯誤兩個術語，學生覺得拗口，對其意義不深入思考，直接影響后續對假設檢驗的意義的理解，影響各種統計方法假設檢驗過程的使用。

（二）追求使用多種分析方法，重量不重質

學生參與創新課題、教師的科研課題等，實驗設計不同，在數據分析時不知道自己具體需求哪種統計分析方法，從實用思想上，學生課堂上希望能多了解幾種方法，以便在數據分析過程中逐一嘗試。為適應這種需求，教師會加快教學速度，浮于介紹多種方法，設計一些案例快速教學，案例教學可明顯提高學生興趣，但教師往往忽略數據資料來源，忽略實驗基礎，忽略設計思路與方法，導致教學過程只注重統計方法傳授。最終學生接受了大量統計方法，會簡單地進行數據分析操作，但由于統計原理和設計方法不清楚，使用的分析方法不匹配原理，實際課題運用時紕漏百出。

（三）不理解公式及參數，急于應用

部分學生談“數”色變，不愿意看公式，記公式，認為有統計學軟件可以計算，記住公式便沒有必要也沒有用，這一想法一旦產生，學生在學習中遇到公式，自動略過，僅看簡單的文字部分，同時還期望能快速的掌握統計方法，學習統計學就是走馬觀花了。此種情況對統計學教學過程會造成極大影響，教師一定要在教學過程中提醒學生學習公式，避免不學公式的思想出現。忽視公式學習易對公式中參數重視程度不足，使用條件不理解，實驗設計過程則不知道該如何合理設置實驗條件和合理獲得實驗數據，數據的來龍去脈不清楚，進而導致實驗設計不合理，分析方法不準確。

（四）統計學類軟件的濫用

目前計算機發展迅速，各高校都建立軟硬件設備較好計算機室，學校開展此類課程軟件實踐操作課，這本身是件好事，能促進學生學習軟件，協助掌握課程理論原理，但在教學過程中上課順序不合理、軟件應用教學時間不恰當，問題也紛至沓來。學生在不理解原理、不熟悉公式、不明確參數的情況下接觸軟件，往往在輸入數據時即出現錯誤，軟件分析時設置參數不正確，甚至數據是縱行或橫行輸入都出現錯誤。在軟件中選擇方法時則逐一去嘗試，方差分析、t檢驗、卡方檢驗、線性回歸等都做一遍，軟件計算結果出來后，因為不明確參數的含義，對結果的解讀也稀里糊涂，影響了軟件的正確使用。

二、統計學教學：有“理”才“行”

本文提出應用統計學課程要有“理”才“行”，即理論知識學習扎實后，再進行軟件實踐學習，如能配合創新課題或者科研課題等，則更有實踐教學效果。要做到“理”才“行”，需要教師課堂的合理設計，上課過程中合理引導，案例的實驗及實驗數據準確，講解重點明確，課后作業定向引導，考試導向要明確，從而培養學生統計學素養，準確合理的應用統計學方法解決實際的科學或生產中的問題。

（一）掌握基本統計學思想與方法，掌握術語

統計學術語是統計思想核心體現，掌握統計學術語，才能熟悉統計思想，對公式的形式、參數的含義才能有明晰的理解，對統計方法才能理解其精髓，因此學習過程中，需要讓學生加強記憶統計學名詞，掌握統計學術語，加強課堂互動頻率，在講解公式、講解統計方法與思路過程中，以提問或者設問的方式引導學生思考、記憶名詞含義，結合理解公式的參數，掌握公式的適用條件，督促學生理解術語的學習。

（二）講解案例數據來源，掌握公式應用條件

案例教學方法在絕大多數課程中不失為一種好方法，可以讓學生從案例中迅速理解公式的應用特點，但對統計學教學來說還需注意的是，教師應對數據的來源加以說明，詳細說明實驗設計所采用的方法，實驗時數據如何獲得等具體情況，并根據案例中數據的采集方式說明采取的統計分析方法，根據案例特點說明所使用的分析方法的限制條件，調用公式原因，注意哪些統計學參數，最終引導學生學會使用合理的方法去分析案例數據。

