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摘要:論文根據(jù)多元統(tǒng)計分析課程特點,探討了多元統(tǒng)計分析課程進行研究型教學(xué)改革實踐的方向與途徑。
關(guān)鍵詞:多元統(tǒng)計;研究型;教學(xué)設(shè)計
1課程性質(zhì)與地位
多元統(tǒng)計分析是數(shù)理統(tǒng)計學(xué)的一個重要分支,是運用數(shù)理統(tǒng)計的思想研究多維隨機變量問題的理論與方法,是一元統(tǒng)計學(xué)的推廣。多元統(tǒng)計分析是解決實際問題最有效的數(shù)據(jù)分析處理方法。隨著電子計算機的普及和發(fā)展,多元統(tǒng)計方法已廣泛地應(yīng)用于自然科學(xué)、社會科學(xué)的許多領(lǐng)域?!岸嘣y(tǒng)計分析”作為數(shù)學(xué)、經(jīng)濟類專業(yè)的主干課程,應(yīng)培養(yǎng)和提高學(xué)生定量分析解決實際統(tǒng)計問題的能力,使學(xué)生形成良好的統(tǒng)計素養(yǎng),掌握統(tǒng)計思想、統(tǒng)計原理與方法,結(jié)合統(tǒng)計分析軟件,從紛繁復(fù)雜的多維隨機數(shù)據(jù)中提取有用信息,有效地保證合理推斷、科學(xué)決策。本課程也為學(xué)生進一步的專業(yè)學(xué)習(xí)、科學(xué)研究,以及畢業(yè)工作后的數(shù)據(jù)分析處理等實踐活動打下堅實的理論方法基礎(chǔ)。
2課程設(shè)計思路
(1)全程參與學(xué)習(xí)。課程介紹了各種常用多元統(tǒng)計分析方法的統(tǒng)計背景和實際意義,說明該方法的統(tǒng)計思想、數(shù)學(xué)原理及解題步驟,列舉了各方面的應(yīng)用實例。課程內(nèi)容遵循理論認(rèn)知順序及數(shù)據(jù)分析處理的先后環(huán)節(jié),便于學(xué)生全程參與,循序漸進地學(xué)習(xí)和掌握多元統(tǒng)計分析的基本原理與方法。(2)注重實踐教學(xué)與案例教學(xué)。培養(yǎng)和提高學(xué)生分析處理多維隨機數(shù)據(jù)的能力是課程的定位目標(biāo)。課程教學(xué)采用大量的案例教學(xué),使學(xué)生了解各種方法的實際背景和統(tǒng)計思想。教學(xué)應(yīng)將多元統(tǒng)計方法的介紹與計算機實現(xiàn)這些方法的統(tǒng)計軟件(SAS)結(jié)合起來,使學(xué)生不僅學(xué)到統(tǒng)計方法的理論知識,還知道如何解決實際問題。鼓勵學(xué)生運用所學(xué)知識實踐操作,建立統(tǒng)計模型求解,為科學(xué)決策提供依據(jù)。(3)開展研究型學(xué)習(xí)。通過問題情境的設(shè)置、討論,培養(yǎng)鍛煉學(xué)生探究新知、主動學(xué)習(xí)、積極思考的應(yīng)用研究能力。
3教學(xué)目標(biāo)
通過理論教學(xué)與實踐訓(xùn)練,使學(xué)生能熟練應(yīng)用各種多元統(tǒng)計分析方法,進行隨機數(shù)據(jù)的分析處理,具備分析解決實際問題的能力。(1)通過多元統(tǒng)計分析基本理論的研討式學(xué)習(xí),使學(xué)生全面了解統(tǒng)計方法的數(shù)學(xué)原理。(2)通過案例教學(xué)、實踐教學(xué),使學(xué)生了解統(tǒng)計方法的應(yīng)用背景,深刻認(rèn)識統(tǒng)計思想,掌握實際問題中多維隨機數(shù)據(jù)的分析處理步驟,培養(yǎng)并提高學(xué)生的數(shù)據(jù)分析能力和綜合應(yīng)用能力。(3)通過課程論文的撰寫,培養(yǎng)學(xué)生文獻查閱、總結(jié)報告、科研寫作的能力。
4教學(xué)方法與策略
