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【摘 要】文章提出了将统计建模融入统计预测与决策的教学过程中,并引入案例教学法,以实现理论与实际的无缝连接,从而引起学生学习的积极性,实现将学生培养成应用型、创新型人才的目标。
【关键词】教学现状;教学改革;统计建模
0.引言
统计预测与决策课程是统计专业的专业基础课程。它以经济应用为逻辑起点,以经济管理中的预测与决策模型为说明对象,是集理论性与应用性为一体的学科。通过学习该门课程,学生能充分了解经济预测与决策历史、现状及发展趋势,并在此基础上掌握系统的预测与决策的理论、方法和技术,从而胜任预测与决策等相关的统计工作。广东外语外贸大学信息学院统计学专业开设该门课程。作为讲授这门课程的教师,如何提高教学质量,培养学生灵活运用知识的能力,真正做到学以致用,是必须思考的问题。本文结合教学实践中的体会,做一些尝试性的探讨。
1.教学现状
该门课程的教学面临两个问题。一是该门课程介绍的回归预测法、时间序列分解法、趋势外推法、时间序列平滑预测法、平稳时间序列预测法等一系列方法的理论学生在先修课程(概率论、数理统计、多元统计分析、计量经济学、时间序列分析等)中基本都学过了。在教学过程中如何将这些方法应用于统计实践,提高学生解决实际问题的能力? 二是课程介绍了包括自适应过滤法、干预分析模型法、灰色预测法、状态空间模型和卡尔曼滤波等多种预测的方法和模型,如何在实践中对各种方法进行选择,并恰如其分的应用?
2.教学的改革与实践
统计预测与决策是集理论和应用于一体的课程,因此,一方面要讲透理论,另一方面要强调其应用,要在应用的过程中让学生更深刻地理解和掌握理论。该门课程的教学不能仅停留在定理的演绎和公式的推导。在实际的教学过程中,我们将统计建模融入其中,促进了该门课程教学的改革、提高了学生统计素养及应用概率统计知识解决实际问题的能力,取得了令人满意的效果。
统计建模的过程如下:首先利用各种统计方法对数据进行探索分析,然后根据经济和管理理论建立统计模型,利用统计分析软件(如SPSS、SAS、R语言等)对模型进行分析和求解,最终达到充分揭示数据背后的因素、诠释社会经济现象、做出正确决策的目的。可以说,统计建模将计算机技术、经济管理理论、统计思想和方法完美地结合起来了。它以数据分析为导向,能为社会的经济管理提供更好的思路和对策。
2.1 加强计算技术教学,增强数据分析能力
在当今信息的时代,各种统计方法层出不穷,统计知识得到越来越多的应用,几乎渗透到社会的各个方面。在统计领域中,统计计算技术发展非常迅速。一方面统计计算技术使得有些难以在理论上进行论证的问题通过模拟得到证实,另一方面使得许多统计方法得到广泛应用。作为统计专业辅助教学工具,我们选用R软件,R是一个有着强大统计分析功能及作图功能的软件系统。R本身含了许多实用的统计分析及作图函数,使用者可以直接调用。另外,R的一个非常突出的优点是它的灵活性。使用者可将多个不同的统计函数结合在一个语句中执行更复杂的分析,还可以使用循环语句来连续分析多个数据集。充分利用该统计软件, 将会极大地提高课堂的质量与效益。我们在大三第一学期开设R软件课程。根据我们的经验,经过一个学期的学习,学生对该软件的基本操作还是掌握得不错的,但综合应用能力不强,面对一些稍微复杂的统计模型,用R编写代码的能力还是欠缺的。
在实际的教学过程中,我们一般先讲授预测与决策的基本理论和方法,然后通过课堂演示,讲解软件中数据分析的基本知识及详细的操作过程,最后让学生上机操作。利用多媒体技术和统计软件我们将统计理论知识的教学、现代化计算和分析工具的应用、实际案例的解决三者完美地结合在一起。通过教师的现场讲解和示范、学生练习及现场答疑解难,教学效果相当好。我们在实际教学过程中采取2+1的教学模式,即教师课堂讲授的课时数与学生上机操作的课时数之比为2:1。我们把一个教学班级一般分为7组,每组6-7名学生,以组为单位完成作业。在上机实验之前,先布置好作业,部分作业的内容是开放的。上机操作完成以后,各小组陈述并展示所做的工作。
2.2 改变考核方法