（三）試驗設計先于統計推斷

學生盲目使用統計學方法的原因往往在于，調查或者實驗之初并未思考數據整理后采用何種統計推斷的方法，等數據初步分析后，不管具體的條件，便開始采用不同的分析方法逐一去試，這是統計分析之大忌。真正的思路應該是在調查設計和試驗方法確定之前即確定了統計分析方法，或者根據統計分析方法選擇試驗方法，試驗結束，數據整理初步處理后，即可立即采用相關的統計學方法分析，快速而準確，合理且高效。對于調查的形式，則更需要系統性思考，在問卷中問題的設計時應結合統計方法思考，避免無效問題的出現。

（四）上機課程學習切勿提前

統計學方法發展迅速，目前絕大多數高校已經引入上機課程，但設計過程中建議統計學理論教學和上機實踐不是并行關系，而是先后關系。如并行實行，在某章節理論課程剛結束即進行本章節的上機課程，學生對課程前面的少數章節（內容還較為簡單）掌握較好，后面章節則會有明顯的松懈思想，因為學生會認為既然軟件可以快速完成分析方法，則只要掌握軟件即可。統計學各章節是層層遞進關系，中間理論知識學習放松，后期難以聽懂學好，容易產生不重視理論學習的態度，從而影響教師中、后期教學效果。因此建議教師規劃在前期總課程四分之三以上時間學習理論課程，確保基礎知識掌握好，可以考慮設計小測驗督促學生學習。后面少于四分之一時間進行軟件計算教學，如果學生掌握的基礎知識足夠扎實，則學生掌握軟件更快，此時建議再度縮短軟件實踐教學時間。

（五）掌握軟件格式，合理輸入數據

生物醫藥相關專業的學生絕大多數是應用統計學軟件，把實驗數據用既定的理論方法進行計算，在合理的位置輸入準確的數據是關鍵。這就需要掌握兩方面知識：一是統計學方法基本原理，熟悉所采用的實驗設計方法和數據來源，保證自己的實驗數據采用正確的分析思路，而不是隨意采用統計分析方法；二是熟悉統計學軟件設計界面，保證數據輸入的順序和格式正確，從而保證數據分析的正確性。準確快速熟悉軟件界面前提是準確理解統計學統計分析方法原理，熟悉統計公式的含義，應用范圍及特點，上機課前需要首先解決上述問題，在此基礎上，上機課程應該是十分容易進行的。

（六）抓住創新課題及畢業論文設計，鼓勵實際應用

目前多數高校以創新課題為牽引構建人才培養模式開展創新創業實踐課題[9]，寒暑期會開展社會實踐活動，畢業生會有畢業論文設計等，涉及問卷調查、實驗設計等多方面課題，經常遇到數據的統計分析問題。教師抓住創新課題和畢業論文中學生的需求，引導學生學習統計學知識。但是學生往往會只是關注自己的課題，最終可能會對其中一種方法比較熟悉，而忽視了其他統計方法的學習，所以教師還需根據實際情況引導學生互助學習，互助分析數據，開展類似組會的討論課堂，引導學生系統學習多種統計方法，拓展實驗，開闊思路，學習多種統計方法并設計實驗，保證實際應用的準確性。

（七）考試導向明確，督促學生學習基礎理論

考試是必不可少的一個環節，如果這個環節松懈，學生學習態度極易不認真，因此還需加強考試導向，讓學生注重統計學術語學習，注重公式的理解與應用，在此基礎上，選擇閉卷考試，或者一紙開卷考試都是合理的[3]，不能認為有軟件可實現計算功能就可以采用開卷考試。我們曾經嘗試開卷考試，發現許多學生考試前一天才開始看書學習，有的甚至不去看書，直接在考場上尋找答案，試卷內容難以完成，學生幾乎很少能夠掌握這門課程，過完假期回訪學生，絕大多數學生已忘記統計學理論，同樣也不會應用軟件分析。因此建議至少采取半開卷方式督促學生學習。半開卷方式開展考試方法也要注意引導學生學習公式，夯實基礎，注意統計方法的應用條件，提醒學生考試難度，避免學生輕視考試的問題出現。

三、結束語

總之，在制藥、生物、醫學等應用統計學類課程的學習中，掌握統計理論是關鍵，包括基本術語學習和基本公式的掌握，這是重要的先決步驟，只有在理論基礎扎實情況下，才能理清統計思路，理順試驗設計步驟，在此基礎上方可再進行軟件學習，進行上機實踐，進行統計學分析，進行創新課程實際應用，進行畢業設計綜合實踐，有“理”才“行”方能真正掌握好統計學方法并在實踐中正確應用。

參考文獻：

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