(1)激發(fā)學(xué)生的主動性。強調(diào)學(xué)生的主觀能動性,認(rèn)識到學(xué)科及章節(jié)內(nèi)容的重要性、可研究性和可操作性,能夠親身去體驗研究探索的過程。培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力,學(xué)會分享、交流與合作,培養(yǎng)科學(xué)精神和創(chuàng)新思維。(2)立足所學(xué),創(chuàng)設(shè)問題情境。問題情境是聯(lián)系問題和課題、聯(lián)系新舊知識之間的橋梁和紐帶。好的情境問題,可使學(xué)生從理解和接受式的被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)樘剿骱脱芯渴降淖灾鲗W(xué)習(xí),從接受、記憶和理解知識到訓(xùn)練思維能力和科研創(chuàng)造能力。(3)精心組織,探索研究論證,得出正確結(jié)論。研究能力與學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng),需要更加靈活、開放和有效的組織形式,需要在更大的時間、空間范圍將個人獨立探究、小組合作交流、集體研究論證等教學(xué)形式有機結(jié)合。(4)積極評價,及時反饋,使學(xué)生分享成功喜悅。表揚與獎勵能更有效地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動機,獲得成就感,增強自信心,取得好的學(xué)習(xí)效果。(5)課堂教學(xué)形式上,主要采用研討式、啟發(fā)式,課堂講授力求做到少而精,突出重點,講清難點。教學(xué)組織形式上,可采用分組教學(xué)。突出學(xué)生研討參與課堂活動的同時,教師要確保教學(xué)內(nèi)容的系統(tǒng)性與完整性,要求學(xué)生正確理解、熟練掌握并能應(yīng)用本課程的基本概念、基本知識和基本技能。(6)注重案例教學(xué),便于學(xué)生學(xué)習(xí)模仿。突出實踐教學(xué),鼓勵課程實踐與教師的研究項目結(jié)合。積極開拓第二課堂,加強學(xué)生課外學(xué)習(xí)練習(xí)的指導(dǎo)。
5學(xué)習(xí)要求與方法指導(dǎo)
(1)鼓勵研究型學(xué)習(xí)。鼓勵學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識探究新知、大膽質(zhì)疑,創(chuàng)造性地運用知識,自主地發(fā)現(xiàn)問題、研究問題和解決問題,在研討中積累知識、培養(yǎng)能力和鍛煉思維。(2)全程參與,注重實踐操作能力的培養(yǎng)。理論聯(lián)系實際,積極引導(dǎo)學(xué)生運用多元統(tǒng)計分析方法,對多維隨機數(shù)據(jù),建立統(tǒng)計模型分析和解決實際問題。(3)鼓勵學(xué)生注重閱讀各種多元統(tǒng)計分析的理論或應(yīng)用文獻,積極動手撰寫研究論文,鍛煉提高自己的科研水平。
6本課程的重難點
(1)多元正態(tài)分布的基本性質(zhì)、參數(shù)估計及假設(shè)檢驗。(2)多維數(shù)據(jù)的分類方法:聚類分析與判別分析原理及步驟。(3)多維數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化簡:主成分分析、因子分析和對應(yīng)分析原理及步驟。(4)兩組變量的相關(guān)關(guān)系:典型相關(guān)分析和多重多元回歸方法。(5)定性資料統(tǒng)計分析:列聯(lián)表、對數(shù)線性模型和Lo-gistic回歸。
7知識模塊與課程設(shè)計
第一部分:多元正態(tài)基本理論。(1)學(xué)生各自準(zhǔn)備一個多元問題,從問題的提出、意義、解決的可能性、預(yù)期目標(biāo)進行講述,要求問題要新穎、思路廣闊,最好是講清在原有知識范圍內(nèi)問題是如何解決的,有什么缺陷。(2)學(xué)生搜集現(xiàn)象的多指標(biāo)數(shù)據(jù),簡單驗證大樣本情況下絕大部分問題是可用多元正態(tài)分布來描述現(xiàn)象的特征的。(3)了解幾個常見的統(tǒng)計檢驗量服從的概率分布;深刻理解樣本統(tǒng)計量和根據(jù)顯著性水平查表所得值之間的比較與最終接受或拒絕原假設(shè)之間的關(guān)系;學(xué)生必須舉例說明均值向量檢驗在實際經(jīng)濟研究中的應(yīng)用和其已知與未知的意義和存在性分析,理解兩總體及多總體均值向量檢驗的應(yīng)用意義;理解協(xié)方差陣檢驗的應(yīng)用意義,特別要學(xué)會兩個檢驗結(jié)合運用。(4)學(xué)生自選問題,根據(jù)問題的特性,選擇圖示法作圖并進行分析;每班同學(xué)間交流自選圖示問題以后,推舉兩個人上黑板作圖演示演講。