该门课程具有应用性强、计算量大的特殊性。学生通过这门课程的学习,不仅要掌握各种统计方法的原理,更重要的是学会如何建立和应用统计模型。基于此,我们对学生考核采取如下措施:在该门课程的总评成绩中,平时作业成绩占50%,期末撰写一篇小论文,成绩占50%,学生可以选择自己感兴趣的题材,通过搜集数据,建立统计模型,用R软件处理数据并对结果做出合理的解释。教师在学生选题、构思、查阅相关资料等方面予以全程指导。课程小论文的评分标准是: 搜集整理数据、加工各种信息的能力占20%;利用统计软件估计模型、设定各参数、软件运行结果的表述占45%;论文结构、逻辑性、语言文字表述占15%;创意、学术水平或实用价值占10%;规范化占10%。
2.3 课堂教学的延伸
课堂教学的时间相当有限,学生要想掌握好该门课程,仅仅依靠课堂教学是远远不够的。因此,要激发学生课后学习的积极性。我们通过组织学生参加比赛和参与课题研究激发学生的潜力和激情。2011年3月,我们组织学生参加全国统计建模大赛,取得良好成绩。其中论文“具有二重趋势时间序列的建模与预测”荣获全国二等奖。2012年7月,我们组织部分学生参加课题“基于神经网络模型病人回头率分析”的研究,取得了丰厚的成果。这样的课题对学生来说是根据样本数据的特点判断用什么方法解决,完全不同于教材给出的习题。一个课题做下来,学生感觉真正解决了一个实际问题,很有成就感。让学生参与一些研究性课题作为课堂教学的延伸,对学生学好这门课程以及培养学生的动手能力很有帮助。
3.结束语
统计预测与决策是应用性很强的一门课,广泛应用于自然科学和社会科学的各个领域。该门课程公式多、概念多、计算量大,内容逻辑性强。对本科生来说,学习该门课程有相当的难度。在课时有限的情况下,上好这门课对授课老师也是一个挑战。我们基于统计建模的教学改革是一个尝试,尽管取得了一些成果和经验,但还远远不够。对这门课程教学的改革与实践是我们长久的工作。
参考文献:
[1]李大潜.将数学建模思想融入数学类主干课程[J].工程数学学报, 2005( 8): 2-7.
[2]倪中新,刘剑平,张琴.在概率统计教学中培养学生的建模思想和能力[J].化工高等
教育,2006(1):103-105.
[3]葛玉丽,徐少贤,邵曙光.在概率统计教学中融入数学建模思想的教学探讨[J].南阳师范学院学报,2010(12):86-88.
[4]凌旭东,陈香.概率统计课程教学方法的探索与思考[J].科技信息,2011(35):
280-281.
[5]步金芳等.大学生数学建模竞赛在教学改革中作用的探索[J].数学学习与研究,2011,5.
[6]徐国祥.统计预测与决策(第三版)[M].高等教育出版社,2008.
作者简介:
龙会典(1972-),男,汉族,湖南武冈人,讲师,博士研究生,广东外语外贸大学信息学院教师,主要从事统计建模和统计教学改革的研究。
项目支持:
广东外语外贸大学教学研究项目(GWJYYB 11023)。
【关键词】教学现状;教学改革;统计建模
0.引言
统计预测与决策课程是统计专业的专业基础课程。它以经济应用为逻辑起点,以经济管理中的预测与决策模型为说明对象,是集理论性与应用性为一体的学科。通过学习该门课程,学生能充分了解经济预测与决策历史、现状及发展趋势,并在此基础上掌握系统的预测与决策的理论、方法和技术,从而胜任预测与决策等相关的统计工作。广东外语外贸大学信息学院统计学专业开设该门课程。作为讲授这门课程的教师,如何提高教学质量,培养学生灵活运用知识的能力,真正做到学以致用,是必须思考的问题。本文结合教学实践中的体会,做一些尝试性的探讨。
1.教学现状
该门课程的教学面临两个问题。一是该门课程介绍的回归预测法、时间序列分解法、趋势外推法、时间序列平滑预测法、平稳时间序列预测法等一系列方法的理论学生在先修课程(概率论、数理统计、多元统计分析、计量经济学、时间序列分析等)中基本都学过了。在教学过程中如何将这些方法应用于统计实践,提高学生解决实际问题的能力? 二是课程介绍了包括自适应过滤法、干预分析模型法、灰色预测法、状态空间模型和卡尔曼滤波等多种预测的方法和模型,如何在实践中对各种方法进行选择,并恰如其分的应用?