第二部分:分類與判別(歸類問題)。(1)理解各種距離和相似系數(shù)的意義和其各種定義計算方法下表現(xiàn)出來的數(shù)量特征;理解R型和Q型聚類的區(qū)別和聯(lián)系;深刻理解樣本間距離計算與聚類時類間距離的規(guī)定之間的關(guān)系;掌握八種系統(tǒng)聚類法在實際應(yīng)用中各自的特點和適應(yīng)范圍;可考慮選擇一個問題,寫出一篇關(guān)于聚類問題分析的小論文,論文在5000字左右,要求有問題的提出、指標(biāo)選擇和數(shù)據(jù)收集,聚類分析結(jié)論等四個部分。(2)理解判別分析的基本思想,以及探討與假設(shè)檢驗,聚類分析的結(jié)合途徑;理解Fisher判別法、Bayes判別法相對距離判別法的特點;弄清逐步判別法對指標(biāo)和樣本的處理,對指標(biāo)是引入與刪除還是轉(zhuǎn)換與抽象綜合?對原聚類分析小論文的結(jié)論用假設(shè)檢驗和判別分析再進行深入分析,修改論文。
第三部分:簡化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(降維問題)。(1)理解主成分的幾何意義的基礎(chǔ)上,理解主成分的經(jīng)濟意義;從主成分的性質(zhì)理解原始指標(biāo)的主成分與原始指標(biāo)的關(guān)系及特性;討論主成分分析的適應(yīng)范圍,及其優(yōu)缺點;考慮寫一篇多指標(biāo)問題的主成分分析小論文;討論與主成分個數(shù)確定的定性和定量方法;討論主成分綜合時權(quán)數(shù)的確定方法。(2)理解因子分析與主成分分析的關(guān)系,探討其結(jié)合的途徑;區(qū)別因子載荷值與因子得分的意義;挖掘指標(biāo)因子的意義及其在分析中的作用;思考在因子分析的基礎(chǔ)上如何建立回歸模型;綜合因子分析和其他方法修改主成分分析小論文。(3)理解對應(yīng)分析與聚類分析的區(qū)別和聯(lián)系;討論對對應(yīng)分析結(jié)果的分析方法,包括對指標(biāo)和樣本的同時分類及分類后如何分析指標(biāo)與樣本間的關(guān)系;對原聚類分析作業(yè)改作對應(yīng)分析并相互比較。
第四部分:變量間的相互聯(lián)系。(1)理解典型相關(guān)與一般相關(guān)分析的區(qū)別和聯(lián)系;把握如何從典型相關(guān)中找出典型變量;討論典型相關(guān)系數(shù)的顯著性檢驗與相關(guān)性界定;在典型相關(guān)與典型變量的數(shù)理意義的理解基礎(chǔ)怎么進行相關(guān)分析;注意典型相關(guān)分析與對應(yīng)分析的結(jié)合的可能性;討論練習(xí)題,要求有學(xué)生上講臺主講。(2)掌握線性多重多元回歸的基本解法;注意雙重篩選逐步回歸分析與普通回歸的區(qū)別;弄清逐步回歸與逐步判別的聯(lián)系與區(qū)別;雙重篩選逐步回歸的目標(biāo)模型是什么?討論雙重篩選逐步回歸分析適應(yīng)范圍及其優(yōu)缺點;以上市公司公布的信息為例7課堂討論雙重篩選逐步回歸分析的應(yīng)用;考慮自選數(shù)據(jù)作一個回歸分析小論文。(3)非線性回歸建模;理解列聯(lián)表本身表明的特性;理解對數(shù)線性模型與logistic回歸表明的特性;對兩個模型的數(shù)量特征進行定性分析。
參考文獻
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作者:黃超 單位:華中師范大學(xué)數(shù)學(xué)與統(tǒng)計學(xué)學(xué)院