2.教学的改革与实践
统计预测与决策是集理论和应用于一体的课程,因此,一方面要讲透理论,另一方面要强调其应用,要在应用的过程中让学生更深刻地理解和掌握理论。该门课程的教学不能仅停留在定理的演绎和公式的推导。在实际的教学过程中,我们将统计建模融入其中,促进了该门课程教学的改革、提高了学生统计素养及应用概率统计知识解决实际问题的能力,取得了令人满意的效果。
统计建模的过程如下:首先利用各种统计方法对数据进行探索分析,然后根据经济和管理理论建立统计模型,利用统计分析软件(如SPSS、SAS、R语言等)对模型进行分析和求解,最终达到充分揭示数据背后的因素、诠释社会经济现象、做出正确决策的目的。可以说,统计建模将计算机技术、经济管理理论、统计思想和方法完美地结合起来了。它以数据分析为导向,能为社会的经济管理提供更好的思路和对策。
2.1 加强计算技术教学,增强数据分析能力
在当今信息的时代,各种统计方法层出不穷,统计知识得到越来越多的应用,几乎渗透到社会的各个方面。在统计领域中,统计计算技术发展非常迅速。一方面统计计算技术使得有些难以在理论上进行论证的问题通过模拟得到证实,另一方面使得许多统计方法得到广泛应用。作为统计专业辅助教学工具,我们选用R软件,R是一个有着强大统计分析功能及作图功能的软件系统。R本身含了许多实用的统计分析及作图函数,使用者可以直接调用。另外,R的一个非常突出的优点是它的灵活性。使用者可将多个不同的统计函数结合在一个语句中执行更复杂的分析,还可以使用循环语句来连续分析多个数据集。充分利用该统计软件, 将会极大地提高课堂的质量与效益。我们在大三第一学期开设R软件课程。根据我们的经验,经过一个学期的学习,学生对该软件的基本操作还是掌握得不错的,但综合应用能力不强,面对一些稍微复杂的统计模型,用R编写代码的能力还是欠缺的。
在实际的教学过程中,我们一般先讲授预测与决策的基本理论和方法,然后通过课堂演示,讲解软件中数据分析的基本知识及详细的操作过程,最后让学生上机操作。利用多媒体技术和统计软件我们将统计理论知识的教学、现代化计算和分析工具的应用、实际案例的解决三者完美地结合在一起。通过教师的现场讲解和示范、学生练习及现场答疑解难,教学效果相当好。我们在实际教学过程中采取2+1的教学模式,即教师课堂讲授的课时数与学生上机操作的课时数之比为2:1。我们把一个教学班级一般分为7组,每组6-7名学生,以组为单位完成作业。在上机实验之前,先布置好作业,部分作业的内容是开放的。上机操作完成以后,各小组陈述并展示所做的工作。
2.2 改变考核方法
该门课程具有应用性强、计算量大的特殊性。学生通过这门课程的学习,不仅要掌握各种统计方法的原理,更重要的是学会如何建立和应用统计模型。基于此,我们对学生考核采取如下措施:在该门课程的总评成绩中,平时作业成绩占50%,期末撰写一篇小论文,成绩占50%,学生可以选择自己感兴趣的题材,通过搜集数据,建立统计模型,用R软件处理数据并对结果做出合理的解释。教师在学生选题、构思、查阅相关资料等方面予以全程指导。课程小论文的评分标准是: 搜集整理数据、加工各种信息的能力占20%;利用统计软件估计模型、设定各参数、软件运行结果的表述占45%;论文结构、逻辑性、语言文字表述占15%;创意、学术水平或实用价值占10%;规范化占10%。
2.3 课堂教学的延伸
课堂教学的时间相当有限,学生要想掌握好该门课程,仅仅依靠课堂教学是远远不够的。因此,要激发学生课后学习的积极性。我们通过组织学生参加比赛和参与课题研究激发学生的潜力和激情。2011年3月,我们组织学生参加全国统计建模大赛,取得良好成绩。其中论文“具有二重趋势时间序列的建模与预测”荣获全国二等奖。2012年7月,我们组织部分学生参加课题“基于神经网络模型病人回头率分析”的研究,取得了丰厚的成果。这样的课题对学生来说是根据样本数据的特点判断用什么方法解决,完全不同于教材给出的习题。一个课题做下来,学生感觉真正解决了一个实际问题,很有成就感。让学生参与一些研究性课题作为课堂教学的延伸,对学生学好这门课程以及培养学生的动手能力很有帮助。
3.结束语
统计预测与决策是应用性很强的一门课,广泛应用于自然科学和社会科学的各个领域。该门课程公式多、概念多、计算量大,内容逻辑性强。对本科生来说,学习该门课程有相当的难度。在课时有限的情况下,上好这门课对授课老师也是一个挑战。我们基于统计建模的教学改革是一个尝试,尽管取得了一些成果和经验,但还远远不够。对这门课程教学的改革与实践是我们长久的工作。
参考文献:
[1]李大潜.将数学建模思想融入数学类主干课程[J].工程数学学报, 2005( 8): 2-7.
[2]倪中新,刘剑平,张琴.在概率统计教学中培养学生的建模思想和能力[J].化工高等
教育,2006(1):103-105.
[3]葛玉丽,徐少贤,邵曙光.在概率统计教学中融入数学建模思想的教学探讨[J].南阳师范学院学报,2010(12):86-88.
[4]凌旭东,陈香.概率统计课程教学方法的探索与思考[J].科技信息,2011(35):
280-281.
[5]步金芳等.大学生数学建模竞赛在教学改革中作用的探索[J].数学学习与研究,2011,5.
[6]徐国祥.统计预测与决策(第三版)[M].高等教育出版社,2008.
作者简介:
龙会典(1972-),男,汉族,湖南武冈人,讲师,博士研究生,广东外语外贸大学信息学院教师,主要从事统计建模和统计教学改革的研究。
项目支持:
广东外语外贸大学教学研究项目(GWJYYB 11023)。